四川省绵阳市三台中学2022-2023学年高二物理下学期期末热身试题（Word版附解析）

四川三台中学校高中2021级第四学期期末热身测试物理试题

一、必考选择题。本题共9小题，每小题4分，共36分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~9题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高患癌症的风险，已知钚的一种同位素的半衰期为24100年，其衰变方程为，下列有关说法正确的是（　　）

A. 射线和射线一样都是电磁波，但射线穿透本领比射线弱

B. 半衰期为24100年，随着地球温度的升高，其半衰期将变短

C. X原子核中含有92个质子

D. 由于衰变时释放巨大能量，根据，衰变过程总质量增加

【答案】C

【解析】

【详解】A．射线和射线一样都是电磁波，但射线穿透本领比射线强。故A错误；

B．半衰期由原子核的内部结构决定，与外界的物理、化学环境无关。故B错误；

C．根据电荷数守恒可得，X原子核中含有的质子数为

故C正确；

D．由于衰变时释放巨大能量，根据

衰变过程总质量减少。故D错误。

故选C。

2. 紫外线光电管是利用光电效应对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到K极时，c、d端才会有电压信号输出。已知明火中的紫外线波长主要在200nm~280nm之间，下列说法正确的是（　　）

A. 要实现有效报警，照射光电管的紫外线波长应大于280nm

B. 当明火照射光电管的时间很短时，c、d端可能没有电压输出

C. 只要可见光照射光电管的时间足够长，c、d端就会有电压输出

D. 火灾报警时，照射光电管的紫外线波长越短，逸出光电子的最大初动能越大

【答案】D

【解析】

【详解】A．由题意可知，要实现有效报警，照射光电管的紫外线波长应小于280nm，则入射光的频率大于截止频率，会发生光电效应，A错误；

BC．c、d端有信号输出，与明火的照射时间无关，与紫外线的频率有关，光电效应的发生具有瞬时性，BC错误；

D．火灾报警时，根据光电效应方程

照射的紫外线波长越短，频率越高，逸出的光电子最大初动能越大，D正确。

故选D。

3. 氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（　　）

A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线

B. 大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时能够辐射出6种频率的光子

C. a光子能量比b光子的能量大

D. 氢原子在n＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离

【答案】C

【解析】

【详解】A．γ射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才产生的，故A错误；

B．大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时能够辐射出：从n＝4的能级向n＝3，从n＝4的能级向n＝2，从n＝3的能级向n＝2，共3种不同频率的光子，故B错误；

C．根据跃迁规律可知从n＝4向n＝2跃迁时辐射光子的能量大于从n＝3向n＝2跃迁时辐射光子的能量，则可见光a的光子能量大于b，故C正确；

D．欲使在n＝2的能级的氢原子发生电离，吸收的能量一定不小于3.4eV，故D错误。

故选C。

4. 如图所示为手机无线充电的简化原理图。基座线圈直接接上220V的交流电，受电线圈串联理想二极管后接手机电池。假设基座线圈产生的磁场全部穿过受电线圈，且无能量损失，已知基座线圈和受电线圈的匝数比为。下列说法正确的是（    ）

A. 接手机电池两端输出的是交流电 B. 接手机电池两端的电压为

C. 无线充电原理是利用线圈的自感现象 D. 无线充电原理是利用红外线的发射与接收技术

【答案】B

【解析】

【详解】A．由于二极管的单向导电性，可知接手机电池两端输出的不是交流电，故A错误；

B．受电线圈两端电压为

设接手机电池两端的电压为，根据有效值定义可得

解得

故B正确；

CD．无线充电原理是利用电磁感应中线圈的互感现象，故CD错误。

故选B。

5. 如图所示，质量为m的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力的大小下列说法中正确的是(　　)

A. 大于环重力mg，并逐渐减小

B. 始终等于环重力mg

C. 小于环重力mg，并保持恒定

D. 大于环重力mg，并保持恒定

【答案】A

【解析】

【详解】磁感应强度均匀减小，穿过回路的磁通量均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的电动势，感应电流也恒定不变．由楞次定律可知，感应电流方向：顺时针，再由左手定则可得，安培力的合力方向竖直向下；金属环始终保持静止，则拉力大于重力，由于磁感应强度均匀减小，所以拉力的大小也逐渐减小，故A正确，BCD均错误。

