2022~2023学年广东省四校高二（下）期末联考物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1.下列说法正确的是( )
A. 贝克勒尔发现天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构
B. 卢瑟福的粒子散射实验说明了质子是原子核的组成部分
C. 光的偏振现象说明光是一种纵波
D. 衰变中释放的电子是原子核外的电子
2.氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律如图所示，实线、对应的温度分别为、，则下列说法正确的是( )
A. 曲线与曲线对应的氧气分子平均速率相等
B. 、温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同
C. 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D. 将、温度下的氧气混合后，对应的曲线可能是图中的虚线
3.一列简谐横波沿轴正方向传播，周期为，时的波形如图所示。时
( )
A. 质点速度方向沿轴负方向 B. 质点沿轴正方向迁移了
C. 质点的加速度为零 D. 质点的位移为
4.静电纺纱是利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场分布简图，下列说法正确的是( )
A. 虚线可能是等势线
B. 电场强度
C. 负电荷在点的电势能大于其在点的电势能
D. 在点静止释放一电子，它将在电场力作用下沿着虚线运动
5.某牧场设计了一款补水提示器，其工作原理如图所示，水量增加时滑片下移，电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 若选择电压表，水量增多时电压表示数变大
B. 若选择电流表，水量增多时电流表示数变小
C. 若选择电流表，与电压表相比，电路更节能
D. 若选择电压表，增加可提高灵敏度
6.沙漠里经常会出现下现蜃景，这是由于不同高度的空气层温度不同，折射率也不同，光线被不断折射，人们逆着光就看到了蜃景现象。此过程简化的模型如图所示，一束红光从第一层空气入射，在第三层和第四层界面发生了全反射，下列说法正确的是( )
A. 上层空气的折射率大于下层空气的折射率
B. 红光在上层空气的传播速度大于在下层空气的传播速度
C. 反射角一定等于红光在、两层空气间发生全反射的临界角
D. 月球表面几乎为真空状态，其最高温度高达，宇航员在月球上也有可能看到明显的蜃景
7.如图“复兴号”高铁的供电流程是将电网高压经过牵引变电所可视作理想变压器进行变压降至，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触完成受电，机车最终获得的电压使高铁机车运行，牵引变电所到机车之间线路的电阻不可忽略。根据上述信息可知( )
A. 牵引变电所变压器的原、副线圈匝数比
B. 机车获得的电压与牵引变电所输出的电压相等
C. 如果高铁机车功率为，则牵引变电所到机车之间线路的等效电阻为
D. 如果高铁机车功率为，牵引变电所到机车之间线路损耗的电功率为
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
8.应用物理原理制成的仪器设备可用于我们生活中的很多方面。图甲是夜晩用红外触发相机拍摄到的野外东北豹的照片，图乙是雷达天线，图丙为生产线上使用的自动计数器，图丁为霍尔元件，下列说法中正确的是( )
A. 红外触发相机是利用红外线的热效应触发拍摄的
B. 雷达可用于测定物体位置，是利用长波波长较长、衍射现象明显的特点
C. 自动计数器中的光敏电阻可以将光学量转化为电学量
D. 霍尔元件可以把电学量转化为磁学量
9.法拉第圆盘的装置结构可简化为图甲，一半径为的匀质金属圆盘全部水平放置在竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中，在圆心和圆盘边缘的点之间接有一小灯泡，通过握把带动圆盘在磁场中绕轴心沿箭头所示方向转动，当角速度为时，可观察到小灯泡发光。某同学改变实验条件分别进行了如图乙、图丙的实验，其中图乙仅撤去了小灯泡，图丙撤去了小灯泡，且仅有阴影区域的一半圆盘处在匀强磁场中，其他条件不变。下列说法正确的是( )
