天津市和平区2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-11 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下面关于几幅物理图示说法正确的是（）

A、图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的饱和电流一定大 B、图乙的实验发现了绝大多数α粒子发生了大角度偏转 C、图丙说明氡原子核衰变时的规律是，每过3.8天原子核发生衰变的概率下降一半 D、图丁可以判断出原子核 $_{36}^{144} B a$ 比原子核 ${}_{92}^{235}U$ 更稳定

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2. 原子钟是利用特定原子的能级跃迁为电磁波校准频率来实现对时间的高精度测量的。我国自主研发的氢原子钟已搭载于北斗导航系统中。如图为氢原子的能级图，若大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠，下列说法正确的是（）

A、n=3 跃迁到 n=1 放出的光子频率最小 B、有三种频率的光子会使金属钠产生光电效应 C、逸出光电子的最大初动能为 9.80eV D、用 0.54eV 的光子照射，氢原子会跃迁到 n=5 激发态

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3. 消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。图示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。频率为f的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束波在b处相遇时可削弱噪声。设上下两束波从a运动到b的时间差为Δt，不考虑声波在传播过程中波速的变化。关于该消声器的工作原理及要达到良好的消声效果必须满足的条件，下列说法正确的是（）

A、利用了波的干涉，Δt是 $\frac{1}{2 f}$ 的奇数倍 B、利用了波的衍射，Δt是 $\frac{1}{2 f}$ 的偶数倍 C、利用了波的干涉，Δt是 $\frac{1}{f}$ 的奇数倍 D、利用了波的衍射，Δt是 $\frac{1}{f}$ 的偶数倍

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4. 某些共享单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，可以不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd共有N匝，总电阻为r。线圈处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下，线圈以角速度ω绕垂直磁场方向的轴OO′匀速转动，图乙是线圈转动过程中产生的磁通量 $Φ$ 随时间 $t$ 变化的图像，则（）

A、 $t = 0$ 时刻线圈处于中性面位置 B、 $t_{1}$ 时刻电流表示数为0， $t_{2}$ 时刻电流表的示数最大 C、 $t_{3}$ 时刻到 $t_{4}$ 时刻这段时间通过电阻R的电荷量为 $\frac{N Φ_{m}}{R + r}$ D、线圈转动一圈，外力对它所做的功为 $\frac{2 π N^{2} Φ_{m}^{2}}{R + r}$

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5. 科学团队在地球表面进行探测器的悬停实验，为未来探测器在更遥远的天体安全着陆做准备。当探测器向下喷出气体时，探测器悬停在地表上空。已知探测器竖直向下喷射的气体密度为ρ，横截面积为S，喷出时的速度大小为v，重力加速度为g。若近似认为喷射气体的重力忽略不计，探测器的质量保持不变，不计空气阻力，则（）

A、探测器对喷射气体的冲量大小大于喷射气体对探测器的冲量大小 B、探测器与喷射气体两者的动量变化量大小相等，方向相反 C、探测器单位时间内喷出气体的质量为 $\frac{ρ S v}{2}$ D、探测器的质量为 $\frac{ρ S v^{2}}{g}$

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二、多选题

6. 新冠肺炎疫情中，志愿者用红外体温计为人们监测体温，防控人员用紫外线灯发出的紫外线消杀病毒，医务人员用X射线拍摄人体内部器官为病人进行诊断，那么，下述说法正确的是（）

A、红外体温计是依据体温计能发射红外线来测温的 B、紫外线具有较高能量，足以破坏细胞核中物质，因此可以灭菌消毒 C、X 射线是一种超声波，因为频率高穿透能力强，可以探测人体 D、在水中红外线的传播速度大于紫外线的传播速度

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7. 如图甲所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒 $a b$ 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，如图乙所示。金属棒 $a b$ 始终保持静止，则在 $0 - t_{0}$ 时间内（）

A、 $a b$ 中的感应电流方向从a到b B、 $a b$ 中的感应电流大小不变 C、 $a b$ 中的感应电流逐渐减小 D、 $a b$ 所受的安培力保持不变

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8. 在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含 a、b 两种单色光的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b 色光分别从 C 点、D点射向介质，如图所示。已知 A 点的入射角为30°，a 色光的偏向角（C点出射光线与A点入射光线的夹角）为 30°，CD 弧所对的圆心角为 5°，则（）

A、介质对单色光 a 的折射率为 3 B、b 色光的偏向角为25° C、若逐渐增大 A 点的入射角，空气泡中率先消失的是 a 色光 D、a 色光比b色光更容易发生明显的衍射现象

