湖北省十堰市2022-2023学年高二下学期期末调研考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、关于热力学第二定律，下列说法不正确的是( )
A.第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律
B.自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
C.热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体
D.热机效率不可能达到100%
2、在如图所示的电路中，C是平行板电容器，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S，下列说法正确的是( )
A.当A板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在增加
B.当B板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在增加
C.仅减小电容器两极板间的距离，LC振荡电路的周期将变大
D.减小电容器两极板间的距离，同时增加电感线圈的匝数，LC振荡电路的周期可能不变
3、远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数比，在T的原线圈的两端接入一有效值的正弦交流电压，若原线圈的输人电功率，输电线的总电阻为20Ω，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )
A.2kW B.5kW C.10kW D.20kW
4、氢原子能级图如图所示，用某单色光照射大量处于基态的氢原子后，氢原子辐射的光对应谱线只有两根谱线属于巴耳末系，则该单色光的光子能量为( )
A.14.14eV B.12.75eV C.12.09eV D.10.20eV
5、两分子间的分子力与它们之间距离的关系图像如图甲所示，图中为分子力的零点，为分子力的极值点；两分子的势能与分子间距离的关系图像如图乙所示，规定两分子间距离为无限远时分子势能为0，为分子势能的零点，为分子势能的极值点，极小值为。下列判断正确的是( )
甲 乙
A. B. C. D.
6、当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出的能量；当三个α粒子结合成一个碳核时，放出的能量；当六个中子和六个质子结合成一个碳核时，释放的能量为( )
A. B. C. D.
7、如图所示，理想变压器三个线圈的匝数满足，当加在原线圈两端的电压为时，原线圈的输入功率为，电路中四个规格相同的灯泡A、B、C、D都恰好正常发光，两副线圈的输出电压分别为、，输出功率分别为、，电路中三个理想电流表的示数分别为、、，下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
8、（钍）经过一系列α、β衰变后，变成器（铅），下列说法正确的是( )
A.该过程经过6次α衰变 B.该过程经过6次β衰变
C.α射线的电离能力比β射线更强 D.提高环境温度，可以减少半衰期
9、如图甲所示，面积为的100匝线圈内部存在垂直纸面、磁感应强度随时间均匀增加的匀强磁场，线圈的电阻为2Ω，磁场方向垂直干线圈平面向里，已知磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，磁场垂直纸面向里为正，定值电阻R的阻值为8Ω，下列说法正确的是( )
甲 乙
A.a、b两点间的电势差 B.电阻R上产生的热功率为0.32W
C.内电阻R上产生的热量为1.6J D.内通过电阻R某截面的电荷量为1C
10、研究某种金属光电效应的实验装置如图甲所示，用a、b两种单色光照射金属K，得到的光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
甲 乙
A.b光照射时，逸出的光电子的最大初动能更大
B.两单色光通过同一玻璃三棱镜时，b光的偏折程度更小
C.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距更大
D.a光照射时逸出的动能最大的光电子的物质波的波长比b光照射时逸出的动能最大的光电子的物质波的波长短
11、半径为r、间距为L的固定光滑圆弧轨道右端接有一阻值为R的定值电阻，如图所示。整个空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一根长度为L、质量为m、电阻也为R的金属棒从轨道最低位置cd开始，在外力的作用下以速度v沿轨道做匀速圆周运动，在ab处与轨道分离。已知金属棒在轨道上运动的过程中始终与轨道接触良好，电路中其余电阻均不计，重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )
A.金属棒两端的最大电压为
B.整个过程中通过金属棒某截面的电荷量为
C.整个过程中定值电阻上产生的焦耳热为
D.金属棒从cd运动到ab的过程中，外力做的功为
三、实验题
12、某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶套和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度L可以从刻度尺读取，空气柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表读取。缓慢地向下压或向上拉柱塞，保持空气柱的温度不变，测量空气柱的长度及对应的压强，得到如图乙所示的图像.
