2021-2022学年四川省雅安市高二（下）期末检测物理试题含解析

  雅安市2021－2022学年下期期末检测高中二年级

物 理 试 题

第Ⅰ卷（选择题  共50分）

一、选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得3分，有选错或不答的得0分）

1. 下列关于物理学史的叙述不正确的是（　　）

A. 贝克勒尔发现了天然放射现象，表明原子核内部具有结构

B. 汤姆孙发现电子，提出原子核式结构模型

C. 玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律

D. 爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释光电效应现象

【答案】B

【解析】

【详解】A．贝克勒尔发现了天然放射现象，表明原子核内部具有结构，故A正确，不符合题意；

B．卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，故B错误，符合题意；

C．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C正确，不符合题意；

D．爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释光电效应现象，故D正确，不符合题意。

故选B。

2. 下列说法中正确的是（　　）

A. 结合能越大的原子核越稳定

B. 经过6次α衰变和5次β衰变后成为

C. 根据玻尔理论，氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，会辐射出光子

D. 重核分裂成几个中等质量原子核的现象称为核裂变

【答案】D

【解析】

【详解】A．比结合能越大的原子核越稳定，A错误；

B．衰变成，质量数减少24，每经过一次α衰变，质量数减少4，质子数减少2，故发生6次α衰变，同时质子数减少12，故发生β衰变的次数为

故经过6次α衰变和4次β衰变后成为，B错误；

C．根据玻尔理论，氢原子从较高能级跃迁到较低能级时，会辐射出光子，C错误；

D．重核分裂成几个中等质量原子核的现象称为核裂变，D正确。

故选D。

3. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 时，金属线框平面与磁感线平行

B. 该交变电流的电动势的有效值为

C. 矩形金属线框平面与中性面的夹角为时，电动势的瞬时值为22V

D. 该交变电流的电动势的瞬时值表达式为

【答案】A

【解析】

【详解】A．时，感应电动势的瞬时值达到最大，此时磁通量的变化率最大，金属线框平面与磁感线平行，故A项正确；

B．该正弦交流电的电动势做大值为，有效值为

故B项错误；

C．矩形线框平面与中性面的夹角为时，即金属线框平面与磁感线平行，此时电动势是瞬时值达到最大值，所以此时电动势瞬时值为，故C项错误；

D．该交变电流的电动势瞬时值表达式为

故D项错误。

故选A。

4. 如图所示，一理想变压器的原线圈接正弦交流电源，副线圈接有电阻R和小灯泡。电流表和电压表均可视为理想交流电表。若闭合开关S，下列说法正确的是（　　）

A. 电流表A1的示数减小 B. 电流表A2的示数增大

C. 电压表V1的示数减小 D. 电压表V2的示数增大

【答案】B

【解析】

【详解】C．交流电源及变压器的匝数比不变，可知，变压器的输入电压U1、输出电压U2不变，电压表V1的示数不变，C错误；

BD．若闭合开关S，负载电阻减小，副线圈中电流I2增大，电流表A2示数增大，电阻R的分压增大，两灯泡并联部分的分压减小，电压表V2的示数减小，B正确，D错误；

A．由变压器电流匝数关系

可知，原线圈电流I1随副线圈电流I2的增大而增大，电流表A1的示数增大，A错误。

故选B。

5. 华为出品了一款超级快速无线充电器CP62R，可提供最大50W的无线充电功率，如图甲所示。其原理与变压器工作原理相似，无线充电器内部置有基座线圈，支持无线充电的手机内部置有受电线圈，利用产生的磁场传递能量，工作原理图简化为如图乙所示，充电基座接上220V、50Hz家庭用交流电，受电线圈接上一个二极管给手机电池充电。已知手机电池采用9V电压快速充电，假设在充电过程中基座线圈的磁场全部穿过受电线圈且无能量损失，二极管可视为理想二极管，下列说法正确的是（　　）

