北京市海淀区2021-2022学年高二物理下学期期末试题（Word版附解析）

海淀区高二年级练习物理2022.07学校___________班级___________姓名___________1.本试卷共8页，共四道大题，20道小题，满分100分。考试时间90分钟2.在试卷和答题纸上准确填写学校名称，班级名称、姓名。3.试题答案一律填涂或书写在答题纸上，在试卷上作答无效4.在答题纸上，选择题用2B铅笔作答，其余题用黑色字迹签字笔作答。5.考试结束，请将本试卷和答题纸一并交回。一、单项选择题。本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共30分）1.图所示的现象中，主要是由液体的表面张力导致的是（　　）A.“辽宁号”能悬浮在海面上B.墨汁在水中扩散C.拱桥在水面形成倒影D.宇宙飞船中的水珠呈现球形【答案】D【解析】【详解】A．“辽宁号”能悬浮在海面上，是水的浮力平衡了舰艇的重力，A错误；B．墨汁在水中扩散，是分子热运动导致，B错误；C．拱桥在水面形成倒影是光的反射现象，C错误；D．宇宙飞船中的水珠呈现球形是水的表面张力导致，D正确。故选D。2.图为空间中电场的电场强度E或磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况，其中能在空间中产生电磁波的是（　　）,A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】已知变化电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波A．图A中，电场恒定，不产生磁场，不能产生电磁波，故A错误；B．图B中，电场均匀变化，产生恒定的磁场，不能产生电磁波，故B错误；C．图C中，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，能产生电磁波，故C正确；D．图D中，均匀变化的磁场，产生恒定的电场，不能产生电磁波，故D错误。故选C。3.图为悬浮在液体中的3颗小炭粒每隔5s在坐标纸上标记位置的连线。下列说法正确的是（　　）A.这些折线表示的是小炭粒的运动轨迹B.小炭粒沿折线上相邻标记位置的连线做匀速直线运动C.可以准确预测再下一个5s后这3颗小炭粒的位置D.小炭粒的运动反映了液体分子的运动情况【答案】D【解析】【详解】A.这些折线表示的是小炭粒每隔5s在坐标纸上标记位置的连线，不是运动的轨迹，故A错误；B．小炭粒在做无规则的运动，所以沿折线上相邻标记位置的连线不是匀速直线运动，故B错误；,C．只按时间间隔依次记录位置的连线，再下一个5s后这3颗小炭粒的位置可能在任一点，故C错误；D．小炭粒在做无规则的运动是液体分子撞击不平衡引起的，所以小炭粒的运动间接的反映了液体分子的运动情况，故D正确。故选D。4.在暗室中，用激光照射不透明挡板上的两条平行狭缝，在后面的光屏上观察到如图所示的条纹，下列说法正确的是（　　）A.这是光的衍射现象，说明光具有波动性B.这是光的衍射现象，说明光具有粒子性C.这是光的干涉现象，说明光具有波动性D.这是光的干涉现象，说明光具有粒子性【答案】C【解析】【详解】激光照射两个平行狭缝，两个狭缝形成两个光源，它们的频率、相位和振动方向相同，这两个光源发出的光在挡板后面的空间发生干涉现象，在光屏上形成干涉条纹，说明光具有波动性。故选C。5.如图所示，一束光沿半圆形玻璃砖半径射到其平直面上，并在该界面处发生反射和折射。当逐渐增大入射角时，下列说法正确的是（　　）A.反射光线和折射光线都逐渐减弱B.反射光线和折射光线的夹角逐渐增大C.折射光线逐渐减弱，直至完全消失D.折射角和入射角的比值不变【答案】C【解析】【详解】ABC．随着入射角的逐渐增大的过程中，折射角逐渐增大；折射光线亮度逐渐变暗；反射角逐渐增大；反射光线亮度逐渐变亮；当入射角增大到某一角度时，折射光线消失，光线将全部反射回光密介质中，故AB错误，C正确；D．由折射定率可得,逐渐增大入射角r，折射角i逐渐增大，折射率不变，折射角r正弦值和入射角i的正弦值比值不变，折射角和入射角的比值在变化，故D错误。故选C。6.一定质量的理想气体在某过程中，从外界吸收热量30J，同时对外界做功10J，关于该气体在此过程中的内能变化量，说法正确的是（　　）A.B.C.D.J【答案】A【解析】【详解】根据热力学第一定律有代入数据可得故选A。7.图是卢瑟福为解释粒子散射实验而提出的情境。占金原子质量绝大部分的原子核集中在很小的空间范围，曲线表示粒子的运动轨迹。下列说法正确的是（　　）A.越接近原子核的粒子发生散射时的偏转角越小B.电子质量约为粒子质量的，因此电子对粒子速度的影响可以忽略C.由该实验可以得出粒子与金原子核一定带异种电荷D.若实验中换用轻金属笛片，发生大角度偏转的粒子将会增多【答案】B【解析】【详解】A．越接近原子核的粒子受到的库仑斥力越大，发生散射时的偏转角越大，A错误；B．