2022-2023学年重庆市七校联考高二（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1. 年月，日本政府不计后果决定将福岛核废水排放入海核废水即使经处理，还是含有氚、锶、铯、碘等放射性元素其中半衰期为年，它能通过衰变变为新核，用表示其元素符号，下列有关说法正确的是( )
A. 锶发生衰变时，产生的射线有很强的电离能力
B. 个锶核发生衰变时，经过年，一定还有个锶核未发生衰变
C. 锶发生衰变的衰变方程为
D. 新核的比结合能比小
2. 如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光、，若两束单色光是红光和绿光，该玻璃对单色光、的折射率分别为、，则( )
A. 为绿光，为红光，
B. 为红光，为绿光，
C. 为绿光，为红光，
D. 为红光，为绿光，
3. 关于机械振动和机械波，下列说法不正确的是( )
A. 有机械振动必有机械波 B. 在空气中传播的声音是纵波
C. 在机械波的传播中质点并不随波迁移 D. 机械波是传递能量的一种方式
4. 空间中有两个分子、，现将分子固定，将分子在某位置由静止释放，仅在分子力作用下远离，其速度和位移的图像如图所示，则( )
A. 由到过程中，、间作用力表现为引力
B. 由到过程中，分子间只有引力
C. 在时，、间分子力最大
D. 由到过程中，、系统的分子势能先减小后增大
5. 用频率为的单色光照射某金属表面时，产生的光电子的最大初动能为。已知普朗克常量为，光速为。要使此金属发生光电效应，所用入射光的波长应不大于( )
A. B. C. D.
6. 探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接入理想交流电压表、和理想交流电流表、，导线电阻不计，如图所示。当开关闭合后( )
A. 示数变大，与示数的比值变大
B. 示数不变，与示数的比值不变
C. 示数不变，与示数的比值不变
D. 示数变大，与示数的比值变大
7. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框整体置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面向里，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向向上、向下、向左、向右分别平移出磁场，如图所示，则在线框移出磁场的整个过程中，下列说法正确的( )
A. 四种情况下流过边的电流的方向都不相同
B. 四种情况下流过线框的电量都相等
C. 四种情况下两端的电势差都相等
D. 四种情况下磁场力对线框做的功率都不相等
8. 一定质量的理想气体从状态甲变化到状态乙，再从状态乙变化到状态丙，其图像如图所示则该理想气体( )
A. 甲、丙两状态下甲状态的分子平均动能更大
B. 由乙到丙，吸收的热量
C. 由甲到丙，内能先减小后增大
D. 由乙到丙，分子的密集程度增大
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9. 如图所示，电感线圈的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，、是两个相同的灯泡，电阻的阻值约等于的两倍，则( )
A. 闭合开关后，立马亮、逐渐亮起来，且稳定后更亮一些
B. 闭合开关后，、同时达到最亮，且更亮一些
C. 电路稳定后，断开开关，、均逐渐熄灭
D. 电路稳定后，断开开关，逐渐熄灭，闪亮一下再熄灭
10. 如图甲为一列简谐横波在时的波形图，图乙是质点的振动图像，下列说法正确的是( )
A. 该波向轴正方向传播
B. 该波波速为
C. 该波碰到尺寸为的障碍物不能发生衍射现象
D. 质点在的时间里运动的路程为
11. 发电厂通过较长距离输电线直接向学校供电，发电机的输出电压为，发电厂至学校的输电线总电阻为，通过输电线的电流为，学校的输入电压为，下列计算输电线损耗功率的表达式中正确的是( )
