2022-2023学年广东省湛江市高二（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年广东省湛江市高二（下）期末物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共34.0分）

1.  如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是(    )

A. 用能量为的电子激发能级的大量氢原子，可以使氢原子跃迁到高能级
B. 能级的氢原子可以吸收能量为的光子而发生电离
C. 大量处于能级的氢原子跃迁到基态放出的所有光子中，能级跃迁到能级释放的光子的粒子性最显著
D. 大量处于基态的氢原子吸收的光子后，只可以放出两种频率的光子
 

2.  如图，小明把空的玻璃瓶开口向下缓慢压入恒温水中，瓶内空气无泄漏，在下降过程中(    )

A. 气体从外界吸热
B. 单位面积单位时间气体分子撞击瓶壁次数增多
C. 气体内能增大
D. 气体对外做功
 

3.  以下现象中属于涡流现象的应用的是(    )

A. 某家用电烤箱
B. 监考老师手中的探测仪
C. 高压带电作业屏蔽服
D. 车载充电器

4.  如图甲，是吹肥皂泡游戏的画面，在图乙玻璃杯内注入肥皂水，再用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中，沾满肥皂水后取出，可以吹出在空中做无规则运动的肥皂泡，下列说法正确的是(    )

A. 肥皂泡的无规则运动为布朗运动
B. 肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关
C. 肥皂水与玻璃杯壁接触位置的分子力表现为引力
D. 肥皂泡表面液体分子间只存在引力，没有斥力

5.  如图，放映电影时，强光照在胶片上，一方面，将胶片上的“影”投到屏幕上；另一方面，通过声道后的光照在光电管上，随即产生光电流，喇叭发出与画面同步的声音电影实现声音与影像同步，主要应用了光电效应的下列哪一条规律(    )

 

A. 光电效应的发生时间极短，光停止照射，光电效应立即停止
B. 入射光的频率必须大于金属的极限频率，光电效应才能发生
C. 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大
D. 当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度随入射光的强度增大而增大

6.  为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成电流测量记录仪未画出。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，、为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面磁场垂直地面向里如图乙，则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为(    )

A. 始终顺时针方向 B. 始终逆时针方向
C. 先顺时针，再逆时针方向 D. 先逆时针，再顺时针方向

7.  如图所示，为新能源电动汽车的无线充电原理图，为受电线圈，为送电线圈。已知送电、受电线圈匝数比：：，端输入电流，下列说法正确是(    )

 

A. 端输入的交变 电流方向每秒变化次
B. 送电线圈的输入功率大于受电线圈的输出功率
C. 受电线圈产生的电动势的有效值为
D. 在 时，通过送电线圈的磁通量的变化率最大

8.  如图所示的火灾自动报警器具有稳定性好、安全性高的特点，应用非常广泛，其工作原理为：放射源处的镅放出的粒子，使壳内气室空气电离而导电，当烟雾进入壳内气室时，粒子被烟雾颗粒阻挡，导致工作电路的电流减小，于是锋鸣器报警。则(    )

A. 发生火灾时温度升高，的半衰期变短
B. 这种报警装置应用了射线贯穿本领强的特点
C. 发生衰变的核反应方程是
D. 发生衰变的核反应方程是

二、多选题（本大题共2小题，共12.0分）

9.  如图所示的振荡电路中，电容器极板上的带电量随时间变化的规律如图所示，则该振荡电路(    )

 

A. 电容器处于放电过程 B. 时磁场能最大
C. 增大电容器的板间距，则周期会增大 D. 时，电路中电流为零

10.  在家庭电路中，为了安全，一般在电能表后面的电路中安装一个漏电开关，其工作原理如图所示，其中甲线圈两端与脱扣开关控制器相连，乙线圈由两条电源线采取双线法绕制，并与甲线圈绕在同一个矩形硅钢片组成的铁芯上．以下说法正确的是(    )

A. 当用户用电正常时，甲线圈两端没有电压，脱扣开关接通
B. 当用户用电正常时，甲线圈两端有电压，脱扣开关接通
C. 当用户发生漏电时，甲线圈两端没有有电压，脱扣开关断开
D. 当用户发生漏电时，甲线圈两端有电压，脱扣开关断开

三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

11.  有一个教学用的可拆变压器，其铁心粗细一致，如图所示，它有两个外观基本相同的线圈、内部导线电阻率、横截面积相同，线圈外部还可以再绕线圈。

某同学用多用电表的同一欧姆挡先后测量了、线圈的电阻值，指针分别对应图中的、位置，则线圈的电阻为______ 。
如果把该变压器看作理想变压器，现要测量线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请完成以下实验步骤：
用绝缘导线在线圈上绕制匝线圈；
将线圈与低压交流电源相连接；
用多用电表的“交流电压”挡分别测量线圈的输入电压和______ 选填“绕制”或“”线圈的输出电压；
则线圈的匝数为______ 用已知和测得量的符号表示。