A. 受电线圈能够给手机电池充电是利用了自感现象

B. 基座线圈和受电线圈的匝数比为220∶9

C. 受电线圈两端电压的峰值为18V

D. 每秒钟通过手机电池的电流方向改变100次

【答案】C

【解析】

【详解】A．受电线圈之所以能够给手机电池充电是因为送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，故A错误；

BC．由于二极管单向导电的缘故，故输出端只有一半时间有电压，根据有效电压的定义得

解得

受电线圈的有效电压为

则，基座线圈和受电线圈比为

故B错误，C正确；

D．受电线圈接上一个二极管给手机电池充电，故通过手机电池的电流方向不改变，故D错误。

故选C。

6. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。当振子位于A点时弹簧处于原长状态。取竖直向上的方向为正方向，振子的质量为m，重力加速度为g。振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. 时，振子的速度方向竖直向上

B. 和时，振子的速度相同

C. 和时，振子的加速度相同

D. 时，振子位于O点下方处

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图乙可知，时，振子在平衡位置，且向下移动，振子的速度方向数值向下，速度最大，故A错误；

B．由图乙可知，由x－t图像斜率表示速度可知，和时，振子的速度相等，故B正确；

C．和时，振子的加速度大小相等，方向相反，故C错误；

D．由于从到平衡位置，振子的速度不断增大，则从到时间内的位移小于振幅的一般，所以时，振子位于O点下方大于处，故D错误。

故选B。

7. 如图是氢原子能级图，现有一群处在激发态 n=5 能级的氢原子向低能级跃迁，a是从 n=4 能级跃迁到 n=2能级产生的光，b是从n=5能级跃迁到n=3能级产生的光。则（　　）

A. 在相同的双缝干涉实验装置中，a 光产生的干涉条纹比b光更宽

B. 在同样的玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度

C. 用a光和b光分别照射逸出功为1.36eV的某金属时，都能发生光电效应

D. 该群氢原子最多能辐射出10种不同频率的光

【答案】D

【解析】

【详解】A．a光的能量

b光的能量

根据，可知能量值较大的a光的波长小，由干涉条纹的公式可知，a光产生的干涉条纹比b光更窄，故A错误；

B．由，结合a的能量值大，可知a光子的频率大，则a对玻璃的折射率大于b对玻璃的折射率，由，可知在同样的玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故B错误；

C．根据入射光能量和逸出功关系可知：a光的能量大于金属逸出功能使金属发生光电效应，b光的能量小于金属逸出功不能使金属发生光电效应，故C错误；

D．根据

可知该群氢原子最多能辐射出10种不同频率的光，故D正确。

故选D。

8. 振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法中错误的是（　　）

A. 若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电

B. 若电容器正在放电，则电容器上极板带负电

C. 若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大

D. 若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大

【答案】C

【解析】

【详解】由磁场方向并结合安培定则可判断出振荡电流在回路中为顺时针方向，若电容器上极板带正电，则电容器在充电，电流减小；若电容器上极板带负电，则电容器在放电，电流增大，由楞次定律可知自感电动势阻碍电流增大，故ABD说法正确，不符合题意,C错误，符合题意。

故选C。

9. 一列简谐横波在轴上传播，某时刻波形图如图甲所示，图中是处的质点，是处的质点，从该时刻开始计时，质点的振动图象如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 该波沿轴正方向传播

B. 该波的波速为25m/s

C. 经过，质点的速度小于质点Q的速度

D. 经过，质点通过的路程是

【答案】B

【解析】

【详解】A．由质点的振动图像可知t=0时刻其处于平衡位置向上振动，根据同侧法可知，该波一定沿轴负方向传播，故A错误；

B．由波动图和振动图可知，波长，周期为，则该波的波速为

故B正确；

C．因时间

则质点P经过负的最大位移往平衡位置振动，振动速度正在增大，质点Q刚好到达正的最大位置处，振动速度为零，则质点的速度大于质点Q的速度，故C错误；

D．经过为一个周期，质点通过的路程为8m，故D错误；

故选B。

10. 如图所示是截面为直角三角形ABC的玻璃砖，其中，。现有一红色细光速a从AC面上的D点以60°角入射，从AB边上的F点射出。已知，真空中光速，下列判断正确的是（　　）

