2021-2022学年辽宁省渤海大学附高级中学高二（下）段考物理试卷（附答案详解）

2021-2022学年辽宁省渤海大学附高级中学高二（下）段

考物理试卷

一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）

1.下列各种叙述中，不符合物理学史事实的是（）

A.普朗克提出了能量量子化理论

B.爱因斯坦提出的光子假说很好地解释了光电效应实验，说明光具有粒子性

C.英国物理学家法拉第得出了法拉第电磁感应定律并发明了第一台发电机

D.卢瑟福通过对a粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型

2.某发电厂向工厂供电，输送的功率为P,输送的电压为U,输电线路的总电阻为

若用原、副线圈的匝数之比为1：10的理想升压变压器输电，则工厂得到的功率为

（）

A.AB.，C.PD.P-A

10U2100（72loot/210U2

3.图甲所示粗糙U形导线框固定在水平面上，右端放有一金属棒P。，整个装置处于竖

直方向的磁场中，磁感应强度B按图乙规律变化，规定竖直向上为正方向，整个过

程金属棒保持静止。则（）

甲乙

A.%时刻回路没有感应电流

B.0-2%时间内，流过金属棒的感应电流方向是从。到P

C.在0-无时间，金属棒P。所受安培力方向水平向右

D.2to时刻金属棒P。所受摩擦力方向水平向左

4.在图示交流电路中，电表均为理想电表。已知电源电压的有效值为220V,电压表

的示数为20U,电流表的示数为24,%、A?、均为定值电阻，/?3=1。必该变

压器原、副线圈的匝数之比为（）

R,

A.20：1B.10：1C.1：10D.1：20

5.利用图甲所示的实验装置测量遏止电压4与入射光频率"的关系。若某次实验中得

到如图乙所示的4一"图像•已知普朗克常量h=6.63x10-34/7,则下列说法正

确的是（）

V/IC,HJ

A.该金属的逸出功约为2.85xIO-"/

B.电源的左端为正极

C.若保持入射光频率不变，增大入射光光强，遏止电压也会增大

D.遏止电压“越大说明光电子最大初动能越小

6.关于原子结构、原子核的组成与性质的认识，下列说法正确的是（）

A.需27九作土核）经过6次a衰变和4次/?衰变后变成j°8Pb

B.太阳辐射的能量，主要来自太阳内部发生的重核裂变

C.比结合能越小的原子核越稳定

D.最的半衰期为5天，10g易经过15天后，发生衰变的哥°团的质量为1.25g

7.如图所示，图甲为磁流体发电机原理图，图乙为质谱仪原理图，图丙和图丁分别为

速度选择器和回旋加速器的原理图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，

不计粒子重力，下列说法正确的是（）

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A.图甲中，将一束等离子体按图示方向喷入磁场，4、B间产生电势差，4板电势高

B.图乙中，两种氢的同位素从静止经同一电场加速后射入磁场，打到①位置的粒子比

打到4位置的粒子的比荷大

C.图丙中，电场强度为E,磁感应强度为B,则粒子能够沿直线向右匀速通过速度选择

器的速度

D

D.图丁中，粒子第n次和第n+1次加速后的半径之比是公

8.由半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，经常用于火警报警装

置。如图甲所示是一火警报警器的电路示意图，理想变压器原线圈接入图乙所示的

正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻场及报警器P(有内阻)组

成闭合电路，流过报警器P的电流超过心时就会发出警报声。则以下判断正确的是

()

甲乙

A.变压器原线圈两端交变电压a=220V2sm7rt(K)

B.当所在处出现火情时，变压器输入功率增大

C.当场所在处出现火情时，电压表示数增大

D.在t=0.01s时，电流表示数为0

9.如图所示电路，4、B、C是三个完全相同的灯泡，它们的电I-----

阻与R相同，D是一个理想二极管，L是一个带铁芯、直流电I一修Mg-

阻可忽略、自感系数很大的线圈，则以下说法正确的是（）步

I~~（HI—<<•-----

A.S闭合瞬间，4、B、C三灯泡同时亮S

B.S闭合一段时间稳定后，B、C亮度一样比A灯暗

C.断开S瞬间，BC灯泡都会闪亮一下，随后慢慢熄灭

D.断开S瞬间，B灯泡立即熄灭，C灯泡会闪亮一下，随后慢慢熄灭

二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）

10.关于电磁波及其应用，下列说法正确的是（）

A.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流为零

B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最早证实了电磁波的存在

C.同一种电磁波在不同介质中传播时，波速不变、频率和波长发生改变

D.用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得更快，这里的“神灯”是利用X射线具

有很强的贯穿力

11.氢原子的能级图如图所示。现用光子能量为12.75eU的一束光照射一群处于基态的

氢原子，基态氢原子吸收光子后跃迁到激发态，随即又向低能级跃迁辐射出光子。

下列说法正确的是（）

£V

〃c5\

5老4

485

351

-13.

