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高二物理试卷
一、必做的单项选择题(共6小题，每小题5分，共30分)
1．一个灯泡，上面写着“220V 40W”，当它正常工作时，通过灯丝电流的峰值是
A. B. C. D.
答案：B
2． 以下宏观概念中， 哪些是“量子化” 的
A. 物体的长度 B.物体所受的重力
C. 物体的动能 D. 人的个数
答案：D
3． 影响显微镜分辨率本领的一个因素是衍射，衍射现象越明显,分辨本领越低。使用电子束工作的电子显微镜与传统的光学显微镜相比有更高的分辨本领，它利用高压对电子束加速，最后打在感光胶片上来观察显微图像，以下说法正确的是
A.加速电压越高,电子的波长越短,衍射现象越明显
B.加速电压越高,电子的波长越长,分辨本领越强
C.如果加速电压相同,则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱
D.如果加速电压相同,则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强
答案：D
4．计数器是一种探测射线的仪器，如图所示，X为未知放射源，它向右方发射放射线．放射线首先通过一块薄铝箔P(厚度约为1mm)，并经过一个强磁场区域后到达计数器，计数器上单位时间内记录到的射线粒子是一定的，现将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，然后将薄铝箔P移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升，据此可以判定X为
A．α和γ的混合放射源
B．纯γ放射源
C．纯β放射源
D．α和β的混合放射源
答案：A
5．下列说法不正确的是
A. 是核裂变 B.是重核裂变
C.是α衰变 D. 是轻核聚变
答案：A
6．如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，若外电路电灯电阻恒为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是
A.图示位置为感应电流为零的位置
B.电灯两端的电压为
C.电灯中产生的焦耳热为
D.当线圈由平行于磁场方向位置转过90°时，流过线圈的电流为
答案：D
二、选做的多项选择题(共2小题，每小题5分，共10分，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)
7．（3-3) 关于热力学定律，下列说法正确的是
A．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
B．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不产生其他影响
D．机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程
答案：BD
7．(3-4) 如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是
A．该时刻质点O正处在平衡位置
B．从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置
C．随着时间的推移，质点M向O点处移动
D．P、N两质点始终处在平衡位置
答案：BD
8．（3-3) 一定质量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其pT图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是
A．气体在a、c两状态的体积相等
B．气体在状态a时的内能等于它在状态c时的内能
C．在过程cd中气体向外界放出的热量等于外界对气体做的功
D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
答案：AC
8.（3-4）用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上条纹，下列说法中正确的是
A．双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹
B．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹
C．双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹
D．单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹
答案：AD
三、实验题（本题有2小题，其中9题5分，10题10分，总共15分）
9．如图甲所示是研究光电效应的实验装置，当频率为的紫外线照射到K上，电流表中有电流流过，试回答下列问题：
（1） 如果将滑动变阻器的滑动端从左向右移动，通过的电流表将会__________（选填“增加”、“减小”、“不变”）
（2） 美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据．如图乙所示是根据某次实验作出的图象，电子的电荷量，根据图象:这种金属的截止频率=_________，普朗克常量=_________.
答案：（1）增加(1分)；（2）4.27×1014Hz（4.25×1014Hz-4.30×1014Hz）；6.30×10-34J.s（每空2分）
10．图甲是小华设计的门铃控制电路。当小华在家时，将单刀双掷开关K打向a，不在家时将K打向b。有人按键，确保在家时电铃响；不在家时电铃不响，报警灯闪烁并提示主人不在家。电铃的工作电压为3 V，低于3 V时电路断开，长时间高于3 V时电铃损坏。图中为滑动变阻器，的阻值范围为0～20Ω，电源为积层电池，该电池的图线如图乙。（积层电池适用于仪表测量、仪器供电，电池容量小，电压高，内部化学反应迟缓，放电电流小，能使用很长时间）
（1）积层电池的电动势_______V，内阻______Ω；
（2）小华通过调节使电铃正常工作，若调节使其连入电路的阻值为，则变阻器滑片右侧的阻值应为_______Ω，连入电路的最大阻值为_____Ω；
（3）某次小华在家时电铃正常工作，不在家时，有人按开关，发现电铃也响，且报警灯正常闪烁并提示。为使电路工作正常，小华应进行的操作是______________。
答案：（1）9；18 （2）15；22 （3）将的滑片向右移动，同时减小连入电路中的阻值（每空2分）
四、计算题（本题共5小题，8+8+9+10+10=45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）
11．当初卢瑟福用α粒子轰击静止的氮原子核，产生了氧的一种同位素—氧17和一个质子，那是人类第一次实现的原子核人工转变。已知α粒子的质量，氮原子核质量，氧17核质量，质子质量。
(1)写出该核反应方程；
(2)求出该反应放出的能量(1 u相当于931.5 MeV，结果保留三位有效数字)
答案：(1)核反应方程为。（2分）
(2)核反应过程中的质量亏损为
（3分）
释放出的能量为（3分）
12．如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为100kW,输出电压为250V,向距离较远的用户供电,为了减少电能损失,使用4kV高压输电,最后用户得到220V、95kW的电力,求:
(1)水电站升压变压器原、副线圈的匝数比
(2)用户降压变压器原、副线圈的匝数比
答案：(1)升压变压器原、副线圈的匝数比为（2分）
(2)输电线上损失的电功率与导线电阻R和输送电流有关,即,而输送电流又取决于输电电压及输送功率,有,所以（2分）
降压变压器原线圈上的电压为（2分）
所以降压变压器原、副线圈匝数比为（2分）
13．玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动视为经典力学描述下的轨道运动。他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，氢原子处于某激发态时电子的轨道半径为。
（1）氢原子处于该激发态时，电子绕原子核运动，可等效为环形电流，求此等效电流值。
（2）氢原子能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中离场源电荷q为r处的各点的电势。求处于该激发态的氢原子能量。
（3）如图所示为氢原子能级示意图,若有一群氢原子处在n=5的能级，辐射出的光子中频率最高的光子的能量有多大?