A. 该玻璃砖对红光的折射率为

B. 若仅将红光换成紫光，该光线直接到达AB边的位置在AF之间

C. 此红光从D传播到F所用传播时间为

D 若减小入射角，则此红光有可能不从AB边射出

【答案】D

【解析】

【详解】A．依题意，作出光路如图所示，由于，

所以三角形ADF是等边三角形，入射光a在AC边的折射角，则玻璃砖的折射率为

B．若仅将红光换成紫光，因对紫光的折射率较红光大，其折射角会小于30o，所以该光线直接到达AB边的位置在BF之间，故B错误；

C．依题意，此红光从D传播到F所用传播时间为

故C错误；

D．若在AC边减小入射角，依题图可知，则此红光射到AB边时，在AB边的入射角会变大，因从光密介质到光疏介质，当达到临界角时则发生全反射而不能从AB边射出，故D正确。

故选D。

二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20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4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）

11. 下列说法正确的是（　　）

A. 水池底部装有不同颜色的彩灯，紫光灯看起来最深

B. 观看立体电影时，配戴的特制眼镜利用了光的偏振现象

C. 荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光线会聚而形成的

D. 向人体内发射一定频率的超声波，被血管中的血液反射后，测得反射波频率的变化，即可知道血液的流速和血管的情况，这是利用了波的多普勒效应

【答案】BD

【解析】

【详解】A．紫光的折射率最大，所以相同的入射角从水中射入空气的光，紫光的折射角最大，根据光路可逆原理，紫光看起来最浅，故A项错误；

B．观看立体电影时，配戴的特制眼镜利用了光的偏振现象，故B项正确；

C．荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于光线进入水珠后发射全反射，再进入空气，故C项错误；

D．向人体内发射一定频率的超声波，被血管中的血液反射后，测得反射波频率的变化，即可知道血液的流速和血管的情况，这是利用了波的多普勒效应，故D项正确。

故选BD。

12. 对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（　　）

A. 甲图小孔衍射图样，也被称为“泊松亮斑”

B. 乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度

C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的奇数倍，则P处是暗条纹

D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹

【答案】BC

【解析】

【详解】A．甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆板衍射，故不是“泊松亮斑”，A错误；

B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度。若干涉条纹是直的则表明平面平整，B正确；

C．丙图是双缝干涉原理图，若P到、的路程差是光的半波长的偶数倍，则P是亮条纹，若P到、的路程差是光的半波长的奇数倍，则P是暗条纹，C正确；

D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，D错误。

故选BC。

13. 下列说法正确的是（　　）

A. 电磁波的传播不需要介质

B. 紫外线常应用于电视机摇控

C. 红外体温计是依据人体辐射红外线来测体温的

D. X射线可用于杀死癌细胞

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．电磁波的传播不需要介质，A正确；

B．红外线常应用于电视机摇控，B错误；

C．红外体温计是依据人体辐射红外线来测体温的，C正确；

D．X线治疗机和各类加速器产生的不同能量的X线，普通X线治疗机产生的低能X线，穿透力弱，可用于治疗较表浅的肿瘤。各种加速器产生的高能X线，其穿透能力强，且随能量的增加而影响其百分深度剂量；射线能量越高，其最大剂量深度也随之有所增加，皮肤表面的剂量越低，故有利于保护皮肤并使体内深部肿瘤得到治疗，且效果较好，故D正确。

故选ACD。

14. 如图所示，甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质内相向传播并发生相遇。沿传播方向上有两个质点P和M，其平衡位置的坐标分别为xP=0.2m，xM=0.4m，若两列波的周期分别为T甲和T乙，则（　　）