电子质量约为粒子质量的，因此电子对粒子速度的影响可以忽略，B正确；C．由该实验可以得出粒子与金原子核一定带同种电荷，C错误；,D．若实验中换用轻金属笛片，发生大角度偏转的粒子将会减少，D错误。故选B。8.如图所示，一束光沿AO从空气射入折射率为n的玻璃中，以O点为圆心，R为半径作圆，与折射光的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记。再以O点为圆心、r为半径作圆。则（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】根据题意，设入射角为，折射角为，由几何关系可得，由折射定律可得故BCD错误，A正确。故选A。9.如图甲所示电路中，电流i（以图甲中电流方向为正）随时间t的变化规律如图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（　　）A.内，电容器C正在充电B.内，电容器C上极板带负电,C.内，自感电动势逐渐增大D.内，电场能转化为磁场能【答案】B【解析】【详解】A．依题图可知，内，电流在逐渐变大，电容器C正在放电，故A错误；B．依题图可知，内，电流在逐渐减小，电容器正在充电，根据电流方向可知，电容器C下极板带正电，上极板带负电，故B正确；C．依题图可知，内，电流随时间变化率减小，则自感电动势逐渐减小，故C错误；D．依题图可知，内，电流逐渐减小，磁场能转化为电场能，故D错误。故选B。10.“二氧化碳跨临界直冷制冰”是北京冬奥会的“中国方案”，图中国家速滑馆5000m2的冰而全由它制成，冰面温差可控制在±0.5°C以内。其制冰过程可简化为图中的循环过程，其中横轴为温度T，纵轴为压强p；过程A→B：一定量的二氧化碳在压缩机的作用下变为高温高压的超临界态（一种介于液态和气态之间，分子间有强烈相互作用的特殊状态）；过程B→C：二氧化碳在冷凝器中经历一恒压过程向外故热而变成高压液体；过程C→D：二氧化碳进入蒸发器中蒸发，进而使与蒸发器接触的水降温面凝固；过程D→A；二氧化碳经历一恒压过程回到初始状态。下列说法正确的是（　　）A.过程A→B中，每个二氧化碳分子的动能都将增大B.过程B→C中，二氧化碳始终遵循理想气体的实验定律C.过程D→A中，若二氧化碳可看作理想气体，则该过程中二氧化碳将吸热D.整个循环过程中，热量从低温水向高温二氧化碳传递，违反热力学第二定律【答案】C【解析】【详解】A．过程A→B中，温度升高，二氧化碳分子的平均动能将增大，但不是每个二氧化碳分子的动能都将增大，故A错误；,B．过程B→C中，二氧化碳在C是液态，不是气体，不符合理想气体实验定律的条件，故B错误；C．过程D→A中，若二氧化碳可看作理想气体，压强不变，温度升高，体积增大，因温度升高，故二氧化碳的内能增大，又由于体积增大，二氧化碳对外做功，所以该过程中二氧化碳将吸热，故C正确；D．整个循环过程中，热量从低温水向高温二氧化碳传递，该过程引起了其它的变化，所以不违反热力学第二定律，故D错误。故选C。二、多项选择题。本题共4小题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的。（每小题3分，共12分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，不选或有选错的该小题不得分）11.氦原子的1个核外电子发生电离后，就形成了类似氢原子结构的氦离子（）。氦离子能级的示意图如图所示，其中为氮离子的基态能量。在具有下列能量的光子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（　　）A.40.8eVB.10.2eVC.51.0eVD.48.4eV【答案】ACD【解析】【详解】A．因故结合题图可知，基态氦离子吸收能量为40.8eV的光子后能跃迁到n=2的能级；故A正确；B．因故结合题图可知，基态氦离子不能吸收能量为10.2eV的光子；故B错误；C．因故结合题图可知，基态氦离子吸收能量为51.0eV的光子后能跃迁到n=4的能级；故C正确；D．因,故结合题图可知，基态氦离子吸收能量为48.4eV的光子后能跃迁到n=3的能级，故D正确。故选ACD。12.一个仅由两个分子组成系统。两分子间的作用力F随分子间距离r的变化的关系如图所示。两分子从相距处由静止开始运动，直到相距为的过程中（　　）A.两分子间作用力先增大后减小B.两分子间作用力先减小后增大C.两分子的分子势能一直增大D.两分子的分子势能一直减小【答案】AD【解析】【详解】由两分子间的作用力F随分子间距离r的变化的关系图像可知，两分子从相距处由静止开始运动，直到相距为的过程中，分子力为引力，且两分子间作用力先增大后减小；引力一直做正功，两分子的分子势能一直减小，故AD正确，BC错误。故选AD。13.一束可见光a由3种单色光m、p和q组成，光束a通过三棱镜后的传播情况如图所示。