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三、实验题

9. 用如图所示装置，通过 A、B 两球的碰撞可以来验证动量守恒定律。

(1)、实验中必须满足的条件是____。

A、斜槽轨道尽量光滑以减小误差 B、斜槽轨道末端的切线必须水平 C、两球的材质必须相同 D、两球半径必须相同

(2)、测量所得入射球 A的质量为m_A ，被碰撞小球B的质量为m_B ，图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的某一位置多次由静止释放，找到其平均落点的位置 P，测得平抛射程为 xOP ；再将入射球 A 从斜轨上相同位置多次由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为xOM和 xON，在误差允许范围内，当所测物理量满足表达式时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果两球的碰撞为弹性碰撞，还要满足的表达式为。（请用题中物理量表示）

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10. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示，

(1)、针对该实验，下列做法正确的是。
A．为了人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V

B．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测

C．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多

D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈

(2)、在实验中将电源接在原线圈的“100”和“400”两个接线柱上，用电表测得副线圈的“200”和“800”两个接线柱之间的电压为7.6V，若为理想变压器输入电压的值应为 V，但我们发现实际的电源电压比这个值（选填“偏大”、“相同”、“偏小”）

(3)、探究此实验后，同学们又找来实验器材继续研究由该变压器组成的电路。如图所示，原线圈接入交流电源，电源电压保持不变。副线圈电路中 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 为定值电阻， $R$ 是滑动变阻器，V₁和V₂是交流电压表，示数分别用 $U_{1}$ 和 $U_{2}$ 表示；A₁和A₂是交流电流表，示数分别用 $I_{1}$ 和 $I_{2}$ 表示；忽略电表和变压器非理想化引起的误差，则在滑片 P 向下滑动过程中，实验结果应为____。

A、 $U_{1}$ 和 $U_{2}$ 均保持不变 B、 $I_{1}$ 增大， $I_{2}$ 变小 C、电源的输出功率减小 D、 $\frac{Δ U_{2}}{Δ I_{1}}$ 保持不变

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四、解答题

11. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴方向传播，图甲是这列波在t=0时刻的波形图，已知x=1.0m处P质点的振动方程为y=0.2sin( $\frac{5 π}{2}$ t)m。

(1)、求出这列波的波速v大小；

(2)、请判断这列波的传播方向（x轴正方向传播或x轴负方向传播）；

(3)、请在图乙中画出这列波在t′=0.6s时刻的波形图（至少画出一个波长范围）。

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12. 如图所示，足够长的 U型金属框架质量 $M = 0.2 k g$ ，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数 $μ = 0.2$ ，相距 $0.4 m$ 的 $M M^{'}$ 、 $N N^{'}$ 相互平行，不计电阻。电阻 $R_{1} = 0.1 Ω$ 的 $M N$ 垂直于 $M M^{'}$ 。质量 $m = 0.3 k g$ ，电阻 $R_{2} = 0.1 Ω$ ，长度 $l = 0.4 m$ 的光滑导体棒 $a b$ 横放在金属框架上。 $a b$ 棒左侧被固定在水平面上的两个小立柱挡住。整个装置处于竖直向上的空间足够的匀强磁场中，磁感应强度 $B = 0.5 T$ 。现对金属框架施加垂直于 $M N$ 水平向左 $F = 2 N$ 的恒力，金属框架从静止开始运动。运动过程中 $a b$ 棒与金属框架始终保持良好接触，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、求金属框架运动的最大速度 $v_{m}$ 的大小；

(2)、从金属框架开始运动到最大速度的过程中， $M N$ 上产生的焦耳热 $Q = 0.1 J$ ，求该过程框架位移 $x$ 的大小 $a b$ 棒所受的安培力的冲量 $I$ 的大小。

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13. 如图所示，质量为M的小车置于足够长的水平地面上，小车的左侧与竖直墙壁接触。小车的上表面由半径为R的四分之一圆弧面和水平面组成，圆弧面的最低点B与水平面平滑相接。车的右端固定一个连有轻弹簧的挡板，弹簧左端自然伸长至C点，一质量为m的滑块从圆弧最高处A无初速下滑，不计一切摩擦，重力加速度为g，在接下来的运动过程中弹簧不会超出弹性限度，求

(1)、弹簧的最大弹性势能Ep；

(2)、物块第二次到达C点时的速度大小v₁；

(3)、物块返回到AB圆弧面上时上升的最大高度h。

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