安徽省六安市重点中学2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题

试卷更新日期：2023-07-25 类型：期末考试

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一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）

1. 下面说法中，其中符合物理学发展过程或事实的一组是（）
①查德威克用 $α$ 粒子轰击 $_{7}^{14} N$ 获得核 $_{8}^{17} O$ ，并发现了中子
② $_{92}^{235} U +_{0}^{1} n \to_{56}^{144} B a +_{36}^{99} K r + 3 X$ ，其中X为 $α$ 粒子
③汤姆生发现了电子，并精确地测出电子的电荷量
④卢瑟福最先发现了质子，并预言中子的存在
⑤贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子可以再分
⑥麦克斯韦系统地总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，建立了经典电磁场理论，预言了电磁波的存在
⑦普朗克最早提出能量子假设，即振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍

A、①②③ B、③④⑤ C、④⑥⑦ D、⑤⑥⑦

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2. 位于安徽省合肥市科学岛上“东方超环”（EAST），俗称“人造小太阳”，已实现1亿摄氏度高参数等离子体运行， $_{1}^{2} H +_{1}^{3} H \to_{2}^{4} H e + X$ 是“人造小太阳”中的核聚变方程，下列说法正确的是（）

A、该核聚变过程释放出能量，因此反应在常温下就能发生 B、X是电子，来自于原子核 C、核聚变反应比核裂变反应平均每个核子放出的能量更大 D、该反应有质量亏损，所以质量数不守恒

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3. 如图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、接收线圈匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 10 ： 1$ ，C、D端的输出电流 $i = 2 \sqrt{2} s i n (2 π \times 1 0^{5} t) (A)$ ，则关于A、B端输入电流的描述正确的是（）

A、周期为 $1 \times 1 0^{- 5} s$ B、频率为 $50 k H z$ C、最大值为 $2 \sqrt{2} A$ D、有效值为 $0.2 \sqrt{2} A$

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4. 下列说法错误的是（）

A、运动员入水过程激起的水花中，很多水滴呈现球形是因为水的表面张力的作用 B、在与外界没有热交换的条件下，压缩一定质量的理想气体，气体温度一定升高 C、有固定熔点的固体一定是晶体 D、木块漂浮在水面上是因为液体的表面张力的作用

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5. 中国科学院武汉国家生物安全实验室是我国防护等级最高的P4实验室，致力于最危险的病毒研究。在该实验室中有一种污水流量计，如图甲所示，其原理可以简化为如图乙所示模型。废液内含有大量正、负离子，从圆柱形容器右侧流入。左侧流出，流速为v，流量Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（）

A、图乙中N点的电势低于M点电势 B、当污水中离子浓度降低，M、N两点电压将减小 C、若测定污水的流速，则需要测量直径两端点M、N两点电压U、磁感应强度B、直径d D、若测定污水的流量，则只需要测量直径两端点M、N两点电压U及磁感应强度B

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6. 物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离均为 $16 m$ 的路程，第一段用时 $4 s$ ，第二段用时 $2 s$ ，则物体的加速度是（）

A、 $\frac{2}{3} m / s^{2}$ B、 $\frac{4}{3} m / s^{2}$ C、 $\frac{8}{9} m / s^{2}$ D、 $\frac{16}{9} m / s^{2}$

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7. 根据机动车的运动情况，绘制如图 $\frac{x}{t^{2}} - \frac{1}{t}$ 图像，已知机动车在水平路面沿直线行驶，规定初速度 $v_{0}$ 的方向为正方向。则以下说法正确的是（）

A、机动车 $5 s$ 时速度减小为0 B、机动车的初速度为 $20 m / s$ C、机动车的加速度为 $8 m / s^{2}$ D、机动车2秒末的速度为 $6 m / s$

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二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

8. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1， $R_{1} = R_{2} = R_{3} = 10 Ω$ ，C为电容器．已知通过 $R_{1}$ 的正弦交流电如图乙所示，则（）

A、副线圈输出的交流电的频率为 $10 H z$ B、原线圈输入电压的最大值为 $100 V$ C、电阻 $R_{3}$ 的电功率为 $20 W$ D、通过 $R_{2}$ 的电流始终为零

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9. 如图甲所示是电磁炮发射过程的情境图。炮弹的炮弹能量是可调控的，未来可用于消防、军事等方面。其主要原理如图乙所示，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。可控电源提供强大的电流经导轨流入炮弹再流回电源，炮弹被导轨中电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为处于磁感应强度为B的匀强磁场中。已知两导轨内侧间距为d，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行距离l后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻、电源内阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势。下列说法正确的是（）

A、匀强磁场方向为竖直向下 B、炮弹所受安培力大小为 $\frac{m v^{2}}{2 l}$ C、通过炮弹的电流为 $\frac{m v^{2}}{2 B d l}$ D、可控电源的电动势为 $\frac{m v^{2} R}{B d l}$

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10. 如图所示，在距地面高h=1.25m处固定有两根间距为L=0.5m水平放置的平行金属导轨，导轨的左端接有电源E ，右端边缘处静置有一长L=0.5m质量m=0.1kg、电阻R=5.0Ω的导体棒ab ，导体棒所在空间有磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向上的匀强磁场。闭合开关后，导体棒ab以某一初速度水平向右抛出，已知导体棒落地点到抛出点的水平距离d=1.2m，重力加速度g=10m/s² ，则（）

A、导体棒抛出时的初速度大小为2.4m/s B、在空中运动过程中，导体棒a端的电势低于b端的电势 C、在空中运动过程中，导体棒上产生的感应电动势大小恒定 D、闭合开关后，通过导体棒的电荷量为0.48C

