湖南省郴州市2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-08 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列有关物理学史的说法正确的是（）

A、汤姆孙发现了电子并提出了原子的核式结构模型 B、普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的观念 C、德国物理学家韦伯发现了电磁感应现象，并得出了电磁感应定律 D、玻尔原子理论的成功之处是它保留了经典粒子的概念

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2. 下列说法正确的是（）

A、一群处于 $n = 4$ 的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出10种不同频率的光 B、在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能 $E_{k}$ 越大，则这种金属的逸出功 $W_{0}$ 越大 C、某放射性原子核经过2次 $α$ 衰变和一次 $β$ 衰变，核内中子数减少了5个 D、氡元素的半衰期为3.8天，若有8个氡原子核，则7.6天后还剩2个氡原子核未衰变

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3. 利用如图所示的电路研究光电效应现象，各电表均为理想电表，滑片P的位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则（）

A、减弱入射光的强度，遏止电压变小 B、P不移动时，微安表的示数为零 C、P向a端移动，微安表的示数减小 D、P向b端移动，光电子到达阳极A的最大动能减小

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4. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中， $A \to B$ 和 $C \to D$ 为等温过程， $B \to C$ 和 $D \to A$ 为绝热过程气体与外界无热量交换，这就是著名的“卡诺循环”。下列说法正确的是（）

A、 $A \to B$ 等温过程中，气体从外界吸热并全部用来对外做功，所以违反了热力学第二定律 B、 $B \to C$ 绝热过程中，气体分子的平均动能增大 C、 $C \to D$ 等温过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 D、 $D \to A$ 绝热过程中，外界对气体做功，气体内能增加温度升高

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5. 一理想变压器的原，副线圈的匝数比为3：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻R，原线圈一侧接在电压有效值为220V的正弦交流电源上，则副线圈两端的电压U和原、副线圈回路中电阻R消耗的功率的比值k分别为（）

A、 $U = 66 V$ ， $k = \frac{1}{9}$ B、 $U = 44 V$ ， $k = \frac{1}{9}$ C、 $U = 66 V$ ， $k = \frac{1}{3}$ D、 $U = 44 V$ ， $k = \frac{1}{3}$

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6. 可绕O点转动的金属圆盘置于垂直纸面向里的匀强磁场中，其中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连.套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上，如图所示，导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（）

A、圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动 B、圆盘逆时针匀速转动时，ab棒将向右运动 C、圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动 D、圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动

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7. 下列关于温度及内能的说法中正确的是（）

A、物体的内能可能为零 B、温度高的物体比温度低的物体内能大 C、 $1 k g 10 0^{°} C$ 的水的内能小于 $1 k g 10 0^{°} C$ 的水蒸气的内能 D、相同质量的理想气体如果内能相同，则它们的分子平均动能一定相同

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二、多选题

8. 如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，当元件内通入方向向右的电流I，且处于垂直于上表面方向向下的匀强磁场B中，此时元件的前、后表面间电压为 $U_{H}$ ，则（）

A、前表面的电势比后表面的低 B、其它条件不变，前、后表面间的电压 $U_{H}$ 与B成正比 C、其它条件不变，前、后表面间的电压 $U_{H}$ 与c成正比 D、自由电子受到的洛伦兹力大小为 $\frac{e U_{H}}{a}$

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9. 如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒 $a b$ 、 $c d$ 静止在导轨上，导体棒垂直于导轨放置。 $t = 0$ 时，棒 $a b$ 以初速度 $v_{0}$ 沿导轨向右滑动。两导体棒的质量都为 $m$ ，两导体棒接入回路的电阻都为 $R$ ，其余部分的电阻忽略不计，磁感应强度为 $B$ ，两轨道间距为 $L$ ，下列说法正确的是（）

A、两棒最后的速度都为零 B、导体棒 $a b$ 的最大加速度为 $\frac{B^{2} L^{2} v_{0}}{2 m R}$ C、导体棒 $c d$ 产生的电热为 $\frac{m {v_{0}}^{2}}{4}$ D、通过导体棒 $c d$ 的电荷量为 $\frac{m v_{0}}{2 B L}$

