2022-2023学年河南省平顶山第四中学高二（下）期末调研
物理试卷
一、选择题（本大题共 10小题，共 40分）
1. 三条在同一平面 纸面 内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为 ，方向如
图所示。 、 和 三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将 、 和 处
的磁感应强度大小分别记为 、 和 ，下列说法正确的是 ( )
A.
B.
C. 和 处磁场方向垂直于纸面向外， 处磁场方向垂直于纸面向里
D. 处磁场方向垂直于纸面向外， 和 处磁场方向垂直于纸面向里
2. 利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的是( )
A. 将屏向左移动，其它不动，则干涉条纹间距变大
B. 测量过程中误将 个条纹间距数成 个，波长测量值偏小
C. 将双缝换为间距更小的双缝后，干涉条纹间距变窄
D. 将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变窄
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3. 年 月 日消息，日本政府一意孤行推动核污染水排海，引发日本国内及周边国家的强烈反对，
关于天然放射现象、射线的防止与应用，下列说法正确的是( )
A. 所有元素都能发生衰变
B. 在 、 和 三种射线中， 射线穿透能力最强， 射线的电离能力最强
C. 利用 射线可以为测量金属板的厚度，也可以用 射线照射食品杀死细菌
D. 利用 射线可以有效消除静电积累，利用 射线照射植物的种子，可以使产量显著增加
4. 如图，在倾角为 的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为 ，质量为 的直导体棒，在空间加一匀强磁
场，使导体棒内通有垂直纸面向外的电流 时，导体棒恰好静止在斜面上 重力加速度为 ，则下列选项
正确的是( )
A. 所加磁感应强度最小为 ，方向垂直斜面斜向下
B. 所加磁感应强度最小为 ，方向垂直斜面斜向上
C. 若所加磁场方向竖直向上，则磁感应强度大小为
D. 若所加磁场方向竖直向上，则磁感应强度大小为
5. 如图所示是电容式位移传感器示意图， 、 是平行板电容器的两块正对的极板， 是固定的， 与
被测物体 相连， 、 之间的距离随着 的上下移动而变化。如果 、 极板所带的电荷量恒定不变，
当 向上移动时，下面说法正确的是( )
A. A、 两板之间的电势差增大 B. A、 两板之间的电势差减小
C. A、 两板之间的电场强度增大 D. A、 两板之间的电场强度减小
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6. 大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表 和变阻箱 改装而成，如图是改装后的电表，已知灵敏
电流表 的满偏电流为 ，内阻为 ，变阻箱 接入电路的阻值为 ，下列说法正确的是( )
A. 甲表是电压表，改装后的量程为
B. 甲表是电流表，若增大接入电路的变阻箱 的阻值，则改装表的量程减小
C. 乙表是电流表，改装后的量程为
D. 乙表是电压表，若减小接入电路的变阻箱 的阻值，则改装表的量程增大
7. 封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态 经 ， ， ，再回到状态 ，其体积 与热力学温度 的
关系如图所示， ， ， 三点在同一直线上， 垂直于 轴。下列说法正确的是( )
A. 由状态 变化到状态 过程中，气体放出热量
B. 由状态 变化到状态 过程中，气体放出热量
C. 由状态 变化到状态 过程中，气体放出热量
D. 状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比 状态时少
8. 某交流发电机能产生正弦式交流电，所连接的电路如图所示，其中有理想变压器和四个相同的定值
电阻 、 、 、 。设理想交流电流表 、理想交流电压表 的读数分别为 、 。若仅将发电机线圈
的转速变为原来的 ，则( )
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A. 电压表 的读数等于 B. 消耗的功率变为原来的
C. 消耗的功率变为原来的 倍 D. 理想变压器输出的交变电流频率不变
9. （多选）下列说法正确的是( )
A. 对于理想气体，单位体积内的分子数越多，分子平均动能越大，压强就越大
B. 晶体一定具有固定的熔点，但不一定具有规则的几何外形
C. 汤姆逊通过 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