A. 图甲点的电势大于点的电势
B. 图乙间的电势差大小为
C. 图丙圆盘中没有感应电流
D. 撤去施加在握把上的外力，不考虑转轴的摩擦，则甲、丙圆盘减速转动至静止，乙圆盘保持匀速转动
10.如图，平面内以为圆心、半径为、的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，半圆区域左侧沿直线放置一粒子发射装置，装置在的区间内各处均沿轴正方向同时发射出一个质量均为、电荷量均为、初速度均为的带正电粒子，忽略粒子重力及粒子间的相互作用，已知，下列说法正确的是( )
A. 粒子发射装置上处发射的粒子在磁场中运动的时间最长
B. 轴上有粒子到达的范围是及
C. 粒子发射装置上处比处发射的粒子先到达轴
D. 最先到达轴和最后到达轴的粒子先后到达的时间差为
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11.“用双缝干涉测光的波长”的实验装置如图所示，光源为白炽奵。
下列说法正确的是_____填选项前的字母；
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B.为了减小测量误差，可测出条亮纹中心间的距离，求出相邻两条亮纹间距
C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D.去掉滤光片后，干涉现象消失
已知双缝间距，双缝到屏间的距离。将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，求得这种色光的波长_____结果保留三位有效数字。
若在目镜中观察到如图所示的情形。实验中其他操作无误，则此情形下测得的单色光波长将______选填“偏大”“不变”或“偏小”
12.电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标，它是电阻率的倒数。某同学为测量某品牌纯净水样品的电导率，将采集的水样注满绝缘性能良好的薄塑料圆柱形容器，容器两端用很薄的金属圆片电极密封，金属圆片的电阻不计，测得容器长度为，如图甲所示。
该同学先用多用电表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“”挡时，发现指针偏转角度过小，该同学应换用_____选填“”或“”挡，换挡后，欧姆表示数如图所示，对应的读数是_____保留两位有效数字。
接下来该同学用伏安法尽量准确地测量容器内水样的电阻。除开关和若干导线外，他还找到以下器材：
A.电源：电动势约为，内阻不计；
B.电压表：量程，内阻约；
C.电压表：量程，内阻约；
D.电流表：量程，内阻约；
E.电流表：量程，内阻约；
F.滑动变阻器，总阻值约；
G.滑动变阻器：总阻值约；
实验中选择的器材有_____填器材前的字母序号。
图丙中已画出部分电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号。
测出水样的电阻后，为了测出样品的电导率，请写出该同学还需要测量的物理量名称及符号_____，可求出样品的电导率_____用题目所给和测得的物理量表示。
四、计算题（本大题共3小题，共42.0分）
13.有一内壁光滑，导热性良好的汽缸，横截面积为，总长度为。轻质活塞封闭一段理想气体，初始时活塞位于位置，封闭气柱长度为。位置位于右侧，大气压强为，温度为，缸壁与活塞厚度不计。
若用一垂直活塞的拉力缓慢向外拉活塞至位置，求位置处拉力的大小；
若仅改变封闭气柱的温度，让活塞同样从位置移至位置，求此时温度的大小。
14.如图是一种粒子控制装置的简化示意图。在平面中建立直角坐标系，在范围存在三块电磁场区域，其区域宽度均为，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域内存在电场强度的匀强电场，Ⅰ区域内电场沿轴正方向，Ⅱ、Ⅲ区域内电场沿轴负方向。Ⅱ区域内还存在匀强磁场，磁场垂直平面向里，大小可调，一粒子源在点无初速度释放比荷的带正电粒子，粒子恰好可以匀速穿过Ⅱ区域，并最终打在离Ⅲ区域右侧边界距离为的探测板上。带电粒子的重力不计。取，求：