24

1--------------------------------------13.6

A.基态的氢原子吸收光子后能跃迁到n<4的多个激发态

B.基态的氢原子吸收光子后只能跃迁到n=4的激发态

C.跃迁后处于激发态的氢原子只能辐射出三种不同频率的光

D.跃迁后处于激发态的氢原子辐射出的所有频率的光都能使逸出功为0.55eV的金属发

生光电效应

12.半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一

长为r、电阻为R的均匀直导体棒AB置于圆导轨上面，B4的

延长线通过圆导轨中心。，装置的俯视图如图所示，整个装

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置处于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为氏方向竖直向下。在两导轨之间接阻

值为R的定值电阻和电容为C的电容器。直导体棒在水平外力作用下以角速度3绕。

逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导轨电阻不计。下列说

法正确的是（）

A.导体棒中电流从4流向B

B.导体棒产生的感应电动势为3r2

C.电容器的M板带正电

D.电容器所带电荷量为;

13.如图所示，在半径为L的圆形区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，在x轴与磁

场边界的交点P处有一粒子发射源，能沿%0y平面与％轴成任意夹角向磁场区域发射

质量为小，带电量为-q的粒子，且发射速度的大小为u=%在发射的众多粒子

中b粒子在磁场中的运动时间恰好为a粒子在磁场中运动时间的两倍。已知a粒子的

入射方向与x轴正方向成30。角，若不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力，下列

说法正确的是（）

A.b粒子的入射方向与x轴正方向成30。角

B.b粒子的入射方向与x轴正方向成60。角

C.a、b两粒子离开磁场后的运动方向相互平行

D.从磁场外沿y轴正方向从不同位置射入的，一群同速率的上述粒子经磁场作用后一定

都过P点

三、计算题（本大题共3小题，共40.0分）

14.2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氨3cHe）是

月球岩石样本中发现的一种储量惊人的新物质，该物质可以与笊一同参与核聚

变反应，放出质子，同时释放出大量能量。已知氮3的原子质量为3.0160a,笊的原

子质量为2.0140”，黜e的原子质量为4.0026”，质子的原子质量为1.0078“，其中〃

为原子质量单位，1口相当于931.5Me!Z的能量。

(1)试写出此核反应方程；

(2)求该核反应中释放的核能。

15.如图，相距L=°.5m的光滑金属导轨，半径为R=°.2m的［圆弧部分竖直放置、直

的部分固定于水平地面，MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B=17的匀

强磁场。金属棒ab和cd垂直导轨且接触良好，cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的

顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触。已知ab的质量为mi=0.1kg,cd的

质量为巾2=0.3kg、两棒电阻都为r=0.50。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。

求：

(l)ab棒刚进入磁场时cd棒中的电流大小和方向；

(2)若cd棒离开磁场时的速度是此刻ab棒速度的一半，求：cd棒离开磁场瞬间ab棒

的速度大小；

(3)从时静止释放到cd刚离开磁场过程，cd棒上产生的热量。

如图所示，与水平面成45。角的平面MN将空间分成I和II两

个区域。一质量为m、带电荷量+q的粒子以速度%从平面

MN上的P。点水平向右射入I区.粒子在I区运动时，只受

到大小不变、方向垂直于虚线MN的电场作用，电场强度大

小为E；在II区域加一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向

外(未画出)磁感应强度大小为B=等，粒子在n区域运动时，只受到匀强磁场的作用，

粒子的重力可以忽略。

(1)求粒子从％开始运动到第一次回到虚线MN的位移；

(2)粒子从Po开始运动能否回到Po点？若不能，通过计算说明理由；若能，经过多长时

间后又回到Po点？

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答案和解析

1.【答案】c

【解析】解：4、1900年普朗克提出了能量量子化理论，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，故A正确；

