2021-2022学年河北省张家口市高二（下）期末物理试卷（附答案详解）

2021~2022学年河北省张家口市高二（下）期末物理试卷

1.为了做好新冠疫情防控工作，学校利用红外测温枪对出入学生进

行体温检测。下列关于红外测温枪的说法正确的是（）

A.红外测温枪接收到的是学生身体的热量信号

B.体温越高，测温枪接收到的最强辐射频率越高

C.红外线是光，不属于电磁波

D.红外线属于电磁波，其波长小于紫外线的波长

2.下列说法不氐顾的是（）

A.氢气和氧气温度相同时，氢气分子的平均动能等于氧气分子的平均动能

B.10g0℃的冰变为log。。©的水，内能变大

C.悬浮在液体中的花粉微粒的运动是布朗运动，反映了液体分子对固体微粒撞击的不平衡性

D.密闭容器中一定质量的气体，体积不变，温度升高，气体分子对器壁单位面积上碰撞的平

均作用力可能不变

3.如图甲所示，弹簧振子以。点为平衡位置，在A、8两点之间做简谐运动，取向右为正方

向，振子的位移x随时间f的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（）

A.0〜0.5s时间内，振子的加速度方向向右，大小从零变为最大

B.0.5〜1.0s时间内，振子所受回复力方向向右，大小从零变为最大

C.1.0〜1.5s时间内，振子的速度方向向右，大小从零变为最大

D.1.5~2.0s时间内，振子的动量方向向右，大小从零变为最大

4.如图所示，甲分子固定在坐标原点O,乙分子从位置与处由静

止释放后仅在分子间相互作用力下沿x轴运动，两分子间的分子

势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图中曲线所示，已知图中

分子势能最小值为-E。，下列说法正确的是（）

A.乙分子在位置不时，加速度为0

B.乙分子在位置修时，其动能最大

C.乙分子在位置冷时，动能等于&,

D.甲、乙分子的最小距离等于与

5.如图所示为双缝干涉的原理图，单缝S。、屏上的Po点均

位于双缝Si和S2的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气

时，屏上P点处是P。上方的第4条暗条纹的中心，屏上Pg点

与尸点间的干涉条纹间距为//。已知入射光在空气中的波

长为;I,空气中的光速近似为c,双缝与屏之间的距离为3

则双缝Si和S2的距离为（）

A注B.学C.爰

D・泰

6.如图所示为氢原子的能级示意图，己知锌的逸出功是nE/eV

3.34eK,那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的OO-----------------0

特征认识正确的是（）5=-0.54

4--------------------0.85

A.一群处于n=5能级的氢原子向基态跃迁时，能放出8种3--------------------1.51

不同频率的光

2--------------------3.40

B.一群处于n=5能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照

射锌板，其中有4种不同频率的光能使锌板发生光电效应

1--------------------13.6

C.用能量为10.30eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃

迁到激发态

D.假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为六，则对NA个处于n=3能级的氢

原子，跃迁过程中辐射的光子的总数为2治个

7.某加速度计工作原理如图所示，滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用两劲度系数相

同的轻弹簧与框架连接，R为滑动变阻器，其滑动片与滑块固定连接；两个电池的电动势均

恒为E,内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，此时两弹簧均为原

长，滑动片恰好在变阻器的中间位置。已知滑动片与滑动变阻器任一端之间的电阻值都与其

到这端的距离成正比，当〃端的电势高于人端时电压表的指针向零点右侧偏转。若将电压表

的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，并将此加速度计按图示方式固定在一辆运

动的汽车上，汽车沿弹簧方向向前行驶，发现指针向零点左侧偏转。下列说法正确的是（）

滑块

车尾

A.加速度表盘的刻度非均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在加速

B.加速度表盘的刻度非均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在减速

C.加速度表盘的刻度均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在加速

D.加速度表盘的刻度均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在减速

8.随着科技的发展，人类对物质的认识不断深入，使很多现象有了较为正确的解释。下列说

法正确的是（）

A.用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是单晶体

B.给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉

C.布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水主要是因为液体存在表面张力的作

用

D.液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性

9.太阳辐射的总功率约为4xl（）26w,其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个

质量为瓶1的笊核（：H）和一个质量为m2的僦核（？H）结合为一个质量为m3的氨核（，He）,并放

出一个X粒子，同时释放大约17同MW的能量,已知光速c=3.0x108m/s,leV=1.6x10』。

下列说法正确的是（）

A.X粒子是中子

B.X粒子的质量等于+m2-m3

C.太阳每进行一次核聚变反应亏损质量约为3x10-26kg

D.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4x109kg

10.一定质量的理想气体从状态a开始，经历atbtctd—

a一次循环回到原状态，其体积随热力学温度变化的图像如图

所示，其中。氏de均垂直于横轴，ad、儿•的延长线均过原点。。

下列说法正确的是（）

A.在状态a时，单位时间内碰撞容器壁单位面积上的气体分子

数最少

B.气体在状态h时的内能大于它在状态d时的内能

C.经历atbtcdta一次循环，外界对气体做正功

D.经历aTb—CTdTa一次循环，外界对气体做负功

11.如图甲所示，一验电器与锌片相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针

保持一定偏角。

(1)现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将(选填“增

大”“减小”或“不变”)；

(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。那

么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针(选填“有”或“无”)

