十堰市2023—2024学年度下学期期末调研考试
高二物理
本试题卷共6页，共15道题，满分100分，考试时间75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡和试卷指定位置上，并将考号条形码贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答在试题卷、草稿纸上无效。
3.非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔将答案直接答在答题卡上对应的答题区域内。答在试题卷、草稿纸上无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，只交答题卡。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.小型发电机的工作原理图如图甲所示，两磁极之间可视为匀强磁场，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，将线圈与定值电阻相连。不计线圈内阻，下列说法正确的是（ ）
A. t=0时，线圈平面转到中性面位置
B. t=0.01s时，线圈产生的感应电动势最大
C.定值电阻消耗的功率与线圈的匝数成正比
D.电路中通过定值电阻的电流方向每秒改变50次
2. 1934年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律。氧气在不同温度下的分子速率分布规律如图所示，图中实线1、2对应氧气的温度分别为T1、T2。下列说法正确的是（ ）
A. T1小于T2
B.同一温度下，氧气分子的速率分布呈现出“中间少，两头多”的分布规律
C.实线1与横轴围成的面积大于实线2与横轴围成的面积
D.温度为的氧气的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线
3.如图所示，边长为L的等边三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图，一细光束从AB边的中点与AB边成30°角射入三棱镜，从BC边射出时相对最初射入方向光的传播方向改变了60°，则该玻璃的折射率为（ ）
A. B. C. D.
4.由内芯和包层两层介质组成的光导纤维利用光的全反射将大量信息高速传输，如图所示，由甲、乙两种单色光组成的复合光，从一根足够长的光导纤维的端面以45°入射角射入，它们折射后均在侧面（内芯和包层的分界面）发生全反射，下列说法正确的是（ ）
A.内芯对甲光的折射率比对乙光的折射率大
B.在内芯中甲光比乙光传播得慢
C.在真空中甲光比乙光更容易发生明显的衍射
D.乙光在侧面发生全反射的临界角大于甲光在侧面发生全反射的临界角
5.LC振荡电路，既可用于产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率信号，是许多电子设备中的关键部件。如图所示，某时刻LC振荡电路中的电流方向如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.若电容器上极板带正电，则线圈中的电流正在放电
B.若电容器上极板带正电，则线圈中的电流正在增大
C.若电容器下极板带正电，则线圈中的感应电动势正在减小
D.若仅增大电容器两极板间的距离，则振荡电路的频率减小
6.斯特林循环的p—V图像如图所示，一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a，整个过程由两个等温和两个等容过程组成。在a→b的过程中，气体放出的热量为12J；在b→c的过程中，气体吸收的热量为25J；在c→d的过程中，气体吸收的热量为45J。下列说法正确的是（ ）
A.气体在状态a的内能小于在状态b的内能
B. c→d的过程中气体对外做的功为25J
C.气体完成一次循环对外界所做的功为33J
D. c→d的过程中，单位时间内，单位器壁面积上分子碰撞的次数增加
7.植物通过光合作用和呼吸作用与环境交换碳元素，体内碳14的比例与大气中的相同，且认为大气中碳14的比例恒定不变。植物枯死后，遗体内的碳14仍在发生衰变，不断减少，不能得到补充。现测得甲古木样品中碳14的含量是现代植物中的，甲古木的年龄大约为n1年，乙古木样品中碳14的含量是现代植物中的，乙古木的年龄大约为n2年，则碳14的半衰期为（ ）
A. 年 B. 年 C. 年 D. 年
8.医学影像诊断设备PET/CT是借助于示踪剂可以聚集到病变部位的特点来发现疾病，具有放射性的原子常用作示踪剂。可由小型回旋加速器输出的高速质子流轰击获得，下列说法正确的是（ ）
A.核反应前、后物质的总质量相等
B.核反应方程为
C.核反应前、后物质的总电荷量相等
D.核反应生成的α粒子具有很强的穿透能力
9.如图所示，理想变压器的原线圈与阻值为2Ω的定值电阻R0串联后接在电压U0=72V的交流电源上，副线圈接滑动变阻器R、理想电流表和理想电压表，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶3，滑动变阻器的最大阻值为20Ω。初始时滑动变阻器R的滑片P位于滑动变阻器的中点，下列说法正确的是（ ）
A.从初始位置开始向下缓慢移动滑片P，电压表的示数变小
B.从初始位置开始向下缓慢移动滑片P，副线圈消耗的功率变大
C.移动滑片P使R=18Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大
D.移动滑片P使R=9Ω时，电流表的示数为4A
10.已知可见光光子的能量范围为1.64eV~3.19eV，氢原子的能级图如图甲所示，一群处于基态的氢原子受某种光照射后，氢原子向低能级跃迁时，会辐射出6种频率的光，其中只含有两条可见光a和b。用光a、b分别照射图乙所示的光电效应的实验装置，得到的光电流和电压的关系如图丙所示。关于上述物理过程，下列说法正确的是（ ）
甲 乙 丙
A.照射氢原子的光子的能量为12.75eV
B. a光照射光电效应装置产生的光电子的最大初动能大于b光的
C. a光光子的能量为2.55eV