答案：1.电子绕原子核做匀速圆周运动
电子绕原子核运动的等效电流
解之得：（3分）
2.处于该激发态的氢原子的电子的动能
处于该激发态的氢原子的电势能
所以，处于该激发态的氢原子的能量（3分）
3.辐射出的光子中频率最高应该是从n=5能级跃迁到n=1能级
频率最高的光子的能量（3分）
14． （3-3）.目前,环境污染已非常严重,瓶装纯净水已经占领柜台。再严重下去,瓶装纯净空气也会上市。设瓶子的容积为2L，空气的摩尔质量。按标准状况计算,。试估算（结果保留两位有效数字）：
(1)空气分子的平均质量是多少?
(2)—瓶纯净空气的质量是多少?
(3)—瓶中约有多少个气体分子?
答案：(1)。（3分）
(2)（3分）
(3)分子数个（4分）
14．（3-4）如图是一列横波的波形图像。已知这列波的频率为，此时处的质点正向轴正方向振动，可以推知：
（1）这列波正在沿轴哪个方向方向传播；
（2）这列波传播速度是多少；
（3）作出该质点的振动图像，并求出该质点在内通过的路程是多少。
答案：(1)由于处的质点正向y轴正方向振动，因此这列波沿轴向右传播。（2分）
(2)由图象可知
根据
代入数据可得，波速大小（3分）
(3)该质点的振动图像如右图所示（只做出一个周期的图即可得全分）（2分）
每经过一个周期，质点振动4倍振幅，而每运动2.5个周期，因此内通过的路程（3分）
15．（3-3）研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56 ℃时，30分钟就可以被灭活。如图所示，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热汽缸下部a内，汽缸顶端有一绝热阀门K，汽缸底部接有电热丝E。初始时，a缸内封闭气体的温度，活塞位于汽缸中央，与底部的距离，活塞和汽缸间的摩擦不计。
(1)若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与汽缸底部的距离，持续30分钟后，试分析说明a缸内新冠病毒能否被灭活？
(2)若将阀门K闭合，电热丝通电一段时间，当轻质绝热活塞稳定到到，持续30分钟后，试分析说明a缸内新冠病毒能否被灭活？
答案：(1)设活塞横截面积为S，则对a缸内气体，
初态；
未态
阀门K始终打开，加热过程a缸内气体做等压变化，由盖-吕萨克定律得
解得
因，故a缸内新冠病毒能被灭活（5分）
(2)对b缸气体：
而对a缸气体：
解之得：,故a缸内新冠病毒也能被灭活（5分）
15．（3-4）某游泳池灌满水时水深为，游泳池底部安装有能发射某种色光的点光源。若在水面放置一半径为的不透明圆形遮挡物，其圆心位于点光源的正上方，则在距水面高度为的天花板上能形成半径为的圆形阴影，求：
①游泳池中的水对点光源所发色光的折射率；
②在水面放置适当尺寸的不透明遮挡物，可使水面无光射出，求所需不透明遮挡物的最小面积。
答案：①画出光路图如图甲所示，
水对点光源所发色光的折射率，根据几何关系可知
联立解得（5分）
②作出最边缘的一条光线的光路图如图乙所示，
根据，可得
根据几何关系可知，为等腰直角三角形，
故水面有光线射出区域的半径为
所需不透明遮挡物的最小面积（5分）
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