8、爱因斯坦提出的光子假说很好地解释了光电效应实验，说明光具有粒子性，故8正

确；

C、英国物理学家法拉第并发明了第一台发电机，纽曼和韦伯总结得出了法拉第电磁感

应定律，故C错误；

D.卢瑟福和他的学生进行了a粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型，故。正

确。

本题选不符合的，

故选:Co

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。

本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记

忆，这也是考试内容之一。

2.【答案】C

【解析】解：发电厂功率为P,电压为U,则电流=3又线圈的匝数詈=亮即?=§=

U7121U12*11

10,所以副线圈电流为A=*=击

又原副线圈功率P相等，损耗的功率P=/fr=瀛，所以工厂得到的功率为P2=P-

P'=故C正确，48。错误。

100U2

故选：Co

由功率公式及变压器比例关系求解工厂得到的功率。

本题考查电能的输送，学生需熟练掌握变压器工作原理及功率关系。

3.【答案】C

【解析】解：480-2%时间内，流过回路的感应电流逆时针，金属棒电流方向是从P到

0,故AB错误；

C.在0-%时间，由左手定则或楞次定律推论可知金属棒P0所受安培力方向水平向右，

故C正确；

。.2曲时刻金属棒P。受安培力向左，摩擦力方向水平向右，故。错误；

故选:Co

由感应电流的产生条件判断4选项，由楞次定律判断电流方向，由左手定则判断安培力

方向，由受力分析判断摩擦力。

本题考查电磁感应，学生需由力电综合能力，不仅熟练运用楞次定律，还需结合安培力

进一步受力分析。

4.【答案】B

【解析】解：由题意可知，变压器原线圈两端的电压q=22017-20U=200V,

根据欧姆定律，变压器副线圈两端的电压/=//?3=2x10V=20V,

变压器原、副线圈的匝数之比由：n2=C/i：U2=200：20=10：1,故B正确、ACD

错误。

故选：Bo

求出原副线圈的电压，根据理想变压器的电压之比等于匝数之比进行解答。

本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道理想变压器的电压之比等于匝

数之比。

5.【答案】A

【解析】详：人当最大初动能为零时，对应频率即为截止频率，由图像知截止频率为

3414-19

vc=4.3x1014Hz,则逸出功为%=hvc=6.63X10-X4.3X10;“2.85xIO7,

故A正确。

CD,由爱因斯坦光电效应方程知a=成-%,遏止电压与只与入射光频率有关，与

入射光强度无关，因为最大初动能为a=eUc,则遏止电压“越大说明光电子最大初动

能越大，故错误；

8、因为测量遏止电压外与入射光频率"的关系时，需要使加在两极板间的电压为反向

电压，使电子减速，所以应该让电场方向从K指向4所以电源右端应为正极，故3错

误；

故选：4。

遏止电压&是光电流为零时的反向电压;根据动能定理得出光电子最大初动能与”的关

系；结合光电效应方程推导出遏止电压与入射光频率的关系：遏止电压为零时，入射光

的频率等于截止频率，由图读出截止频率，再求金属的逸出功。

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解决本题的关键要掌握光电效应方程，以及最大初动能与遏止电压的关系，来研究图像