12.  用如图所示的电路测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系。
 

开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至________端填“”或“”。

实验测得不同温度下的阻值，并绘得如图的关系图线，根据图线写出该热敏电阻的关系式：____________。

铂的电阻对温度变化很灵敏，可以制成电阻温度计。请利用开关、导线、铂热敏电阻、图中某一电表和图所示的恒流源调节旋钮时可以选择不同的输出电流，且输出电流不随外部条件的变化而变化，设计一个简易电阻温度计并在图的虚线框内画出电路原理图。

结合图的关系图线，选择恒流源的输出电流为，当选用的电表达到满偏时，电阻温度计所测温度为________。如果要提高该温度计所能测量的最高温度值，请提出一种可行的方法：_____________________________________。

四、简答题（本大题共1小题，共13.0分）

13.  空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图甲中虚线所示。一个电阻值为，匝数为，半径为的圆形金属线圈固定在纸面内，圆心在上。该线圈与阻值为的电阻连接成闭合回路。时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为和，导线的电阻不计。求在到时间内
通过电阻上的电流大小和方向；
通过电阻上的电荷量及电阻上产生的热量。

 

五、计算题（本大题共1小题，共10.0分）

14.  舱外航天服能为航天员出舱作业提供安全保障。出舱前，关闭航天服上的所有阀门，启动充气系统给气密层充气可视为理想气体。假定充气后，气密层内气体的体积为，温度为，压强为。经过一段时间，气体温度降至，忽略此过程中气体体积的变化。
求时气密层内气体的压强；
出舱后启动保温系统，维持气体的温度为。因舱外气压较低，气密层内气体的体积将会膨胀。试求不放气的情况下，气密层内气体膨胀至时的压强。

六、综合题（本大题共1小题，共15.0分）

15.  随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成为了各国都在重点突破的技术。其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞，为此设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈；火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道、和超导线圈图中未画出，超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为，经过时间火箭着陆，速度恰好为零；线圈的电阻为，其余电阻忽略不计；边长为，火箭主体质量为，匀强磁场的磁感应强度大小为，重力加速度为，一切摩擦阻力不计，求：
缓冲滑块刚停止运动时，线圈边两端的电势差；
缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；
火箭主体的速度从减到零的过程中系统产生的电能。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、从能级跃迁到的能级，能级差为，用能量为的电子激发能级的大量氢原子，不能使氢原子跃迁到高能级，故A错误；
B、从能级电离需要的能量为，故B错误；
C、大量处于能级的氢原子跃迁到基态放出的所有光子中，能级跃迁到能级释放的光子的频率最大，粒子性最显著，故C正确；
D、大量处于基态的氢原子吸收的光子后，氢原子跃迁到能级，可以释放处种频率的光子，故D错误；
故选：。
处于激发态的氢原子向低能级跃迁，可以辐射出不同频率的光子，跃迁释放能量满足既不能多于能级差，也不能少于此值，光子的频率越大，粒子性越显著，一群氢原子从高能级到低能级可释放种不同的光子。
解决本题的关键掌握氢原子电离的条件，以及知道能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，注意一个与一群氢原子的区别，知道实物粒子和光子的区别。
 

2.【答案】 

【解析】解：在玻璃瓶下压过程中，根据玻意耳定律可知，气体压强变大，体积减小；气体体积减小，外界对气体做功；由于气体的温度不变，因此气体内能不变；根据热力学第一定律可知，气体向外放热，故ACD错误；
B.气体压强变大，温度不变，则气体分子平均动能不变，气体体积减小，气体分子的密集程度增加，则单位面积单位时间气体分子撞击瓶壁次数增多，故B正确。
故选：。
根据玻意耳定律、热力学第一定律，一定质量的理想气体内能与温度的关系以及力做功等知识分析作答；
B.根据气体压强的微观解释分析作答。
本题考查了一定质量的理想气体的状态方程、热力学第一定律和气体压强的微观解释，基础题。
 

3.【答案】 

【解析】解：、电烤箱是利用电流发热的原理，故A错误；
B、监考老师手中的探测仪，可以探测人身是否携带通讯设备金属物品是通过物体上产生涡流而使报警器发出警告的，故B正确。
C、工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业是利用静电屏蔽原理，故C错误；
D、车载充电器是电容器，故D错误；
故选：。
线圈中的电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流。涡流会在导体中产生大量的热量。
掌握涡流的原理及应用与防止：真空冶炼炉，硅钢片铁心，金属探测器，电磁灶等
 

