2022-2023学年西藏拉萨市高二（下）期末联考物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1. 如图所示，在匀强磁场中做各种运动的矩形线框，能产生感应电流的是( )
A. 图甲中矩形线框向右加速运动 B. 图乙中矩形线框匀速转动
C. 图丙中矩形线框向右加速运动 D. 图丁中矩形线框斜向上运动
2. 下列图像中不属于交流电的有( )
A. B.
C. D.
3. 下面列出的是两个核反应方程式，和各代表某种粒子。
则以下判断中正确的是( )
A. 是电子，是粒子 B. 是中子，是质子
C. 是质子，是中子 D. 是中子，是粒子
4. 如图所示，正方形线圈位于纸面内，边长为，匝数为，过中点和中点的连线恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为，则穿过线圈的磁通量为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示，是一个矩形金属框，当导体棒向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法中正确的是( )
A. 导体棒中的电流方向为 B. 电流表中的电流方向为
C. 电流表中的电流方向为 D. 电流表中的电流方向为
6. 在空中相同高度处以相同的速率分别抛出质量相同的三个小球．一个竖直上抛，一个竖直下抛，一个平抛，若不计空气阻力，从三个小球抛出到落地的过程中( )
A. 三个球动量的变化量相同 B. 下抛球和平抛球动量的变化量相同
C. 上抛球动量变化量最大 D. 三球落地时的动量相同
7. 如图所示的电路中，和是完全相同的灯泡，线圈的电阻可以忽略，下列说法中正确的是( )
A. 闭合开关接通电路时，始终比亮
B. 闭合开关接通电路时，先亮，后亮，最后一样亮
C. 断开开关切断电路时，先熄灭，过一会儿才熄灭
D. 断开开关切断电路时，和都要过一会儿才熄灭
8. 如图所示为一交变电流随时间变化的图像，则此交变电流的有效值为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）
9. 氢原子的能级图如图所示，下列说法正确的是( )
A. 处于基态的氢原子是稳定的
B. 一群氢原子处于第三激发态时，可能辐射出的光谱线条数为条
C. 一个氢原子处于第三激发态时，可能辐射出的光谱线条数为条
D. 用的光子照射基态的氢原子，能使氢原子向高能级跃迁
10. 多选下列说法正确的是( )
A. 光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量
B. 比结合能越大，原子核越稳定
C. 将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期
D. 原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损
11. 如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻不计，外接灯泡的电阻为，理想电压表与灯泡并联。则下列判断正确的是
A. 时，线圈位置与中性面重合
B. 时，电压表读数为
C. 灯泡的电功率为
D. 随变化的规律为
12. 用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用，，三束光照射光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中，两束光照射时对应的遏止电压相同，均为，根据你所学的相关理论下列论述正确的是 ( )
A. ，两束光的光强相同
B. ，两束光的频率相同
C. 光束的光的波长最短
D. 光束照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大
三、实验题（本大题共2小题，共8.0分）
13. 在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈、线圈、灵敏电流计及电键如图所示部分连接．
连线图中还有个接线柱未连接，但只需连接两根导线就能将电路连接完整正确，这两根连线分别连接的是______．
A.和和和
实验探究中，下列说法正确的是______填选项前的字母
A.线圈插入线圈，电键闭合后，滑动变阻器的滑片 匀速滑动，电流计指针静止在中央零刻度．
B.线圈 插入线圈 后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转．
C.电键闭合后，线圈插入线圈 或从线圈 中拔出，都会引起灵敏电流计指针偏转．
D.线圈插入线圈，电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片 加速滑动，电表指针才能偏转．
14. 如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置。
下列说法中符合本实验要求的是______选填选项前面的字母。
A.入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同
B.在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C.安装轨道时，轨道末端必须水平
D.需要使用的测量仪器有天平、刻度尺和秒表
实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为、、，并测得它们到点的距离分别为、和已知入射球的质量为，靶球的质量为，如果测得近似等于______，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒。
四、简答题（本大题共1小题，共12.0分）
15. 如图所示，两滑块、位于光滑水平面上，已知的质量，的质量，滑块的左端连有轻质弹簧，弹簧开始处于自由伸长状态。现使滑块以的速度水平向右运动，通过弹簧与静止的滑块相互作用整个过程弹簧没有超过弹性限度，直至分开，求：
滑块通过弹簧相互作用过程中弹簧的最大弹性势能；
滑块与分开时，两者的速度分别为多少？
