广东省梅州市2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-07-15 类型：期末考试

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一、单选题

1. 关于生活的各种物理知识，下列说法不正确的是（）

A、食盐晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能也不变 B、水烧开后，沸腾的水变成水蒸气，水分子间引力做负功，分子势能增大 C、“中国天眼”是世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，可以接收宇宙深处的微弱电磁波 D、红色电影《永不消逝的电波》是永恒的经典，各种频率的电磁波在真空中以相同的速度传播

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2. “嫦娥五号”返回器于2020年12月带回1731克月球土壤，月球土壤富含的 $_{2}^{3} H e$ 是理想的热核反应原料，其核反应方程为 $2_{2}^{3} H e \to_{2}^{4} H e + 2 X$ ，则（）

A、该核反应可在常温下发生 B、该核反应类型为重核裂变 C、X为中子 D、该核反应前后质量数守恒

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3. 光谱分析仪能够灵敏、迅速地根据物质的光谱来鉴别物质，及确定它的化学组成和相对含量。如图所示为氢原子的能级示意图，则关于氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征，下列说法中正确的是（）

A、大量处于 $n = 4$ 能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出3种不同频率的光子 B、大量处于 $n = 3$ 能级的氢原子吸收能量为 $0.9 e V$ 的光子可以跃迁到 $n = 4$ 能级 C、处于基态的氢原子吸收能量为 $14 e V$ 的光子可以发生电离 D、氢原子发射光谱属于连续光谱

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4. 如图所示，某老师上课做演示实验时，用绳吊起一个铝环，用手拿住磁铁使其N极去靠近铝环。下列说法正确的是（）

A、铝环有扩大的趋势 B、铝环将会远离磁铁 C、从A向B看，铝环中有顺时针方向电流 D、铝环中的电能是凭空产生的

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5. 2022年4月16日，“太空出差三人组”终于回家了，天宫一号是中国第一个空间实验室，航天员在完全失重的情况下做实验，下列说法正确的有（）

A、王亚平挤出的小水滴在天宫一号内漂浮，小水滴的运动是布朗运动 B、完全失重的情况下，密封瓶里的理想气体对容器壁没有作用力 C、密封瓶里的理想气体在等温变化的过程中，内能一定不变 D、完全失重的情况下，热量不可能从低温物体传递到高温物体

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6. 自感线圈广泛应用在无线电技术中，是交流电路或无线电设备中的基本元件．如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则（）

A、开关S闭合时，A、B亮度始终相同 B、开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，随后A灯变暗直至熄灭，B灯逐渐变更亮 C、开关S断开瞬间，A、B立即熄灭 D、开关S断开瞬间，A、B都闪亮一下逐渐熄灭

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7. 如图所示是手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同。已知发射线圈、接收线圈匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 5 ： 1$ ， C、D端输出电压 $u_{2} = 5 \sqrt{2} s i n (2 π \times 1 0^{5} t) (V)$ ，则A、B端输入电压（）

A、周期为 $2 \times 1 0^{- 5} s$ B、最大值为 $25 V$ C、有效值为 $25 \sqrt{2} V$ D、频率为 $100 k H z$

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二、多选题

8. 装修工人在靠墙位置随手放置了一个合金窗纱，可看成正方形金属线框 $a b c d$ ，如图所示，空间中存在竖直向下的匀强磁场，金属线框在重力作用下滑倒在地，即 $a b$ 边贴着墙面向下运动、 $c d$ 边贴着地面向左运动，此过程中线框的（）

A、磁通量增加 B、磁通量减小 C、感应电流方向为 $a b c d a$ D、感应电流方向为 $a d c b a$

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9. 光电管是应用光电效应原理实现光信号转化为电信号的一种传感器，主要应用于各种自动化控制、光纤通讯、太阳能电池等，现用如图所示装置研究光电效应现象，三次用同一光电管在不同光照条件下实验，记录微安表的示数I随光电管电压U的变化情况，得到甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线。下列说法正确的是（）

A、甲光的频率小于乙光的频率 B、丙光的波长大于乙光的波长 C、甲光和丙光产生的光电子最大初动能相同 D、甲光和丙光的强弱程度相同

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10. 如图，高压输电线上使用“ $a b c d$ 正方形间隔棒”支撑导线 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 、 $L_{3}$ 、 $L_{4}$ ，目的是固定导线间距，防止导线相碰． $a b c d$ 的几何中心为O，当四根导线通有等大同向电流时（）

A、几何中心O点的磁感应强度不为零 B、几何中心O点的磁感应强度为零 C、 $L_{1}$ 对 $L_{2}$ 的安培力小于 $L_{1}$ 对 $L_{3}$ 的安培力 D、 $L_{1}$ 所受安培力的方向沿正方形的对角线 $a c$ 方向

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三、实验题

11. 某实验小组在做“油膜法估测油酸分子大小”的实验中，需使油酸在水面上形成（选填“单”或“多”）分子层油膜，为使油酸尽可能地散开，将纯油酸用酒精稀释，若稀释后的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL，一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积V为m³ ，油酸未完全散开就开始测量油酸膜的面积S，会导致油酸分子直径的计算结果（选填“偏大”或“偏小”）。