Ⅱ区域磁感应强度的大小；
带电粒子离开Ⅲ区域时的速度；
带电粒子打到探测板上的坐标。
15.如图甲，和为在同一水平面内的固定光滑平行金属导轨，段和段间距为，段和段间距为、整个导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中，左侧导轨间的磁感应强度大小为，右侧导轨间的磁感应强度大小按图乙规律变化，图中为已知量，两根相同金属杆、分别垂直两侧导轨放置，杆与之间恰好围成一个边长为的正方形，杆中点用一不可伸长绝缘细线通过轻质定滑轮与一重物相连，重物离地面的高度为，细绳处于伸直状态且与杆垂直，时刻释放重物，同时在杆中点处施加一水平拉力，使两杆在时间内均处于静止状态。已知、杆和重物的质量都为，不计导轨电阻，重力加速度为。
求时间内回路的感应电动势；
求时间内，施加在杆上的拉力随时间变化的函数关系式；
从时刻开始，保持拉力不变，若重物下落的过程中，回路产生的总热量为，求重物落地时杆的速度大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.贝克勒尔发现天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构。故A正确；
B.卢瑟福的粒子散射实验证实原子具有核式结构，无法说明质子是原子核的组成部分。故B错误；
C.光的偏振现象说明光是一种横波。故C错误；
D.衰变的本质是原子核内的一个中子转变为一个质子与一个电子，即衰变中释放的电子来源于原子核内部，不是原子核外的电子。故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】温度越高，分子热运动越激烈，速率大的分子所占的比例大，由图可知曲线速率大的分子所占的比例比曲线速率大的分子所占的比例大，故温度高于温度，温度是分子平均动能的标志，所以曲线与曲线对应的氧气分子平均速率不相等，故AC错误；
B.、温度下，实线、相交于一点，即该速率区间的分子数占相同，故B正确；
D.将、温度下的氧气混合后，温度不会比的温度更低，故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线，故D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】、根据图像可知，经过后质点到达平衡位置且向上运动，所以时，质点的速度方向沿着轴正方向，故错误。
、在机械波中，各质点不会随波迁移，只会在平衡位置附近做机械振动，故错误。
、经过后质点到达平衡位置且向下运动，所以时，质点的加速度为零，故正确。
、根据平移法可知，时刻质点的振动方向沿着轴的正方向，所以时，质点在波峰，位移为，故错误。
故选。
由波动图像，分析各质点的振动情况，从而判断四分之一个周期后各个质点的振动情况。
解决该题需要掌握用同侧法判断质点的振动状态，知道质点不会随波一起迁移，知道做简谐运动的振动特点。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了电场线的特点和电势能。电极是等势体，其表面是等势面；电场线的疏密表示电场强度的大小；电势能。
【解答】
A.电极是等势体，其表面是等势面，根据电场线与等势面垂直可知虚线应是电场线，选项A错误；
B.由电场线的疏密表示电场强度的大小可知，选项B错误；
C.电场线由高压电源的正极到负极，所以点的电势高，点的电势低，由，可知负电荷在点的电势能大于其在点的电势能，选项C正确；
D.电场线是曲线，在点静止释放一电子，在电场力作用下不会沿着虚线运动，选项D错误。
5.【答案】
【解析】A.如果选择电压表，滑动变阻器和定值电阻串联在电路中，且电压表测的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，闭合开关，水量增多时，滑片下移，上半部分的电阻增大，上半部分分得的电压增大，即电压表示数变大，故A正确；