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10. 磁悬浮列车是高速低耗交通工具，如图甲所示，它的驱动系统简化为如图乙所示的物理模型。固定在列车底部的正方形金属线框的边长为L，匝数为N，总电阻为R；水平面内平行长直导轨间存在磁感应强度均为B、方向交互相反，边长均为L的正方形组合匀强磁场。当磁场以速度v匀速向右移动时，可驱动停在轨道上的列车，则（）

A、图示时刻线框中感应电流沿顺时针方向 B、列车运动的方向与磁场移动的方向相反 C、列车速度为 $v^{'}$ 时线框中的感应电动势大小为 $N B L (v - v^{^{'}})$ D、列车速度为 $v^{'}$ 时线框受到的安培力大小为 $\frac{4 N^{2} B^{2} L^{2} (v - v^{^{'}})}{R}$

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三、填空题

11. 某同学在实验室利用如图所示的装置测量磁感应强度。虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在等臂天平右端挂一宽度为d、高为h的矩形线圈，线圈匝数为n。当线圈通入逆时针方向的电流I，天平左盘加砝码使天平平衡；然后不改变电流大小仅改变电流方向，在天平左盘再加入质量为 $Δ m$ 的砝码后，天平再次平衡。矩形线圈始终在纸面内且下边水平，重力加速度大小为g。

(1)、矩形线圈的高度h对实验结果（填“有”或“没有”）影响。

(2)、用以上测量的物理量表示该磁场的磁感应强度大小 $B =$ 。

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四、实验题

12. 利用双缝干涉测光的波长实验中，双缝间距d=0.4 mm，双缝到光屏的距离L=0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，则：

(1)、分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为x_A=11.1 mm，x_B=mm；相邻两条纹间距Δx=mm；

(2)、波长的表达式λ=（用Δx、L、d表示），该单色光的波长λ=m；

(3)、若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将（填“变大”、“不变”或“变小”）．

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五、解答题

13. 如图所示，有一横截面为四分之一圆的玻璃棱镜，圆心为O，半径为R。以O为原点建立直角坐标系xOy，两个半径恰好与两个坐标轴重合，某单色光在 $0 < y < R$ 范围内从第二象限沿x轴正方向射向棱镜。已知棱镜对该单色光的折射率为 $\sqrt{2}$ ，真空中光速为c。则：

(1)、光线在棱镜AB弧上发生全反射的临界角；

(2)、光在棱镜中传播的速度；

(3)、在AB弧面上刚好发生全反射的光线，从x轴射出的坐标是多少。

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14. 水火箭的简化图如图所示，容器内气体的体积 $V = 2 L$ ，内装有少量水，容器口竖直向下，用轻橡胶塞塞紧，放在发射架上，打气前容器内气体的压强 $p_{0} = 1 \times 1 0^{5} P a$ 。用打气筒通过容器口的阀门向容器内缓慢打气，每次能向容器内打人压强也为 $p_{0}$ ，体积 $Δ V = 100 m L$ 的空气，当容器中气体的压强达到一定值时，水冲开橡胶塞，火箭竖直升空。已知橡胶塞与容器口的最大静摩擦力 $f = 20 N$ ，容器口的横截面积 $S = 2 c m^{2}$ ，不计容器内水产生的压强及橡胶塞受到的重力，打气过程容器内气体的温度和容积保持不变，求：

(1)、火箭发射升空瞬间容器内气体的压强 $p$ ；

(2)、打气筒需打气的次数 $n$ 。

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15. 如图所示，宽度为 $L$ 两平行竖直边界MN、PQ间有一水平匀强电场，PQ右侧有一半径为 $r$ 的圆形匀强磁场区域， $O_{1}$ 为圆心，磁场方向垂直纸面向里，一质量为 $m$ ，带电量为 $+ q$ 的粒子在边界MN上的O点由静止释放，经电场加速后，以速度 $v$ 沿轴线 $O O_{1}$ 进入磁场区域，经磁场边界a点后从磁场区域边界上d点离开磁场，且 $∠ a O_{1} d = 120 °$ ，不计粒子重力。

(1)、求匀强电场的电场强度 $E$ 的大小；

(2)、求匀强磁场的磁感应强度 $B$ 的大小；

(3)、若在圆形磁场右侧还存在着另一个矩形匀强磁场区域，其左边界与PQ平行，磁场方向垂直于纸面所在平面，粒子经过该磁场偏转后恰好又能回到a点，求矩形磁场的磁感应强度 $B^{'}$ 大小。

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