关于3种单色光m、p和q，下列说法正确的是（）A.在真空中，单色光p的传播速度最大B.在三棱镜中，单色光m的传播速度最大,C.从三棱镜射向空气时，单色光m发生全反射的临界角最大D.三棱镜对单色光q的折射率最大【答案】BCD【解析】【详解】A．光在真空中的传播速度都一样，A错误；BD．由光路图可知，法线垂直于三棱镜，光线与法线的夹角为入射角和折射角，三种单色光入射角相同，但单色光q的折射角最小，m的折射角最大，根据折射率公式所以q的折射率最大，m的折射率最小，在介质中，由公式可知，折射率越小，传播速度越大，单色光m的折射率最小，所以故单色光m的传播速度最大，BD正确；C．由公式全反射的临界角C可知，折射率越小，全反射的临界角越大，单色光m的折射率最小，所以单色光m发生全反射的临界角最大，C正确。故选BCD。14.图为街头变压器给用户供电的示意图。输出电压通过输电线输送的用户，两条输电线的总电阻为，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用户用电器增加时，相当于滑动变阻器接入电路中的阻值减小。输入电压可以认为保持不变，不计电表的内阻及变压器上的能量损失，当用户用电器增加时，则（　　）A.电流表的示数增大B.电压表的示数不变C.电流表的示数减小D.电压表的示数减小【答案】ABD【解析】,【详解】AC．用户用电器增加时，相当于滑动变阻器接入电路中的阻值减小，则副线圈的电流变大，原副线圈匝数比不变，故原线圈的电流变大，即电流表、的示数都增大，A正确，C错误；B．原线圈输入电压不变，电压表的示数不变，B正确；D．副线圈两端电压不变，由于副线圈的电流变大，R0两端的电压变大，故R两端的电压变小，电压表的示数减小，D正确。故选ABD。三、实验题。本题共3小题。（共20分。15题5分，16题15分）15.热敏电阻是一种常见的感温元件。小明利用热敏电阻自制了一简易温度计，其内部电路由一个电动势为3V、内阻为5Ω的直流电源，一个量程为30mA、内阻为5Ω的毫安表，一个阻值为10Ω的定值电阻和一个热敏电阻构成，如图所示。已知所用热敏电阻阻值R随温度t变化的图像如图所示。（1）闭合开关S，该温度计开始工作，当毫安表示数为3.0mA时，待测物温度为___________°C。（2）在图中的电流表表盘刻度上标记温度值，下列说法正确的是___________A．10mA处标记的温度高于20mA处标记的温度B．10mA处标记的温度低于20mA处标记的温度C．毫安表相邻刻度对应温度的示数是均匀的D．毫安表相邻刻度对应温度的示数是不均匀的【答案】①.38.0##38②.AD##DA【解析】【详解】（1）[1]根据闭合电路欧姆定律解得热敏电阻的阻值由图像得热敏电阻阻值R随温度t变化的函数关系,解得当毫安表示数为3.0mA时，待测物温度为38.0°C；（2）[2]AB．根据可知电流越大，热敏电阻阻值越小，温度越低，所以10mA处标记的温度高于20mA处标记的温度，故A正确，B错误；CD．根据联立可得可知电流与温度不是线性关系，所以毫安表相邻刻度对应温度的示数是不均匀的，故D正确，C错误。故选AD。16.实验小组采用如图所示的装置探究气体等温变化的规律。他们将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积V；计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数据，做出相应图像，分析得出结论。（1）关于本实验的基本要求，下列说法正确的是___________（选填选项前的字母）。A．移动活塞时应缓慢一些B．封闭气体的注射器应密封良好,C．必须测出注射器内封闭气体的质量（2）为了能够最直观地判断出气体的压强p与其体积V是否成反比，应做出___________（选填“p—V”或图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条___________线，就说明在___________和___________时，气体的压强与其体积成反比（3）实验小组仅在改变环境温度的条件下，重复了上述实验，并且实验操作和数据处理均正确。得到的两条等温线如图所示，请你判断两条等温线对应的环境温度和的高低，并从气体分子热运动的视角对上述判断进行说明。（）【答案】①.AB##BA②.③.过原点的直线④.气体质量一定⑤.气体温度一定⑥.见解析【解析】【详解】（1）[1]AB．由于该实验是“用气体压强传感器探究气体等温变化的规律”，条件是对于一定质量的气体而言的，故实验中不能出现漏气的现象；实验时应该缓慢一些，因为移动活塞时，相当于对气体做功或者气体对外做功，如果太快的话，气体的温度就会发生变化，故AB正确；C．等温变化的规律为所以不必要测出气体的质量，只要看它是否满足这样的变化规律即可，故C错误。故选AB。