D.光电效应装置的逸出功为1.05eV
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（7分）“星河”学习小组“用双缝干涉实验测定红光的波长”的实验装置如图甲所示，同学们正确操作，在像屏上得到的干涉图样如图乙所示。
（1）实验装置的b处应为 （填“单缝”或“双缝”）。
（2）调整手轮使测量头中的目镜的分划板中心刻线与亮纹A的中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示，此时的读数记为x1，则x1= mm；继续调整手轮，使分划板刻线与亮纹B的中心对齐，此时的读数记为x2（x1
（4）为了增加屏上相邻亮纹（或暗纹）间的距离，下列操作可行的是 。
A.换用缝间距较小的双缝
B.减小屏到双缝的距离
C.减小单缝到双缝的距离
12.（10分）某水果加工厂的苹果自动分拣装置的示意图如图甲所示，该装置能把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果，装置中R1为半导体薄膜压力传感器，托盘置于R1上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对R1产生压力，半导体薄膜压力传感器R1的阻值随压力F变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱R2两端电压U2≥3V时，控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势E=9V，内阻r=1.0Ω，取重力加速度大小g=10m/s2。
（1）当质量较大的苹果通过托盘时，对应的压力传感器R1的阻值 （填“较大”或“较小”）。
（2）现以0.3kg为标准质量将苹果分拣开，根据题述条件可知，质量小于0.3kg的小果将通过 （填“上通道”或“下通道”），电阻箱R2的阻值应调为 Ω（结果保留一位小数）。
（3）若要将分拣标准质量提高到0.40kg，仅将R2的阻值调为 Ω即可实现。（结果保留一位小数）
（4）若电源长时间未使用，内阻r增大，但电动势不变，则分拣标准质量将会 （填“变大”“变小”或“不变”）。
13.（12分）由某特种材料制成的（透明）半圆柱体的横截面如图所示，O为圆心，直径MN水平，一细束光I沿半径方向从A点射入半圆柱体后，恰好在O点发生全反射。同种频率细束光II平行于光I从最高点B射入半圆柱体后，折射到MN上的D点，OD的长度为4d，B、D两点间的距离为25d，光在真空中传播的速度为c。求：
（1）特种材料对这种光的折射率n；
（2）光II从B点到D点所用的时间t。
14.（14分）如图所示，固定在水平地面上的两导热汽缸A、B通过一段体积可忽略的细管相连接，细管中间安装有一个阀门D，初始时阀门D关闭，用活塞在两汽缸内分别封闭一定质量的理想气体。汽缸B中的活塞与一轻弹簧相连接，轻弹簧处于原长，汽缸B中气柱的长度为2.8L；汽缸A中活塞的质量为m，气柱的长度为4L。现将一个重物C轻轻地放到汽缸A中的活塞上，稳定后A中气柱的长度变为3L。已知汽缸A、B中活塞的横截面积均为S，重力加速度大小为g，外界大气压强恒为，弹簧的劲度系数，环境的热力学温度为T0且保持不变，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且不漏气。
（1）求重物C的质量m0；
（2）重物C放到汽缸A中的活塞上稳定后，打开阀门D，弹簧始终在弹性限度内，求系统再次稳定后弹簧的形变量x；
（3）在（2）的情况下，求汽缸A中的活塞与其底端的距离h。
15.（17分）利用一座小型水电站为某村庄供电，该水电站到用户之间需要进行远距离输电，输电示意图如图所示。已知发电机线圈abcd的匝数N=100匝，面积S=0.072m2，线圈匀速转动的角速度ω=100πrad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降低后供用户使用，用户使用的所有用电器的额定电压均为U4=220V，输电导线的总电阻R=5.5Ω。为了检测输电电路输送的功率，在输电线路起始端接入I、II两个互感器，已知电压互感器原、副线圈的匝数比为200∶1，电流互感器原、副线圈的匝数比为1∶50，电压表的示数为55V，电流表的示数为2.0A，发电机线圈的电阻r=0.1Ω，所有变压器及互感器均可视为理想变压器。求：
（1）输电线路上损耗的电功率；
（2）降压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）升压变压器原线圈内的电流I1。
十堰市2023—2024学年度下学期期末调研考试
高二物理参考答案
1.B 2.A 3.B 4.C 5.C 6.C 7.D 8.BC 9.AC 10.AD
11.（1）双缝（1分）
（2）2.320（2.319~2.321均可）（2分）
（3）（2分）
（4）A（2分）
12.（1）较小（2分）
（2）上通道（2分） 10.5（2分）
（3）8.0（2分）
（4）变大（2分）
13.解：（1）设光I（II）在分界面MN上发生全反射的临界角为C，则光II射入半圆柱体的入射角
设光II从最高点B射入半圆柱体后的折射角为，根据几何关系可知
根据折射定律有
根据临界角与折射率的关系有
解得n=2.5。
（2）光在半圆柱体中的传播速度
光II从B点到D点所用的时间
解得。
14.解：（1）设未放重物C时汽缸A中气体的压强为p1，对汽缸A中的活塞进行受力分析，根据受力平衡有
放上重物C，稳定后汽缸A中气体的压强
汽缸A中气体发生等温变化，根据玻意耳定律有
解得。
（2）打开阀门D，设系统再次稳定后气体的压强为p3，对汽缸A中的活塞受力分析，则
对汽缸B中的活塞受力分析，根据平衡条件有
解得（或）。
（3）以汽缸A、B中的气体为研究对象，根据玻意耳定律有
解得h=2L。
15.解：（1）设输电线路上的电流为I，对电流互感器分析有
输电线路上损耗的电功率
解得。
（2）对电压互感器分析有
降压变压器原线圈两端的电压
降压变压器原、副线圈的匝数比
解得。
（3）线圈转动产生的感应电动势的最大值
有效值
根据能量守恒定律有
升压变压器原线圈的输入功率
解得。
