福建省厦门市重点中学2022-2023学年高二下期中物理试卷含解析

第第页福建省厦门市重点中学2022-2023学年高二（下）期中物理试卷（含解析）2022-2023学年福建省厦门市重点中学高二（下）期中物理试卷

一、选择题（本大题共8小题，共32分）

1.年月日，中国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置成功实现稳态高约束模式等离子体运行秒，创造了新的世界纪录，其内部发生的核反应方程为，则()

A.为正电子

B.该反应为衰变

C.反应前后质量守恒

D.的平均结合能比的平均结合能大

2.某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()

A.外界对胎内气体做功，气体内能减小B.外界对胎内气体做功，气体内能增大

C.胎内气体对外界做功，内能减小D.胎内气体对外界做功，内能增大

3.如图，直角三角形金属框放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为，方向平行于边向上。、两金属棒分别串有电压表、电流表，当金属框绕边逆时针转动时，下列判断正确的是()

A.电流表没有读数，、电势相等

B.电流表有读数，、电势不相等

C.电压表无读数，、电势不相等

D.电压表有读数，、电势不相等

4.足够长的绝缘木板置于光滑水平地面上，木板的上表面粗糙，带负电小物块电量保持不变置于木板的左端，整个装置置于足够大的匀强磁场中，磁场方向如图所示。在时刻，木板获得一水平向左的初速度，关于此后运动过程中两物体速度随时间变化的关系图像，可能正确的是()

A.B.

C.D.

5.如图所示，横轴表示两分子间的距离，纵轴表示两分子间引力、斥力的大小，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，为两曲线的交点。下列说法正确的是()

A.为斥力曲线，为引力曲线

B.若两分子间的距离增大，分子间的斥力减小的比引力更快

C.若，则分子间没有引力和斥力

D.当分子间距从开始增大时，分子势能一定增大

6.图甲是研究光电效应的电路图，极金属的逸出功为，图乙为氢原子能级图，巴耳末系的四种可见光，是分别从、、、能级跃迁到能级产生的。下列说法正确的是()

A.当置于端时，电流表示数一定为

B.当氢原子从激发态跃迁到基态时，由于能级降低，电子的动能减小

C.上述的四种可见光中有两种能让图甲中的极发生光电效应

D.处在能级的氢原子能吸收动能为的自由电子的能量而向高能级跃迁

7.如图所示的电路，变压器为理想自耦变压器，滑动触头可控制原线圈的匝数，已知电动机的额定功率为、额定电压为，电动机的内阻为，灯泡的额定功率为、额定电压为。现在原线圈两端接正弦交流电压，当滑动触头位于某位置时，电动机和灯泡刚好正常工作，理想交流电流表的示数为。则下列说法正确的是()

A.电动机正常工作时的输出功率为

B.定值电阻的阻值为

C.原线圈两端所加交流电压的最大值为

D.原、副线圈的匝数比为：

8.如图所示，水平放置的金属导轨由和两部分组成，是以点为圆心、为半径的圆弧导轨，扇形内存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，金属杆的端与圆弧接触良好，点与点有导线相连，金属杆绕点以角速度在、之间做往复运动。已知导轨左侧接有阻值和金属杆的电阻均为，其余部分电阻不计，，下列说法正确的是()

A.金属杆在磁场区域内沿顺时针方向转动时，点电势高于点电势

B.金属杆在磁场区域内转动时，其产生的感应电动势为

C.金属杆在磁场区域内转动时，回路中电流的瞬时值为

D.回路中电流的有效值为

二、非选择题（68分）

9.测量性实验是中学物理实验的重要组成部分，实验时，不仅要理解实验原理，也要正确分析和处理实验数据，从而得到所需物理量。某同学在“测量玻璃的折射率”的实验中，玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。则此玻璃的折射率计算式为______用图中的、表示；如果逐渐减小，则光线______选填“可能”或“不可能”在下表面发生全反射。

10.某同学用如图所示的电路探究影响感应电流的因素，为灵敏电流计已知电流由“”接线柱流入，指针向右偏转；电流由“”接线柱流入，指针向左偏转，采用如下步骤完成实验：

如图，将条形磁铁的极向下插入线圈的过程中，该同学发现灵敏电流计的指针______填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”。

如图，将条形磁铁的极向上抽出线圈的过程中，该同学发现灵敏电流计的指针______填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”。

11.在实验室中探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系时，同学们发现了以下几个问题，并展开了讨论。

观察变压器的铁芯，发现它的结构和材料是______；

A.整块硅钢铁芯

B.整块不锈钢铁芯

C.绝缘的硅钢片叠成

观察原副线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______填“多”或“少”；

本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______；

A.控制变量法

B.等效替代法

C.整体隔离法

实验中将电源接在原线圈两个接线柱之间，调整原副线圈的匝数之比为：，用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为，则原线圈的输入电压可能为______；

A.