A 这两列波不能产生干涉现象

B. 质点M在图示时刻的振动速度为零

C. 从图示时刻开始，再经过的时间，质点M的位移为30cm

D. 从图示时刻开始，在的时间内，质点P运动的路程为50cm

【答案】CD

【解析】

【详解】A．两列简谐横波在同一均匀介质内传播，可知波速相等，由图可知两列波的波长相等，由可知，两列简谐波频率相等，故能产生干涉现象，故A错误；

B．由图像可知，在图示时刻两列波中质点M的振动方向均向下，根据叠加原理可知，图示时刻M的振动速度方向向下，B错误；

C．从图示时刻开始，再经过的时间，乙波中质点M到达波峰，位移为20cm，甲波中质点M到达波峰，位移为10cm，所以根据波的叠加原理可知，M点的位移为30cm，故C正确；

D．由于质点P是两列波的波峰与波谷相遇处，振动减弱，振幅等于两列波单独引起的振幅之差，为A=10cm，故从图示时刻开始，在的时间内，质点P运动的路程为50cm，D正确。

故选CD。

15. 利用图甲所示的实验装置测量遏止电压Uc与入射光频率v的关系。若某次实验中得到如图乙所示的Uc-v图像。已知普朗克常量，则下列说法正确的是（　　）

A. 电源的右端为正极

B. 遏止电压Uc越大说明光电子最大初动能越大

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. 该金属的逸出功约为

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．因为测量遏止电压Uc与入射光频率v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A，所以电源右端应为正极，故A正确；

B．因最大初动能为

即遏止电压Uc越大说明光电子最大初动能越大，故B正确；

C．由爱因斯坦光电效应方程知

遏止电压与只与入射光频率有关，与入射光强度无关，故C错误；

D．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

所以逸出功为

故D正确。

故选ABD。

第Ⅱ卷（非选择题  共50分）

三、实验题(本大题共2小题，共14分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程)

16. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L，接通电源使光源正常工作，发出白光。

（1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则_____。

A．可观察到水平方向的干涉条纹

B．可观察到竖直方向的干涉条纹

C．看不到干涉现象

（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中______。

A．观察不到干涉条纹

B．可观察到明暗相间的白多纹

C．可观察到彩色条纹

（3）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_____；

A．将单缝向双缝靠近

B．将屏向靠近双缝的方向移动

C．将屏向远离双缝的方向移动

D．使用间距更小的双缝

（4）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图2所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图2中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为、，则入射的单色光波长的计算表达式为_____。分划板刻成在某条明条纹位置时游标卡尺如图3所示，则其读数为______。

【答案】    ①. B    ②. C    ③. B    ④.     ⑤. 31.10

【解析】

【详解】（1）[1]因为该实验是双缝干涉实验，a是单缝，b是双缝，单缝是竖直放置，观察到的是竖直方向的干涉条纹，故选B。

（2）[2]若取下红色滤光片，白光干涉条纹为彩色的，故选C。

（3）[3]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由公式可知，需要减小双缝到屏的距离l或增大双缝间的距离d，故选B。

（4）[4][5]条纹间距

又知

两式联立得

此游标卡尺精度值为0.05mm，读数等于可动刻度读数与游标卡尺读数之和，故有

17. 在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时，

（1）为了利用单摆较准确地测出重力加速度，可选用的器材为________；

A．20cm长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台

B．100cm长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台

C．100cm长的结实的细线、大木球、秒表、50cm量程的刻度尺、铁架台

D．100cm长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台

（2）若摆球的直径为D，悬线长为L，则摆长为________；

（3）为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最________（填“高”或“低”）点时开始计时，并计数为1，摆球每次通过该位置时计数加1，当计数为63时，所用的时间为t秒，则单摆周期为________秒；

（4）实验时某同学测得的g值偏大，其原因可能是________；

A．测量摆长的时候，未加小球半径

B．停止计数时，未及时按下秒表

C．测出n次全振动时间为t，误作为（n + 1）次全振动时间进行计算

D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了

（5）有两位同学利用假期分别去参观北京大学和厦门大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并用计算机绘制了T2 - L图像，如图甲所示。去北大的同学所测实验结果对应的图线是________（填“A”或“B”）。另外，在厦大的同学还利用计算机绘制了a、b两种单摆的振动图像如图乙所示，由图可知，a、b两单摆的摆长之比为________。（北京的纬度比厦门高）