D. 爱因斯坦创立了狭义相对论并发现了质能方程，质能方程揭示了物体的能量与质量的关系，为核能
的开发奠定了理论基础
10. （多选）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了判断小车运动
状态的装置，如图所示，光滑小球夹在压敏电阻与挡板之间。小车在水平面上静止时，电流表示数为 ，小
车运动状态变化会引起电流表示数变化。某次实验中，电流表示数变化如图所示，下列判断正确的是
( )
A. 在 时间内可能做匀速运动 B. 在 时间内做变速运动
C. 在 内肯定静止 D. 在 内压敏电阻所受压力减小
二、非选择题（本大题共 5小题，共 60分）
11. 在“测定玻璃的折射率”实验中：
为了取得较好的实验效果，下列操作中需要的有 ．
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A.必须选用上下表面平行的玻璃砖
B.选择的入射角应尽量小些
C.大头针应竖直地插在纸面上
D.大头针 和 及 和 之间的距离适当大些
某同学在画界面时，不小心将两界面 和 间距画得比玻璃砖宽度大些，如图甲所示，则他测
得的折射率 选填“偏大”“偏小”或“不变” ．
另一同学在计算折射率时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，该同学以 点为圆心， 为半
径画圆，并延长 交圆于 点，过 点和 点作垂直于法线的直线分别交于 点和 点，如图乙所示，
则他只需要测量 ，就可求出玻璃的折射率 用测量的物理量来表示 ．
12. 如图甲所示的电路是可以用来测量电阻丝的电阻率，这一电路是在传统实验“测量电阻丝的电阻率”
基础上进行改进的，与传统电路相比，多设置一个定值电阻 和一个开关 。被测电阻 是一段粗细
均匀的电阻丝，电阻丝被固定在木板上，两个鳄鱼夹夹住电阻丝然后接入电路，接入电路的电阻丝长
度可通过木板上固定的刻度尺读出，如图乙所示。
主要实验步骤如下：
用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图丙所示，则电阻丝的直径的测量值
___________ ；
按照图甲连接电路，让开关 、 处于断开状态，同时将滑动变阻器阻值调到最大，测量并记录两
鳄鱼夹之间的距离 ；
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仅闭合开关 ，调节滑动变阻器滑片，尽量使得 和 的指针落在表盘中央附近，记录下此时 和 读
数，分别记作 和 ；
再闭合 ，然后调节滑动变阻器滑片，使得 的读数仍为 ，记录 的读数，记作 ，则此时电阻丝
的测量值 ___________ 用题中所测物理量字母表示 ；
改变两个鳄鱼夹之间的距离，重复步骤 得到多组数据。
用图像法处理数据：将得到的实验数据在 坐标系中描点并拟合为一条直线，如图丁所示，测
得这条直线斜率 的数值等于 ，则被测电阻丝的电阻率 ___________ 保留 位有效数
字 。
这种改进型电路的优点是___________
A.克服了电压表内电阻对实验结果带来的系统误差
B.克服了电流表内电阻对实验结果带来的系统误差
C.克服了电源内电阻对实验结果带来的系统误差
13. 如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，边长 、 ，其匝数 匝，
总电阻 ，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 C、 焊接在一起，并通过电刷和
的定值电阻相连接。电路其余电阻不计。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度 ，
在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴 匀速转动，角速度 。求：
线圈中感应电动势的最大值 ；
电阻 两端电压的最大值 ；
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在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热 。
14. 一定质量的理想气体被活塞封闭在导热汽缸内，如图所示水平放置。活塞的质量 ，横截
面积 ，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离
，离汽缸口的距离 。汽缸内气体温度为 ，大气压强为
。现将汽缸缓
慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对汽缸内气体加热，使活塞缓慢上升到上表面刚好与汽缸口
相平，已知 ，绝对零度取 ，外界温度不变，活塞厚度不计。求：