偏转；

(3)为了进一步研究光电效应的规律，设计了如图乙所示的电路，图中A和K为光电管的两极，

其中K为阴极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为9.3eP的光照射阴极K,电流计中有示

数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电

流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V,则光电管阴极材料的逸出功为eV。

12.如图甲所示，某同学在“测量玻璃的折射率”的实验中，先将

白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白

纸上确定玻璃砖的界面aa'和加'。0为直线A0与aa'的交点。在直

线0A上竖直地插上P］、P2两枚大头针，接下来插上大头针。3,使23

挡住P1和P2的像，插上大头针P4,使P4挡住P3和匕、P2的像。

乙

flrVha_______

b\___。X央__a~\------------------------\~aa----------a'

，N、Bb----------------------'bl~b，

b

甲乙丙

(1)过「3、「4作直线交匕"于。'，过。'作垂直于bb'的直线NM,连接。。'。测量图中角a和。的大

小，则玻璃砖的折射率n=；

(2)关于该实验，下列说法正确的是；(多选，选填选项前的字母)

A.入射角适当大些，可以提高精确度

B.P］、P2及03、P4之间的距离取得大些，可以提高精确度

CP］、P2的间距、入射角的大小均与实验的精确度无关

。选择aa'和bb'的距离更大的玻璃砖可以减小实验误差

(3)如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa'和协'的间距画得过宽。若其他操作正确，

则折射率的测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)准确值；

(4)该同学准确地画好玻璃砖界面aa'和bb'后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，如

图丙所示。若其他操作正确，则折射率的测量值(选填“大于”“小于”或“等于")准

确值。

13.2021年12月9日，“天宫课堂”第一课正式开讲，某同学在观看太空水球光学实验后，

想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图

如图所示。已知玻璃砖内圆半径为R,外圆半径为2R,光线a沿半径方向射入玻璃砖，光线

人与光线a平行，两束光线之间的距离X=KR，光线b经折射后恰好与内柱面相切，光在真

空中的传播速度为c，不考虑光线反射，求：

(1)光在该玻璃中的折射率小

(2)光线心匕在该玻璃砖中传播的时间差

14.一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上/=1m和%2=8m

处的质点的振动图像分别如图甲、乙所示。

(1)若这列波的波长4符合;I<x2-Xi<2九则该波的波速

多大？

(2)若波速大小为2m/s,则波的传播方向如何？

15.如图甲所示，一端带有卡口的导热汽缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞A封闭在该

汽缸内，活塞4可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始时活塞4与汽缸底的距离J=9cm,

离汽缸口的距离乙2=3cm。已知活塞A的质量?n=20kg,横截面积S=lOOcm?,外界气温

为27℃,大气压强为l.Ox105pa,重力加速度g=10m/s2,活塞厚度不计。现将汽缸缓慢地

转到开口竖直向上放置，待稳定后对汽缸内气体逐渐加热。

⑴使活塞A缓慢上升到上表面刚好与汽缸口相平，求此时缸内气体的热力学温度；

(2)在对缸内气体加热过程中，活塞A缓慢上升到上表面刚好与汽缸口相平，缸内气体净吸收

Q】=370J的热量，求气体增加了多少焦耳的内能：

(3)在(2)问基础上，继续加热，当缸内气体再净吸收=474J的热量时，求此时缸内气体的

温度和压强；(已知一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比)

(4)若汽缸水平放置时，在卡口内紧贴卡口放置一个活塞B(活塞8除带有一轻质进气阀外，其

余均与活塞4相同)，把汽缸分为I和0两部分，H中充有同种理想气体，此时活塞A位置未

动，活塞8恰好没有挤压卡口，如图乙所示。同样先将汽缸缓慢地转到开口竖直向上放置，

稳定后通过活塞8上的进气阀缓慢向H中注入同种理想气体，活塞A距汽缸底端区=3cm时，

停止注入气体，关闭进气阀。求注入H中的气体质量与I中气体质量之比。

甲乙

答案和解析

1.【答案】B

【解析】A.红外测温枪接收到的是人体辐射出来的红外线，并非身体热量，故A错误;

