山东省日照市2021-2022学年高二物理下学期期末考试试题（Word版附解析）

2020级高二下学期期末校际联合考试物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名，考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4．本试卷共7页，满分100分，考试时间90分钟。一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.如图所示为交通管理部门在某小区内设置的标志。当驾驶员驾驶车辆行驶到该小区内时（）A.不得鸣笛，必须以的速度匀速行驶B.不得鸣笛，瞬时速度大小不得超过C.不得鸣笛，平均加速度大小不得超过D.不得鸣笛，汽车上的速度计指示值有时可以超过【答案】B【解析】【详解】喇叭的标志是禁止鸣笛，5是限速5km/h，既瞬时速度大小不超过5km/h，故ACD错误，B正确。故选B。2.如图所示为一理想电路，已充电平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时，极板间有一带电灰尘（图中未画出）恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，重力加速度为g。当电路中的开关闭合以后（　　）-24- A.灰尘运动过程中加速度方向可能会向上B.灰尘的加速度方向始终向下C.电场能最大时，灰尘的加速度一定为零D.灰尘将在两极板间做往复运动【答案】B【解析】【详解】当开关断开时，灰尘静止，则有此时电场能最大，极板间电场强度最大，若开关闭合，电场能减小，极板间电场强度减小，则灰尘会向下极板运动，振荡回路磁场和电场周期性改变，根据对称性可知当电场方向和初始状态相反电场能最大时，电场力向下，和重力方向相同，所以电场能最大时，灰尘的加速度不一定为零；灰尘的加速度不可能向上，灰尘的加速度大于等于0，且一直向下，所以灰尘不会在两极板间做往复运动，故选B。3.图甲为一交流发电机的示意图，匀强磁场的磁感应强度为B，匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈绕轴做角速度为的匀速转动，矩形线圈在转动中始终保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表。图乙是线圈转动过程中产生的感应电流i随时间t变化的图像，下列说法中正确的是（  ）A.时刻穿过线圈的磁通量为B.从到这段时间通过电阻R的电荷量为C.从到这段时间穿过线圈磁通量的变化量为-24- D.图乙中的零时刻线圈所处位置可能对应图甲中所示的位置【答案】D【解析】【详解】A．由图乙可知时刻感应电流最大，感应电动势最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，线圈垂直于中性面，穿过线圈的磁通量为零，故A错误；B．从到这段时间的平均感应电流为则通过电阻R的电荷量故B错误；C．时刻和时刻感应电流最大，磁通量均为零，从到这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零，故C错误；D．图乙中的零时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线圈处于中性面，故可能对应甲图中所示位置，故D正确。故选D。4.高楼坠物危害极大，常有媒体报道高空坠物伤人的事件。某探究小组的同学利用课外时间做了一次探究活动，将一个小石子从某层楼上由静止自由释放，利用相机恰好抓拍到了小石子下落过程中的模糊痕迹，长度为标准砖厚度的一半（已知该砖的厚度约为），如图所示。已知相机的本次曝光时间为。则小石子下落点距离该块砖的高度约为（）（取，空气阻力忽略不计）A.B.C.D.【答案】C-24- 【解析】【详解】小石块做自由落体运动，由于相机曝光时间极短，则小石块下落至该块砖处的速度大小可以近似等于则小石子下落点距离该块砖的高度约为比较接近30m，故选C。5.如图所示，在水平板的左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧，紧贴弹簧放一质量m的滑块，此时弹簧处于自然长度。已知滑块与板的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将板的右端缓慢抬起（板与水平面的夹角为），直到板竖直。此过程中（）A.当时，弹簧的弹力B.当时，摩擦力C.当时，摩擦力达到最大D.当时，弹簧的弹力【答案】D【解析】【详解】由题意可知即-24- 当时，滑块处于即将滑动状态。A．当时，滑块处于静止状态，弹簧的弹力为0，故A错误；B．当时，滑块开始缓慢滑动，则滑动摩擦力为故B错误；C．当时，摩擦力达到最大，随夹角的增大，滑动摩擦力减小，故C错误；D．当时，由平衡可知即故D正确。故选D。6.A、B两种光子的能量之比为4∶3，他们都能使某种金属发生光电效应，且产生的光电子最大初动能分别为，关于A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功，下列关系式成立的是（  ）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】AB．