B.如果选择电流表，滑动变阻器滑片以下的部分和定值电阻串联在电路中，电流表测电路中的电流，水量增多时，滑片下移，滑动变阻器连入电路的阻值减小，电路总电阻减小，由欧姆定律可得，电路电流增大，即电流表示数变大，故B错误；
C.与电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由可知，电路的总功率较大，不节能，故C错误；
D.若选择电压表，增加 ，电路中电流减小，电阻变化相同时，电压变化变小，即灵敏度降低，故D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】A.由题意，一束红光从第一层空气入射，在第三层和第四层界面发生了全反射，而光只有从光密介质射入光疏介质才可能发生全反射，则下层为光疏介质，折射率小，上层为光密介质，折射率大，且沙漠高温会将沙土晒得非常灼热，此时温度就会快速上升，造成上层空气的温度小于下层空气温度，下层空气温度高，密度变小，折射率小，上层空气密度非常大，折射率大，故A正确；
B.因上层空气的折射率大于下层空气的折射率，又，其中是光在折射率为的介质中的传播速度，为光速，即折射率越大，速度越小，则红光在上层空气的传播速度小于在下层空气的传播速度，故B错误；
C.由于光发生反射时的反射角等于入射角，所以反射角等于光在、两层空气间传播的入射角，若要发生全反射，只要入射角大于等于发生全反射的临界角即可，即大于等于全反射临界角，故C错误；
D.看到蜃景的前提之一是光发生折射，而光的折射现象是光从一种介质斜射到另一种介质时，传播方向改变，就会在两个介质交界处发生偏折的现象，月球表面最高温度高达，几乎为真空状态，无法发生折射，故无法看到明显的蜃景，故D错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】A.由理想变压器的变压比可知，，即，故A错误；
B.由于牵引变电所到机车之间的线路有电阻，故电压有损失，则机车获得的电压与牵引变电所输出的电压不相等，故B错误；
如果高铁机车功率为，根据，则，牵引变电所到机车之间线路的等效电阻为，牵引变电所到机车之间线路损耗的电功率为，故C错误，D正确。
故D。
8.【答案】
【解析】A.动物发出的红外线，能够触发红外触发相机，红外触发相机就是利用红外线的热效应触发拍摄的，故A正确；
B.雷达是利用微波来测定物体位置的无线电设备，是利用微波波长较短、衍射现象不明显的特点，故B错误；
C.光敏电阻随着光照强弱不同，电阻不同，可以通过遮光情况对流水线上的产品计数，将光照强弱这个光学量转化为电阻这个电学量，故C正确；
D.霍尔元件可以把磁学量转化为电学量，故D错误。
故选AC。
9.【答案】
【解析】A.将圆盘看作无数条由中心指向边缘的金属棒组合而成，当圆盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则可知，圆盘边缘为电源负极，中心为正极，点的电势小于点的电势，故A错误；
B.图乙仅撤去了小灯泡，金属圆盘不构成回路，不产生感应电流，但当圆盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，间的电势差大小为，故B正确；
C.图丙撤去了小灯泡，且仅有阴影区域的一半圆盘处在匀强磁场中，当圆盘转动时，阴影处每根金属棒都在切割磁感线，金属棒和没有在阴影区的圆盘组成回路，产生感应电流，故C错误；
D.撤去施加在握把上的外力，不考虑转轴的摩擦，甲转动过程中灯泡消耗电能，圆盘产生焦耳热，故甲圆盘减速转动至静止，丙转动过程中，一半圆盘不切割磁感线，形成涡流，根据楞次定律可知，磁场部分受到与转动方向相反的力使圆盘停止转动，故丙圆盘减速转动至静止，乙圆盘磁场穿过整个圆盘，圆心与边缘会形成一个恒定的电势差，不会形成涡流，也就不存在安培力，因此圆盘将匀速转动，故D正确。
故选BD。
10.【答案】
【解析】粒子射入磁场后做匀速圆周运动，由于，则粒子在磁场中的运动半径为，根据几何关系可知，轴上有粒子到达的范围是，其中粒子发射装置上处发射的粒子在磁场中对应的弧长最长，在磁场中运动的时间最长，最后到达轴，而粒子发射装置上处发射的粒子沿直线做匀速运动到达轴，最先到达轴，最后到达轴的粒子运动时间为，最先到达轴的粒子运动时间为，所以，即，故AD正确，B错误；