此时气体的温度为多少
在活塞缓慢上升到上表面刚好与汽缸口相平的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收 的热
量，则气体增加的内能 多大
15. 物块放在平板小车的最右端，两者一起在光滑水平面上以 的速度匀速向右运动，当经过前方
某一固定位置 时，有人持锤头水平向左敲击一下物块，使得物块瞬间原速向左返回。由于小车摩擦力
的作用，过一会儿物块又会经过位置 ，然后又被锤头敲击瞬间原速左返，过一会儿物块再回到位置 ，
再被敲击原速左返，如此多次。已知物块与平板小车之间的动摩擦因数为 ，平板小车质量是小物块
质量的 倍，物块可看作质点，重力加速度 取 ，求：
物块第一次被敲击后，物块离 的最远距离为多少；
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为保证物块不从小车上掉下，小车的最短长度为多少。
16. 如图所示，在 处有平行于 轴的虚线，虚线左侧所有空间分布着水平向左的匀强电场，在虚线右
侧所有空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在 点处，某时刻有一带负电的粒子以初速度 沿 轴正
方向运动，粒子从 点进入磁场，在磁场中运动一段时间后恰好又回到 点，已知粒子的质量为 ，
电荷量大小为 ，不计粒子重力，求：
电场强度的大小和带电粒子运动到 点的速度；
磁感应强度大小和带电粒子从开始运动到恰好回到 点的时间。
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答案和解析
1.【答案】
【解析】本题考查磁场的叠加，由于通过三条导线的电流大小相等，结合右手定则可判断出三条导线产生
的合磁感应强度在 、 处垂直纸面向外，在 处垂直纸面向里，且 ，故选项 A、C正确。
2.【答案】
【解析】
【分析】本题考查了光的干涉，解题关键掌握干涉原理，根据 可判断条纹间距变化。
由 分析条纹的变化情况。
【解答】
A.将屏向左移动，双缝到屏的距离减小，其它不动，根据相邻条纹间距公式 ，可知干涉条纹间距变
小，故 A错误；
B.测量过程中误将 个条纹间距数成 个，根据 ，可知相邻条纹间距减小，根据 ，可知波长
测量值偏小，故 B正确；
C.根据上述公式可知将双缝换为间距更小的双缝后，根据相邻条纹间距公式 ，干涉条纹间距变宽，
故 C错误；
D.将滤光片由紫色换成红色，波长变大，根据 ，可知干涉条纹间距变宽，故 D错误。
3.【答案】
【解析】
【分析】
原子序数大于 号的元素都能发生衰变；由在 、 和 三种射线的特点及应用判断得解。
本题主要考查放射性元素及在 、 和 三种射线的特点，熟悉三种射线的特点是解题的关键，难度一般。
【解答】
A.原子序数大于 号的元素都能发生衰变，故并不是所有元素都能发生衰变，故 A错误；
B.在 、 和 三种射线中， 射线穿透能力最强， 射线的电离能力最强，故 B错误；
C.由于 射线穿透能力最强、能量高，故可用其来测量金属板的厚度，也可以用 射线照射食品杀死细菌，
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故 C正确；
D. 射线的电离能力最强，故可用其有效消除静电积累，利用 射线可以培育良种，故 D错误。
4.【答案】
【解析】解： 根据共点力平衡条件可知：当安培力的方向沿斜面向上时，安培力最小，所加的磁感应强
度最小，由左手定则可知，磁场的方向垂直斜面向上。根据平衡条件可知安培力为： ，
解得：
故 AB错误；
所加的磁场方向竖直向上时，安培力水平向左，
由几何知识可得 ，所以： ， ：故 C正确，D错误。
故选： 。
通电导线受到重力、支持力和安培力三个力处于平衡状态，当安培力和支持力垂直时，磁感应强度最小，
根据力的三角形由几何知识求解。
本题考查通电导线在安培力作用下的平衡问题，会利用力的三角形分析最小值条件，熟练运用几何知识求
解。
5.【答案】
【解析】 根据电容的决定式
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结合电容的定义式
可知，当 向上移动时，板间距增大，电容减小，而所带电荷量不变，则可知两板间的电势差增大，故 A正
确，B错误；
电场强度
结合电容的定义式与决定式可得
电容器所带电荷量不变，则分析上式可知，电场强度的大小与板间距无关，即电场强度不变，故 CD错误。
故选 A。
6.【答案】
【解析】
【分析】
通过欧姆定律计算电表改装的量程，并进一步分析量程与电阻的关系。
本题考查电表改装，本质是对欧姆定律的理解，学生需要区分电流表和电压表改装的异同，避免出错。
【解答】
改装成电流表需要并联一个分流电阻，故改装后甲表是电流表，改装后量程为表头 的电流满偏时通过
改装表的总电流，即量程 ，所以改装后并联的分流电阻越大，其量程越小，故 A错