B.

C.

12.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中：

下列说法正确的是______。

A.测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，可以用注射器挤出一滴油酸滴入烧杯中，观察注射器上的体积变化

B.测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，如果不使用爽身粉，也可以在水中加入红墨水后混合均匀，再滴入一滴油酸酒精溶液

C.实际的油酸分子是球形的，因此通过计算得到的油酸分子直径即是球的直径

D.计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布

若实验过程中发现，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则计算得到的油酸分子直径将______选填“偏大”或“偏小”或“不变”

若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的，则计算得到的油酸分子直径将______选填“偏大”或“偏小”或“不变”

某次实验中将的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，用注射器测得溶液为滴，再滴入滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是，根据以上信息，可估算出油酸分子的直径约为______此小题保留一位有效数字。

13.如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为的形管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高的水银柱，水银柱上表面离管口的距离。管底水平段的体积可忽略。环境温度为。大气压强。

现从右侧端口缓慢注入水银与原水银柱之间无气隙，恰好使水银柱下端到达右管底部，此时水银柱的高度为多少？

再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？

14.如图所示，在平面直角坐标系内，第Ⅰ象限存在沿轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为。一质量为、电荷量为的带正电的粒子，从轴正半轴上处的点，以速度垂直于轴射入电场，经轴上处的点进入磁场，最后与轴负方向成射出磁场。不计粒子重力。求：

电场强度的大小；

粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间；

粒子射出磁场后经过轴一点，求点坐标。

15.如图所示，间距为的水平导轨右端接有的定值电阻。虚线与导轨垂直，其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。一质量的金属棒垂直于导轨放置在距右侧处，一重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。时，将金属棒由静止释放，在时，金属棒恰好经过边界进入磁场。已知导轨足够长，不计导轨与金属棒电阻，金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，重力加速度取，不计一切摩擦，求：

金属棒进入磁场前的加速度大小及重物的质量；

金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率；

时金属棒速度为，求此时金属棒与的距离。

答案和解析

1.【答案】

【解析】解：根据电荷数和质量数守恒，可知质量数：，电荷数：，为中子，故A错误；

B.根据核反应的特点可知该反应为聚变反应，故B错误；

C.核聚变反应存在质量亏损，反应前后质量不守恒，故C错误；

D.核聚变过程中释放能量，故的平均结合能比的平均结合能大，故D正确。

故选：。

根据电荷数守恒、质量数守恒完成核反应方程；质量数较小的原子核发生反应生成质量数较大的原子核的过程为核聚变反应，核聚变存在质量亏损；根据平均结合能的定义判断。

本题考查了核反应的类型与规律。多读课本，掌握聚变反应与裂变反应的特点以及它们的区别是解答的关键。

2.【答案】

【解析】

【分析】

根据理想气体的状态方程分析气体的温度的变化，根据热力学第一定律分析内能的变化．

该题考查理想气体的状态方程与热力学第一定律，热力学第一定律是能量守恒定律的特殊情况，可以从能量转化和守恒的角度理解．

应用时关键抓住符号法则：使气体内能增加的量均为正值，否则为负值．

【解答】

根据理想气体的状态方程：可知轮胎内的压强增大、体积增大，则温度一定升高．

气体的温度升高，内能一定增大．气体的体积增大的过程中，对外做功．

故选：

3.【答案】

【解析】解：导体棒、做切割磁感线运动，产生感应电动势，根据右手定则可知点的电势高于；

但运动的过程中穿过线圈的磁通量一直为零，保持不变，故金属框中无电流，电流表没有读数；

由于电压表中没有电流通过，则电压表也没有读数，根据右手定则可知点的电势高于，故ABD错误，C正确。

故选：。

金属框中磁通量不变，故没有感应电流；但导体棒切割磁感线，有感应电动势产生，根据右手定则判断电势高低。

本题关键是明确感应电流的产生条件是穿过闭合回路的磁通量发生改变，要会利用右手定则判断感应电动势的高低，知道电压表是根据灵敏电流计改装成的，没有电流通过电压表，电压表也不会偏转。

4.【答案】

【解析】解：木板获得一水平向左的初速度，受到物块对其向右的摩擦力，所以木板做减速运动；同时，木板对物块产生一个向左的摩擦力，因此物块做加速运动，物块带负电，由左手定则知物块受到的洛伦兹力向下，则

