广西桂林市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. 下列有关传感器的说法中错误的是（）

A、电子秤所使用的测力装置是力传感器 B、宾馆房间的火灾报警器应用了力传感器 C、霍尔元件是将磁感应强度转换为电压的一种磁传感器 D、电熨斗能够自动控制温度应用了双金属片温度传感器

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2. 下列选项中关于产生感应电流的说法正确的是（）

A、图（1）磁铁靠近有缺口的铝环时，铝环中会产生感应电流 B、图（2）金属线框ABCD平行于通有恒定电流的长直导线上下移动时，线框中会产生感应电流 C、图（3）两平行金属棒在金属导轨上沿反方向运动时，整个回路会产生感应电流 D、图（4）闭合金属框在匀强磁场中匀速运动时，金属框中会产生感应电流

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3. 如图，一交变电压前半个周期按正弦规律变化，峰值为 $4 \sqrt{2} V$ ，后半个周期电压保持为 $4 V$ 不变，则此交变电压的有效值为（）

A、 $4 V$ B、 $4 \sqrt{2} V$ C、 $3.5 V$ D、 $5 \sqrt{2} V$

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4. 我国第一代核潜艇总设计师黄旭华院士中学时期曾于桂林市求学，2019年9月17日黄院士荣获中华人民共和国最高荣誉勋章“共和国勋章”。核动力潜艇上核反应堆中可能的一个核反应方程为 $_{92}^{235} U +_{0}^{1} n \to_{56}^{144} B a +_{36}^{89} K r + x_{0}^{1} n$ 。下列说法正确的是（）

A、该核反应属于原子核的衰变 B、核反应方程式中 $x = 2$ C、该核反应过程吸收能量 D、 $_{92}^{235} U$ 核的比结合能小于 $_{56}^{144} B a$ 核的比结合能

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5. 随着绿色环保理念深入人心，电动汽车市场日趋火爆，电池充电技术飞速发展。如图为某科技公司利用电磁感应原理设计的无线充电桩原理示意图，若汽车以22kW的恒定功率充电，送电线圈连接 $u = 220 \sqrt{2} s i n 100 π t (V)$ 的交流电，不计能量损失，下列说法正确的是（）

A、送电线圈中的电流为100A B、受电线圈中电流的频率为100Hz C、仅减小送电线圈的匝数，会增大电池端的输出电流 D、仅减小送电线圈的匝数，会减小电池端的输出电压

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6. 如图，交流电源的电动势有效值与直流电源的电动势相等，两电源的内阻均可忽略，三个灯泡是完全相同的，分别与定值电阻、电感器和电容器相接。当S接1时三个灯泡的亮度相同，那么S接2时

A、三个灯泡亮度相同 B、甲灯比乙灯亮，丙灯不亮 C、甲灯比乙灯暗，丙灯不亮 D、甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮

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7. 如图甲所示，电阻为5Ω、匝数为100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与电阻R相连， $R = 95 Ω$ 。线圈内有垂直于纸面向里的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。则下列说法正确的是（）

A、A点的电势小于B点的电势 B、线圈中的感应电流沿顺时针方向 C、0.1s时间内通过电阻R的电荷量为0.05C D、0.1s时间内电阻R产生的焦耳热为5J

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8. 家庭装修中不合格的天然大理石有可能释放出过量的放射性元素氡 $_{86}^{222} R n$ 。氡 $_{86}^{222} R n$ 衰变为钋 $_{84}^{218} P o$ ，半衰期为3.8天，则（）

A、衰变方程为 $_{86}^{222} R n \to_{84}^{218} P o +_{2}^{4} H e$ B、氡 $_{86}^{222} R n$ 发生一次衰变会减少4个中子 C、北方比南方气温低，氡 $_{86}^{222} R n$ 的半衰期会变长 D、16个氡 $_{86}^{222} R n$ 经过11.4天后还剩下2个氡 $_{86}^{222} R n$

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9. 如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据玻尔理论，下列说法中正确的是（）

A、从 $n = 4$ 能级跃迁到 $n = 3$ 能级比从 $n = 3$ 能级跃迁到 $n = 2$ 能级辐射出的光子能量大 B、大量处于 $n = 4$ 能级的电子向低能级跃迁时可辐射出4种频率的光子 C、从 $n = 4$ 能级跃迁到 $n = 3$ 能级，电子的电势能减小 D、从 $n = 3$ 能级跃迁到 $n = 2$ 能级时辐射的光子可以使逸出功为2.5eV的金属发生光电效应