误，B正确；
电压表的改装需要串联一个分压电阻，故改装后乙表是电压表，改装后量程为表头 的电流满偏时加在
改装表两端的总电压，即量程 ，所以改装后串联的分压电阻越小，其量程越
小，故 CD错误。
故选 B。
7.【答案】
【解析】
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【分析】根据图示图像分析清楚理想气体状态变化过程，应用理想气体状态方程判断气体状态参量如何变
化；根据题意应用热力学第一定律与气体压强的微观意义分析答题。
【解答】
A.由状态 变化到状态 过程中，气体体积不变，气体不做功 。气体温度升高，内能增加 。
根据热力学第一定律 ，可得 。气体吸收热量，A错误。
B.由状态 变化到状态 过程中，温度不变，内能不变 。气体体积增加，气体对外做正功 。
根据热力学第一定律 ，可得 气体吸收热量，B错误。
C.由状态 变化到状态 过程中，气体体积减小，气体对外做负功 ，气体温度降低，内能减少 。
根据热力学第一定律 ，可得 ，气体放出热量，C正确。
D.由状态 变化到状态 过程中，气体体积 与温度 的比值保持不变，根据理想气体状态方程 ，可得
，可知由状态 变化到状态 过程中，气体属于等圧変化，状态 与状态 的压强相等，而状态 到状
态 ，气体体积减小，气体分子数密度增大，所以 状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比 状
态时少，D错误。
故选 C。
8.【答案】
【解析】
【分析】本题为变压器问题，要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，原
副线圈功率相等，副线圈电压由原线圈电压和匝数比决定，副线圈电流决定原线圈电流，以这个为出发点
分析解题。
同时本题考查了正弦式交流电，线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动时产生正弦式交变电流，感应电动势
最大值为 ，有效值是最大值的 ，电流表、电压表的示数均为有效值，求热量、电能、功率等使
用电流的有效值。
【解答】 设原副线圈的匝数比为 ，副线圈的电压为 ，副线圈的总电阻为 ，则根据变压器原副线圈
匝数比 ，
可得原线圈的电压为 ，由电流关系 ，
可解得原线圈的电流为 ，
则对于原线圈有 总
，
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原线圈电压的最大值 ，
得知， 与 成正比，则线圈的转速变为原来的 ，周期变为原来的 倍，由 ，
最大值变为 ，有效值变为原来的 ，则副线圈的电压变为原来的 ，因整个电路的结构没变，因此所有电
阻的电压和电流变为原来的 ，
知 、 耗的功率为原来的 倍，故 A正确，BC错误；
D.变为原来的 倍，则原线圈中电流的频率变成原来的 ，则理想变压器输出的交变电流频率变为原来的 ，
故 D错误。
故选 A。
9.【答案】
【解析】A.根据气体压强的微观意义，单位体积内的分子数越多，分子密集程度越大，分子平均动能越大，
压强就越大，故 A正确；
B.晶体一定具有固定的熔点，单晶体有固定的几何形状，但是多晶体没有规则的几何外形，故 B正确；
C.卢瑟福通过 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故 C错误；
D.爱因斯坦创立了狭义相对论并发现了质能方程，质能方程揭示了物体的能量与质量的关系，为核能的开
发奠定了理论基础，故 D正确。
故选 ABD。
10.【答案】
【解析】
【分析】
压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，而电流变大说明电阻变小，故电流变大说明压力变大；反之，
电流变小说明压力变小；电流不变说明压力不变
本题关键是根据电流变化情况判断压力变化情况，根据牛顿第二定律判断加速度变化情况，从而判断小车
的可能运动情况．
【解答】 、在 ～ 内，电路中电流恒定为 ，则压敏电阻的阻值恒定，说明小球对压敏电阻的压力恒定与
静止时相同，则此时小车受力平衡，可能做匀速运动，故 A正确；
B、在 时间内，电路中电流变大，阻值变小，说明小球对压敏电阻的压力变大，由牛顿第二定律可知，
加速度发生变化，故小车做变速运动，故 B正确；
C、在 内，电路中电流恒定，则压敏电阻的阻值恒定，说明小球对压敏电阻的压力恒定，则压力恒定，
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此时小车受力平衡，小车可能静止，也可能做匀速运动，故 C错误；
D、在 内，电路中电流变小，阻值变大，说明小球对压敏电阻的压力变小，故 D正确。
11.【答案】 ； 偏小； 、 的距离； 。
【解析】
【分析】