A. B. C. D.
12. 氢原子的能级图如图所示，现有大量的氢原子处于的激发态，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子；当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子，下列说法正确的是( )
A. 由于跃迁所发射的谱线仅有条
B. 光子的能量大于光子的能量
C. 光子的动量大于光子的动量
D. 用光子来照射逸出功为的某金属，该金属一定能发生光电效应现象
三、实验题（本大题共2小题，共12.0分）
13. 在用油膜法估测分子的大小实验时，现有将毫升油酸注入量杯，再加注酒精至毫升，实验还有一个盛水的浅盘，一支注射器，一个量杯，一个量筒，玻璃板，坐标纸等，请补充下述估测分子大小的实验步骤：
用注射器向量筒内滴入滴油酸酒精溶液，读出其体积；
用注射器将滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为数出来油膜面积占了个方格；
估算油酸分子直径的表达式为 ______ ；
若由于酒精的挥发，导致油酸酒精溶液的实际浓度发生变化，这会导致实验测得的油酸分子直径______ 选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”。
14. 某同学要测量一导体的电阻约为，想进一步更精确测量其阻值，现有的器材及其代号和规格如下：
电流表量程，内阻约为；
电流表量程，内阻约为；
电压表量程，内阻约为；
电压表量程，内阻约为；
滑动变阻器阻值范围为，允许通过的最大电流为；
滑动变阻器阻值范围为，允许通过的最大电流为；
直流电源电动势，内阻不计，待测电阻，电键一个，导线若干。
为了使实验误差较小，要求电表的指针的偏转幅度达到半偏以上，并要求测得多组数据进行分析，则电流表应选择______ ，电压表应选择______ ，滑动变阻器应选择______ ；
请将你设计的实验电路画在方框内。
四、简答题（本大题共4小题，共40.0分）
15. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度，边长的正方形线圈共匝，线圈总电阻，线圈绕垂直于磁场方向的对称轴匀速转动角速度，外电路电阻，求：
线圈由图示位置线圈平面与磁场方向平行转过角的过程中产生的平均感应电动势；
线圈转动过程中感应电动势的最大值；
交流电压表的示数。
16. 如图所示，一种光学传感器是通过接收器接收到光的强度变化而触发工作的，光从挡风玻璃内侧点射向外侧点再折射到空气中，测得入射角为，折射角为；光从点射向外侧点，刚好发生全反射并被接收，已知挡风玻璃的厚度为，光在真空中的传播速度为，求：
该挡风玻璃的折射率；
光从接光源经过点到收器的时间。
17. 如图所示，有一开口向上的足够高的气缸固定在水平面上，质量为、横截面面积为的活塞放在大小可忽略的固定挡板上，固定挡板距离气缸底部。将一定质量的理想气体封闭在气缸中，最初气缸内气体的温度为、压强为已知大气压强为，重力加速度为，。
现将气缸内气体温度缓慢升高，当活塞刚好离开挡板时，温度为多少摄氏度？
继续升高气缸内气体的温度至，此时活塞到气缸底部的距离是多少？
18. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，两导轨间的距离为，导轨上面垂直于导轨横放着两根相距的导体棒、，两导体棒与导轨构成矩形闭合回路。导体棒的质量为、导体棒的质量为，两电阻均为，回路中其余部分的电阻忽略不计。整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场中。开始时，棒静止，棒的速度大小为、方向平行导轨指向棒。若两导体棒在运动过程中始终不接触，求在运动过程中：
棒产生的最多的焦耳热；
最终通过棒某一横截面的电量；
棒与棒间的最终距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：射线是高速电子流，电离能力一般，故A错误；
B.半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故B错误；
C、射线是高速电子流，根据质量数守恒和电荷数守恒可得产物的质量数仍然是，电荷数为，所以锶的衰变方程为，故C正确；