的物理意义。

6.【答案】A

【解析】解：4牡核衰变成铅核，电荷数减少8,质量数少24,设经过n次a衰变，m次

6衰变，则有：4n=24,2n-m=8,解得n=6,m=4,经过6次a衰变和4次夕衰变，

故A正确；

8、太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生轻核聚变产生的，故B错误；

C、比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大的原子核越稳定，故C错误；

3

£＞、10g昌经过15天，即经过3个半衰期后，剩余的质量为：m=mo(i)=10^xl=

1.25g,则发生衰变的原子核的质量为：4m=m()-m=10g-1.25g=8.75g,故。

错误。

故选:Ao

根据电荷数守恒、质量数守恒，结合衰变的实质求出衰变的次数；太阳辐射的能量来自

太阳内部的轻核聚变；比结合能的大小反映原子核的稳定程度；根据半衰期与剩余质量

的关系判断。

本题考查了半衰期、衰变、裂变与聚变、比结合能等基础知识点，关键要熟悉教材，牢

记这些基础知识点，对于半衰期有关的简单运算要会。

7.【答案】C

【解析】解：4由左手定则可知，负离子所受洛伦兹力方向由N指向“，则M将集聚负

离子，即M点的电势低于N点的电势，故A错；

A两种氢的同位素在加速电场中加速过程，由动能定理得：

qUrr=-1m2vz,

在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有

V2

quBn=m—

联立可得'=券，可知打到占位置的粒子轨迹半径越大，比荷较小，故8错误；

C当达到平衡时quB=qE

解得：V=^,故C对；

D根据动能定理可知，带电粒子第兀次加速的速度为：nqU=\mvl

解得：女=呼

据洛伦兹力提供向心力，所以quB=m詈

解得：&际

qB7m

同理可得第n+1次的半径：R2=-I丝时空

qB7m

所以第ri次和第n+l次半径之比为：乐：而不工故。错误。

故选：Co

4图中，由左手定则判断粒子受到的洛伦兹力方向，确定其运动方向，由此确定4板与8

板电势高低；B图中，根据洛伦兹力提供向心力分析比荷的大小；C图中，根据电场力

和洛伦兹力大小相等，来求粒子的速度大小；。图中，带电粒子在磁场中运动的频率与

交变电流的频率相等，根据/=#进行分析。

2nm

本题考查洛伦兹的应用，关键要理解各个仪器的工作原理，熟练运用左手定则判断洛伦

兹力的方向。

8.【答案】B

【解析】解：4、原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压为=220V21Z,

周期T=0.025,故角速度是3=y=急rad/s=lOOnrad/s,u=220V2sinl007rt(V),

故A错误；

B、七处温度升高时副线圈中电流增大，根据P=U/可知，副线圈回路中消耗的功率增

大，故输入功率增大，故8正确；

C、七处温度升高时副线圈中电流增大，报警器P(有内阻)分得的电压增大，根据串并联

关系可知，电压表的示数减小，故C错误；

。、电流表测量的是交流电的有效值，而有效值任意时刻不为零，故。错误；

故选：B。

由图乙可知交流电压最大值Um=220V2IZ,周期7=0.02s,可由周期求出角速度的值，

则可得交流电压”的表达式a=(AnSimoKV),由变压器原理可得变压器原、副线圈中的

电流之比，输入、输出功率之比，外处温度升高时，阻值减小，根据负载电阻的变化，

可知电流、电压变化.

根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电

压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键.

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9.【答案】D

【解析】解：4s闭合瞬间，由于线圈的自感从而使4灯泡慢慢变亮，故A错误；

B.S合一段时间稳定后，根据欧姆定律可知4、B亮度一样且比C亮，8错误；

CD.断开S瞬间，线圈产生自感电动势，于是线圈4与C形成一个闭合电路，由于稳定时力

比。亮，所以C灯将闪亮下再慢慢熄灭，而二级管单向导通性能，所以B灯立即熄灭，故

C错误，。正确；

故选：D。

依据自感线圈的特征：刚通电时线圈相当于断路，断开电键时线圈相当于电源；二极管

的特征是只正向导通。

该题两个关键点，1、要知道理想线圈的特征：刚通电时线圈相当于断路，断开电键时

线圈相当于电源；2、要知道二极管的特征是只正向导通。

10.【答案】AB

【解析】解：4在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时，电路中电流为0,故

A正确。

8.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最早证实了电磁波的存在，故B正确。

D“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应,

使人体局部受热，血液循环加快，故。错误。

C.同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变（频率由波源决定），波速、波长发生改

变，故C错误。

故选：AB.

电路中由L与C构成的振荡电路，LC振荡电路中电容器的电荷量最大时，电路中振荡电

流为零。麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最早证实了电磁波的存在。不同介质中波

速会改变，“神灯”利用的是红外线的热效应。

该题考查物理学史、光电效应方程、交流电的有效值以及振荡电路，考查的知识点多，

但都是一些基础知识，在平时的学习中多加积累即可。

11.【答案】BD

【解析】解：AB,能量12.75e，恰好等于n=4和n=1两等级间的能级差，故处于基态

氢原子吸收12.75e!Z光子后，只能跃迁到热=4能级，故A错误，B正确；

C、跃迁后处于激发态的氢原子能发射戏=6种不同频率的光，故C错误；

因为跃迁后处于激发态的氢原子能辐射出的最小光子的能量为从n=4能级跃迁到

n=3能级释放的光子能量，即为E3-'=0.66eU>0.55eU,即跃迁后处于激发态的

氢原子辐射出的所有频率的光都能使逸出功为0.55eU的金属发生光电效应,故。正确。

故选:BD。

辐射光子能量即为两能级差，由此分析；根据数学组合公式鬣，即可判定跃迁的种类;

