河北省张家口市2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-08 类型：期末考试

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一、单选题

1. 为了做好新冠疫情防控工作，学校利用红外测温枪对出入学生进行体温检测。下列关于红外测温枪的说法正确的是（）

A、红外测温枪接收到的是学生身体的热量信号 B、体温越高，测温枪接收到的最强辐射频率越高 C、红外线是光，不属于电磁波 D、红外线属于电磁波，其波长小于紫外线的波长

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2. 下列说法不正确的是（）

A、氢气和氧气温度相同时，氢气分子的平均动能等于氧气分子的平均动能 B、10g0℃的冰变为10g0℃的水，内能变大 C、悬浮在液体中的花粉微粒的运动是布朗运动，反映了液体分子对固体微粒撞击的不平衡性 D、密闭容器中一定质量的气体，体积不变，温度升高，气体分子对器壁单位面积上碰撞的平均作用力可能不变

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3. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（）

A、0~0.5s时间内，振子的加速度方向向右，大小从零变为最大 B、0.5~1.0s时间内，振子所受回复力方向向右，大小从零变为最大 C、1.0~1.5s时间内，振子的速度方向向右，大小从零变为最大 D、1.5~2.0s时间内，振子的动量方向向右，大小从零变为最大

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4. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子从位置 $x_{3}$ 处由静止释放后仅在分子间相互作用力下沿x轴运动，两分子间的分子势能 $E_{p}$ 与两分子间距离x的变化关系如图中曲线所示，已知图中分子势能最小值为 $- E_{0}$ ，下列说法正确的是（）

A、乙分子在位置 $x_{2}$ 时，加速度为0 B、乙分子在位置 $x_{1}$ 时，其动能最大 C、乙分子在位置 $x_{2}$ 时，动能等于 $E_{0}$ D、甲、乙分子的最小距离等于 $x_{1}$

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5. 如图所示为双缝干涉的原理图，单缝 $S_{0}$ 、屏上的 $P_{0}$ 点均位于双缝 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气时，屏上P点处是 $P_{0}$ 上方的第4条暗条纹的中心，屏上 $P_{0}$ 点与P点间的干涉条纹间距为 $Δ x_{1}$ 。已知入射光在空气中的波长为 $λ$ ，空气中的光速近似为c，双缝与屏之间的距离为L，则双缝 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 的距离为（）

A、 $\frac{L λ}{Δ x_{1}}$ B、 $\frac{4 L λ}{Δ x_{1}}$ C、 $\frac{7 L λ}{2 Δ x_{1}}$ D、 $\frac{9 L λ}{2 Δ x_{1}}$

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6. 如图所示为氢原子的能级示意图，已知锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（）

A、一群处于 $n = 5$ 能级的氢原子向基态跃迁时，能放出8种不同频率的光 B、一群处于 $n = 5$ 能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，其中有4种不同频率的光能使锌板发生光电效应 C、用能量为10.30eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D、假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为 $\frac{1}{n - 1}$ ，则对 $N_{A}$ 个处于 $n = 3$ 能级的氢原子，跃迁过程中辐射的光子的总数为 $2 N_{A}$ 个

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7. 某加速度计工作原理如图所示，滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用两劲度系数相同的轻弹簧与框架连接，R为滑动变阻器，其滑动片与滑块固定连接；两个电池的电动势均恒为E，内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，此时两弹簧均为原长，滑动片恰好在变阻器的中间位置。已知滑动片与滑动变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比，当a端的电势高于b端时电压表的指针向零点右侧偏转。若将电压表的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，并将此加速度计按图示方式固定在一辆运动的汽车上，汽车沿弹簧方向向前行驶，发现指针向零点左侧偏转。下列说法正确的是（）

A、加速度表盘的刻度非均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在加速 B、加速度表盘的刻度非均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在减速 C、加速度表盘的刻度均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在加速 D、加速度表盘的刻度均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在减速

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二、多选题

8. 随着科技的发展，人类对物质的认识不断深入，使很多现象有了较为正确的解释。下列说法正确的是（）

A、用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是单晶体 B、给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉 C、布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水主要是因为液体存在表面张力的作用 D、液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性

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9. 太阳辐射的总功率约为 $4 \times 1 0^{26} W$ ，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为 $m_{1}$ 的氘核（ $_{1}^{2} H$ ）和一个质量为 $m_{2}$ 的氚核（ $_{1}^{3} H$ ）结合为一个质量为 $m_{3}$ 的氦核（ $_{2}^{4} H e$ ），并放出一个X粒子，同时释放大约17.6MeV的能量，已知光速 $c = 3.0 \times 1 0^{8} m / s$ ， $1 e V = 1.6 \times 1 0^{- 19} J$ 。下列说法正确的是（）

A、X粒子是中子 B、X粒子的质量等于 $m_{1} + m_{2} - m_{3}$ C、太阳每进行一次核聚变反应亏损质量约为 $3 \times 1 0^{- 26} k g$ D、太阳每秒因为辐射损失的质量约为 $4.4 \times 1 0^{9} k g$