由光子能量公式动量公式波长与频率关系-24- 可知则动量之比等于能量之比故AB错误；CD．由光电方程可得由题意可知得故C错误，D正确。故选D。7.如题图所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为，交流电源电压有效值为U，定值电阻（阻值未知）两端电压分别为，理想交流电压表V的示数为，消耗的功率分别为。关于电路中电压及电功率的关系，下列说法正确的是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】AC．在原线圈所在的回路中电压关系为-24- 原线圈的电压根据原副线圈电压与匝数比的关系有则A错误，C正确；B．设流过原线圈的电流为Ia，流过副线圈的电流为Ib，则有则P1=U1Ia，P2=U2Ib整理有B错误；D．根据理想变压器原副线圈功率关系有UIa-U1Ia=U2Ib+PL即P-P1=P2+PLD错误。故选C。8.如图所示，长度相同的光滑圆柱体A、B质量分别为、，半径分别为、。A放在物块P与竖直墙壁之间，B放在A与墙壁之间，A、B处于平衡状态。现将物块P水平向左移动少许，松手后系统仍平衡。则（）-24- A.物块P受到地面的静摩擦力增大B.物块P对地面的压力增大C.物块B对墙的压力减小D.物块A对墙的压力减小【答案】D【解析】【详解】AB．对A、B整体受力分析，如图所示根据平衡条件有，将物块P水平向左移动少许，则角增大，故增大，所以减小；增大，所以减小；再对P受力如图所示且，根据平衡条件有-24- 将物块P水平向左移动少许，则角增大，故增大，所以摩擦力减小；支持力不变，故P对地面的压力不变，故AB错误；C．对B受力分析，如图所示根据平衡条件有，其中将物块P水平向左移动少许，则角不变，故不变，所以不变，即墙对B的支持力不变，故物块B对墙的压力不变，故C错误；D．由A项分析知，AB整体受到墙的支持力为减小，而墙对B的支持力不变，根据可知墙对A的支持力减小，故物块A对墙的压力减小，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.潜水员在执行某次实验任务时，外部携带一装有一定质量理想气体的封闭容器，容器体积不变，-24- 导热性能良好，并与海水直接接触。已知海水温度随深度增加而降低，则潜水员下潜过程中，容器内气体（）A.内能减少，所有气体分子的速率均减小B.气体分子单位时间撞击容器壁单位面积的次数减少C.速率大的分子数占总分子数的比例减少D.速率大的分子数占总分子数的比例增加【答案】BC【解析】【详解】A．海水温度随深度增加而降低，汽缸导热良好，则深潜器下滑过程中，汽缸装有的气体温度降低，内能减少，气体分子的平均速率减小，但不是每个气体分子的速率均减小，故A错误；B．气体体积不变，气体温度降低，气体分子运动的平均速率减小，根据气体压强微观意义可知，单位时撞击容器壁单位面积的次数减小，故B正确；CD．因温度降低，故速率大分子数占总分子数的比例减少，故C正确，D错误。故选BC。10.子与氢原子核（质子）构成的原子称为氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。氢原子的能级示意图如图所示，现有大量氢原子处于的能级上，下列说法正确的是（  ）A.这些氢原子跃迁过程中最多可以辐射6种频率的光子B.从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率高C.从能级跃迁到能级上，需要释放的能量D.能级氢原子电离至少需要吸收的能量【答案】AB【解析】-24- 【详解】A．这些氢原子跃迁过程中最多可以辐射光子的种数为故A正确；B．由图可知，从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子能量大，根据则从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率高，故B正确；C．从能级跃迁到能级上，需要吸收能量，故C错误；D．能级氢原子电离至少需要吸收的能量，故D错误。故选AB。11.一定质量的理想气体从状态A开始，经三个过程后回到初始状态A，其图像如图所示，下列说法正确的是（  ）A.过程中，气体温度先降低后升高B.过程中，气体内能先增大后减小C.过程中，外界对气体做功D.一个循环过程中，气体放出热量【答案】BC【解析】【详解】A．根据理想气体状态方程过程中，压强与体积的乘积先增大后减小，则温度先升高后降低，故A错误；B．一定量的理想气体的内能只与温度有关，过程中，温度先升高后降低，则内能先增大后减小，故B正确；C．过程中，外界对气体做功故C正确；-24- D．过程，气体体积不变，外界对气体不做功。过程中，气体体积增大，外界对气体做负功则一个循环过程中，外界对气体做功而内能不变，则由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故D错误。故选BC。12.如图所示，光滑绝缘水平桌面上有一“日”字形矩形金属框，金属框由长度，质量为粗细可忽略的金属棒拼接而成，其中、、电阻均为，其他金属棒电阻忽略不计，忽略拼接处对金属框电阻的影响。