（1）为了更直观地处理数据，将图乙化曲为直，绘制了如图丙所示的拟合直线，则图丙的横坐标为_________（填“”、“”、“”或“”）。
（2）本实验探究的是气体等温变化时压强p与体积V变化的规律，但测量时却测量了空气柱的长度L，用L代替V的理由是_________。
A.空气柱的横截面积S恒定 B.空气柱的温度恒定 C.空气柱的压强恒定
（3）根据实验数据，得出的结论为_________。
A.一定量的气体等温变化时，压强与体积成正比
B.一定量的气体等温变化时，压强与体积成反比
C.一定量的气体等容变化时，压强与温度成正比
D.一定量的气体等容变化时，压强与温度成反比
13、图甲为用双缝干涉装置测量紫光的波长的实验。
（1）按照实验装置，转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，手轮的示数如图乙所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第11条亮纹，手轮的示数如图丙所示，则相邻条纹的间距为_________mm（保留三位有效数字）。
（2）如果已经测得双缝的间距是0.30mm，双缝和光屏之间的距离为900mm，则待测光的波长为_________m（保留三位有效数字）。
（3）若将装置浸入某种绝缘液体中，则_________。
A.干涉条纹消失 B.干涉条纹的间距变大
C.干涉条纹的间距不变 D.干涉条纹的间距变小
四、计算题
14、如图所示，一半径为R的半球形透明介质，O点为底面的圆心，AB为直径，一束单色光以入射角从D点射入介质，从AO的中点E垂直射出，已知光在直空中的传播速度为c。
（1）求半球形透明介质对单色光的折射率n；
（2）求单色光在透明介质中的传播时间t；
（3）若单色光在法线另一侧从D点射入介质，恰好在AB边的F点（图中未画出）发生全反射，求E、F两点间的距离d。
15、某物理探究小组设计了一款火警报警装置，原理图如图所示。汽缸通过细线悬挂在天花板下，质量、横截面积的活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内。起初环境的热力学温度时，活塞距汽缸底部的高度，当环境温度上升，活塞缓慢下移时，活塞表面（涂有导电物质）恰与a，b两触点接触，蜂器发出报警声，不计活塞与汽缸之间的摩擦，外界大气压强，取重力加速度大小。
（1）求缸内气体的压强；
（2）求蜂鸣器刚报警时密封气体的热力学温度；
（3）若蜂鸣器刚报警时气体的内能增加了10J，求此过程中密封气体吸收的热量Q。
16、如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN和PQ间的距离，导轨与水平面间的夹角为37°，空间存在方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小的匀强磁场，M、P间接有阻值的电阻，质量、电阻的金属棒ab垂直导轨放置，金属棒与导轨间的动摩擦因数。现用恒力F沿导轨平面向上拉金属棒ab，使其由静止开始运动，当时，金属棒的速度大小，金属棒向上加速时达到稳定状态，对应的图像如图乙所示，取重力加速度大小，，求：
（1）恒力F的大小；
（2）金属棒运动过程中的最大加速度a；
（3）在时间内通过金属棒的电荷量q；
（4）在时间内金属棒上产生的焦耳热。
参考答案
1、答案：A
解析：A.第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律，故A错误；B.自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，都不可逆，故B正确；C.根据热力学第二定律知，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，故C正确；D.热力学第二定律可表述为：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响，所以热机效率不可能达到100%，故D正确。故选A。
2、答案：C
解析：A.当A板上所带的正电荷逐渐增多时，电容器中电场能增加，则线圈中磁场能减小，LC振荡电路中的电流在减小，故A错误；B.当B板上所带的正电荷逐渐增多时，电容器中电场能增加，则线圈中磁场能减小，LC振荡电路中的电流在减小，故B错误；C.仅减小电容器两极板间的距离，根据，，可知电容器电容变大，LC振荡电路的周期将变大，故C正确；D.减小电容器两极板间的距离，同时增加电感线圈的匝数，根据，，可知电容器电容变大，电感线圈自感系数变大，则LC振荡电路的周期将变大，故D错误。故选C。
