广东省江门市广雅中学2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含解析）

第第页广东省江门市广雅中学2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含解析）广雅中学2022-2023学年高二下学期期末考试

物理

本试卷共4页，共15小题，满分100分．考试用时75分钟．

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考生号、和座位号填写在答题卡上．用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考生号．

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．答案不能答在试卷上．

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡上各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液．不按以上要求作答无效．

4．考生必须保证答题卡的整洁．考试结束后，将试卷和答题卡一并交回．

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，只有一个选项正确.

1．如图所示，铝管竖直置于水平桌面上。小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A．磁体做匀加速直线运动

B．磁体动能的增加量小于重力势能的减少量

C．磁体加速向下运动时处于失重状态，因此铝管对桌面的压力将逐渐减小

D．若将铝管换成塑料管，磁体在管中运动时，管对桌面的压力等于管和磁体的重力之和

2．如图所示，某同学在校园内沿一条直线跑道从东往西骑行，该地磁场水平分量由南到北，竖直分量向下。自行车车把为直把、金属材质，辐条也为金属材质，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应现象，下列结论正确的是（图中B点在轮轴，A点在轮缘）。（）

A．图所示辐条中A点电势低于B点电势

B．图所示辐条中A点电势高于B点电势

C．自行车左右把手中电势相等

D．自行车左把手电势低于右把手电势

3．如图所示为广雅夏日荷塘一景，已知水的折射率为n，下列说法正确的是（）

A．太阳光进入水中后，光的频率发生变化

B．用相机拍摄水中的鱼，可通过镜头表面的增透膜减弱水面反射光的影响

C．荷叶上的水珠呈球形是因为液体存在表面张力

D．在水中的鱼看来，崖上的量物都出现在一个倒立的圆锥里，圆锥的顶角θ的正弦值为

4．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。如图所示的电路，用频率为的单色光照射光电管，发生光电效应现象，当电压表的读数为时，灵敏电流计的读数刚好为零。若换用频率仍为的强激光照射光电管，需要把电压表的读数调整为时才能让灵敏电流计的读数刚好为零。这表明单电子瞬间吸收了n个光子而从光电管的阴极逸出，已知普朗克常量为h，电子电荷量为，则电子瞬间吸收的光子个数n为（）

A．B．C．D．

5．如图所示，一束复合光垂直玻璃砖界面进入球形气泡后分为a、b两种色光，下列说法正确的是（）

A．a光的频率比b光的频率小

B．a光更容易观察到衍射现象

C．a光发生干涉现象条纹间距较窄

D．若保持复合光的方向不变仅将入射点上移，则b光先消失

6．太阳帆飞船是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。光压是指光照射到物体上对物体表面产生的压力，从而使航天器获得加速度。假设光子打到帆面上全部反射，地球上太阳光光强（单位时间垂直照射到单位面积上的光能）为，地球轨道半径为，光在真空中传播速度为c，则在离太阳距离为r的地方，正对太阳的单位面积上的光压为（）

A．B．C．D．

7．如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4，升压、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入两个理想交流互感器，图中甲、乙均为理想电表。则下列说法正确的是（）

A．甲为电流表，乙为电压表

B．若电压互感器的读数为220V，电流互感器的读数为5A，则输送功率为1100W

C．若保持发电机输出电压U1一定，仅增加工作的小灯泡，则U3将增大

D．若保持发电机输出电压U1和小灯泡数量不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增加

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，有选错或不答的得0分.

8．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可忽略）。如果不计大气压的变化，该装置就是一支简易的气温计。关于该气温计的说法正确的是（）

A．气温计刻度是均匀的，左大右小

B．读数变大过程，罐中气体压强增大

C．读数变大过程，罐中气体对外做功，内能增大

D．读数变小过程，罐中气体放出的热量大于外界对其做的功

9．将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于5°）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的a-t关系图如图乙所示。则以下说法正确的是（）

A．忽略空气阻力，秋千的回复力由重力和拉力的合力提供

B．当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力大于手机所受的重力

C．秋千摆动的周期为

D．该地的重力加速度

10．如图，x轴上S1、S2为波源，先后起振分别沿x轴正向和负向激发甲、乙两列简谐横波，经过一段时间后甲乙两列简谐波各自传播了个波长，此时的波形曲线如图所示，两波在该介质中的传播速度均为v=25cm/s。下列说法正确的是（）

A．乙波的周期为2.4s

B．甲波单独传播时，若遇到尺寸为20cm的障碍物不能发生明显的衍射现象

C．平衡位置在x=50cm处的质点振动始终加强

D．从图示时刻起（不包含该时刻），再经过t=1s第一次出现介质质点偏离平衡位置的位移为16cm

第II卷（非选择题）

三、实验题（共14分）

11．（6分）某实验小组用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。压力表中读取空气柱的压强，从注射器旁的刻度尺中读取空气柱的长度。