故选A。

6. 由红光和蓝光组成的复色光以相同的入射角射到介质I和II的界面，折射后分为两束光。下列说法正确的是（　　）

A. 为红光，为蓝光

B. 在介质II中传播相同距离，光所用时间短

C. 增大复色光的入射角，光先发生全反射

D. 用同一双缝干涉仪做实验，光条纹间距较小

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据题意，由图可知，光的偏折程度大，则光的折射率大，则为蓝光，为红光，故A错误；

B．由公式可知，由于光折射率大，则光的传播速度小，则在介质II中传播相同距离，光所用时间长，故B错误；

C．由公式可知，由于光的折射率大，则光的临界角小，光先发生全反射，故C错误；

D．由公式可知，由于光的折射率大，则光的波长短，光条纹间距较小，故D正确。

故选D。

7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比，定值电阻，滑动变阻器的最大值为，阻值恒定的小灯泡L的规格为“”，电流表是理想交流电表，输入端接入的交流电压，下列说法正确的是（　　）

A. 通过电流表的电流方向每秒钟改变20次

B. 小灯泡正常工作时，滑动变阻器的阻值为

C. 滑片自上而下滑动时，电流表示数一直增大

D. 滑动变阻器阻值为时，变压器输出功率最大

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由交流电的角速度可知

解得交流电的频率

每转一圈电流方向改变两次，则有每秒改变方向10次，A错误；     

B．将副线圈电路的电阻等效到原线圈，则有

小灯泡正常工作时的电阻

副线圈的电流

原线圈的电流

交流电源电压有效值

又有

解得

B正确；

C．滑片自上而下滑动时，R2减小，等效电阻R＇减小，电源电压不变，原线圈电流则有

可知电流一直增大，则副线圈的电流也一直增大，则电流表示数一直增大，C正确；

D．由B选项计算可知，当时，等效电阻R＇=R1，此时则有变压器的输出功率最大，D错误。

故选BC。

8. 如图所示，水平面上A、B两处有甲、乙两个可视为质点的小滑块处于静止状态，B点右侧水平面粗糙，左侧水平面光滑。若甲在水平向右的拉力的作用下由静止向右运动，当时撤去拉力F，紧接着甲与乙发生弹性正碰，其中乙滑行1.6m后停下，已知乙的质量为1kg，乙与粗糙水平面间的动摩擦因数为0.5，取，则（　　）

A. 0~2s内，拉力F的冲量为12N·s

B. 撤去拉力F时甲的速度大小为3m/s

C. 两个滑块碰撞以后乙的速度是1m/s

D. 甲的质量为1kg

【答案】B

【解析】

【详解】A．F与t线性关系，力F对甲的冲量为I

故A错误；

C．对乙碰撞后的过程中利用动能定理得

故C错误；

BD．设甲的质量为m1，碰前速度为v0，碰后速度为v1，根据动量守恒得

根据机械能守恒得

联立得

B正确，D错误。

故选B。

9. 如图甲所示，导体框架abcd放置于水平面内，ab平行于cd，导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好，整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中，磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示，MN始终保持静止，规定竖直向上为磁场正方向，沿导体棒由M到N为感应电流的正方向，水平向右为导体棒所受安培力F的正方向，水平向左为导体棒所受摩擦力Ff的正方向，下列图像中正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由图可知，磁感应强度先不变，后均匀减小，再反向均匀增大，根据法拉第电磁感应定律

可知，回路中产生的感应电动势先为零，后恒定不变，所以感应电流先为零，后恒定不变，根据楞次定律得知，回路中感应电流方向为逆时针方向，即电流方向为正，故A错误，B正确；

CD．在0-t1时间内，导体棒MN不受安培力；在t1-t2时间内，由左手定则判断可知，导体棒MN所受安培力方向水平向右，由F=BIL可知，B均匀减小，MN所受安培力大小F均匀减小；在t2-t3时间内，导体棒MN所受安培力方向水平向左，由F=BIL可知，B均匀增大，MN所受安培力大小F均匀增大；根据平衡条件得到，棒MN受到的静摩擦力大小