当两能级间能级差越大，辐射的光子能量越大，当入射光的能量不小于逸出功，即可发

生光电效应现象。

解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，并掌握

光电效应发生条件。

12.【答案】BC

【解析】解：力、根据右手定则可知，金属棒4B逆时针切割磁感时，产生的感应电流应

该是从B向A,故A错误；

B、根据法拉第电磁感应定律以及u=可得切割磁感线时产生的电动势：E感=BLv=

Br（马产）=|BN3,故B正确：

C、切割磁感线的相当于电源，故金属棒4相当于电源正极，在AB内部电流方向由B向

A,故与4接近的电容器M板带正电，故C正确；

D、由B分析知，4B两端的电压为：感=：x|Br23=：Br23,电容器两端

的电压也是:B/3,故电容器所带电荷量为：Q=CU=；CBN3,故。错误。

故选：BC。

根据右手定则判断电流方向，由此分析电容器极板带电情况；根据法拉第电磁感应定律

以及U=T3求解切割磁感线时产生的电动势；根据欧姆定律求解电容器两端的电压，根

据Q=CU求解电容器所带电荷量。

本题主要是考查了法拉第电磁感应定律和楞次定律；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£=8。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E来计算。

13.【答案】ACD

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【解析】解：粒子在磁场中做圆

周运动，洛伦兹力提供向心力，

2

所以有，Bvq=号,由题意知：

v=啖,因此粒子的轨迹半径r=

L,即轨迹圆半径与磁场圆的半径

相等。

C、根据磁聚焦的原理，从P点向

各个方向入射的粒子经磁场偏转

后，离开磁场时，均平行于y轴，

故C正确；

AB,当Pa方向与x轴成30。时，其圆心。&及轨迹如图所示，由几何关系可知，a圈子的

偏转角为60。，那么b粒子沿y轴正方向射出时偏转了90。+。，所以b粒子入射方向与x轴

成。=30。，故A正确，B错误；

。、从磁场外沿y轴正方向从不同位置射入的，根据左手定则，由磁聚焦原理，所有粒

子将从P点离开磁场，故。正确。

故选：ACD,

由洛伦兹力提供向心力得到半径的表达式，再将题目所给的速度值代入可求粒子的轨迹

半径r-Lo

由于两半径相等，这是磁聚焦原理满足的条件，那么粒子均沿+y方向平行射出磁场。

对带电粒子在磁场中的运动问题,要首先分析、了解粒子的运动状态,然后再进行求解。

14.【答案】解：(1)根据质量数守恒和电荷数守恒可知该核反应方程为

lHe+lH-4He+iH

(2)核反应的质量亏损dm=3.0160U+2.0140u-4.0026u-1.0078u=0.0196u

释放出的核能4E=Amc2=0.0196x931.5MeV=18.2574MW

答：(1)核反应方程为州e+出卷He+舫；

(2)该核反应中释放的核能为18.2574MeV。

【解析】根据质量数与电荷数数守恒写出核反应方程，再根据质能方程求出释放能量,

即可求解。

质能方程是原子物理中的重点内容之一，该知识点中，关键的地方是要知道反应过程中

的质量亏损等于反应前的质量与反应后的质量的差。

15.【答案】解：(1)金属棒ab沿光滑圆弧轨道下滑过程中，只有重力做功，其机械能守

恒，有：

n12£

m1gR=-mrv

解得u=2m/s

ab棒刚进入磁场时产生的感应电动势为E=BLv

cd棒中的电流大小为/=3

联立解得：/=14

由右手定则可知，ab棒中的电流方向由Q到b,则cd棒中电流方向由d到c。

(2)设cd离开磁场时ab在磁场中的速度为%㈠cd此时的速度为七小Qb、cd组成的系统

动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律有：

7nlu=mxvab+m2vcd

据题有=\vab

联立解得%b=0.8m/s,vcd=OAm/s

(3)从ab静止释放到cd刚离开磁场过程，cd棒上产生的热量为@4=乳砌加-

lmivab

解得Qcd=0.0727

答：(l)ab棒刚进入磁场时cd棒中的电流大小为14,方向由d到c；

(2)cd棒离开磁场瞬间ab棒的速度大小为0.8m/s；

(3)从ab静止释放到cd刚离开磁场过程，cd棒上产生的热量为0.072人

【解析】(1)金属棒ab下滑过程中机械能守恒，由机械能守恒定律求出ab棒到达圆弧底

端时速度大小，根据法拉第电磁感应定律结合闭合电路欧姆定律求防棒刚进入磁场时

cd棒中的电流大小，由右手定则判断cd棒中的电流方向；

(2)根据ab、cd组成的系统动量守恒列出等式，结合两棒速度关系，求解cd棒离开磁场

瞬间ab棒的速度大小。

(3)从ab静止释放到cd刚离开磁场过程，由能量守恒定律求出回路中产生的总热量，从

而得到cd棒上产生的热量。

本题是电磁感