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10. 如图所示，水平的平行虚线间距为d，其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个正方形线框边长为 $l (d > l)$ ，质量为m，电阻为R。开始时线框的下边缘到磁场上边缘的距离为h。将线框由静止释放，其下边缘刚进入磁场时，线框的加速度恰好为零，则线框进入磁场的过程和穿出磁场的过程相比较，有（）

A、产生的感应电流的方向相同 B、所受的安培力的方向相反 C、进入磁场的过程中产生的热量大于穿出磁场的过程中产生的热量 D、进入磁场过程中所用的时间大于穿出磁场过程中所用的时间

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二、多选题

11. 物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是（）

A、普朗克提出了光子说，成功地解释了光电效应现象 B、卢瑟福用 $α$ 粒子轰击 $_{7}^{14} N$ 获得原子核 $_{8}^{17} O$ 并发现了质子 C、贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在电子 D、玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律

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12. 如图甲所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量 $Φ$ 随时间t的变化规律如图乙所示。线圈匝数为10匝，电流表A为理想电流表。则（）

A、1分钟内电流方向改变60次 B、 $t = 0.5 s$ 时感应电动势最大 C、 $t = 0.5 s$ 时电流表示数为零 D、线圈感应电动势的最大值为2V

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13. 如图所示的电路中，三个灯泡A、B、C完全相同，电感L的自感系数很大，其直流电阻与定值电阻R相等，D为理想二极管，下列判断中正确的是（）

A、闭合开关S的瞬间，灯泡A和C同时亮 B、闭合开关S的瞬间，只有灯泡C亮 C、闭合开关S稳定后，灯泡A、B、C一样亮 D、在电路稳定后，断开开关S的瞬间，灯泡B要亮一下再熄灭

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14. 如图甲所示，电阻不计且间距 $L = 1 m$ 的光滑平行金属导轨竖直放置。上端接一阻值 $R = 2 Ω$ 的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量 $m = 0.1 k g$ 、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平。已知杆ab进入磁场时的速度 $v_{0} = 1 m / s$ ，下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示，g取 $10 m / s^{2}$ ，则（）

A、金属杆上的感应电流方向为a到b B、匀强磁场的磁感应强度为2T C、杆ab下落0.3m时金属杆的速度为1.5m/s D、杆ab下落0.3m的过程中电阻R上产生的热量为0.1J

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15. 关于分子动理论及热力学定律，下列说法正确的是（）

A、物体可以从单一热源吸收热量全部用于做功 B、温度高的物体内能一定大 C、一个气体分子的实际体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比 D、气体从外界吸收热量，其内能不一定增加 E、热量可以从低温物体传到高温物体

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16. 一定量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其V-T图像如图所示。下列判断正确的是（）

A、ab过程中气体一定放热 B、ab过程中气体对外界做功 C、bc过程中气体内能保持不变 D、bc过程中气体一定吸热 E、状态a的压强小于状态c的压强

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17. 下列说法中正确的是（）

A、观看3D电影时，所佩戴的眼镜利用了光的衍射知识 B、军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象 C、手机上网时用的wifi信号属于无线电波 D、红光由空气进入水中，波长变长 E、分别用绿光和黄光在同一装置上做双缝干涉实验，用黄光时得到的条纹间距更宽

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18. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在 $t = 0$ 时刻波形如图甲所示，此时该波传播到M点，图乙是位于 $x = 1 m$ 的质点N此后的振动图像，Q是位于 $x = 10 m$ 处的质点。则下列说法正确的是（）

A、所有质点的起振方向为y轴正方向 B、在6s~6.5s时间内，质点M的速度在增大，加速度在减小 C、在 $t = 9 s$ 时，质点N运动到Q点 D、在 $t = 10 s$ 时，质点Q通过的路程为24cm E、在 $t = 12 s$ 时，质点Q的位置坐标为（10m，8cm）

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三、实验题

19. 如下图所示是研究光电效应规律的电路。下图中标有A和K的为光电管。其中K为阴极。A为阳极。

(1)、现接通电源，用光子能量为12.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动。电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；则光电管阴极材料的逸出功为eV，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数；（选填“为零”、或“不为零”）