C.粒子发射装置上处与处发射的粒子在磁场中运动时的弧长相同，则运动时间相同，两粒子同时到达轴，故 C错误。
故选AD。
11.【答案】；
；
偏大
【解析】调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不能放单缝和双缝，故A错误；
B.条亮纹之间有个间距，相邻条纹的间距为，故B正确；
C.根据知干涉条纹间距与单缝和双缝间的距离无关，所以将单缝向双缝移动之后，并不影响条纹的宽度，故C错误；
D.去掉滤光片后，入射光是白光，能发生干涉现象，但条纹是彩色的，故D错误。
故选B。
图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以最终读数为，图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以最终读数为，则有，根据双缝干涉条纹的间距公式，可得，代入数据得。
在目镜中观察到如图所示的情形，会导致条纹间距测量偏大，由，可知导致测得的单色光波长偏大。
12.【答案】，； ；管的内径 ，
【解析】该同学先用多用电表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“”挡时，发现指针偏转角度过小，表明电阻的阻值较大，该同学应换用挡；欧姆表读数为。
实验必须选择电源，符合题意；
电源的电动势为，应选择量程为的电压表，符合题意，不符合题意；
流过水样的最大电流约为，不符合题意，符合题意；
为了方便调节电路，滑动变阻器选阻值小的，符合题意，不符合题意。
故实验中选择的器材有。
电路图如下：
。
根据电阻定律得，又 ， ，解得，故还需要测量管的内径。
13.【答案】解：设活塞到达汽缸位置时封闭气体的压强为，根据平衡条件有，
由玻意耳定律有，
解得；
由题意可知该过程中封闭气体经历等压变化，由盖吕萨克定律有，
解得。
【解析】根据对活塞的受力分析得出气体的压强，结合玻意耳定律得出拉力的大小；
气体在此过程中发生等压变化，根据盖吕萨克定律列式得出气体的温度。
本题主要考查了一定质量的理想气体状态方程，熟悉物体的受力分析，结合一定质量的理想气体状态方程即可完成分析。
14.【答案】解：带电粒子在Ⅰ区域做匀加速直线运动，根据运动学公式可得，
根据牛顿第二定律得，
解得，
粒子恰好可以匀速穿过Ⅱ区域，则电场力等于洛伦兹力，故，
解得；
粒子进入Ⅲ区域，在此区域内沿轴正方向做匀速直线运动，
根据，解得，
沿轴方向做匀加速直线运动，则，
解得，
离开Ⅲ区域时沿轴方向的位移为，
解得，
沿轴方向的速度为，解得，
带电粒子离开Ⅲ区域时的速度为，
整理解得，
带正电粒子在Ⅲ区域时，受到的电场力沿轴负方向，设离开Ⅲ区域时的速度与轴正方向的夹角为，则；
粒子离开Ⅲ区域后，做匀速直线运动，运动时间仍为，竖直方向上满足，
打到探测板上时与轴的距离为，
与轴的距离为，
则带电粒子打到探测板上的坐标为。
【解析】粒子在Ⅰ中做匀加速直线运动，由运动学公式可表示出速度与位移的关系，粒子恰好可以匀速穿过Ⅱ区域，根据平衡条件以求出磁感应强度的大小；
粒子在Ⅲ区做类平抛运动，水平方向求出时间，竖直方向做匀加速运动，由运动学公式求出末速度；
离开Ⅲ区后粒子做匀速直线运动，由几何关系求出打在探测板上坐标。
本题考查了粒子在电场与磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程，应用牛顿第二定律与运动学公式可以解题，解题时注意几何知识的应用。
15.【答案】时间内回路的感应电动势为
根据图乙可知
解得；
根据图乙可知
令时间内回路的感应电流为 ，对有
对有
解得；
根据上述，时刻的拉力大小
时刻之后，对与重物整体进行分析有
时刻之后，对进行分析有
解得；
可知、的加速度大小相等，即、杆的速度在任意时刻大小均相等，则从时刻开始到重物落地的过程中有
解得。
【解析】本题考查电磁感应的动力学问题问题，根据平衡条件、牛顿第二定律列出方程求解。
根据法拉第电磁感应定律结合图象即可求出感应电动势；
分别对杆和杆列平衡方程，求出随时间变化的函数关系式；
根据牛顿第二定律求出两杆的加速度，再根据功能关系解得重物落地时杆的速度大小。
第1页，共1页