（1）实验过程中，下列说法正确的______；

A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出

B．推拉活塞时，手不可以握住整个注射器

C．活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值

（2）某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图象如图所示，则产生的可能原因是_____；

A．实验过程中有漏气现象B．实验过程中气体温度降低C．实验过程中气体温度升高

（3）不同小组的同学选用一定质量的同种理想气体，均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验，并在相同坐标标度的情况下画出了压强与体积的关系图线，如图所示。两组图线不相同的原因是_______。

A．两组实验过程中有漏气现象B．两组实验过程温度不同C．两组实验过程气体的质量不同

12．（8分）某兴趣小组测量一块电池的电动势和内阻。

（1）先用多用表的“”电压档粗测电动势，指针位置如图甲所示，读数为_____V。

（2）实验室提供的器材有：

电流表（量程，），电流表（量程，），定值电阻（），定值电阻（），滑动变阻器（，），待测电池，开关，导线。为了尽可能精确测量电池的电动势和内阻，小组设计图乙所示电路进行实验；

①实验时，需先将电流表______（填“”或“”）与定值电阻_____（填“”或“”）串联后改装为电压表；

②实验测得多组电流表的示数和电流表的示数，绘制出图像如图丙所示，依据图像可得电池的电动势为_______V。（结果保留一位小数）

四、计算题。本题共3题，共40分.按题目要求在答题卡的指定区域内作答，超出答题框的不给分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.

13．（10分）压力锅（也称高压锅）是常见的厨房锅具，其工作原理是通过增大气压来提升液体沸点，以达到加快烹煮食物效率的目的。如图为某燃气压力锅的结构简图，某厨师将食材放进锅内后合上密封锅盖，并将压力阀套于出气孔后开始加热烹煮。当锅内气体压强增大到一定程度时，气体就把压力阀顶起来，这时水蒸气就从排气孔向外排出。已知锅内的总容积为V0，食材占锅内总容积的，加热前锅内温度为T0，大气压强为p0=1.0×105Pa。忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体，g取10m/s2。

（1）若T0=293K，压力阀的质量为0.024kg，要使锅内温度达到393K，求排气孔的面积的最小值（保留一位有效数字）；

（2）高压锅内气体温度达到1.25T0后保持不变，打开出气孔稳定后，求高压锅内气体密度与打开前的比值。

14．（12分）某同学设计了电磁健身器，简化装置如图所示。两根平行金属导轨相距，倾角，导轨上端接一个的电阻。在导轨间长的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度。质量的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与轻的拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距。一位健身者用的恒力沿绳拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD捧回到初始位置。已知，，不计其它电阻、摩擦力，以及拉杆和绳索的质量。求：

（1）CD棒进入磁场后的加速度a大小；

（2）某健身者没有保持的恒定拉力，若测出CD棒每次到达磁场上边缘时的速度为，CD棒每次上升过程中，电阻产生的焦耳热。则这位健身者完成100次动作，消耗多少热量？

15．（18分）东方超环（EAST），俗称“人造小太阳”，是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置。该装置需要将加速到较高速度的离子束变成中性粒子束，没有被中性化的高速带电离子需要利用“偏转系统”将带电离子从粒子束剥离出来。“偏转系统”的原理简图如图所示，混合粒子中的中性粒子继续沿原方向运动，被接收器接收；而带电离子一部分打到下极板，剩下的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬。已知离子带正电、电荷量为，质量为，两极板间电压为，间距为，极板长度为，离子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑混合粒子间的相互作用。

（1）在极板间施加了一垂直于纸面向里的匀强磁场，使速度为的离子直线通过两极板，求其磁感应强度的大小；

（2）直线通过极板的离子以进入垂直于纸面向外的矩形匀强磁场区域，其磁感应强度，最后均被吞噬板吞噬。求该磁场区域的宽度应满足的条件；

（3）撤去极板间磁场，且边界足够大。若粒子束由两极板上都平行于极板射入，且离子的速度范围，其磁感应强度，有部分带电离子会通过两极板进入偏转磁场，最终被吞噬板吞噬，求离子打到吞噬板的长度。

参考答案：

1．B

【解析】A．磁体下落过程中，在铝管中产生涡流阻碍磁体的运动，且随着磁体速度的增加阻碍作用变大，可知磁体不是做匀加速运动，选项A错误；

B．根据能量守恒定律，磁体的机械能减少，管的内能增加，增加的内能等于磁体减少的机械能，所以磁体动能的增加量小于重力势能的减少量，选项B正确；

C．磁体加速向下运动时受到的磁场力向上，且逐渐增大，根据牛顿第三定律，铝管受到的磁场力向下逐渐增大，因此铝管对桌面的压力将逐渐增大，选项C错误；

D．若将铝管换成塑料管，磁体在管中运动时，不产生感应电流，磁体与管无作用力，管对桌面的压力等于铝管的重力，选项D错误。

故选B。

2．A

【解析】AB．辐条切割水平方向磁场分量，根据右手定则可知A点电势低于B点电势，故A正确，B错误；

CD．自行车车把切割竖直方向磁场分量，根据右手定则可知自行车左把手电势高于右把手电势，故CD错误。

故选A。

3．C

【解析】A．光的频率与介质无关，太阳光进入水中前后频率保持不变，故A错误；

B．用相机拍摄水中的鱼，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，故B错误；

C．荷叶上的水珠成球形是因为液体的表面张力的作用，故C正确；

D．光从空气折射进入鱼眼，折射角小于入射角，鱼眼认为光是直线传播的，所以岸上所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，如图所示