(2)、已知黄光的频率小于蓝光的频率，某实验小组的同学用强黄光、弱黄光、强蓝光、弱蓝光分别照射同一个光电管做光电效应实验，得到四条光电流I与电压U的关系曲线，如图所示（其中有一条曲线图中未画出），则曲线甲对应的入射光为（填“强黄光”、“弱黄光”、“强蓝光”或“弱蓝光”）。

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20. 传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用，如图甲是一个压力传感器设计电路，要求从表盘上直接读出压力大小，其中R₁是保护电阻，R₂是调零电阻（总电阻200Ω），理想电流表量程为10mA，电源电动势 $E = 10 V$ （内阻不计），压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。

(1)、有三个规格的保护电阻，R₁应选哪一个____。

A、8Ω B、80Ω C、800Ω

(2)、正确选取、安装保护电阻R₁后，要对压力传感器进行调零（要求压力为零时电流表满偏），则调零电阻R₂应调为Ω。

(3)、接下来对表盘进行重新赋值，原5mA刻度线应标注N。

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四、解答题

21. 如图所示的电路中，面积 $S = 0.1 m^{2}$ 、匝数 $n = 10$ 的圆形线圈平行纸面放置，一周期性变化的磁场，其方向正好垂直纸面向外，变化规律满足 $\frac{Δ B}{Δ t} = 10 \sqrt{2} c o s 100 π t (T / s)$ 。已知 $R_{1} = 4 Ω$ ， $R_{2} = 5 Ω$ 、线圈内阻 $r = 1 Ω$ 、交流电流表为理想电流表，求：

(1)、交流电流表的示数；

(2)、在0~5s内，电阻R₁产生的焦耳热。

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22. 发电机的输出电压为 $U_{1} = 250 V$ ，输电线总电阻为 $r =4Ω$ ，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中 $n_{3} ： n_{4} = 190 ： 11$ ，用户获得电压 $U_{4} = 220 V$ ，用户获得的功率 $P_{4} = 1.9 \times 10^{5} W$ ，若不计变压器损失的能量，求：

(1)、高压输电线中的电流强度 $I_{2}$ ；

(2)、升压变压器原、副线圈的匝数比 $n_{1} ： n_{2}$ ；

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23. 如图甲所示，表面绝缘、倾角 $θ = 30 °$ 的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度 $D = 0.40 m$ 的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离 $s = 0.55 m$ 。一个质量 $m = 0.10 k g$ 、总电阻 $R = 0.25 Ω$ 的单匝长方形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长 $L = 0.50 m$ 。从 $t = 0$ 时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上且大小恒定的拉力F作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数 $μ = \frac{\sqrt{3}}{3}$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。

(1)、求线框受到的拉力F的大小：

(2)、求匀强磁场的磁感应强度B的大小及线框ad边的长度；

(3)、已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足 $v = v_{0} - \frac{B^{2} L^{2}}{m R} x$ （式中 $v_{0}$ 为线框向下运动时ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后相对磁场上边界的位移大小），求从 $t = 0$ 时刻开始线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q（即电热）。

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24. 一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示汽缸水平放置。活塞的质量 $m = 20 k g$ ，横截面积 $S = 100 c m^{2}$ ；活塞厚度不计，可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气。开始时汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离 $L_{1} = 12 c m$ ，离汽缸口的距离 $L_{2} = 4 c m$ ，外界气温为27℃，大气压强为 $1.0 \times 1 0^{5} P a$ 。其中 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、先将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置（可看成等温过程），稳定后活塞到汽缸口的距离是多少？

(2)、再待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，此时气体的温度是多少？若此过程气体膨胀对外做功，同时吸收390J热量，则气体内能增加多少？

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25. 如图所示为半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面，O为该横截面的圆心．光线PQ沿着与AB成30⁰角的方向射入玻璃砖，入射点Q到圆心O的距离为 $\frac{\sqrt{3}}{3} R$ ，光线恰好从玻璃砖的中点E射出，已知光在真空中的传播速度为c．
（i）求玻璃砖的折射率；
（ii）现使光线PQ向左平移，求移动多大距离时恰不能使光线从圆弧面射出。（不考虑经半圆柱内表面反射后射出的光）。

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