由牛顿第二定律得：

联立解得：

由公式可知，物块受到的摩擦力变大，加速度变大；

对木板由牛顿第二定律得：

则木板的加速度变大，因为木板足够长，最后两者速度相等，故木板做加速度增大的减速运动，物块做加速度增大的加速运动，故A正确，BCD错误。

故选：。

分别对物块、木板结合洛伦兹力进行受力分析，根据牛顿第二定律判断两物体的运动情况，根据物体的运动情况选择速度随时间变化的关系图像。

本题考查涉及洛伦兹力的受力分析，结合牛顿第二定律判断物体运动状态。注意在速度随时间变化的图像中斜率表示加速度的大小。

5.【答案】

【解析】解：、若两分子间的距离增大，分子间的斥力和引力都减小，且斥力减小得比引力更快，所以为引力曲线，为斥力曲线，故A错误，B正确：

C、时，分子间引力和斥力的合力为零，但引力和斥力都存在，故C错误；

D、当分子间距从开始增大时，分子间作用力表现为引力，所以分子力将做负功，分子势能一定增大，故D正确。

故选：。

在图象中，随着距离的增大，斥力比引力减小得快；图中时，分子引力等于分子斥力，分子力表现为零，此时分子势能最小；当时，分子力表现为引力，当时，分子力表现为斥力。

本题主要考查分子间的作用力，要明确图象的含义，知道斥力变化的快。解决本题的关键要掌握分子力与分子距离的关系，知道斥力受距离影响较大。

6.【答案】

【解析】解：当置于端时，间的电压虽然为，但由于从光电管逸出的光电子具有初动能，光电子可能到达形成光电流，则电流表的示数可能不为，故A错误；

B.当氢原子从激发态跃迁到基态，能级降低，电子的轨道半径减小

根据库仑力提供向心力

电子的动能

联立解得

由于电子的轨道半径较小，因此电子的动能增大，故B错误；

C.从能级跃迁至产生的光的光子能量为，小于逸出功，不能使极金属发生光电效应；

从能级跃迁至产生的光的光子能量为，大于逸出功，可以使极金属发生光电效应；

同理可得，从能级、跃迁至产生的光的光子能量大于，大于逸出功，能使极金属发生光电效应；

所以氢原子光谱中有种可见光能让图甲中极金属发生光电效应，故C错误；

D.处在能级的氢原子可以吸收动能为的自由电子的一部分动能或而向高能级跃迁，故D正确。

故选：。

A.从光电管逸出的光电子具有初动能，光电子可能到达形成光电流，据此分析作答；

B.根据库仑力提供向心力，根据向心力公式求电子速度，再求动能；

C.根据能级公式分别求解氢原子从高能级跃迁到低能级时辐射出光子的能量，然后作出判断；

D.电子使原子跃迁时，只要电子的动能大于或等于能级差即可。

本题考查了能级的跃迁、爱因斯坦光电效应方程、库仑定律和向心力公式；注意电子使氢原子跃迁时，只要电子的动能大于或等于能级差即可。

7.【答案】

【解析】解：、通过电动机的电流

电动机正常工作时的输出功率为

故A错误；

B、通过灯泡的电流为

定值电阻的阻值为

故B正确；

D、副线圈电流

理想变压器原副线圈匝数比等于电流的反比，有：：：：：

故D错误；

C、理想变压器原副线圈电压比等于匝数比，有：：：：

代入数据解得：

原线圈两端所加交流电压的最大值为

故C正确。

故选：。

根据求解通过电动机的电流，电动机的输出功率为电功率与热功率之差；根据求解通过灯泡的电流，根据欧姆定律求解定值电阻的阻值；根据串并联规律求解副线圈电流，根据理想变压器原副线圈匝数比等于电流的反比求解线圈匝数比；根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比求解原线圈电压，根据正弦式交变电流规律求解电压的最大值。

本题考查非纯电阻电路和理想变压器，解题关键是知道非纯电阻电路的功率关系，知道理想变压器的变压关系。

8.【答案】

【解析】解：、金属杆在磁场区域内沿顺时针方向转动时，根据右手定则可知金属杆中产生的感应电流方向由到，金属杆相当于电源，则点电势高于点电势，故A正确；

、金属杆在磁场区域内转动时，其产生的感应电动势大小为：，回路中电流的瞬时值为：，故C正确，B错误；

D、金属杆绕点以角速度在、之间做往复运动，一个周期内产生的焦耳热为：，则回路中电流的有效值：，故D错误。

故选：。

根据右手定则可知金属杆中产生的感应电流方向，由此分析电势高低；根据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律求解感应电动势和感应电流大小；根据有效值的计算方法求解有效值。