8.体温越高，测温枪接收到的最强辐射频率越高，故B正确；

C.红外线属于电磁波，故C错误；

D红外线波长大于紫外线的波长，故。错误。

故选B。

2.【答案】D

【解析】A.温度是分子平均动能的标志，氢气和氧气温度相同时，氢气分子的平均动能等于氧气

分子的平均动能，A正确，不符合题意；

810g0℃的冰变为10g0℃的水，需要吸热，所以内能变大，B正确，不符合题意；

C.悬浮在液体中的花粉微粒的运动是布朗运动，反映了液体分子在做无规则热运动，液体分子对

固体微粒撞击的不平衡性导致花粉微粒的运动，C正确，不符合题意；

。.密闭容器中一定质量的气体，体积不变，温度升高，则压强增大，气体分子对器壁单位面积上

碰撞的平均作用力一定增大，D错误，符合题意。

故选Do

3.【答案】D

【解析】A.根据题意，由图甲和图乙可知，0〜0.5s时间内，振子由。向8运动，加速度方向向

左，大小从零变为最大，故A错误；

8.根据题意，由图甲和图乙可知I,0.5〜1.0s时间内，振子由8向。运动，所受回复力方向向左,

大小从最大变为零，故B错误；

C.根据题意，由图甲和图乙可知，1.0〜1.5s时间内，振子由。向A运动，振子的速度方向向左,

大小从最大变为零，故C错误；

D根据题意，由图甲和图乙可知，1.5~2.0s时间内，振子由A向。运动，振子的速度方向向右,

大小从零变为最大，则振子的动量方向向右，大小从零变为最大，故。正确。

故选。。

4.【答案】A

【解析】ABC.乙分子在在不时，分子势能最小，分子间距离为平衡距离，分子力为零，故加速度

为零，此时速度最大，动能最大，由于从小处（电势能不为零）静止释放后仅在分子间相互作用力

下沿x轴运动，故分子势能和动能之和不变，为负值，因在冷处电势能为-E。，则此时（次处）的动

能小于&）,故A正确，BC错误：

D由于分子势能和动能之和不变，为负值，当乙分子运动到x2左侧某位置电势能与%3处相等时，

其分子动能为零，此时两分子的距离最小，而后向分子间距变大的方向运动，因此甲乙分子的最

小距离一定大于勺，故。错误。

故选Ao

5.【答案】C

【解析】根据题意，设相邻亮条纹的间距为Ax,则有

由公式Ax=*可得，双缝S］和S2的距离为d=骼=箴

故ABO错误，C正确。

故选Co

6.【答案】B

【解析】4一群处于几=5能级的氢原子向基态跃迁时，能放出鬣=凶尹=10种不同频率的光,

A错误；

8.一群处于兀=5能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，其中只有从n=5能级跃迁到

基态，从n=4能级跃迁到基态，从n=3能级跃迁到基态，从n=3能级跃迁到基态，这4种不同

频率的光子能量大于锌的逸出功，故有4种不同频率的光能使锌板发生光电效应，8正确；

C用能量为10.30e，的光子照射，可使处于基态的氢原子能量为E=%+£=-13.6eV+

10.30eV=-3.30eV

没有-3.30eU能量的激发态，故不发生跃迁现象，C错误；

。.假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为一），则对NA个处于n=3能级的氢原子，

直接跃迁到基态的氢原子有N31=*NA=；NA

J-JLL

则对NA个处于n=3能级的氢原子，跃迁到n=2能级的氢原子有N32=

则处于n=2能级的氢原子还要继续跃迁到基态，则有N21=/2=|/VA

跃迁过程中辐射的光子的总数为N=+/2+/V21=|NA，。错误。

故选及

7.【答案】C

【解析】当〃端的电势高于〃端时，说明滑动片由中间位置向右移动了，此时电压表的指针向零

点右侧偏转。若发现指针向零点左侧偏转，则说明滑动片由中间位置向左移动了距离L此时滑

块向左移动了L,左侧弹簧压缩L,右侧弹簧拉伸L,滑块受到的合力向右，由牛顿第二定律有2H=

ma

解得a=—KZ.