根据

根据图可知圆锥的顶角θ为C的2倍，故D错误。

故选C。

4．A

【解析】由光电效应方程知

，

又因为

，

因此

，

二式相减，可得

化简得

故选A。

5．C

【解析】A．光线从玻璃射入气泡时入射角r相同，a光的折射角i较大，据

可知，a光的折射率n较大，a光在玻璃中的传播速度较小，a光的频率较大，A错误；

B．b光频率比a光频率小，所以比a光波动性更强，更容易观察到明显衍射现象，B错误；

C．根据干涉条纹间距的公式，a光的波长更短，产生的条纹更窄，C正确；

D．由

可知，a光的临界角较小，故保持复合光的方向不变仅将入射点上移，会使入射角增大，a光先发生全反射而消失，D错误。

故选C。

6．B

【解析】设太阳的辐射功率为P，在距离太阳为r0的地方太阳光光强

在距离太阳为r的地方太阳光光强

根据动量定理，帆面单位面积在单位时间获得的作用力（光压）为

故选B。

7．D

【解析】A．电表甲所在互感器原线圈比副线圈匝数多，且原线圈并联在输电线路两端，所以该互感器是将输电的高电压降低至电表甲可测量的范围内，是电压互感器，即电表甲为电压表；电表乙所在互感器原线圈比副线圈匝数少，且原线圈串联在输电线路中，所以该互感器是将输电的高电流降低至电表乙可测量的范围内，是电流互感器，即电表乙为电流表，故A错误；

B．电压互感器和电流互感器的读数并不等于升压变压器副线圈两端电压和输电电流，需要根据互感器原、副线圈匝数比才能计算出输送功率，所以输送功率不等于1100W，故B错误；

CD．对升压变压器有

设小灯泡总电阻为R，输电线路电阻为r，对降压变压器，可知

其中

联立以上五式可得

若保持发电机输出电压U1一定，仅增加小灯泡数量，即R减小，则U3将减小；若保持发电机输出电压U1和小灯泡数量不变，仅将滑片Q下移，则n2增大，则I3将增大，根据可知输电线损耗功率增加，故C错误，D正确。

故选D。

8．CD

【解析】A．由题意可知，罐内气体做等压变化，由盖吕萨克定律可知，当罐内气体温度升高时，气体的体积增大，吸管内的油柱向右移动，则吸管上的温度刻度值左小右大，A错误；

B．吸管内的油柱受内外气压的作用处于平衡状态，所以温度升高时，即读数变大过程，罐中气体做等压变化，压强不变，B错误；

C．读数变大过程，罐内气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，则气体对外做功W小于气体向外界吸收的热量Q，C正确；

D．读数变小过程，罐内气体温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，因此罐中气体放出的热量大于外界对其做的功，D正确。

故选CD。

9．BC

【解析】A．忽略空气阻力，秋千的回复力由重力圆弧沿切线方向的分力提供，A错误；

B．在最低点，合力提供向心力

秋千对手机的支持力

故秋千对手机的支持力大于手机的重力，B正确；

C．秋千的周期为从最大振幅偏角到另外一最大振幅偏角位置再回到最大振幅偏角位置所用的时间，所以两次经过最低点，有两次向心加速度最大，根据垂直手机平面方向的关系图，周期为

C正确；

D．根据单摆周期公式

故当地重力加速度

D错误。

故选BC。

10．AD

【解析】A．由图可知，乙的波长为

所以

故A正确；

B．由于甲的波长为50cm，大于20cm，即甲的波长大于障碍物尺寸，能发生明显衍射，故B错误；

C．甲、乙两波源频率不同，不是相干波源，不能发生干涉，该质点不会始终振动加强，故C错误；

D．甲波峰右移，乙波峰左移，经时间

两波峰相遇，即质点偏离平衡位置的位移为16cm，故D正确。

故选AD。

11．BCBC

【解析】（1）A．若急速推拉活塞，则有可能造成等温条件的不满足，所以应缓慢推拉活塞，故A错误；

B．手握活塞造成温度变化，故B正确；

C．应等状态稳定后，记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，故C错误；

故选B；

（2）图象发生了弯曲，则说明在实验中温度发生了变化，因图象向上弯曲，故温度升高了

故选C；

（3）图线的斜率

根据克拉柏龙方程可知，说明他们选取气体质量不同，或者是温度不同，故选BC。

12．9.210.6

【解析】（1）根据电压表的读数规律，该读数为

（2）①根据上述电动势粗测值为9.2V，为了改装电压表的精度与安全，需要将电流表改装成10V的电压表，根据器材的数据，可知需先将电流表与定值电阻串联后改装为电压表，该改装表的量程为

②根据上述，结合电路图有

变形有

结合图丙有

，

解得

13．（1）7×10-6m2；（2）

【解析】（1）选锅内气体为研究对象，则有，初状态

T1=293K，p1=1