3、答案：A
解析：根据功率的定义式，可得：，代入数据，解得升压变压器T原线圈中的电流为：，根据理想变压器的电流规律：，代入数据，解得输电线中电流为：，输电线上损失的电功率为：，代入数据，解得：，故A正确；BCD错误。故选：A。
4、答案：B
解析：从氢原子能级图知帕邢系是高能级向第3能级跃迁时辐射的光谱，所以处于基态的氢原子吸收光子能量后应跃迁到第4、5、6…能级，故，或，只有B是可能的，故B正确，ACD错误。故选：B。
5、答案：B
解析：当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小，所以，从减小到的过程中，分子势能增大，分子间距离小于平衡位置，分子间作用力为斥力，故。故选B。
6、答案：B
解析：设中子的质量为，质子的质量为，α粒子的质量为，碳原子核的质量为，根据质能方程，，，联立各式解得，故选B。
7、答案：D
解析：BC.设灯泡正常发光时的工作电压为，工作电流为，则有，又，可得，根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得，故BC错误；AD.根据，，又，联立可得，，故A错误，D正确。故选D。
8、答案：AC
解析：
9、答案：BCD
解析：A.根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势大小为，根据楞次定律可知电流从a点流出、b点流入，所以a点电势比b点电势高，根据闭合电路欧姆定律可得a、b两点间电压为，故A错误；B.电路中电流为，电阻R上产生的热功率为，故B正确；C.内电阻R上产生的热量为，故C正确；D.内通过电阻R的电荷量为，故D正确。故选BCD。
10、答案：AC
解析：A.由，可知b光照射时，逸出的光电子的最大初动能更大，故A正确；B.由，，可知b光的频率大，所以b光的折射率大，则两单色光通过同一玻璃三棱镜时，b光的偏折程度更大，故B错误；CD.a光的频率小，由，可知a光波长长，由，可知通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距更大，故C正确，D错误。故选AC。
11、答案：BC
解析：A.金属棒切割磁感线，最大感应电动势为，则金属棒两端的最大电压为，故A错误；B.设金属棒从c运动到ab的过程中所用时间为t，感应电动势的平均值为，感应电流的平均值为，则有，，可知，故B正确；C.金属棒从cd运动到ab的过程中产生正弦式交流电，则感应电动势的有效值为，则整个过程中定值电阻上产生的焦耳热为，故C正确；D.根据功能关系有，故D错误；故选BC。
12、答案：（1）；（2）A；（3）B
解析：（1）根据理想气体状态方程有，，可得。
（2）气体的体积，其中S为空气柱的横截面积，由于空气柱的横截面积S不变，所以用L代替V。故选A。
（3）根据实验数据，得出的结论为一定量的气体等温变化时，压强与体积成反比。故选B。
13、答案：（1）1.25；（2）；（3）D
解析：（1）图乙螺旋测微器的读数为，图丙螺旋测微器读数为，所以条纹的间距为。
（2）根据双缝干涉条纹的间距公式，解得。
（3）若将装置浸入某种绝缘液体中，则根据，，可知光的波长变小，再根据可知干涉条纹的间距变小。故选D。
14、答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）设光射入介质的折射角为γ，则有，
，
解得.
（2）根据已知条件有
解得.
（3）设单色光在介质中的临界角为C，则有，
，
解得.
15、答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）对活塞受力分析有，
解得.
（2）此过程为等压变化，则有，
解得，
（3）气体等压膨胀，设气体对外界做的功为W，气体的内能增加了I，根据热力学第一定律有
，
，
解得.
16、答案：（1）；（2）；（3）；（4）
解析：（1）金属棒匀速运动时，设此时金属棒受到的安培力大小为，根据平衡条件有
，
，
解得.
（2）刚开始金属棒的速度为0，安培力为0，此时金属棒的加速度最大，有
，
解得.
（3）由题图乙可知时金属棒的速度大小，在时间内，根据动量定理有
，
解得.
（4）由题图乙可知时金属棒的速度大小，设金属棒的加速距离为x，从金属棒开始运动至达到稳定状态，根据动量定理及功能关系有
，
，
，
解得