宽度为的匀强磁场，磁感应强度为，方向与线框平面垂直向下。金属框在拉力作用下以速度匀速向右穿过磁场，金属棒始终与磁场的方向垂直。下列说法正确的是（）A.金属框穿过磁场时，金属棒中的电流方向先由向，再由向B.金属棒恰好进入磁场前后，金属棒中的电流大小减半C.金属棒恰好离开磁场前后，金属棒中的电流大小加倍D.金属框穿过磁场的过程中，拉力做的功为【答案】BD【解析】【详解】A．金属框穿过磁场时，当只有在磁场中时，根据右手定则可知金属棒中的电流由向；当和同时在磁场中时，金属棒中的电流由向；当和同时在磁场中时，金属棒中的电流由向；当只有在磁场中时，金属棒中的电流由向；故金属框穿过磁场时，金属棒中的电流方向先由向，再由向，最后由向，A错误；B．金属棒恰好进入磁场前，只有产生电动势，电路电动势为电路总电流为-24- 金属棒中的电流为金属棒恰好进入磁场后，和同时在磁场中切割磁感线，产生的电动势都为和两金属棒可看成一等效电源，等效电动势和等效内阻分别为，通过等效电源的总电流为金属棒中的电流为可知金属棒恰好进入磁场前后，金属棒中的电流大小减半，B正确；C．金属棒恰好离开磁场前，和同时在磁场中切割磁感线，产生的电动势都为和两金属棒可看成一等效电源，等效电动势和等效内阻分别为，通过等效电源的总电流为金属棒中的电流为金属棒恰好离开磁场后，只有产生电动势，电路电动势为-24- 电路总电流为金属棒中的电流为可知金属棒恰好离开磁场前后，金属棒中的电流大小减半，C错误；D．只有在磁场中的过程，金属框受到的安培力为克服安培力做功为和同时在磁场中的过程，金属框受到的安培力为克服安培力做功为和同时在磁场中的过程，金属框受到的安培力为克服安培力做功为只有在磁场中的过程，金属框受到的安培力为-24- 克服安培力做功为因为金属框做匀速运动，故金属框穿过磁场的过程中，拉力做的功等于克服安培力做的总功，则有D正确。故选BD。三、非选择题：本题包括6小题，共60分。13.请完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的相关内容。（1）如图（甲）所示，在铺有白纸的水平木板上，橡皮条一端固定在A点，另一端拴两个细绳套。（2）如图（乙）所示，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条结点伸长到某位置并记为O点，记下此时弹簧测力计的示数和及__________。该过程中的下列实验要求必要的是__________。A．弹簧测力计需要实验前进行校零B．两个弹簧测力计必须完全相同C．拉线方向应与木板平面平行（3）如图（丙）所示，用一个弹簧测力计拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点拉到O点，记下此时弹簧测力计的示数__________N和细绳的方向。本实验采用的科学方法是__________。A．理想实验法B．控制变量法C．等效替代法D．建立物理模型法（4）如图（丁）所示，已按一定比例作出了和F的图示，请用作图法作出和的合力_____。-24- 【答案】①.方向②.ACCA③.3.00④.C⑤.【解析】【详解】（2）[1]根据实验要求，需要记录弹簧测力计的示数和及方向。[2]A．为使结果准确，弹簧测力计需要在实验前进行校零，故A正确；B．两个弹簧测力计示数准确、合适即可，量程合适即可，不需要完全相同，故B错误；C．为使力作用在同一平面，减小误差，拉线方向应与木板平面平行，故C正确。故选AC。（3）[3]由图知，示数为3.00N。[4]本实验用一个测力计的拉力效果代替两个测力计的拉力效果，使用的等效替代法。故选C。（4）[5]根据平行四边形定则，作出合力，如图14.某同学设计了如图甲所示的装置来探究“气体温度不变时压强随体积变化规律”的实验，注射器导热性能良好，用橡皮帽和活塞在注射器内封闭一定质量的理想气体。质量不计的细绳跨过滑轮，一端系到活塞上，调节滑轮的高度，使左侧细绳拉直时能保持水平，另一端可以挂钩码。实验时，在细绳的下端依次挂上质量相同的钩码1，2，3，……，稳定后通过注射器的标度读出对应空气柱的体积V，并能求出对应气体的压强p。已知注射器的最大体积为，刻度全长为L，大气压为，每个钩码的质量为m，重力加速度为g。-24- （1）关于本实验的操作，下列说法正确的是（）A．为减小误差，每挂上一个钩码后，应平衡后再读出体积。B．挂钩码时，为了防止注射器脱落，应用手紧紧握住注射器。C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次。D．实验时必须测出封闭气体的温度。（2）若在某次实验中细绳上所挂钩码个数为n，则平衡后对应气体压强为__________（用题目中已知量表示）（3）该同学根据测得气体的体积和对应的压强，做出了图像，如图乙所示，图线不过原点，则纵坐标b代表__________；体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，可能是由于气体温度__________（填“升高”或“降低”）；也可能是由于装置气密性导致气体质量__________（填“增大”或“减小”）。【答案】①.ACCA②.