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10. 一定质量的理想气体从状态a开始，经历a→b→c→d→a一次循环回到原状态，其体积随热力学温度变化的图像如图所示，其中ab、dc均垂直于横轴，ad、bc的延长线均过原点O。下列说法正确的是（）

A、在状态a时，单位时间内碰撞容器壁单位面积上的气体分子数最少 B、气体在状态b时的内能大于它在状态d时的内能 C、经历a→b→c→d→a一次循环，外界对气体做正功 D、经历a→b→c→d→a一次循环，外界对气体做负功

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三、实验题

11. 如图甲所示，一验电器与锌片相连，在O处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角。

(1)、现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将（选填“增大”“减小”或“不变”）；

(2)、使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针（选填“有”或“无”）偏转；

(3)、为了进一步研究光电效应的规律，设计了如图乙所示的电路，图中A和K为光电管的两极，其中K为阴极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为9.3eV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。

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12. 如图甲所示，某同学在“测量玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面 $a a^{'}$ 和 $b b^{'}$ 。O为直线AO与 $a a^{'}$ 的交点。在直线OA上竖直地插上 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 两枚大头针，接下来插上大头针 $P_{3}$ ，使 $P_{3}$ 挡住 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 的像，插上大头针 $P_{4}$ ，使 $P_{4}$ 挡住 $P_{3}$ 和 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的像。

(1)、过 $P_{3}$ 、 $P_{4}$ 作直线交 $b b^{'}$ 于 $O^{'}$ ，过 $O^{'}$ 作垂直于 $b b^{'}$ 的直线 $N N^{'}$ ，连接 $O O^{'}$ 。测量图中角 $α$ 和 $β$ 的大小，则玻璃砖的折射率 $n =$ ；

(2)、关于该实验，下列说法正确的是____；（多选，选填选项前的字母）

A、入射角适当大些，可以提高精确度 B、 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 及 $P_{3}$ 、 $P_{4}$ 之间的距离取得大些，可以提高精确度 C、 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的间距、入射角的大小均与实验的精确度无关 D、选择 $a a^{'}$ 和 $b b^{'}$ 的距离更大的玻璃砖可以减小实验误差

(3)、如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面 $a a^{'}$ 和 $b b^{'}$ 的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值（选填“大于”“小于”或“等于”）准确值；

(4)、该同学准确地画好玻璃砖界面 $a a^{'}$ 和 $b b^{'}$ 后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，如图丙所示。若其他操作正确，则折射率的测量值（选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。

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四、解答题

13. 2021年12月9日，“天宫课堂”第一课正式开讲，某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图所示。已知玻璃砖内圆半径为R，外圆半径为2R，光线a沿半径方向射入玻璃砖，光线b与光线a平行，两束光线之间的距离 $x = \sqrt{3} R$ ，光线b经折射后恰好与内柱面相切，光在真空中的传播速度为c，不考虑光线反射，求：

(1)、光在该玻璃中的折射率n；

(2)、光线a、b在该玻璃砖中传播的时间差 $Δ t$ 。

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14. 一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上 $x_{1} = 1 m$ 和 $x_{2} = 8 m$ 处的质点的振动图像分别如图甲、乙所示。

(1)、若这列波的波长 $λ$ 符合 $λ < x_{2} - x_{1} < 2 λ$ ，则该波的波速多大？

(2)、若波速大小为2m/s，则波的传播方向如何？

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15. 如图甲所示，一端带有卡口的导热汽缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞A封闭在该汽缸内，活塞A可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始时活塞A与汽缸底的距离 $L_{1} = 9 c m$ ，离汽缸口的距离 $L_{2} = 3 c m$ 。已知活塞A的质量 $m = 20 k g$ ，横截面积 $S = 100 c m^{2}$ ，外界气温为27℃，大气压强为 $1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，活塞厚度不计。现将汽缸缓慢地转到开口竖直向上放置，待稳定后对汽缸内气体逐渐加热。

(1)、使活塞A缓慢上升到上表面刚好与汽缸口相平，求此时缸内气体的热力学温度；

(2)、在对缸内气体加热过程中，活塞A缓慢上升到上表面刚好与汽缸口相平，缸内气体净吸收 $Q_{1} = 370 J$ 的热量，求气体增加了多少焦耳的内能；

(3)、在（2）问基础上，继续加热，当缸内气体再净吸收 $Q_{2} = 474 J$ 的热量时，求此时缸内气体的温度和压强；（已知一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比）

(4)、若汽缸水平放置时，在卡口内紧贴卡口放置一个活塞B（活塞B除带有一轻质进气阀外，其余均与活塞A相同），把汽缸分为Ⅰ和Ⅱ两部分，Ⅱ中充有同种理想气体，此时活塞A位置未动，活塞B恰好没有挤压卡口，如图乙所示。同样先将汽缸缓慢地转到开口竖直向上放置，稳定后通过活塞B上的进气阀缓慢向Ⅱ中注入同种理想气体，活塞A距汽缸底端 $L_{3} = 3 c m$ 时，停止注入气体，关闭进气阀。求注入Ⅱ中的气体质量与Ⅰ中气体质量之比。

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