2021年广东省广州市高级中学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. 若规定氢原子处于基态时的能量为E1 =0，则其它各激发态的能量依次为E2=10.2eV、E3 =10.09eV、E4 =12.75eV、E5 =13.06eV。在气体放电管中，处于基态的氢原子受到能量为12.8eV的高速电子轰击而跃迁到激发态，在这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中（ ）A总共能辐射出六种不同频率的光子 B总共能辐射出十种不同频率的光子C辐射出波长最长的光子是从n =4跃迁到n =1能级时放出的D辐射出波长最长的光子是从n =5跃迁到n =4能级时放出的参考答案：A2. （单选题）如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为900。半径为R 的扇形NBC。该柱体厚度为h，即MN=DC=AB=h。一束刚好覆盖ABNM面的单色光，以与该面成450角的方向照射到ABNM面上。若只考虑首次入射到ABCD面上的光，则ABCD面上有光透出部分的面积为（ ） A B. C. D. 参考答案：B根据折射定律有：，得，折射角r=30，即光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30； 过N的光线垂直入射到BC界面上点D射出，D到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到NB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大根据临界角公式：，可得临界角C=45设BC界面上的临界点为E，此光线在NB界面上点F入射，在三角形NEB中可求得NE与水平方向的夹角为：所以E到B之间没有光线射出，由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为所以有光透出的部分的弧长为，则ABCD面上有光透出部分的面积为S=14Rh，故ACD错误B正确。故选B。3. （单选）某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为P和Q，则AEPQBEPEQ，PEQ，PQDEPEQ，PQ参考答案：C4. 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输乃至家庭生活等多种领域。下图所示为三种电容式传感器。在以下的说法中，正确的有A图甲是测定液面高度h的传感器，液面高度h发生变化时，通过改变两极板之间的的距离d而引起了电容C的变化B图乙是测定压力F的传感器，压力F发生变化时，通过改变两极板之间的的距离d而引起了电容C的变化C图丙是测定角度的传感器，角度发生变化时，通过改变两极板之间的距离d而引起了电容C的变化D三个图都是通过改变两极板之间的正对面积S而引起电容C的变化 参考答案：B5. 下列关于电磁波的说法正确的是A均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B电磁波能够发生干涉、衍射和偏振现象C只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D不同频率的电磁波在真空中的传播速度大小不同参考答案：AB二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如图所示，D为一电动机，电动机内部导线的电阻r0.4，电源电动势E40V，电源内电阻r1，当开关S闭合时，电流表的示数为I4.0A，则电动机的发热功率为_ W，转化为的机械功率是_W参考答案：6.4 137.67. （4分）绝缘细杆竖直放置，细杆的最下端固定一个带有正电的小球A（可看成点电荷），另一带孔的带电小球B（可看成点电荷）穿在细杆上，不计任何摩擦阻力。将小球B从M点无初速释放，小球在最高点M与最低点N之间来回运动，O点是M、N两点连线的中点。可以判定：小球B带_（选填：“正”或“负”）电，小球B的最大速度出现在_（选填：“M点”、“O点”、“N点”、“M点与O点中间的某一位置”或“O点与N点中间的某一位置”）。 参考答案：正；O点与N点中间的某一位置8. 下图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材及示意图。(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。(2)由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转_(3)假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则保持开关闭合，当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向_偏转（“左”、“右” ）。参考答案：9. 如图所示，平行金属导轨间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直轨道所在平面，一根长直金属棒与轨道成60角放置，不计轨道与棒的电阻，当金属棒以垂直棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，电阻R两端的电压大小为_，金属棒受到的安培力大小为 。参考答案：10. 左手定则：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内，让_穿入手心，并使四指指向_的方向，则拇指所指的方向就是运动电荷所受洛仑兹力的方向.参考答案：11. 某同学在探究玻璃折射率的过程中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示.当光线由空气射入玻璃砖时，则1和2中为入射角的是_；当光线由玻璃砖射入空气时，临界角的正弦值是_；从图线可知玻璃砖的折射率是_.参考答案：1 2/3 3/2（或1.5）12. 按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量 （选填“越大”或“越小”）已知氢原子的基态能量为 E1（E10），电子质量为 m，基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为（普朗克常量为 h）参考答案：越大；【考点】玻尔模型和氢原子的能级结构【分析】轨道半径越大，能级越高，能量越大当吸收的能量等于氢原子基态能量时，电子发生电离，根据能量守恒求出电子电离后的速度【解答】解：（1）氢原子中的电子离原子核越远，则能级越高，氢原子能量越大根据能量守恒得， mv2=h+E1，则=故答案为：越大；13. 如果取分子间距离r=r0(r0=10-10m)时为分子势能的零势能点，则rr0时，分子势能为 值。如果取r远时为分子势能的零势能点，则rr0时，分子势能为 值；rr0时，分子势能可以为 值。（填“正”、“负”或“零”） 参考答案：三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 如图所示，水平放置的两平行金属板间距为 d ，电压大小为U，上板中央有孔，在孔正下方的下板表面上有一个质量为 m、电量为q的小颗粒，将小颗粒由静止释放，它将从静止被加速，然后冲出小孔，则它能上升的最大高度 h = _， 参考答案： ;试题分析:小颗粒由静止释放，电场力对它做正功，重力做负功，从小颗粒由静止释放到最高点过程，根据动能定理得qU-mg（d+h）=0，解得，h=考点：带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理的应用；机械能守恒定律15. 用游标为10分度的卡尺测量的某物体的直径，示数如图所示，读数为 参考答案：1.47四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 一定质量的某种气体(分子间的相互作用力不能忽略)，从外界吸收了3.8105J的热量，同时气体对外做了5105J的功，问：（1）物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？（2）气体分子势能是增加还是减少？为什么？（3）气体分子的平均动能是增加还是减少？为什么？参考答案：（1）气体从外界吸热为：Q=3.8105J气体对外做功：W=5105J由热力学第一定律：U=W+Q=（5105）+（3.8105J）=1.2105JU为负，说明气体的内能减少了。所以，气体内能减少了1.2105J。 (4分)（2）气体分子势能增加了 (1分)。因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，所以气体分子势能增加了。 (2分)（3）气体分子的平均动能减少了 (1分)因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了17. （18分）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=66cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为Po=76cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。参考答案：解：设玻璃管开口向上时，空气柱的压强为 式中，和g分别表示水银的密度和重力加速度。玻璃管开口向下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。设此时开口端剩下的水银柱长度为x则 式中，为管内空气柱的压强，由玻意耳定律得 式中，h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积，由式和题给条件得 从开始转动一周后，设空气柱的压强为，则 （ 由玻意耳定律得 （2分）式中，是此时空气柱的长度。由式得 （1分）略18. 一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，如图-9是A处质点的振动图像。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，求：（1）这列波的周期，（2）这列波的波长，（3）当波速大于等于0.5m/s时，这列波的波速。参考答案：（1）由振动图象可得T=0.4(s)（2分）（2）解：波是由A向B传播的，而且在A到达波峰的时刻，处于B平衡位置向上运动，则最少波形关系如图答-15，所以有（1分） （2分,没有写n的取值范围得1分）（若第2问没有考虑周期性，只求解得1.8(m) 得2分）（3） （1分）若v0.5(m/s)，则有v1=4.5m/s, v2=0.9m/s, v3=0.5m/s。（2分）