五、计算题（本大题共2小题，共24.0分）
16. 如图所示，两根平行光滑金属导轨和放置在水平面内，其间距，磁感应强度的匀强磁场垂直导轨平面向下。两导轨之间连接的电阻，在导轨上有一金属棒，其接入电路的电阻，金属棒与导轨垂直且接触良好。在棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动，设金属导轨足够长。求：
金属棒产生的感应电动势；
通过电阻的电流大小；
水平拉力的大小。
17. 风能是可再生清洁能源，某县在城市较远的地方修建了一座小型风力发电站，为本县工业园区用户供电，输电过程示意图如图所示。发电机输出功率，输出电压为，输送线路的总电阻。允许线路损耗的功率为输出功率的，用户需要的电压是，求所用升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比各为多少？不计变压器的损耗
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了感应电流产生的条件，分析清楚图示情景、明确磁通量是否发生变化，即可正确解题．
解决本题的关键是掌握感应电流的产生条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化。
【解答】
A、图甲中矩形线框向右加速运动，穿过矩形线框的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误；
B、图乙中矩形线框匀速转动，线框内磁通量发生变化，能够产生感应电流，故B正确；
C、图丙中矩形线框向右加速运动，运动方向与磁场方向平行，穿过闭合线框的磁通量始终为零，不产生感应电流，故C错误；
D、图丁中矩形线框斜向上运动，运动方向与磁场方向平行，穿过闭合线框的磁通量始终为零，不产生感应电流，故D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】解：交流电是指电流的方向发生变化的电流，电流的大小是否变化对其没有要求。电流的方向变化的是选项，电流方向没有变化的是选项，故ACD是交流电，是直流电。
本题选择不是交流电的，
故选：。
直流电是指电流的方向不发生变化的电流，其大小可以变化；交流电是指电流的方向发生变化的电流，但是它的电流的大小可以不变。
明确交流电的性质，知道交流电的最大的特点是电流方向在不断的变化，对于其大小是否变化没有要求。
3.【答案】
【解析】根据质量数守恒与电荷数守恒，可知的质量数为，电荷数为。故是中子；的质量数为，电荷数为，故是粒子。
故选D。
4.【答案】
【解析】解：当正方形线圈有一半处在磁感应强度为的匀强磁场中时，有效面积为线圈的一半，故磁通量为：，故B正确，ACD错误。
故选：。
在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量为，图中有磁感线穿过线圈的面积，即为有效面积，注意磁通量与线圈的匝数无关。
本题考查对于匀强磁场中磁通量的求解能力，对于公式，要懂得的意义：有效面积，即有磁感线穿过的面积。
5.【答案】
【解析】
【分析】
根据右手定则判断导体棒中的电流方向，根据楞次定律，结合回路中磁通量的变化分析通过电流表的电流方向即可。
本题可由右手定则直接进行判断，但考虑本题命题的意图是考查楞次定律，故分析电流表的电流方向采用楞次定律分析。
【解答】
A.导体棒向右运动切割磁感线，根据右手定则，导体棒中的电流方向由，故A错误；
导体棒向右运动，左侧线框面积增大，磁通量向里增大，线框中的感应电流的磁场向外，则感应电流沿逆时针方向，电流表中的电流方向由，故B正确，C错误；
D.导体棒向右运动，右侧线框面积减小，磁通量向里减小，线框中的感应电流的磁场向里，则感应电流沿顺时针方向，电流表中的电流方向由，故D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】
【分析】
根据动能定理比较小球落地时的速度，从而比较出落地时的动量，根据动量定理，结合运动的时间，比较动量的变化量。
解决本题的关键知道动量、动量的变化量都是矢量，比较动量的变化量的大小可以通过动量定理，结合运动的时间进行比较。
【解答】
三个小球以相同的速率抛出，可知竖直上抛运动的物体运动时间大于平抛运动的时间，平抛运动的时间大于竖直下抛运动的时间，所以上抛运动的时间最长，根据动量定理知，，可得上抛球动量变化量最大．下抛球动量变化量最小，故C正确，、B错误．
D.根据动能定理知，，可知三球落地时速度的大小相等，由于平抛运动的速度方向与上抛运动和下抛运动的速度方向不同，则动量不同．故D错误。
7.【答案】
【解析】
【分析】当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据楞次定律及串联电路的特点来分析。
自感现象是特殊的电磁感应现象，同样遵守电磁感应的普遍规律楞次定律，对本题这种类型问题就是利用楞次定律来分析。
【解答】
、闭合开关接通电路，立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，故AB错误；
、断开开关切断电路时，线圈对电流的减小有阻碍作用，相当于电源，与和串联，所以两灯泡都要过一会儿熄灭，故C错误，D正确．
8.【答案】
【解析】根据有效值的概念可得
解得
故选C。
9.【答案】
【解析】A.处于基态的氢原子能级最低，则是稳定的，选项A正确；
B.一群氢原子处于第三激发态时，可能有 种不同的跃迁方式，则可能辐射出的光谱线条数为条，选项B正确；
C.一个氢原子处于第三激发态时，最多可能辐射出的光谱线条数为条，对应与，，选项C错误；
D.不等于基态与任何一个能级的能级差，则用的光子照射基态的氢原子，不能使氢原子向高能级跃迁，选项D错误。
故选AB。
10.【答案】
【解析】
【分析】
光具有波粒二象性；半衰期具有统计规律，只对大量的原子核适用，且半衰期的大小由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关．原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损．
对于原子物理的基础知识，大都需要记忆，因此注意平时多加积累．
【解答】