4.【答案】 

【解析】解：、肥皂泡的无规则运动是肥皂泡受到的重力、浮力及风力作用的结果，而布朗运动是固体小颗粒受到分子撞击的不平衡引起的，故A错误；
B、表面张力让液体收缩，而球面是同体积物体最小的表面积，所以肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关，故B正确；
C、肥皂水与玻璃杯壁表现为浸润，玻璃杯附着层内的液体分子由于受到固体分子的吸引，所以附着层液体分子比较密集，分子间的作用力表现为斥力，故C错误；
D、肥皂泡表面液体分子间既有引力又有斥力，合力表现为引力，故D错误。
 

5.【答案】 

【解析】解：电影实现声音与摄像同步，主要应用了光电效应中的规律是：光电效应的发生时间极短，光停止照射，光电效应立即停止，依据该原理实现声音与影像同步，故A正确，BCD错误；
故选：。
电影实现声音与影像同步，是利用了光电效应的发生时间的特点，结合题意完成分析。
本题主要考查了光电效应的相关应用，理解光电效应的特点，结合生活实例完成分析。
 

6.【答案】 

【解析】解：磁场进入线圈时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据安培定则可知感应电流方向为逆时针方向；磁场离开线圈时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向里，根据安培定则可知感应电流方向为顺时针方向，故D正确，ABC错误。
故选：。
选判断穿过测量线圈的磁通量的变化情况，再确定测量线圈中感应电流的磁场方向，根据安培定则确定感应电流的方向。
本题的关键是掌握利用楞次定律确定感应电流方向的一般步骤。
 

7.【答案】 

【解析】解：由题意得，交变电流的频率为：

代入数据得：
交变电流的周期为：

代入数据得：
由于弦式交流电每个周期内电流方向改变两次，所以每秒变化 次，故A正确；
B.理想变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，故B错误；
C.由表达式

可知送电线圈电压的有效值为：

代入数据得：
根据

可知受电线圈两端输出电流的有效值为，故C错误；
D.在 时，电压为

代入数据得：
由拉第电磁感应定律

可知，通过送电线圈的磁通量的变化率为，故D错误。
故选：。
根据公式得到输入电压的周期和峰值，进而求解输入电压的有效值和电流的频率，根据一个周期内电流的方向变化两次，求出电流方向每秒变化的次数；理想变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率；根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比，求解受电线圈产生的电动势的有效值；根据输入电压表达式求出在 时的电压，根据拉第电磁感应定律分析判断通过送电线圈的磁通量的变化率是否最大。
本题考查理想变压器和正弦式交变电流，解题关键是会求解正弦式交变电流的有效值，知道理想变压器原副线圈电压比等于匝数比，电流比等于匝数的反比。
 

8.【答案】 

【解析】解：半衰期不因外界环境的温度而改变，只会受到核子本身的性质影响，故A错误；
B.根据题意可知，这种报警装置应用了射线电离能力强的特点，故B错误；
衰变释放出氦核，故核反应方程是，故C错误，D正确。
故选：。
元素的半衰期不会受到外界环境温度的影响；
根据报警装置的工作原理完成分析；
根据核反应前后的质量数守恒和电荷数守恒得出衰变的核反应方程。
本题主要考查了天然放射现象，理解反应前后的特点即可完成分析，属于基础考法。
 

9.【答案】 

【解析】解：由图可知，电容器极板上电荷量减少，所以电容器处于放电过程。故A正确；
B.同理，时电容器极板上电荷量达到峰值，极板间的电压最大，电场强度最大，从而极板间的电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能最小，故B错误；
C.根据可知增大电容器的板间距，电容器的电容减小。根据可知周期会减小。故C错误；
D.根据可知图线的斜率表示电路中的电流，所以时，斜率为零，所以电路中电流为零，故D正确。
故选：。
根据电容器电量的变化判断电容器是处于充电还是放电过程；当电容器极板上电荷量最大时磁场能最小；根据分析周期的变化；利用图线的斜率判断电流大小。
本题考查的是振荡电路，根据该电路的特点对对应的时段分析，找到最大的时刻，即为电流最小的时刻；注意的变化反应电容器的充放电过程，反应电场能的变化。
 

10.【答案】 

【解析】解：、由于乙线圈采用双绕线法，当用户用电正常时，乙线圈内部的磁通量变化率为零，在甲线圈中不会产生感应电动势，所以甲线圈两端没有电压，脱扣开关接通，故A正确、B错误；
、当用户发生漏电时，乙线圈内部的磁通量变化率不为零，在甲线圈中会产生感应电动势，所以甲线圈两端有电压，脱扣开关断开，电路切断，起到保护作用，故C错误、D正确．
故选：．
脱扣开关保持接通时，乙线圈火线和零线中电流产生的磁场应完全抵消，甲线圈不会产生感应电动势；漏电时乙线圈内磁通量变化率不为零，甲线圈产生感应电动势，由此分析．
本题解题的关键在于分析电路结构，明确火线与零线中电流相等时，磁场完全抵消，应用的是双线并绕消除自感影响的原理．
 