本题是插针法测定玻璃砖的折射率，实验原理是折射定律，采用单位圆法处理数据，根据原理分析实验误
差。
为了取得较好的实验效果，根据实验原理分析可知：玻璃砖上下表面不一定要平行，选择的入射角应尽
量大些，大头针应垂直地插在纸面上，大头针 和 及 和 之间的距离适当大些，这样可以减小测量的相
对误差；
甲同学在画界面时，将两界面 和 间距画得比玻璃砖宽度大些，分析对入射角和折射角的影响，
判断误差的变化；
根据几何知识求出入射角和折射角的正弦值，再求解折射率。
【解答】
A.作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故 A错误；
B.为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，可减小相对误差，效果会更好，故 B错误；
C.为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，故 C正确；
D.大头针 和 及 和 之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，效果会好些，
故 D正确。
故选 CD。
如图所示：
实线是真实的光路图，虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图看出，在这种情况测得的入射角不受影响，
但测得的折射角比真实的折射角偏大，根据折射定律 可知，测得的折射率偏小；
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根据折射定律得， ，可知需要测量 、 的距离。折射率为 。
故答案为： ； 偏小； 、 的距离； 。
12.【答案】
【解析】 螺旋测微器读数 固定刻度示数 可动刻度示数 最小分度值 ，计
算得读数为 。
由于断开开关 ，根据欧姆定律可得定值电阻的阻值
闭合开关 ，电阻丝与定值电阻并联，并联后的总电阻小于定值电阻的阻值 ，电流表示数增大，电压
表示数变小。向左调节滑动变阻器滑片使电压表的示数仍为 ，设电阻丝与定值电阻并联后的总电阻为 ，
则
根据欧姆定律得
联立解得
根据
可得 图像的斜率
所以 的单位是 ，电阻率
考虑电压表内阻时，有
，
联立，可消去电压表内电阻 ，解得
因此，克服了电压表内电阻对实验结果带来的系统误差。
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故选 A。
13.【答案】解： 线圈转动产生的感应电动势的最大值为
根据闭合电路的欧姆定律可得：
线圈转动产生感应电动势的有效值为 ，周期
故在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热
【解析】解决本题的关键掌握感应电动势的平均值、最大值、有效值和瞬时值的区别以及应用。注意求电
阻发热，则必须将交流电的有效值代入计算，求电量用电流的平均值。
14.【答案】解： 初态时 ， ， ，
末态时 ， ，
由理想气体状态方程 得
；
令气缸缓慢转至竖直位置时，气体的压强为 、体积为 ，
由玻意耳定律知 ，代入数据后得到 ，
活塞缓慢上升过程，外界对气体做功 ，
根据热力学第一定律 得 ，即气体内能增加了 。
【解析】 根据题意求出气缸内气体的状态参量，然后应用理想气体状态方程可以求出气体的温度；
根据题意求出气体对外做的功，然后应用热力学第一定律求出气体内能的变化量。
15.【答案】 ；
【解析】 取水平向右为正方向，设物块质量为 ，则平板小车的质量为 ，物块第一次被敲击后小物块
速度反向，速度和加速度分别为
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平板小车的速度和加速度分别为
当物块速度为零时，离 的距离最远
当物块与平板小车最终静止时物块恰好位于平板小车的最左端，则平板小车的长度最短，由于每次敲击
没有改变物块的动能大小，设小车的最短长度为 ，故整个过程根据能量守恒定律可得
解得
16.【答案】 作出粒子运动轨迹，如图所示
粒子在电场中做类平抛运动，则有 ，
，
解得电场强度的大小
粒子在 点时，沿 轴正方向的速度
粒子在 点的速度
方向与 轴正方向成 角；
粒子在磁场中做匀速圆周运动则有
解得
由几何关系可知
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解得
粒子做匀速圆周运动的时间 ，则有 ，
粒子从开始运动到回到 点的时间 。
【解析】 带电粒子在电场中做类平抛运动，由平抛规律能求出离开电场时 的速度及方向；
画出带电粒子从 点回到 点的轨迹图，由几何关系求出带电粒子的半径和偏转角，从而由于牛顿第二定
律和运动学公式求出磁感应强度大小和总时间。
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