本题主要是考查了法拉第电磁感应定律和右手定则；对于导体切割磁感应线产生的感应电动势情况有两种：一是导体平动切割产生的感应电动势，可以根据来计算；二是导体棒转动切割磁感应线产生的感应电动势，可以根据来计算。

9.【答案】不可能

【解析】解：根据折射角和入射角的定义结合几何知识，入射角

折射角

根据折射定律，折射率

由于玻砖为平行玻砖，根据折射定律结合几何知识可知，入射光线在上表面的折射角等于折射光线在下表面的入射角，即

根据折射定律，入射光线在上表面的折射角

联立解得

不管如何减小，入射光线在上表面的折射角始终等于折射光线在下表面的入射角，因此光线都在下表面发生全反射。

故答案为：；不可能。

入射角和折射角都是光线与法线的夹角，根据折射定律求折射率；

根据光发生全反射的条件和临界角公式分析作答。

本实验用“插针法”测定玻璃的折射率的原理是折射定律，入射角和折射角都是光线与法线的夹角，不是与界面的夹角。

10.【答案】向左偏转向左偏转

【解析】解：由题目所给的结论：电流由“”接线柱流入，指针向右偏转；电流由“”接线柱流入，指针向左偏转

将条形磁铁极向下插入螺线管时，线圈中向下的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场应向上，再根据安培定则可知线圈中电流从上端流出到电流表的”“接线柱，所以电流表的指针向左偏转；

将条形磁铁极向下插入螺线管时，线圈中向下的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场应向上，再根据安培定则可知线圈中电流从上端流出到电流表的”“接线柱，所以电流表的指针向左偏转。

故答案为：向左偏转；向左偏转。

先由题意确定偏转规则：电流从电流表正接线柱流入，电流表指针右偏；

将条形磁铁从螺线管中插入或抽出时，根据楞次定律判断感应电流的磁场的磁场方向，再根据安培定则判断感应电流方向，最后确定电流表指针的偏转方向。

本题考查了感应电流的产生及方向判断，要求学生能够熟练地运用安培定则；抓住电流从“”接线柱流入电流表时，指针向右偏转是解题的关键。

11.【答案】少

【解析】解：观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成，之所以做成这种结构，一方面是防止磁漏，另一方面昼量减少涡流造成的能量损失，故C正确，AB错误。

故选：。

观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据

可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。

实验中需要运用的科学方法是控制变量；故A正确，BC错误。

故选：。

若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系

原副线圈的匝数之比为：，用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为，则原线圈的电压为。考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于，可能为；

故选C。

故答案为：；少；；。

根据变压器的构造分析判断；

根据变压器的规律分析判断；

根据控制变量法的特点分析判断；

根据变压器规律和能量损失分析判断。

本题关键掌握变压器的构造、规律和实验方法。

12.【答案】偏大偏小

【解析】解：测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，至少要测量滴到滴油酸酒精溶液的体积，然后计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，故A错误；

B.测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，使用爽身粉才能看出油膜的轮廓，在水中加入红墨水后混合均匀不能看出油膜的轮廓，故B错误；

C.实验时只是把油酸分子看作是球形的理想模型，实际的油酸分子不是球形的，因此通过计算得到只是将油酸分子看成是球形时的油酸分子直径，故C错误；

D.计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布，故D正确。

故选：。

若实验过程中发现，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则油膜面积的测量值偏小，根据则计算得到的油酸分子直径将偏大；

若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的，在溶液中的油酸浓度会偏大，实际计算时仍按原来的浓度计算，则计算得到的油酸分子直径将偏小；

一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为

油膜的面积为

分子直径

故答案为：；偏大；偏小；。

根据实验原理和注意事项分析判断；

撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，油膜面积偏小，根据判断；油酸酒精溶液久置，油酸浓度会偏大体积偏小，根据判断；

根据浓度计算一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积，根据油膜轮廓包含的格数计算油膜面积，根据计算分子直径。

本题关键掌握实验原理和注意事项，根据计算分子直径。

13.【答案】解：设左、右管的横截面积为。

密封气体初始体积为，压强为

密封气体等温压缩过程体积变为，压强变为

由玻意耳定律有：

解得：

此时水银柱的高度为：

密封气体再经等压膨胀过程体积变为，温度变为，由盖吕萨克定律有：

代入数据解得：

答：此时水银柱的高度为；

此时密封气体的温度为。

【解析】先求出密封气体初始体积和压强，将密封气体等温压缩，由玻意耳定律列方程求解压强，再求出此时水银柱的高度；

密封气体再经等压膨胀过程