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三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤。

11. 双缝干涉实验装置如图所示，光源发出的光经滤光片（装在单缝前）成为单色光，把单缝照亮。单缝相当于一个线光源，它又把双缝照亮。来自双缝的光在双缝右边的空间发生干涉。遮光筒的一端装有毛玻璃屏，我们可以在这个屏上观察到干涉条纹，并根据测量的量计算出光的波长。

⑴为了使射向单缝的光更集中，图1中仪器A是（填“凹透镜”或“凸透镜”）。
⑵用测量头满量条纹间的距离：先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图2所示：然后转动测量头，使分划板中心刻线与第n条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图所示。图2读数 $x_{1} =$ $m m$ ，图3读数 $x_{n} =$ $m m$ ．

⑶用刻度尺测量双缝到光屏的距离L，已知双缝的间距d。
⑷根据以上实验数据，求得单色光波长的表达式为 $λ =$ （用第（2）（3）中的字母表示）。

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12. 如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：

(1)、用频率为 $ν_{1}$ 的光照射光电管，此时电流表中有电流，调节滑动变阻器，将触头P向端滑动（选填“a”或“b”），使微安表示数恰好变为零，记下电压表示数 $U_{1}$ 。

(2)、用频率为 $ν_{2}$ 的光照射光电管，重复①中的步骤，记下电压表示数 $U_{2}$ ，已知电子的电量为e，由上述实验可知普朗克常量 $h =$ （用上述已知量和测量量表示）．

(3)、（单选）有关本实验，下列说法正确的是（）

A、流过 $μ A$ 表的电流是电源提供的 B、入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 C、测定频率 $ν_{1}$ 的光照的饱和电流值，触头P应向a端滑动 D、若 $ν_{1} > ν_{2}$ ，则 $ν_{1}$ 光照出的光电子的最大初动能大

(4)、（单选）如图甲为氢原子的能级图，现用频率为 $ν_{0}$ 的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为 $ν_{a} 、 ν_{b} 、 ν_{c}$ 的三条谱线，现用这三种频率的光去照射上述的光电效应的实验装置中的阴极K；其中只有a、b两种光能得到图乙所示的电流与电压的关系曲线：已知本实验中的阴极K材料是图丙所给材料中的一种，丙图是几种金属的逸出功和截止频率。已知 $e = 1.6 \times 1 0^{- 19} C$ 。以下说法正确的是（）

几种金属逸出功和极限频率

金属

$W_{0} / e V$

$v / 1 0^{14} H z$

钠

2.29

5.33

钾

2.25

5.44

铷

2.13

5.15

A、一定有 $ν_{0} = ν_{a} + ν_{b} + ν_{c}$ B、a光可能是从 $n = 2$ 能级跃迁到 $n = 1$ 能级发出的光 C、该实验装置中的阴极K材料一定是钾 D、图乙中的b光照射阴极时每秒射出的光电子数大约 $4 \times 1 0^{13}$ 个

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13. 我国新能源汽车产业高质量发展。某款纯电动汽车，驱动时电池给电动机供电，刹车时发电机工作回收能量。假设此发电机原理可抽象为如图所示的模型：矩形线圈长宽分别为a和b，共n匝，整个线圈处于匀强磁场中，可绕垂直于磁场的轴 $O O^{'}$ 转动，磁感应强度大小为B，线圈的总电阻为r。线圈外接电能回收装置，现将回收装置理想化为一纯电阻，阻值为R。问：

(1)、 $t = 0$ 时刻，发电机线圈平面处于中性面（虚线位置）， $t_{1}$ 时刻线圈恰好转过 $60 °$ 角（实线位置）。求： $t_{1}$ 时刻穿过线圈的磁通量 $Φ$ 及 $0 \sim t_{1}$ 时间内通过电阻R的电量q。

(2)、已知当汽车以 $v_{1} = 20 m / s$ 的速度匀速行驶时，单位路程内耗电为 $λ_{1} = 625 J / m$ ，求：以 $v_{1} = 20 m / s$ 的速度匀速行驶时，1分钟内消耗的电能。

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14. 一个带有活塞A的导热气缸B置于斜面上，当活塞A用轻弹簧拉住时，活塞到气缸底部的距离为l，如图甲所示；当让气缸B开口沿斜面向下、气缸底部被轻弹簧拉住时，活塞到气缸底部的距离为 $0.8 l$ ，如图乙所示。已知活塞的质量为m，气缸质量为 $4 m$ ，重力加速度为g，大气压强 $P_{0}$ 与气缸横截面积S的乘积 $P_{0} S = 8 m g$ ，不计一切摩擦，操作过程中环境温度不变，轻弹簧平行于斜面。求：

(1)、斜面的倾角 $θ$ ；

(2)、在图乙状态下，撤去轻弹簧，当气缸和活塞稳定下滑时，求活塞到气缸底部的距离。

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15. 如图所示，一个质量为m，带电量为 $+ q$ 的粒子沿y轴正方向以速度 $v_{0}$ 从O点射入第1象限磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为 $30 °$ 。其中m、q、 $v_{0}$ 、B为已知量，粒子的重力不计，试求：

(1)、圆形匀强磁场区域的最小面积；

(2)、粒子在磁场中运动的时间t；

(3)、若在x轴下方充满匀强磁场 $B^{'}$ ，磁场方向垂直于纸面向外，要使粒子从b射出后能直接回到O点，则 $B^{'} ： B = ?$

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几种金属逸出功和极限频率
金属	$W_{0} / e V$	$v / 1 0^{14} H z$
钠	2.29	5.33
钾	2.25	5.44
铷	2.13	5.15