河南省新乡市第四十五中学2022年高二物理期末试题含解析
一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. （多选）如图为氢原子能级图，现有一群处于n=3激发态的氢原子，则这些原子：
A．发出的光子最小能量是0.66eV
B．发出的光子最大能量是12.75 eV
C．能发出3种不同频率的光子
D．由n=3跃迁到n=1时发出的光子频率最高
参考答案：
CD
2. （单选）半径为r的圆环电阻为R，ab为圆环的一条直径．如图所示，在ab的一侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化关系为B=B0+kt（k＞0），则（ ）
A． 圆环中产生顺时针方向的感应电流
B． 圆环具有扩张的趋势
C． 圆环中感应电流的大小为
D． 图中a、b两点间的电势差U=kπr2
参考答案：
解：A、B、由于磁场均匀增大，线圈中的磁通量变大，根据楞次定律可知线圈中电流为逆时针，同时为了阻碍磁通量的变化，线圈将有收缩的趋势，故AB错误；
C、根据法拉第电磁感应定律得电动势为：E=?=
回路中的电阻为R，所以电流大小为I==，故选项C正确；
D、ab两端电压为：Uab=?I=，故D错误．
故选：C．
3. （多选）用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则下列叙述正确的是（ ）
A． 照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B． b光光子能量比a大
C． 极限频率越大的金属材料逸出功越小
D． 光电管是基于光电效应的光电转换器件，可使光信号转换成电信号
参考答案：
解：A、由光电效应方程m=hγ﹣W0，由题图可得b光照射光电管时反向截止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大．故A错误；
B、由A的分析可得b光照射光电管时反向截止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，所以b的频率大，光子的能量大．故B正确；
C、根据W=hv0，可知，极限频率越大的金属材料逸出功越大，故C错误；
D、光照射光电管，出现光电效应现象，可使光信号转换成电信号．故D正确．
故选：BD．
4. 在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大动能Ek与入射光的频率ν的关系如图所示，由实验图线可求出（ ）
A. 该金属的极限频率和极限波长
B. 普朗克常量
C. 该金属的逸出功
D. 单位时间内逸出的光电子数
参考答案：
ABC
根据Ekm=hv-W0得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于E0．当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为v0=．由λ＝，可求得极限波长，故A、C正确．图线的斜率k＝，可见图线的斜率在数值上等于普朗克常量。故B正确．单位时间内逸出的光电子数，与入射光的强度有关，故D错误
5. 如图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab=bc=L，当它以速度v向右平动时，a、c两点间的电压为( )
A. B. C. D.
参考答案：
D
【详解】导体棒切割磁感线的有效长度，是导体棒垂直于速度方向上的投影长度。本题中ab边不切割磁感线，bc边切割的有效长度为，所以ac两点间的电压为bc边切割磁感线产生的感应电动势，即。故D项正确，ABC三项错误。
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （4分）放射性元素的原子核在发生α衰变或b衰变生成新原子核时，会同时伴随着___________射线。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，经t＝T1T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比mA:mB＝_________。
参考答案：
γ，2T2：2T1
7. （6分）传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙是用热敏电阻．作为传感器制作的简单自动报警器线路图。则：
(1)为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在________(填“”或“”)
(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P点向_________移动(填“左”或 “右”)．
参考答案：
（1）；（2）左
8. (1)某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请你判断是否恰当(填“是”或“否”)．
①把单摆从平衡位置拉开某一任意角度后释放： ▲ ；
②在摆球经过最低点时启动秒表计时： ▲ ；
③用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期： ▲ 。
(2)该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见表．用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图所示，该球的直径为 ▲ mm，根据表中数据可以初步判断单摆周期随 ▲ 的增大而增大。
参考答案：
9. 一台给低压照明电路供电的变压器，初级所加交流电压为u=311sin314t V。能够使次级获得有效值为36V的安全电压，它的初、次级线圈匝数之比应为__________。当次级电路使五盏“36V 40W”的灯泡正常发光时，它的初级电流的有效值是___________A。(该变压器可视为理想变压器)
参考答案：
10. 半径相同的两个金属小球A和B带有电量相等的电荷，相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大小是F，今让第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两球接触后移开．这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是---------
参考答案：
11. （5分）如图所示，两个大导体板相互平行，水平放置，相距为d，两板间电势差为U，板间存在与板平面相平行的磁场，磁感应强度为B。用喷雾器喷入带电油滴，若某一油滴正好做半径为r的圆周运动，则该油滴的速率为_________。
参考答案：
12. 某机床用的照明灯的电压是24V。 如果是由220V的电压降压得到，机床上变压器的原线圈的匝数是1220，则变压器的副线圈是 匝。
参考答案：
13. 如图所示，在《探究产生感应电流的条件》的实验中，开关断开时，条形磁铁插入或拔出线圈的过程中，电流表表针不动；开关闭合时，磁铁静止在线圈中，电流表表针也不动；开关闭合时，将磁铁插入或拔出线圈的过程中，电流表表针发生偏转。由此得出，产生感应电流的条件是：电路必须 ，穿过电路的磁通量发生 。
参考答案：
闭合，变化
三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径的大小”实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL。用注射器抽得上述溶液2mL，现缓慢地滴出1mL溶液，共有液滴数为50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘上，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），坐标中小正方形方格的边长为20mm。试问：
⑴这种估测方法是将每个分子视为 模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为 油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的 。
⑵上图中油酸膜面积为 mm2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体
积是 mL；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m。（最后一空保留1位有效数字）
参考答案：
球体，单分子，直径 22400 1.2×10－5 5×10－10
15. 在用单摆测定重力加速度实验中：
（1）为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，应选用下列所给器材中的哪些？将你所选用的器材前的字母填在横线上__________。
A.长1 m左右的细绳； B.长30 cm左右的细绳；
C.直径2 cm的铅球； D.直径2 cm的铁球；
E.秒表； F.时钟； G.最小分度值是1 cm的直尺；
H.最小分度值是1 mm的直尺。
（2）某同学在利用单摆测重力加速度的实验中，测出多组摆长L与周期T的数据，根据实验数据，作出了的关系图象如图所示，根据图中数据，可算出重力加速度的值为________m/s2（取π2=9.86，结果保留三位有效数字）。ACEH
参考答案：
ACEH
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （12分）如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=lΩ，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V, 6W”的灯泡L和内阻RD=0.5Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求电动机的输出功率．
参考答案：
灯泡L正常发光，电路中的电流为
由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为
UD=E－I(r+R)－UL=20－2×（1＋4）－3＝7V
电动机的总功率为P总＝IUD＝2×7＝14W
电动机的热功率为P热＝I2RD＝22×0.5＝2W
所以电动机的输出功率为P出＝P总－P热＝14－2＝12W
17. 一根质量分布均匀的长直绳AB，在水平恒定外力F的作用下，沿光滑水平面以2m／s的初速度做匀加速直线运动（忽略绳子的形变），在头2s内所通过的位移等于绳长的6倍。如图甲所示，绳内距A端x处的张力（即绳内部之间的拉力）的关系如图乙所示，利用图象和题中的已知数据，求：
（1）距A端1．5m处绳内的张力多大？
（2）绳子的质量多大?
参考答案：
（1）由图象可知函数：；
当时绳间的拉力
（2）由图象可得：绳长；水平恒力
由匀加速运动位移公式：
得：
由牛顿第二定律得： 得： 、
18. 如图所示，质量为m、边长为L的正方形线框，从有界的匀强磁场上方由静止自由下落，线框电阻为R，匀强磁场的高度为H，（L
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