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12. 某实验小组利用热敏电阻制作温控报警器，当温度到达或超过 $60 ℃$ 时，发出警报。
操作如下：

(1)、测量热敏电阻在 $60 ℃$ 时的阻值，该热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低。有以下实验器材可供选择。
A．电源E（电动势为 $15 V$ ，内阻不计）

B．电流表A（量程为 $0.6 A$ ，内阻约 $5 Ω$ ）

C．电压表V（量程为 $15 V$ ，内阻约 $10 K Ω$ ）

D．滑动变阻器 $R_{1}$ （最大电阻为 $10 Ω$ ，额定电流 $1.5 A$ ）

E．滑动变阻器 $R_{2}$ （最大电阻为 $500 Ω$ ，额定电流为 $1.0 A$ ）

F．热敏电阻 $R_{L}$ （60℃时阻值在 $20 ~ 30 Ω$ 之间）

①为了更准确测定阻值，滑动变阻器应选择（选填“ $R_{1}$ ”或“ $R_{2}$ ”），电路图应选择图8中的（选填“甲“或“乙”）；

②对热敏电阻加热至60℃，保持温度不变，调节滑动变阻器，得到电压表和电流表的多组数据，已在图8丙中描好点，请在图中画出 $I - U$ 图像，并得到 $R_{L} =$ $Ω$ （计算结果保留2位有效数字）。

(2)、调试报警器
①按照图丁连接器材，报警器报警最低电流为 $0.01 A$ ，功率极小，电源为可调电源，内阻不计，调试时输出电压为 $3 V$ ；

②在常温下，闭合开关 $S_{1}$ ，开关 $S_{2}$ 接通b，将电阻箱的阻值调为 $R_{L}$ ，调节滑动变阻器，直至报警器警报。再将开关 $S_{2}$ 接通a，报警器调试完成。有三种滑动变阻器 $R_{3}$ 、 $R_{4}$ 、 $R_{5}$ 可供选择，其最大阻值分别为 $30 Ω$ 、 $300 Ω$ 、 $3000 Ω$ ，为方便调节，应选择（选填“ $R_{3}$ ”、“ $R_{4}$ ”或“ $R_{5}$ ”）。

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四、解答题

13. 磁力刹车是为保证过山车在最后进站前的安全而设计的一种刹车形式，如图甲所示，磁场很强的敏磁铁长条安装在水平轨道上，刹车金属片安装在过山车底部或两侧，简化为图乙的模型，相距为 $L = 0.5 m$ 、水平放置的导轨处于磁感应强度大小为 $B = 20 T$ 、方向竖直向下的匀强磁场中，整个回路中的总电阻为 $R = 10 Ω$ ，将过山车上的刹车金属片等效为一根金属杆 $A B$ ，过山车的质量为 $m = 100 k g$ ，过山车与水平轨道动摩擦因数为 $μ = 0.1$ ，不计空气阻力，若过山车进入水平磁力刹车轨道开始减速时，速度为 $v = 20 m / s$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，求此时：

(1)、流过 $A B$ 的电流大小和 $A B$ 两点电势高低；

(2)、过山车的加速度大小。

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14. 水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。如图甲所示，在广东梅州某中学的科技创新节上，理化协会的同学们用可乐瓶制作了一支水火箭。简化为如图乙所示的模型，体积为2.5L的充气瓶（箭体）内有体积为 $V_{1} = 0.5 L$ 的水和压强为1个标准大气压、体积为 $V_{2} = 2 L$ 的空气。用气室体积为 $V_{0} = 400 m L$ 的打气筒给箭体充气，当水火箭内部气压达到3个标准大气压时压缩空气可将活塞顶出，向后喷水，箭体发射。设充气过程气体温度不变，瓶的体积和水的体积变化不计，水的密度 $ρ_{水} = 1.0 \times 1 0^{3} k g / m^{3}$ 。求：

(1)、水喷出后，箭体内气体的温度升高还是降低，简要说明理由；

(2)、要使水火箭发射出去，需要用打气筒打几次气；

(3)、使水火箭沿水平方向放置，压缩空气压出水流使火箭运动，已知箭体质量是 $m = 0.2 k g$ ，假设水流喷出保持对地速度 $v_{1} = 10 m / s$ 不变，忽略阻力，箭体可获得的水平速度v₂为多大。

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15. 利用电磁场改变电荷运动的路径，与光的传播、平移等效果相似，称为电子光学。如图所示，在 $x O y$ 坐标平面上，第三象限存在着方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，在其余象限存在垂直纸面的匀强磁场，其中第一、二象限向外，第四象限向里，磁感应强度大小均为B（未知）。在坐标点 $(0 ， - \frac{L}{2})$ 处有一质量为m、电荷量为q的正电粒子，以初速度 $v_{0} = \sqrt{\frac{3 q E L}{m}}$ 沿着x轴负方向射入匀强电场，粒子在运动过程中恰好不再返回电场，忽略粒子重力。求：

(1)、粒子第一次进入磁场时的速度v；

(2)、磁感应强度B的大小；

(3)、从射入电场到第3次经过x轴的时间。

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