A.光子像其他粒子一样，不但具有粒子性，也有波动性，不但具有能量，也具有动量，故A正确；
B.比结合能越大的原子核越稳定，B正确；
C.放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系，只和本身性质有关，C错误；
D.原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误。
故选AB。
11.【答案】
【解析】
【分析】
线圈在中性面位置磁通量最大，感应电动势为零，根据求得电压表的示数，根据求得灯泡的功率。
本题考查了正弦式交变电流的图象，根据和求得，明确电压表和功率用有效值。
【解答】
A、由图乙知，时，线圈中产生的电动势的瞬时值为零，此时磁通量变化率为，磁通量最大，线圈位置与中性面重合，故A正确；
B、由图乙知，感应电动势的最大值，电压表读数为有效值，由于发电机线圈内阻不计，则电压表读数为电动势的有效值，即，故B错误；
C、灯泡的电功率为：，故C正确；
D、由图乙知，周期，解得：，则随变化的规律为：，故D错误。
故选AC。
12.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查光电效应，根据公式，入射光的频率越高，对应的截止电压越大．从图象中看出，光对应的截止电压最大，所以光的频率最高，光的波长最短，光对应的光电子最大初动能也最大。
【解答】
光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知，根据，入射光的频率越高，对应的截止电压越大．光、光的截止电压相等，所以光、光的频率相等，则它们的最大初动能也相等，而光的频率最大，能量大，则最大初动能也大，且对应的波长最小，故D错误，BC正确；
A.由图可知，的饱和电流最大，因此光束照射时单位时间内产生的光电子数量最多，故A错误；
故选BC。
13.【答案】
【解析】解：将电源、电键、变阻器、线圈串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与线圈串联成另一个回路，电路图如图所示．
由上可知，这两根连线是；
、电键闭合后，滑动变阻器的滑片匀速滑动，线圈中的电流发生变化，穿过的磁通量发生变化，中会产生感应电流，电流计指针发生偏转，故A错误；
B、线圈插入线圈中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均会偏转，故B错误；
C、电键闭合后，线圈插入或拔出时，穿过的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，电流计指针都会偏转，故C正确；
D、电键闭合后，只要滑动变阻器的滑片移动，不论是加速还是匀速，穿过的磁通量都会变化，都会有感应电流产生，电流计指针都会偏转，故D错误；
故答案为：；．
注意该实验中有两个回路，一是电源、电键、变阻器、螺线管串联成的回路，二是电流计与螺线管串联成的回路，据此可正确解答；
穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中会产生感应电流，根据题意判断磁通量是否变化，然后答题．
本题关键注意两个单独的回路，并掌握感应电流产生的条件，同时会用螺旋测微器读数并且明确“用双缝干涉测光的波长”的实验中的操作步骤与注意事项．
14.【答案】
【解析】解：、在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有：
在碰撞过程中动能守恒故有：
解得：
要碰后入射小球的速度，即，即入射球要比靶球质量大，
要发生水平方向的对心碰撞，故二者的直径必须相同；故A错误。
B、在同一组的实验中要保证入射球和靶球每次平抛的速度都相同，故每次入射球必须从同一高度由静止释放。故B正确。
C、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平。故C正确。
D、本实验需要测小球水们位移和物体的质量，故需要天平和刻度尺；但不需要测量时间，故不需要秒表，故D错误；
故选BC。
在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有：
即有：
故有：
故答案为：；。
根据实验原理明确实验中的注意事项；同时根据平抛运动时间相等即可确定水平位移与速度间的关系，从而得出验证动量守恒的表达式。
本题考查验证动量守恒定律的实验，主要是要把动量守恒和动能守恒要用水平方向的位移表示出来，同学们一定要注意掌握，因为这是本实验的一个重要的技巧。
15.【答案】 ； ，
【解析】当弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大
解得
由能量守恒定律
解得
当、分离时
解得
16.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律得：
根据楞次定律，回路中的电流方向为逆时针方向，即，则通过电阻的方向为从通过流向，根据欧姆定律，电流大小为
导体棒匀速运动，则水平拉力大小于等于安培力，则有
代入数据解得：
答：金属棒产生的感应电动势为；
通过电阻的电流大小为，方向从通过流向；
水平拉力的大小为。
【解析】根据法拉第电磁感应定律得出感应电动势的大小；
根据欧姆定律得出电流的大小，结合楞次定律分析出电流的方向；
根据安培力的计算公式得出水平拉力的大小。
本题主要考查了电磁感应的相关应用，熟悉动生电动势的计算公式，结合欧姆定律和安培力公式即可完成分析，难度不大。
17.【答案】解：由题可知损耗功率，根据功率计算公式得：
解得输送线路中电流为：，发电机端有：
解得发电机端电流为：
所以升压变压器匝数比为：
降压变压器两端功率为：，故降压变压器原边电压为：，副边电压由题可知为，所以降压变压器匝数比为：。
答：升压变压器匝数比为：，降压变压器匝数比为：。
【解析】根据损耗功率可求线路中电流，根据输出功率和电压可求发电机端电流，可求升压变压器匝数比，根据能量守恒，可求降压变压器的原边功率及电压，根据用户电压可求降压变压器匝数比。
远距离输电问题，注意中间输送电路的电压损耗及功率损耗，再根据变压器原理求解即可。
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