【答案】    ①. B    ②.     ③. 低    ④.     ⑤. C    ⑥. B    ⑦. 4：9

【解析】

【详解】（1）[1]为了利用单摆较准确地测出重力加速度，可选用的器材为：100cm长的结实的细线、为减小振动过程中空气阻力的影响，可用小钢球，除此之外还用秒表、米尺、铁架台，故选B。

（2）[2]若摆球的直径为D，悬线长为L，则摆长为，单摆的摆角满足条件θ ≤ 5°。

（3）[3][4]为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最低点的位置时开始计时，并计数为1；摆球每次通过该位置时计数加1，当计数为63时，所用的时间为t秒，则单摆周期为

（4）[5]实验时某同学测得的g值偏大，根据

可得

A．测量摆长的时候，未加小球半径测得的g会偏小，选项A错误；

B．停止计数时，未及时按下秒表，计算周期偏大，测得的g会偏小，选项B错误；

C．测出n次全振动时间为t，误作为次全振动时间进行计算，则周期偏小，则g值偏大，选项C正确；

D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了，则测得的周期偏大，则测得的g值偏小，选项D错误。

故选C。

（5）[6]根据

因北大所在位置的重力加速度较大，则T2—l图像的斜率较小，则去北大的同学所测实验结果对应的图线是B。

[7]另外，在厦大做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两种单摆的振动图像如图乙所示，由图可知，a、b两单摆的周期之比为2：3，根据

可知，摆长之比4：9。

四、计算题（本题共3小题，共36分，18题10分，19题12分，20题14分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。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）

18. 如图所示，实线和虚线分别是沿x轴方向传播的一列简谐横波在和t2=s时刻的波形图。

（1）求该波可能的波速；

（2）若波沿x轴正方向传播，且，求该波的波速大小。

【答案】（1）（n=0，1，2，…）或（n=0，1，2，…）；（2）55m/s

【解析】

【详解】（1）由波形图可知，该波的波长为

若波沿x轴正方向传播，则

（n=0，1，2，…）

解得

（n=0，1，2，…）

则波速为

（n=0，1，2，…）

若波沿x轴负方向传播，则

（n=0，1，2，…）

解得

（n=0，1，2，…）

则波速为

（n=0，1，2，…）

（2）若波沿x轴正方向传播，则

（n=0，1，2，…）

解得

则此时的波速大小为

19. 2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气泡，形成了两个同心的球，如图所示，MN是通过球心O的一条直线，一单色细光束AB平行于MN从B点射入球体，出射光线CP与MN的交点P到球心O的距离是球半径R的倍，且与MN所成的角=30°，求：

（1）水对此单色光的折射率；

（2）为不改变该光束的传播，气泡（球）的半径不得超过多少（不考虑R的变化）？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】(1)如图

由几何关系得

解得

则

由于半径相等，则两次折射中

又由于折射率相同，则

，

因此折射率为

(2)如图

为不改变该光束的传播，则光束最多和气泡相切，其半径为

20. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数，面积，发电机线圈电阻r不可忽略，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度。输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。输电导线的总电阻，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“，”的电动机恰能正常工作。求：

（1）输电线路上损耗的电功率；

（2）若升压变压器原、副线圈匝数比为，交流发电机线圈电阻r上产生的热功率。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有

解得

，

所以输电线路上损耗的电功率

（2）设降压变压器原线圈的输入电压为，则有

解得

设升压变压器副线圈的输出电压为，则有

设升压变压器原线圈的输入电压为，则有

解得

设原线圈电流为，则有

解得

交流发电机电动势最大值为

交流发电机电动势有效值为

交流发电机线圈内阻上消耗的热功率为