D.衰变后的新核更稳定，其原子核中核子结合更牢固，比结合能更大，故D错误。
故选：。
根据射线的特点分析；半衰期属于统计规律；根据质量数守恒和电荷数守恒分析核反应方程；衰变后的产物更稳定，比结合能更大。
本题考查了原子核衰变、半衰期、比结合能等知识点。对于这部分知识很多是属于记忆部分的，因此需要注意平时的记忆与积累。
2.【答案】
【解析】解：设入射角为，折射角为，光路图如图所示：
根据折射定律
由图可知
因此
根据折射率和频率的关系可知，在介质中折射率越大的光的频率越大，因此光的频率；
根据电磁波谱的排列顺序可知，红光的频率小于绿光的频率，经分析可知光为红光，为绿光；
综上分析，故ACD错误，B正确。
故选：。
根据折射定律结合光路图，判断折射率的大小，再根据折射率和频率的关系判断频率的大小，最后根据电磁波谱频率的顺序分析作答。
本题主要考查了光的折射定律，知道折射率和频率的关系和电磁波谱频率的排列顺序是解题的关键。
3.【答案】
【解析】解：有机械振动，若没有传播机械波的介质，也不会有机械波，故A错误；
B.在空气中传播的声音是纵波，故B正确；
C.在机械波的传播中质点只在自己平衡位置附近振动，并不随波迁移，故C正确；
D.机械波是传递能量的一种方式，故D正确。
本题选错误的，故选：。
根据机械波产生的条件分析；在空气中传播的声音是纵；在波的传播中质点只在其平衡位置附近振动，并不随波迁移；机械波是传递能量的一种方式。
本题考查机械波的产生和传播，要注意明确波在介质中传播时，传播的是运动形式和能量，质点并不随波迁移。
4.【答案】
【解析】解：由图可知，在处分子的动能最大，则分子力做功最多，分子势能最小，则处为平衡位置，此时分子力为零，当时，分子力表现为斥力，时，分子力表现为引力。
、由到过程中，、间作用力表现为斥力，由到过程中，分子间作用力表现为引力，故AB错误；
C、在时，、间分子力为零，故C错误。
D、由到过程中，分子力先做正功后做负功，则、系统的分子势能先减小后增大，故D正确。
故选：。
根据分子的速度变化情况可以确定分子力的大小变化以及分子力的做功情况，进而确定分子势能的变化。
本题的突破口在分子速度最大的时候，即分子力恰好为零时，此位置是分子力表现为引力和斥力的分界点。
5.【答案】
【解析】解：用频率为的光照射某种金属时会发生光电效应，且光电子最大初动能为
根据光电效应方程
金属的逸出功
那么所用入射光的极限波长为
根据光电效应产生的条件可知，所用入射光的波长应不大于，C正确，ABD错误。
故选：。
根据爱因斯坦光电效应方程、逸出功与极限波长的关系分析作答。
本题主要考查了爱因斯坦光电效应方程和逸出功与极限波长的关系；要明确光电效应产生的条件的入射光的波长小于或等于极限波长。
6.【答案】
【解析】解：根据理想变压器的电压与匝数比的关系
可知副线圈两端电压
变压器原副线圈匝数比不变，输入电压不变，输出电压不变
即示数不变，与示数的比值不变，故A错误，B正确；
开关闭合后，变压器副线圈的负载电阻减小
根据欧姆定律可知，副线圈输出电流
电压不变，负载电阻减小，电流减小，即表示数变小
根据理想变压器电流与匝数比的关系，原线圈中的电流
由于变压器原副线圈匝数比不变，与示数的比值不变；
由于变压器输出电流变大，因此变压器原线圈输入电流变大，即电流表示数变大，故CD错误。
故选：。
根据理想变压器电压与匝数比的关系分析作答；
开关闭合后，变压器副线圈的负载电阻减小，根据欧姆定律求解副线圈中的电流；根据理想变压器电流与匝数比的关系分析作答。
本题主要考查了理想变压器电压与匝数比、电流与匝数比的关系以及欧姆定律的运用；要明确电压表、电流表的示数所代表的含义。
7.【答案】
【解析】解：、四种情况下穿过线框的磁通量均减小，根据楞次定律判断可知感应电流方向均为顺时针方向，则通过边的电流的方向都相同，故A错误；
B、由电荷量的公式：，可知，由于相同，所以流过线框的电荷量都相等，故B正确；
C、由法拉第电磁感应定律可知，导体棒切割磁感线时产生的电动势为：
上述四个图中，切割边的长度相同，所以产生的电动势大小均相等，回路电阻均为每边电阻为，则电路中的电流亦相等，即：
只有图中，为电源，所以有：
的图中，有：，故C错误；
D、安培力做功的功率为：
因为电流相同，所以安培力的功率相等，故D错误。
故选：。
根据楞次定律判断感应电流方向；