方向与安培力的方向相反，即在0-t1时间内，没有摩擦力，而在t1-t2时间内，摩擦力方向向左，大小减小，在t2-t3时间内，摩擦力方向向右，大小增大，故C错误，D正确。

故选BD。

二、必考非选择题。本题共5小题，共44分。

10. 在用单摆测重力加速度的实验中

（1）为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，应选用下列所给器材中的哪些？

A．长1m左右的细绳；

B．长30m左右的细绳；

C．直径2cm的钢球；

D．直径2cm木球；

E．秒表；

F．时钟；

G．最小刻度是厘米的直尺；

H．最小刻度是毫米的直尺。

所选择的器材是________。（将所选用的器材的字母填在题后的横线上。）

（2）实验时摆线偏离竖直线的偏角很小，单摆做简谐运动图像如图

由图写出单摆做简谐运动的表达式__________cm，由图可知，当t=（s）时，小球离开平衡位置的位移为____________cm。

（3）某同学在同一地点测出不同摆长时对应周期T，作出图线如图

再利用图线上任两点A、B的坐标（，）、（，），可求得g=____________。若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

【答案】    ①. ACEH    ②.     ③.     ④.     ⑤. 不变

【解析】

【详解】（1）[1] AB．单摆模型中，小球视为质点，故摆线越长，测量误差越小，故A正确，B错误；

CD．摆球密度要大，体积要小，空气阻力的影响才小，故C正确，D错误；

EF．秒表可以控制开始计时和结束计时的时刻，故E正确，F错误；

GH．刻度尺的最小分度越小，读数越精确，故G错误，H正确。

故选ACEH。

（2）[2][3]由图知，振幅为

A=5cm

单摆做简谐运动的表达式

当t=（s）时，小球离开平衡位置的位移为

（3）[4]根据

由图像知

可求得

g=

[5]若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比不变。

11. 某同学设计了如图甲所示的装置验证动量守恒定律：

（1）小车a的前端粘有质量不计的橡皮泥，在小车a后连着纸带，纸带通过电磁打点计时器，长木板下垫着小木块，开始时未放小车b，移动长木板下的小木块，轻推小车a，直到纸带上打下的点迹________；（填“均匀”或“不均匀”）

（2）在小车a的前方放置一个与a材料相同的静止小车b，推动小车a使之运动，之后与小车b相碰并粘合成一体，若已测得打点的纸带如图乙所示，O为运动的起点，x1、x2、x3、x4分别为OA、AB、BC、CD的长度，则应选________段来计算a碰撞前的速度，应选________段来计算a和b碰后的共同速度；（以上两空均选填“x1”“x2”“x3”或“x4”）

（3）设a的质量为ma、b的质量为mb，要验证碰撞中的动量守恒定律，要验证的关系为________（选ma、mb、x1、x2、x3、x4来表示）。

【答案】    ①. 均匀    ②.     ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]当小车a所受的摩擦力和重力沿斜面方向的分力平衡时，小车a做匀速直线运动，即纸带上打下的点迹均匀分布；

（2）[2][3]推动小车由静止开始运动，小车先加速后匀速，即在相同的时间间隔内通过的位移相等，所以AB段为匀速运动阶段，可计算小车a碰前的速度，即选x2；碰撞过程是一个变速过程，而碰后a、b共速，一起做匀速直线运动，点迹均匀分布，所以应选CD段计算碰后共同的速度，即选x4；

（3）[4]设打点计时器的打点周期为T，所以两相邻计数点间的时间间隔为

由图可知，碰前小车a的速度为

碰后小车的共同速度为

需要验证的关系为

联立以上各式可得

12. 如图所示，质量为M＝4 kg的大滑块静置在光滑水平面上，滑块左侧为光滑圆弧，圆弧底端和水平面相切，顶端竖直。一质量为m＝1 kg的小物块，被压缩弹簧弹出后，冲上大滑块，能从大滑块顶端滑出，滑出时大滑块的速度为1m/s。g取10 m/s2。求：

