云南省文山州重点中学2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含答案）

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文山州重点中学2022-2023学年高二下学期期末考试
物理
注意事项:
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题（共8小题，每题3分，共24分）
1. 下列关于物体的温度、内能和热量的说法正确的是(　　)
A. 物体的温度越高，所含热量越多
B. 物体的内能越大，所含热量越多
C. 物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大
D. 物体的温度不变，其内能就不变
2. 氢原子的能级示意图如图所示，用光子能量为12.75 eV的一束光照射一群处于基态的氢原子，下列说法正确的是(　　)
A. 这些处于基态的氢原子会被电离
B. 这些处于基态的氢原子会跃迁到n＝3能级
C. 照射后可能观测到氢原子辐射有3种不同波长的光
D. 照射后可能观测到氢原子辐射有6种不同波长的光
3. 如图所示，大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B
相互排斥，静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β，
且α＜β，两小球在同一水平线上，由此可知(　　)
B球受到的库仑力较大，电荷量较大
B. B球的质量较大
C. B球受到的拉力较大
D. 两球相互作用的库仑力大小相等
4. 如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁间的摩擦忽略不计．置于真空中的轻弹簧一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡状态．经过此过程(　　)
A. Ep全部转换为气体的内能
B. Ep一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C. Ep全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D. Ep一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
5. 一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交流电压随时间变化的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)
A. 该交流电压的频率为5 Hz
B. 状态P时线圈处于中性面位置
C. 用交流电压表测量时电压表示数为U0
D. 该交流电压可使得最低发光电压为0.5 U0的发光二极管在1 min内闪光600次
6. 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是(　　)
A. B.
C. D.
7. 如图甲所示，正方形导线框abcd放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．下列选项中能正确表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是(规定水平向左为力的正方向)(　　)
A. B.
C. D.
8. 如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车足够长，则(　　)
A. 木块的最终速度为v0
B. 由于车上表面粗糙，小车和木块组成的系统动量不守恒
C. 车上表面越粗糙，木块减少的动量越多
D. 车上表面越粗糙，小车获得的动量越多
二、多选题（共4小题）
9. 下列关于多普勒效应的说法中正确的是(　　)
A. 只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
B. 如果波源静止，就观察不到多普勒效应
C. 当波源靠近观察者运动时，波源的频率不变
D. 当波源远离观察者运动时，观察者接收到的频率减小
10. 如图所示，abcd为水平放置的平行光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻大小为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向向右滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则(　　)
电路中感应电动势的大小为
B. 电路中感应电流的大小为
C. 金属杆所受安培力的大小为
D. 金属杆的热功率为
11. 如图A1、A2是两个电流表，AB和CD两支路直流电阻相同，R是变阻器，L是带铁芯的线圈，下列结论正确的有(　　)
A. 刚闭合K时，A1示数大于A2示数
B. 闭合K后(经足够长时间)，A1示数等于A2示数
C. 刚断开K的瞬间，A1示数大于A2示数
D. 断开K后，通过R的电流方向与断开K前相反
12. 如图所示，理想变压器原线圈接在u＝220sin100πt(V)的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，为了使图中“100 V　50 W”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是(　　)
仅将滑片P向上滑动
B. 仅将滑片P向下滑动
C. 仅在副线圈电路中并联一个阻值为20 Ω的电阻
D. 仅在副线圈电路中串联一个阻值为20 Ω的电阻
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（共2小题）
13. 某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证木块间相互作用时动量守恒。
(1)该同学还必须有的器材是__________________________________________。
(2)需要直接测量的物理是(写出相应的名称及符号)__________________________________________________________________。
(3)用所得数据验证动量守恒的关系式是_______________________________。
(4)桌面左右两端间的距离，对实验结果的准确性________(选填“有”或“无”)影响。
14. 一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(小于2 Ω)．图中电压表量程为0～1 V，内阻RV＝380.0 Ω；定值电阻R0＝20.0 Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9 Ω；S为开关．按电路图连接电路．完成下列填空：
(1)为保护电压表，闭合开关S前，电阻箱接入电路的阻值可以选________Ω(选填“5.0”或“15.0”)；
(2)闭合开关S，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；
(3)根据图 (a)所示电路，用R、R0、RV、E和r表示，得＝________；
(4)利用测量数据，做－R图线，如图(b)所示：
(5)通过图(b)可得E＝________V(保留2位小数)，r＝________Ω(保留1位小数)；
(6)若将图(a)中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E′，由此产生的误差为×100%＝________%.
