北京市第一零一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题

北京一零一中2022一2023学年度第二学期期末考试 高二物理 一、单项选择题（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 有一个选项符合题意，选对得3分，选错或不答的得0分。) 1.下列核反应方程中，括号内的粒子为中子的是()》 A.gN+He-→0+()） B.2U+n→%Ba+gKr+() C.28U→2%Th+() D.C→4N+() 2.根据玻尔理论，氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近 的轨道上时，下列说法正确的是() A.吸收光子，原子的能量变大 B.吸收光子，原子的能量变小 C.放出光子，原子的能量变大 D.放出光子，原子的能量变小 3.下列现象说明光具有粒子性的是() A.光的干涉现象 B.光电效应现象 C.光的衍射现象 D.光的偏振现象 4.下列关于原子和原子核的叙述中正确的是( A.原子核发生核反应时，反应前后质量守恒 B,B衰变中放出的射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 C.天然放射现象中的a、B、y射线都能在电场中发生偏转 D:在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 5.在匀强磁场中的A点，有一个静止的原子核发生了衰变，衰变后射出的粒子及新核 恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹如图1所示，两圆的半径之比为44：1。则下列 说法中正确的是() A,该原子核发生的是a衰变 B。轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向外 C.轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D.衰变前的原子核内质子数为45 图1 第1页共8页 6.根据你所学的热学知识，下列说法中正确的是( ) A理想气体吸收热量后，温度一定升高 B.根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体， C,在热机中，燃气的内能不可能全部转化为机械能 D.物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变 7.如图2所示，有一圆形匀强磁场区域，O为圆的圆心，磁场方向垂直纸面向里。一 个正电子和一个负电子（正负电子质量相等，电量大小相等，电性相反）以不同的速率沿着 0方向进入磁场，运动轨迹如图所示。不计电子之间的相互作用及 -×X、b 重力。a与b比较，下列判断正确的是（ ) A.a为正电子，b为负电子 X次X0x×为 B.b的速率较大 C.a在磁场中所受洛伦兹力较大 -Xx D.b在磁场中运动的时间较长 图2 8.一辆小汽车在10s内速度从0达到100km/h,一列火车在300s内速度也从0达 到100kmh。若认为加速过程中汽车和火车都在做匀加速直线运动，则加速过程中（) A.火车的平均速度较大 B.汽车的速度变化较快 C. 火车的加速度较大 D.汽车的位移较大 9。从车站开出的汽车，做匀加速直线运动，走了12s时，发现还有乘客没上来，于是 立即做匀减速运动直至停车，汽车从开出到停止总共历了20s,行进了50m。则汽车的最大 速度为( ) A.5m/s B.2m/s C.3m/s D.1m/s 10.如图3所示，将线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流 :)相连。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈。实验观察到 如图4所示的感应电流随时间变化的图像。下列说法正确的是( IIA 一强磁铁 0.6 0.4 电流传感器 0.2 一接电脑 0 0.2 线圈 0.4 图 0.6 图3 0.8 1.0s 图4 A,一时间内，磁铁受到线圈的作用力方向先向上后向下 B. 若将磁铁两极翻转后重复实验，将先产生负向感应电流，后产生正向感应电流 C.若只将线圈的匝数加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 D.若只将线圈到玻璃管上端的距离加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 第2页共8页 二、多项选择题（本题共4小题，每题3分，共12分。在每小题给出的4个选项中，至少 两项是符合题意的，选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。)》 11.在足够高处，甲、乙两球从同一高度处相隔1s先后自由下落，不计一切阻力，则 在两球都在下落的过程中( A,两球速度差始终不变 B.两球速度差越来越大 C.两球距离始终不变 D.两球距离越来越大 七 12.研究光电效应的电路如图5甲所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密 封真空管中的金属极板K,极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I与A、K之间的电 压U的关系图像如图7乙所示。下列说法正确的是（) A.甲图中此时通过电流计G的电流方向由d流向c B.1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线1对应的黄光较强 C.光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应 D.用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关 少光 光电管 为 图5 13.如图6所示为氢原子的能级示意图。现有大量氢原子处于n=3能级上，下列说法中 正确的是( EleV 00.33 3 -1.51 -3.4 1 --13.6 图6 A.这些氢原子跃迁过程中可以辐射出2种不同频率的光子 B.波长锻短的辐射光是氢原子从n=3能级跃迁到能级n=1能级产生的 C.从=3能级跃迁到n=4能级需要吸收0.66eV的能量 D.使n=3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量 14.A、B两质点从同一地点运动的x-t图像如图7所示，下列 的 40 说法中正确的是（) A.A、B两质点在4s末速度相等 30 B.A、B两质点8s内路程一样大 C.前4s内A、B之间距离先增大后减小，4s末两质点相遇 10 D.前4s内A质点的位移等于B质点的位移，后4s内A质点 ,的速度在某时刻可以等于B质点的速度 图7 第3页共8页 三、实验、填空题（本题共2小题，共14分）】 15.实验课上同学们利用打点计时器（打点计时器使用的交流电频率为50Hz)等器材， 所究小车做匀变速直线运动的规律，其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点 迹清晰的纸带，如图8所示。图中O、小、B、C、D是按打点先后顺序依次选取的计数点， 在纸带上选定的相邻两个记数点之间还有四个打出点没有画出。