(1)小物块被弹簧弹出时的速度；

(2)小物块滑出大滑块后能达到的最大高度h1；

(3)小物块回到水平面的速度及再次滑上大滑块后能达到的最大高度h2。

【答案】(1) 5 m/s；(2) 1 m；(3) 2 m/s； 0.04 m

【解析】

【分析】

【详解】(1) 设小物块离开弹簧后的速度为v1，小物块滑上大滑块的过程中系统水平方向动量守恒

解得

(2) 小物块第一次跃升到最高点时水平速度等于v2，系统机械能守恒

解得

(3) 小物块能下落到大滑块并从大滑块上滑到水平面，系统水平方向动量守恒、机械能守恒

解得

，

系统水平方向动量守恒、机械能守恒

解得

13. 如图所示，足够长的光滑平行水平金属导轨与倾角的粗糙平行倾斜金属导轨相接，导轨间宽度均为，在两导轨区域内存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小。质量均为，电阻均为的、金属杆分别垂直导轨放置在导轨上，杆与导轨接触良好，杆与倾斜导轨间的动摩擦因数。倾斜导轨底端接有“2.5V，0.5A”的小灯泡和阻值范围在的滑动变阻器。杆在垂直于杆的水平外力作用下以速度匀速向左运动。不计导轨电阻及空气阻力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。求：

（1）当时，杆切割磁感线产生的感应电动势；

（2）杆匀速向左运动时，若，小灯泡正常发光，通过计算分析判断杆是否滑动？

（3）杆匀速向左运动时，在杆不发生滑动的情况下，要使小灯泡能正常发光，求的取值范围。

【答案】（1）5V；（2）不滑动；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）由法拉第电磁感应定律

（2）对杆，由平衡条件

杆中电流

（—小灯泡的额定电流）

设杆不动，受摩擦力沿斜面向上，据平衡条件

解得

故假设成立，杆不滑动。

（3）杆受力如图，当静摩擦力最大时，据平衡条件， 有

这时滑动变阻器的阻值为

（—小灯泡的额定电压），超过了滑动变阻器的最大阻值，故应取，计算的最大值，此时流过杆的电流为

流过杆的电流为

得

当取时，计算的最小值，此时流过杆的电流为

得

的取值范围为

三、选考题（3-4）。本题共5小题，共30分。第15、16、17、18题每小题4分，给出的四个选项中只有一项符合题目要求。

14. 下列关于电磁波的说法正确的是：（　　）

A. 变化的磁场一定能够在空间产生变化的电场

B. 经过调制后的电磁波在空间传播得更快

C. 做变速运动的电荷会在空间产生电磁波

D. 麦克斯韦第一次用实验证实了光横波

【答案】C

【解析】

【详解】A．均匀变化的磁场能够在空间产生稳定的电场，选项A错误；

B．电磁波在空间传播的速度是一定的，经过调制后的电磁波在空间传播速度和以前一样，选项B错误；

C．根据电磁场理论可知，做变速运动的电荷会在空间产生变化的电场，然后变化的电场可产生变化的磁场，形成电磁波，选项C正确；

D．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波是存在的，但并没有用实验证实电磁波的存在，是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，并指明电磁波是横波。故D错误。

故选C。

15. 1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，根据相对论的观点下面的认识正确的是（　　）

A. 同时是相对的，时间的间距是绝对的

B. 在高速运动飞船上的时钟走时将变快、球体的体积变小

C. 在一切参考系中，物理规律都是相同的

D. 在任何惯性系中，光在真空中沿各个方向的速度大小相同

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据狭义相对论可知，在不同的惯性系中同时是相对的；由相对论的基本公式可知，物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的，故A错误；

B．根据相对论钟慢效应可知，在高速运动飞船上的时钟走时将变慢，故B错误；

C．根据狭义相对论可知，物理规律在所有惯性参考系中都具有相同的形式，故C错误；

D．根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故D正确。

故选D。

16. 一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比：（　　）

A. 波速变小 B. 频率变高 C. 频率变低 D. 波长变大

【答案】B

【解析】

【详解】渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，波速由介质决定，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比波速不变，根据多普勒效应可知，鱼群向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比频率变高，波长变小。