11.【答案】  绕制  

【解析】解：多用电表欧姆挡读数指针指示值倍率。的指针读数为，倍率为“”，所以电阻为。
因为要测量线圈匝数，所以要把线圈与低压交流电源相连接。变压器输入、输出电压都是交流电，所以要用交流电压挡测绕制线圈的输出电压。
根据变压器电压比等于匝数比，有 ，所以 。
故答案为：；绕制；。
根据多用电表欧姆挡读数指针指示值倍率确定电阻大小；
根据变压器的原理分析待测量，补充实验步骤。
此题既要对多用表能正确使用，又要对变压器的原理熟练掌握，综合要求较高，属于难题。
 

12.【答案】

如图所示，

  ；将恒流源的电流调小 

【解析】解：开关闭合前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，即滑片应滑到端；
根据图象的直线的特点，可以选设，再由图象上的两个特殊点求出和，当时，，从而得到，而当时，，从而求得，所以该热敏电阻的关系式：。
由于题目所给的器材是一恒流源，输出的电流恒定，而热敏电阻变化时，其两端的电压要变化，所以从热敏电阻电压的变化就知道电阻，故设计的电路图如图所示：
。
由于利用电压表的量程为，且使用的是的恒流源，则此时热敏电阻的阻值为，再从图中查出温度；由于电压表的量程一定，，所以要提高测量的范围，则要控制恒流变小，或换更大量程的电压表，等均可。
故答案为：

如图所示，

  ；将恒流源的电流调小。
开关闭合前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处；
根据电流表和电压表的量程和分度值读出电流和电压，然后根据欧姆定律的变形公式求出的阻值；
明确题意，根据实验原理即可确定应采用的实验电路；
根据欧姆定律即可确定电阻，由图象即可确定温度；再根据电路原理确定提高温度值的方法。
本题考查了实物电路的连接、欧姆定律、串联电路的特点、电表的读数及电阻的计算等，关键是根据图象找出铂丝电阻的阻值与温度的关系式和欧姆定律的灵活运用。
 

13.【答案】解：根据楞次定律可知通过的电流方向由。
根据法拉第电磁感应定律得圆环中产生的感应电动势为

其中
解得产生的感应电动势为：

根据闭合电路欧姆定律得：

得通过的电流为：

通过的电荷量为

上产生的热量为

答：通过电阻上的电流大小为，方向由；
通过电阻上的电荷量为，电阻上产生的热量为。 

【解析】根据楞次定律判断圆环中感应电流的方向，根据法拉第电磁感应定律求出圆环中产生的感应电动势大小，由欧姆定律计算通过电阻上的电流大小。
根据求通过电阻上的电荷量，由焦耳定律求电阻上产生的热量。
本题是电磁感应与电路相结合的综合题，根据题意应用楞次定律、法拉第电磁感应定律与欧姆定律等知识即可解题。
 

14.【答案】解：出舱前，气体体积不变，，，
由查理定理：
得
出舱后，气体温度不变
由玻意耳定律：
得
答：时气密层内气体的压强为；
不放气的情况下，气密层内气体膨胀至时的压强为。 

【解析】分析出气密层内气体变化前后的状态参量，根据一查理定律即可完成分析；
分析出气密层内气体变化前后的状态参量，根据玻意耳定律即可完成分析。
本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，解题的关键点是分析出气体变化的状态参量，根据公式即可完成分析。
 

15.【答案】解：边产生电动势：
线圈边两端的电势差为路端电压，根据楞次定律可知端电势高，则有：

边受到的安培力大小为：
对火箭主体受力分析可得：
解得：；
设下落时间内火箭下落的高度为，对火箭主体由动量定理：

即
化简得
根据能量守恒定律，产生的电能为：

代入数据可得：。
答：缓冲滑块刚停止运动时，线圈边两端的电势差为；
缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小为；
火箭主体的速度从减到零的过程中系统产生的电能为。 

【解析】边产生电动势为，线圈边两端的电势差为路端电压，由此求解；
对火箭主体受力分析，根据牛顿第二定律结合安培力的计算公式求解；
对火箭主体由动量定理求解下落的高度，根据能量守恒定律求解产生的电能。
对于电磁感应现象中的图象问题，经常是根据楞次定律或右手定则判断电流方向，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解感应电流随时间变化关系，然后推导出纵坐标与横坐标的关系式，由此进行解答，这是电磁感应问题中常用的方法和思路。