由图中的数据可知，打点计 时器打下C点时小车运动的速度大小是 m/s,小车运动的加速度大小是 m/s2。(两个空计算结果均保留两位有效数字) 单位：cm -3.604 9.60 18.00 28.80 图8 16.用如图9所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。 B 图9 (1)图9中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线。 (2)若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏 转，说明线圈 (填“A”或“B”)中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写 出两项可行的操作： ① ② (3)如图10所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A和 电源连接，线圈B与直导线ab构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C 连接工作电路（未画出)。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时 功能启动，此时直导线ab中电流方向为 (填写“a到b”或“b到a”)。断开开 关后的一小段时间内，由于B线圈仍有电流，使得铁心仍然具有磁性，进而达到延时的效果。 图10 第4顷共8页 四、计算题（本题共5小题，共44分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有 数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。) 17.(6分)某一质谱仪原理如图11所示，A为粒子加速器，粒子由静止加速后以速度 v进入B;B为速度选择器，磁场（图中未标出）与电场正交，速度选择器两板间电压为2， 两板间距离为d:C为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的正粒 子（不计重力），经加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速 圆周运动。求： (1)磁感应强度B1的大小和方向： (2)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。 母 A B B XX XB XXX 图11 18.(9分)如图12所示，边长为1、总电阻为R的正方形导线框abcd,以恒定速度v 沿x轴运动，并穿过图中所示的宽度为31的匀强磁场区域，磁感应强度为B。 (1)求ab边刚进入磁场时，线框中产生的电动势E: (2)以顺时针方向为电流的正方向，由线框在图示位置的时刻开始计时，在图13中画 出线框U随时间变化的图像： (3)求线框穿过磁场区域的全过程产生的电能E~ 6 XXX -31- 图12 图1 第5页共8页 19.（9分)如图14所示，MN、Pg为足够长的光滑平行金属导轨，间距L-0.50m,导 轨平面与水平面间夹角：37°，N、2间连接一个电阻R=5.02。直线b以下的斜面上存在 垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T。将一根质量m=0.0S0kg的金属棒放 在导轨的b位置，金属棒及导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运 动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知当金属棒滑行至cd处时，其速度大小 开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s-4.0m。已知g=10m/s3,sin37=0.60,cos37°-0.80。 求： (1)金属棒达到cd处的速度大小： (2)金属棒从位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量： (3)滑行至c处时，记为零时刻，为了不产生电流，磁场需要逐渐减小，写出该过程 中磁场的磁感应强度B,与时间t的表达式。 M 图14 第6页共8页 20.(10分)在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，由 于不允许传动机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵。如图15所示是一种液态金 属电磁泵的简化结构示意图，将装有液态金属、截面为矩形的导管的一部分水平置于匀强磁 场中，当电流穿过液态金漏时，液态金属即被驱动。若输送液态金属的管道（用特殊陶瓷材 料制成)截面长为α，宽为b(不计管道壁的厚度)，正、负电极板镶嵌在管道两侧（两极板 正对且与管内液态金属良好接触)，电极板长为，宽为b:正、负电极板间的液态金属恰好 处在磁场区域内，该磁场的磁感应强度为B,方向与导管上、下表面垂直；通过两电极板间 液态金属的电流为：液态金属在磁场驱动力的作用下，在导管中以恒定的速率流动。己 知液态金属的电阻率为。整个装置类似于电动机，通电液态金属在磁场中因受力而运动。 (1)导管载面上由磁场驱动力所形成的压强差是多大？ (2)单位时间内，电流通过两电极板间液态金属所消耗的电能是多少？ (3)类比电动机的工作原理，推导正负两极板的电压大小。 负电极板 负电极线 正电极板 5正电极线 液态金属 a 图15 第7页共8页 21.(10分)真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图16所示。光照前 两板都不带电。以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出，忽路溢出电子之间 的相互作用，并不计电子重力。己知电子逸出时的最大动能为Em,元电荷为e。 B 光子 图16 (1)假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用。保持 光照条件不变，a和b为接线柱。若a、b断路，则A板和B板都聚集一定的电荷。若将a、 b短接，则回路中的电流为Im。 ①求A板和B板之间的最大电势差Um,以及单位时间内从A板逸出的电子数N: ②电子从A板射出时，其初动能的取值范围在零到最大动能Em之间，且取任意值的几 率均等。将该光电转换装置和一滑动变阻器以及理想电表连接成图17所示的电路，移动滑 动电阻器的滑片，电压表、电流表的示数U和I随之发生变化，请写出I与U的表达式， 并在图18画出1-U图象， B 光子 图17 图180 (2)真实的光电效应实验中，电子出射的方向是随机的，如图19甲所示，光照射阴极 K,有电子从其向不同方向射出，将电阻箱R的阻值调为零，然后调节滑动变阻器R的阻 值得到L-U图象，如图19乙所示，其中当电压为U=10V时，电流达到饱和电流Ig=5A。 在电阻箱R的阻值为零的条件下，调节滑动变阻器R使电压表的示数为25V,并保持 滑片位置不变。这时调节电阻箱的阻值在某一个范围内，灵敏电流计的示数保持不变，即可 认为构造了一个恒流源为电阻箱供电。若可视为恒流源，求电阻箱的调节范围。 光 电子A 光电管 图甲 图乙 图19 第8页共8页