故选B。

17. 下列说法中正确的是（　　）

A. 信号波需要经过“调谐”后加到高频的等幅电磁波（载波）上才能有效的发射出去

B. 遥控器发出的红外线比医院“CT”中的X射线的衍射能力更强

C. 热双金属片可以感知磁场，常作开关去控制电路

D. 单色光通过偏振片后，光的颜色发生变化，速度将变小

【答案】B

【解析】

【详解】A．电磁波信号需要经过“调谐”后加到高频的等幅电磁波（载波）上才能有效的发射出去，故A错误；

B．红外线的波长比X射线的波长更长，而波长越长的波越衍射能力越强，即遥控器发出的红外线比医院“CT”中的X射线的衍射能力更强，故B正确；

C．热双金属片是由膨胀系数不同的两层（或多层）金属叠焊轧制成的片材，具有随温度变化而发生相应弯曲的特性，常作为开关去控制电路，故C错误；

D．单色光通过偏振片后，光的颜色不会发生变化，即光通过偏振片不会改变光的频率，速度也不会变小，故D错误。

故选B。

18. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，现有毛玻璃屏、双缝、白光光源、单缝和透红光的滤光片等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。

（1）光具座上放置的光学元件依次为①光源、②滤光片、 ③___________和___________、④遮光筒、⑤光屏。

（2）在观察双缝干涉图样实验中，以下说法中正确的是：___________

A.若用白光照射双缝，在屏上出现彩色条纹的原因是各种色光的速度不同

B.若将其中一条缝堵住，屏上的条纹图样不会改变

C.将单缝与双缝距离增大，屏上的条纹宽度变宽

D.将装置由空气移入水中，其它条件不变，屏上的条纹宽度变窄

E.实验中若观察不到干涉条纹，其原因可能是光源与单缝间距太远

（3）调整装置，在光屏上出现清晰的干涉条纹。然后将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图所示，示数___________mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐并记下示数。若已知双缝间距d为0.2mm，双缝到屏的距离L为0.700m，红光波长为660nm。相邻亮条纹的间距表达式Δx=___________，可得相邻亮条纹的间距为___________mm。

【答案】    ①. 单缝    ②. 双缝    ③. D    ④. 2.320    ⑤.     ⑥. 2.310

【解析】

【详解】（1）[1] [2]为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，在光屏上可以观察到干涉条纹，故光源与屏之间由左至右应依次放置：滤光片、单缝、双缝。

（2）[3] A．双缝干涉的条纹间距有

其中为双缝到屏的距离，为入射光的波长，是双缝的间距。白光通过双缝后对7种单色光来讲，只有有是不同的，所以条纹间距也不同，导致7种单色光的亮条纹暗条纹交替出现形成彩色条纹，又由于各种色光传播的速度都一样均为，由公式

可知波长不同即频率不同，故A错误；

B．双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，若将其中一个缝封住，属于单缝衍射，那么单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，即将其中一条缝堵住，屏上的条纹图样会改变，故B错误；

C．将单缝与双缝距离增大，不会影响条纹间距，即屏上的条纹宽度不变，故C错误；

D．将装置由空气移入水中，由

可知水里面光的传播速度变小，而频率不变，于是波长变短，干涉条纹间隙正比于波长，自然变小，即亮纹变密集，故D正确；

E．光源与单缝间距太远，仍然有光进入滤光片以及单缝和双缝，只不过光线稍弱，只要其它仪器摆放正确，操作无误，在光屏上仍然有干涉条纹，故E错误。

故选D。

（3）[4] 螺旋测微器读数的测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)，所以此时手轮上的示数为

[5] 双缝干涉的条纹间距公式为

[6] 由双缝干涉的条纹间距公式，代入相关数据可得相邻亮条纹的间距为

19. 如图所示，真空中一个半径为R、折射率为的透明玻璃半球体，O为球心，轴线水平，位于轴线上O点左侧处的点光源S发出一束与夹角的光线射向半球体，已知光在真空中传播的速度为c。不考虑光线在玻璃半球体圆弧界面上的反射，求：

(1)光线进入玻璃半球体时的折射角r；

(2)光在玻璃半球体内传播的时间t。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)作出光路图如图所示，由几何知识可得，入射角：

由折射定律

代入数据得：

(2)由几何知识可得

在中，由正弦定理

解得：

光在玻璃半球体中传播的距离

光在玻璃中的速度

光在玻璃半球体内传播的时间