第Ⅱ卷 非选择题
四、计算题（共3小题）
15. 研究光电效应规律的实验装置如图所示，光电管的阴极材料为金属钾，其逸出功为W0＝2.25 eV，现用光子能量为10.75 eV的紫外线照射光电管，调节变阻器滑片位置，使光电流刚好为零．求：
(1)电压表的示数；
(2)若照射光的强度不变，紫外线的频率增大一倍，阴极K每秒内逸出的光电子数如何变化，到达阳极的光电子最大动能为多大；
(3)若将电源的正负极对调，到达阳极的光电子最大动能为多大．
16. 如图所示，质量为m＝1 kg、电荷量为q＝5×10－2C的带正电的小滑块，从半径为R＝0.4 m的固定的光滑绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下。整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知E＝100 V/m，方向水平向右；B＝1 T，方向垂直纸面向里。求：(g取10 m/s2)
(1)滑块到达圆弧轨道最低点C时的速度；
(2)滑块到达C点时对轨道的压力大小。
17. 如图所示，在光滑水平地面上有一辆质量m1＝3.98 kg的平板小车，小车上表面离地高度h＝0.2 m，小车右端有一个质量m2＝1 kg的木块(木块可视为质点)，小车与木块一起静止在地面上．一颗质量m0＝20 g的子弹以v0＝300 m/s的初速度水平向右飞行，瞬间击中小车并留在其中．木块与小车上表面之间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2.
(1)如果木块刚好不从小车上掉下，求小车的长度L0；
(2)如果小车长度L＝0.25 m，求木块落地瞬间与小车左端的水平距离x.
1. C 2. D 3. D 4. D 5. D 6. B 7. A 8. A 9. CD 10. BC 11. BD 12. BD
13. (1)刻度尺、天平　(2)两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离x1、x2　(3)m1x1＝m2x2　(4)无
14. (1)15.0 (3)·R＋＋(5)1.55　1.0　(6)5
【解析】(1)为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端的电压不能比电压表满偏电压大，则由并联电路分压可得＝，
代入数据解得R＝7.5 Ω，
因此选15.0 Ω.
(3)由闭合回路欧姆定律可得E＝U＋(R＋r)，
化简可得＝·R＋＋r.
(5)由上面公式可得＝k＝，
＋r＝b＝＋，
由－R图像计算可得k＝0.034 V－1·Ω，
b＝0.68 V－1，
代入可得E≈1.55 V，r≈1.0 Ω.
(6)如果电压表为理想电压表，则可有＝＋＋R，
则此时E′＝，
因此误差为η＝×100%＝5%.
15. (1)8.50 V　(2)减为原来的一半　10.75 eV
(3)17.00 eV
【解析】(1)由光电效应方程得光电子最大初动能Ek＝hν－W0＝8.50 eV
光电管两端加有反向电压，光电子由K向A做减速运动．
由动能定理得－eU＝EkA－Ek
因EkA＝0
则U＝＝8.50 V.
(2)设光的强度为nhν，光强不变，频率增大一倍，则每秒入射的光子数n减为原来的一半，阴极K每秒内逸出的光电子数也减为原来的一半，由光电效应方程得光电子的最大初动能Ek′＝hν′－W0＝2hν－W0＝19.25 eV，电子由阴极向阳极做减速运动．
由动能定理得－eU＝EkA′－Ek′
得EkA′＝10.75 eV.
(3)若将电源的正负极对调，光电管上加有正向电压，光电子从阴极向阳极做加速运动
由动能定理得eU＝EkA″－Ek
得EkA″＝17.00 eV.
16. (1)2 m/s，方向水平向左 (2)20.1 N
【解析】以滑块为研究对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg，方向竖直向下；静电力qE，方向水平向右；洛伦兹力F＝qvB，方向始终垂直于速度方向。
(1)滑块从A到C过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得：mgR－qER＝mv，
解得vC＝＝2 m/s，方向水平向左。
(2)根据洛伦兹力公式得：F＝qvCB＝5×10－2×2×1 N＝0.1 N，方向竖直向下。
在C点根据牛顿第二定律：FN－mg－F＝m
代入数据得：FN＝20.1 N。
根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力大小为20.1 N。
17. (1)0.45 m　(2)0.2 m
【解析】(1)子弹射入小车的过程，取向右为正方向，以子弹和小车组成的系统为研究对象，系统动量守恒，根据动量守恒定律得m0v0＝(m0＋m1)v1，
其中m0＝20 g＝0.02 kg，
解得二者的共同速度v1＝1.5 m/s，
木块刚好不从小车上掉下，木块到达小车左端时与小车速度相同，设共同速度大小为v2，根据动量守恒定律得
(m0＋m1)v1＝(m0＋m1＋m2)v2，
根据能量守恒定律得
(m0＋m1)v12＝(m0＋m1＋m2)v22＋μm2gL0，
解得L0＝0.45 m.
(2)设木块离开小车时木块和小车的速度大小分别为v3和v4.
根据动量守恒定律得(m0＋m1)v1＝(m0＋m1)v4＋m2v3，
根据能量守恒定律得
(m0＋m1)v12＝(m0＋m1)v42＋m2v32＋μm2gL，
解得v4＝1.4 m/s，v3＝0.4 m/s，
木块离开小车后做平抛运动，小车向右做匀速直线运动，则h＝gt2，
木块落地后瞬间与小车左端的水平距离为x＝(v4－v3)t＝0.2 m.
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