m

加速度方向向右，说明汽车在加速。

又由题知电压表的示数是滑动片从中间向两侧移动的距离的电阻的电压，由欧姆定律知，滑动片

向左移动乙长度的电阻的电压为U=1R=年RL8R"A

Ln

故有accU

所以加速度表盘的刻度均匀分布，故A8O错误，C正确。

故选Co

8.【答案】BC

【解析】4用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片具

有各向异性的特征，云母是单晶体，故4错误；

8给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉，故8正

确；

C.布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为液体存在表面张力的作用，故C

正确：

。液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故。错误。

故选BC。

9.【答案】AD

【解析】A.根据题意，由质量数守恒和电荷数守恒可得，X粒子的质量数为1,电荷数为0,则X

粒子是中子，故A正确；

B.根据题意可知，核聚变过程中释放能量，则有质量亏损，则X粒子的质量小于巾1+m2-巾3,

故B错误；

C由质能方程E=4znc2可得，太阳每进行一次核聚变反应亏损质量约为4m=3.13x

10-29kg,故C错误；

。.根据题意，由公式W=Pt可知，太阳每秒辐射的能量的为4X1026J,由质能方程E=zbnc2可

得，太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4x109kg,故。正确。

故选AZX

10.【答案】ABD

【解析】A.根据U-7图像可知，在状态“时，气体的体积最大，故单位时间内碰撞容器壁单位面

积上的气体分子数最少，故A正确；

A根据V-7图像可知，理想气体在状态6时的温度大于它在状态d时的温度，故气体在状态b时

的内能大于它在状态d时的内能，故B正确；

CD.经历a->b->c-d->a-"次循环，V—7图像所围的面积为气体做的功，从和c->d不做

功，在过程b-c中外界对气体做的功小于在过程d-a中气体对外界做的功，所以整个过程外界

对气体做负功，故。正确，C错误.

故选ABD.

11.【答案】(1)减小;(2)无；(3)3.3

【解析】(1)在4处用紫光灯照射锌板，锌板产生光电效应，光电子射出后，锌板带正电，用一带

少量负电的金属小球与锌板接触，会使锌板上带的正电荷减少，则验电器指针偏转角将减小；

(2)产生光电效应需要入射光的频率达到截止频率以上，与光照强度无关。用相同强度的钠灯发出

的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明黄光不能使锌板产生光电效应，即黄光的频率低于截

止频率。改用强度更大的红外线灯照射锌板，红外线的频率小于黄光的频率，则红外线也不能使

锌板产生光电效应，则验电器指针无偏转；

(3)当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V,说明遏止电压为

6.01Z,则最大初动能为Ekm=eU=6.0eV

由光电效应方程=hv-W0

可得光电管阴极材料的逸出功为％=hv-Ekm=9.3eV-6eV=3.3eV。

12.【答案】⑴骁;(2)ABD；(3)小于;(4)等于。

【解析】(1)根据折射定律可得n=则。

、，cin/v

(2)4、入射角适当大，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，A正确；

BC,折射光线是通过隔着玻璃观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度误差会

较大，故Pl、P2及P3、心之间的距离适当大些，可以提高精确度，B正确，C错误；

。、玻璃砖的宽度越大，出射光线的侧移量越大，玻璃砖中折射光线的误差越小，。正确。

(3)将玻璃砖界面。优和附'的间距画得过宽但仍平行，而其他操作正确，导致a角偏大，由于n=罂,

故折射率的测量值将偏小。

(4)如图所示

a——-a'

虚线表示将玻璃砖向下平移后实际的光路图，而实线是作图时所采用的光路图，通过比较发现,

入射角和折射角没有变化，则由折射定律得知，该同学测得的折射率将不变。

13.【答案】解:

⑴如图所示，根据几何关系得sini=asinr=白

根据折射率公式几=则

sinr

代入数据解得n=V3

(2)光线在该玻璃砖中传播的速度为"=5=苧

光线〃在该玻璃砖中传播的时间为生=且生”=竺

光线a在该玻璃砖中传播的时间为Q=等+等=军

光线〃、人在该玻璃砖中传播的时间差4t=tb-ta=(4-26)R

【解析】见答案

14.【答案】解：(1)若波沿x轴正向传播，由题图可知t=0时加处质点在平衡位置向y负向运动，

8相处质点在波峰位置，则两质点平衡间距与波长的关系为%2-%=(九九=0,1，2,3,…

若入<》2-％1〈2九则n=l,代入上式可得4=gm

又由题图知周期7=0.4s,所以波速为u=亨=14m/s

若波沿x轴负向传播，则打一=(兀+九=0，1，2,3,…

若4<%2—％1<2九则n=l,代入上式可得4=4m

又由题图知周期T=0.4s,所以波速为u=4=10m/s

(2)若波速大小为2m/s,则波长为;I=vT=2x0.4m=0.8m

波长与两质点平衡间距的关系为小-与=(8+

所以波沿x轴负方向传播。

【解析】见答案

15.【答案】解：(1)以气体为研究对象，由汽缸水平放置为状态0,到转到开口竖直向上放置稳定

后为状态1，再到活塞A刚好与汽缸口相平为状态2,由理想气体状态方程