由欧姆定律分析两端的电势差。根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律得到电量的表达式，再分析电量的关系。
根据安培力的表达式和功率公式结合分析安培力对线框做功的功率。
本题的方法是用相同的量表示电势差、电量和安培力的功率。项利用经验公式感应电量，可分析磁通量变化大小来确定，这是常用的方法。
8.【答案】
【解析】解：、根据理想气体状态方程可得，状态甲和状态丙乘积相等，则温度相同，可知甲、丙两状态下分子平均动能相同，故A错误；
B、从状态乙变化到状态丙，压强不变，体积增大，温度升高，内能增大，气体对外做的功为
根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于，故B错误；
C、由甲到丙，温度先降低再升高，则内能先减小后增大，故C正确；
D、由乙到丙，气体体积增大，则分子的密集程度减小，故D错误。
故选：。
根据理想气体状态方程判断气体在甲、丙两状态温度关系，分析分子平均动能关系；由乙到丙气体发生等压变化，根据求出气体对外做功，由热力学第一定律分析气体吸收的热量；由甲到丙，根据温度的变化分析内能的变化；由乙到丙，根据体积的变化分析分子密集程度的变化。
本题考查理想气体状态方程及热力学第一定律的应用，目的是考查学生的理解能力，解题的关键从图象判断气体变化过程，利用理想气体状态方程分析判断气体状态变化情况，根据热力学第一定律分析吸放热情况。
9.【答案】
【解析】解：闭合时，灯泡立即亮起来；由于电感线圈的自感作用，导致灯泡将“慢慢”亮起来。电路稳定后，由于灯泡支路的电阻小一些，则该支路的电流大一些，即稳定后，更亮一些，故A正确，B错误；
电路接通稳定后，断开时，由于电感线圈的自感作用，导致灯泡中的电流不能立即减为，该电流将在新的回路中逐渐减为，即“慢慢”熄灭，由于断开开关前稳定时通过灯泡的电流大于通过灯泡的电流，则闪亮后才“慢慢”熄灭，故C错误，D正确。
故选：。
线圈中的电流变化时，会产生自感电动势，阻碍电流变化，根据安培定则结合楞次定律分析即可。
本题是通电自感和断电自感问题，关键明确线圈中自感电动势的方向是阻碍电流的变化，体现了电流的“惯性”。
10.【答案】
【解析】解：、由图乙可知，时刻质点向着轴负方向运动，由图甲可知，波向轴负方向传播，故A错误；
B、由图甲可知，波长，由图乙可知，周期，则波速，故B正确；
C、的尺寸远大于该波波长，所以衍射现象不明显，但不是不能发生衍射现象，故C错误；
D、质点在的时间里振动了两个周期，运动的路程为，故D正确。
故选：。
在乙图上读出时质点的振动方向，在甲图上判断出波的传播方向；由波动图象可读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速；据波长与障碍物尺寸的关系分析能否发生明显的衍射现象；根据时间与周期的关系计算质点通过的路程。
本题要理解波动图像和振动图像的物理意义，把握两种图像的内在联系。要注意衍射是普遍存在的，只是明显与不明显而已。
11.【答案】
【解析】解：输电线上损失的电压为
根据欧姆定律得：
输电线损耗功率为：
故AB错误，CD正确。
故选：。
根据串并联规律求解输电线上损失的电压，根据欧姆定律求解输电线上的电流，根据功率公式求解损耗功率。
本题考查远距离输电问题，解题关键是掌握功率的计算公式。
12.【答案】
【解析】解：大量的氢原子处于的原子跃迁时能释放不同频率的光子种数为
因此跃迁所发射的谱线有条，故A错误；
B.由题意知当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子的能量为
当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子的能量为
所以光子的能量大于光子的能量，故B正确；
C.由光子能量可表示为
可知光子的波长小于光子的波长，即
根据光子动量公式可知，光子的动量大于光子的动量，即，故C正确；
D.光子的能量小于逸出功，根据光电效应产生的条件可知，用光子来照射该金属，不能发生光电效应现象，故D错误。
故选：。
A.根据公式求解大量原子跃迁辐射光子的种数；
B.根据公式分析作答；
C.根据光子的动量公式分析作答；
D.根据光电效应产生的条件分析作答。
本题考查了氢原子能级跃迁问题，要明确能级间跃迁辐射光子的能量等于能级之差。注意：用公式求解原子发生跃迁时辐射光子的种类数，只适用于大量的原子，对于单个原子不适用。