③.橡皮帽内气体体积④.升高⑤.增大-24- 【解析】【详解】（1）[1]A．每挂上一个钩码后，平衡后，待封闭气体的体积不再发生变化，再读出体积，可以减小误差，故A正确；B．挂钩码时，不能用手紧紧握住注射器，因为手的温度会改变封闭气体的温度，使测量结果不准确，故B错误；C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次，可以增加密封性，也可以减小摩擦带来的误差，故C正确；D．注射器不隔热，所以实验时封闭气体的温度与外界温度相同，气体做等温变化，不需要测量温度，故D错误。故选AC。（2）[2]由平衡关系可得可得（3）[3]实验操作规范，图线不过原点，则b代表注射器橡皮帽内气体的体积；[4][5]由可知体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，向上偏离，斜率变大，说明可能是温度升高；公式中的C与气体质量有关，斜率变大，也可能是由于装置气密性导致气体质量增大。15.2021年12月30日，我国科学家利用东方超环实现了7000万摄氏度下长脉冲高参数等离子体持续运行1056秒，这是人类首次实现人造太阳持续脉冲过千秒，对世界的可控核聚变发展来说都具有里程碑的意义。已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子，氘核质量为，中子质量为，核的质量为（质量亏损为时，释放的能量为）。除了计算质量亏损外，的质量可以认为是中子的3倍。（计算结果单位为，保留两位有效-24- 数字）（1）写出该反应的核反应方程。（2）若两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成并放出一个中子，释放的核能也全部转化为核与中子的动能。反应前每个氘核的动能为，求反应后氦3和中子的动能分别为多少。【答案】（1）；（2）1.0MeV；3.0MeV【解析】【详解】（1）两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子，则该反应的核反应方程（2）碰撞和反应过程动量守恒，则碰后氦3和中子总动量为零，即核反应释放的的能量根据能量守恒解得氦3动能中子的动能16.如图所示，一气缸倒置悬挂，气缸的横截面积，高度为，气缸壁的厚度忽略不计，活塞质量为，厚度忽略不计，其中密封一定质量的理想气体，气缸与活塞之间用一轻弹簧连接，弹簧的劲度系数。已知气缸和活塞由绝热材料制成，密封性良好，气缸内壁光滑，弹簧始终处于弹性限度内。外界大气压强，重力加速度g取。开始时气体的温度为，弹簧处于原长，活塞处于气缸的中间位置。求（1）开始时气缸内密封气体的压强；（2）对气缸内气体缓慢加热，使活塞与气缸口平齐，此时气缸内密封气体的温度。-24- 【答案】（1）；（2）900K【解析】【详解】（1）开始时，对活塞，根据平衡条件解得（2）活塞与气缸口平齐时，根据平衡条件解得根据理想气体状态方程根据题意解得17.如图为车辆行驶过程中在平直道路上变道超车的情景。B为长的大货车，正以的速度匀速向右行驶，A是在B后方同向行驶的小汽车，长度，A车以-24- 的速度行驶，当两车相距时，A车司机准备借对向车道超越B车，但A车司机发现对向车道与A车相距处有另一小汽车C正迎面驶来，。已知A车加速时加速度，A车刹车的加速度大小。（1）若A车司机想安全超越B车，则至少需要多长时间；（2）若A车司机选择超越B车，为避免与C车相碰，C车司机至少以多大加速度刹车才能让A车司机超车成功；（3）若A车司机放弃超车，为避免与B车相撞，立即刹车，同时鸣笛发出信号提示，B车司机加速，B车司机反应时间，并立即以的加速度加速，判定两车能否相碰，若不能求两车最近距离。（结果保留两位小数）【答案】（1）2s；（2）2m/s2；（3）两车不相碰，0.28m【解析】【详解】（1）设经过时间t1超车成功，则解得（2）A车超车成功，设此过程C车前进的距离为xC，则有解得-24- （3）经t2时间A、B速度相等，则解得因为所以两车不相碰，且最近距离为18.如图所示，足够长的金属杆和电阻均为R，金属杆的质量M（已知）大于金属杆的质量m（未知），两根质量和电阻均忽略不计的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平光滑不导电圆棒两侧，两金属杆均水平放置。宽度为l、磁感应强度为B的匀强磁场与整套装置垂直且居中向里。恰好以速度匀速下滑，将瞬间停下后，经时间t恰好达到最高点，此时未达到圆棒处，忽略导线电流及自身质量对金属棒运动的影响。（1）两金属棒一起匀速运动时，电路中电流的大小；（2）金属棒的质量m；（3）金属棒瞬间停下后，金属棒上升的高度；（4）金属棒瞬间停下后，金属棒上升过程中金属棒中产生的焦耳热。-24- 【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】【详解】（1）两金属棒一起匀速运动时，根据法拉第电磁感应定律电流（2）匀速下滑时，对ab，根据平衡条件对cd，根据平衡条件解得（3）金属棒瞬间停下后，金属棒上升过程，根据动量定理根据-24- 联立可解得（4）根据能量守恒，金属棒上升过程中金属棒中产生的焦耳热解得-24-