（2）[2][3][4][5]如果做p-V图象，因为它们的乘积是不变的，故这个图象应该是一条曲线，为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，正比关系更能形象直观的体现二者的关系，故应作出的图象，在误差允许的范围内，图线是一条过原点的倾斜直线；就说明在气体质量一定和气体温度一定时，气体的压强与其体积成反比；（3）[6]由于实验操作和数据处理均正确，则温度高的对应的pV值较大，分别在图线上找到两个点，则pV乘积较大的是T1对应的图线，即T1表示温度高。,四、论述、计算题。本题共4小题。（共38分。17至19题每题10分，20题8分）要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的小题，答案必须明确写出数值和单位。解题中要用到、但题目未给出的物理量和数据，要在解题时做必要的说明。17.如图甲所示，理想变压器原，副线圈匝数比，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时，求：（1）电压表示数U；（2）电流表示数I；（3）原线圈的输入功率P。【答案】（1）20V；（2）2A；（3）40W【解析】【详解】（1）由图乙知正弦交流电原线圈两端电压的有效值为U1=30V根据匝数比公式解得电压表示数（2）电流表示数（3）根据匝数比公式,解得原线圈的输入功率18.如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长，匝数，线圈的总电阻，线圈位于磁感应强度的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OO'以角速度匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。（1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的感应电动势的瞬时值e随时间t变化的表达式：（2）求通过电阻R的电流有效值I；（3）求一个周期内，电路中产生的焦耳热Q。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）线圈产生感应电动势的最大值得线圈经过图示位置开始计时，线圈内的电动势瞬时值的表达式（2）根据闭合电路欧姆定律可知，线圈中感应电流的最大值通过电阻R的电流的有效值,得（3）电阻R上产生的热量19.一定量的理想气体从状态A开始，经历A、B、C三个状态变化完成循环，其压强p与体积V的关系图像如图所示。已知A（，），B（，），C（，），状态A的温度为。（1）求状态C的温度；（2）类比直线运动中根据速度一时间图像求位移的方法，求过程B→C中，气体对外界做的功W；（3）求过程A→B中，气体从外界吸收的热量Q。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据题意，由理想气态方程有解得（2）根据题意可知，图像中图线与横轴围成面积表示气体做功，过程B→C中，气体对外界做的功为（3）根据题意可知，过程A→B中，气体对外界做的功为,由理想气态方程有可得则气体的内能不变，由热力学第一定律可得，气体从外界吸收的热量20.图中K、A是密封在真空管中的两电极，电极K受到紫外线照射时能够发射电子。K、A间的电压大小可调，电源的正、负极亦可对调（当电极A的电势高于电极K的电势时，电压为正）。保持光强不变，改变电源的正、负极，以及移动变阻器的滑片，可得图所示电流表示数I与电压表示数U之间的关系，当电压分别为和时，对应光电流的大小分别为0和，光电流的最大值为，已知电子电荷量为。（1）求光电子的最大初动能；（2）当所加电压为时，求单位时间内由电极K发出的光电子数n；（3）一种经典模型，计算光电效应中电子获得逸出金属表面所需能量的时间的方法如下：一功率的紫外光源（可看作点光源）向四周均匀辐射能量，距离光源处放置一小块钾。假设：钾原子为球状且紧密排列，紫外光的能量连续且平稳地被这块钾正对光源的表面的原子全部吸收，并且每个原子吸收的能量全部给钾的最外层电子，使之逸出成为光电子。已知钾的逸出功、其原子半径，取元电荷。根据上述信息，计算的大小（结果保留三位有效数字）。并将计算结果与光电效应实验中“电子几乎是瞬时（约为量级）逸出金属表面的”实验结果作比较，判断上述经典模型是否合理。,【答案】（1）；（2）；（3），不合理【解析】【详解】（1）根据题意，由动能定理有（2）依题意，知光电流的最大值为，可得单位时间内由电极K发出的光电子数为（3）由于该点光源均匀地向四周辐射能量，在离光源r处，单位时间、单位面积的能量在时间内，正对光源的1个钾原子的投影面积内接受的能量为如果电子要从表面层中逸出，则其吸收的能量至少等于钾的逸出功，即联立以上各式，可以解得代入数据，可得可见，，说明该经典模型不合理。,