13.【答案】 偏小
【解析】解：根据题意可知，一滴油酸酒精溶液含有油酸的体积为
油酸分子直径大小
酒精的挥发，导致油酸酒精溶液中的油酸体积分数增大，滴油酸酒精溶液形成的面积偏大，则分子直径的测量结果偏小
故答案为：；偏小。
根据浓度计算一滴油酸酒精溶液含有油酸的体积；根据体积公式计算分子直径；
根据浓度变大判断分子直径测量结果。
本题关键掌握一滴油酸酒精溶液含有油酸的体积计算和分子直径的计算，会分析因酒精挥发，造成的误差。
14.【答案】
【解析】解：电动势为，导体的电阻约为；
根据欧姆定律，电路中最大电流约为
经分析可知，电流表应选A，电压表应选择；
由于要测得多组数据进行分析，因此电路采用分压式电路，为方便操作，滑动变阻器应选用阻值较小的；
根据题意，满足，因此电流表应采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，实验电路图如下：
故答案为：；；；见解析。
根据电源电动势选择电压表，根据欧姆定律求解电路中的最大电流，再选择电流表；滑动变阻器采用分压式接法，据此选择滑动变阻器；
根据待测电阻值与电压表、电流表内阻大小的关系，确定电流表的连接方式，然后完成实验电路图。
本题主要考查了“伏安法”测电阻，关键是要明确实验原理，确定电流表的连接方式，难点在于实验器材的选择和完成实验电路图。
15.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律有
线圈转动过程中感应电动势的最大值为
交流电动势的有效值为
则交流电压表的示数为
解得
答：线圈由图示位置线圈平面与磁场方向平行转过角的过程中产生的平均感应电动势为；
线圈转动过程中感应电动势的最大值为；
交流电压表的示数为。
【解析】根据法拉第电磁感应定律求解开始转过过程中的平均电动势；
根据求解感应电动势最大值；
电路中电压表示数显示电压的有效值；
本题关键是要区分交流电的有效值、瞬时值、平均值和最大值的区别，知道电流表和电压表读数是有效值。
16.【答案】解：光线在点发生折射，入射角，折射角为；
根据折射定律得
光在点恰好发生全反射，则临界角
根据临界角公式
根据数学知识
根据几何关系可知，为等腰三角形；
根据数学知识
根据折射率公式，光在介质中的传播速度为
光从接光源经过点到收器的时间。
答：该挡风玻璃的折射率为；
光从接光源经过点到收器的时间。
【解析】光线在点发生折射，根据折射率公式求折射率；
光在点恰好发生全反射，根据临界角公式求临界角的正弦；根据数学知识求解光在玻璃中的路程；根据折射率公式求光在玻璃中的传播速度，再根据速度公式求时间。
本题主要考查了光的折射和全反射；根据临界角公式求解临界角的正弦，再根据数学知识求解临界角的余弦是求解光在玻璃通过的路程的关键。
17.【答案】解：初状态封闭气体的状态参量：，
设活塞刚好离开挡板时封闭气体的压强为，对活塞由平衡条件得：，其中
解得：
由查理定律得：
解得：
则有：；
气缸内气体的温度达到时，有：，体积：
根据盖吕萨克定律可得：
解得：。
答：现将气缸内气体温度缓慢升高，当活塞刚好离开挡板时，温度为；
继续升高气缸内气体的温度至，此时活塞到气缸底部的距离是。
【解析】对活塞分析由平衡条件可求出气体压强，再由查理定律即可求出对应的温度；
根据盖吕萨克定律进行解答。
本题考查封闭气体的压强和气体实验定律，关键是选择合适的研究对象，找出初末状态参量，选择合适的气体实验定律列式求解即可。
18.【答案】解：从开始到最终稳定，两棒总动量守恒，取棒初速度方向为正方向，由动量守恒定律有：
棒上产生的最多的焦耳热：
代入数据得到：
以向右为正方向，对棒由动量定理可得：
而平均安培力：
联立上式可得最终通过棒某一横截面的电量为：
由于通过棒某一横截面的电量最多为：
联立上式可得：
棒与棒间的最终距离为：
答：棒产生的最多的焦耳热为；
最终通过棒某一横截面的电量为；
棒与棒间的最终距离为。
【解析】根据系统的动量守恒求出最终两棒稳定运动时的速度，由能量守恒定律和焦耳定律求解焦耳热。
对棒由动量定理列式，可求得安培力对棒的冲量。根据电量与电流的关系求通过棒的电量。
结合电量公式求棒与棒间的最终距离。
本题是双杆问题，要抓住从开始到最终稳定的过程中，系统的总动量守恒，能量也守恒，来解出棒产生的焦耳热。对于电量，往往根据由动量定理求解。
第1页，共1页
