山东省聊城市2021-2022学年高二（下）期末教学质量抽测物理试题（解析版）.docx

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2021一2022学年度第高二二学期期末教学质量抽测物理试题本试卷共6页，满分100分，考试时间90分钟。所有试题的答案均在答题卡的指定位置作答，在试卷上作答不得分。一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.已知广播电台的短波频率为f1，人体透视用的X射线频率为f2，DVD机的激光（可见光）频率为f3，家用微波炉的微波频率为f4，频率大小的排列顺序正确的是（　　）A.f2>f3>f4>f1B.f2>f3>f1>f4C.f2>f1>f3>f4D.f2>f4>f1>f3【答案】A【解析】【详解】电磁波的频率从小到大的顺序为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，射线，所以f2>f3>f4>f1故A正确。故选A。2.下列说法正确的是（）A.布朗运动就是分子的无规则运动B.所有晶体的导热性能一定是各向异性C.给篮球打气越来越吃力，说明气体分子间存在斥力D.一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，其内能一定增加【答案】D【解析】【详解】A．布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，间接反映了液体或气体分子的无规则运动，故A错误；B．晶体有单晶体和多晶体，多晶体各向同性，单晶体才各向异性，故B错误；C．给篮球打气越压越吃力，是由于打气过程中气体压强增大的结果，并不是气体分子间存在斥力，故C错误；D．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，虽然温度没有升高，但此过程必须吸热，而吸收的热量使分子之间的距离增大，分子势能增加，其内能增加，故D正确。故选D。 3.关于传感器的应用，下列说法中正确的是（　　）A.电熨斗是通过感温铁氧体的作用控制电路的通断的B.电子秤能通过应变片把力这个力学量转换为电学量进行测量C.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号D.热敏电阻是把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量的【答案】B【解析】【详解】A．电熨斗是通过温度传感器来实现温度的自主控制，故A错误；B．电子秤是通过应变片这个压力传感器把力学量转换为电学量进行测量的，故B正确；C．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故C错误；D．热敏电阻是把光温度这个热学量转换为电阻这个电学量的，故D错误。故选B。4.如图所示，灯泡、的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（　　）A.当闭合开关S时，立即亮，逐渐变亮，最后两灯一样亮B.当闭合开关S时，和始终一样亮C.当断开开关S时，两灯都立即熄灭D.当断开开关S时，立即熄灭、过一会儿才熄灭【答案】A【解析】【详解】AB．由于线圈的自感现象，总是阻碍电路的变化。当闭合开关S时，因为线圈与A1串联，A1逐渐变亮，而A2不受线圈影响，立即变亮。两个灯泡规格相同，并联，所以最终两灯一样亮，A正确，B错误；CD．当断开开关S后，A1，A2和线圈L组成了一个闭合的回路，线圈此时具有维持自身电流的作用，整个回路中短时间内存有电流，然后慢慢变为零，所以A1、A2过一会才熄灭，C、D错误； 故选A。5.下列说法正确的是（　　）A.图甲中，光电效应反映了光具有粒子性B.图乙中，汤姆孙通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型C.图丙中，某金属发生光电效应时产生的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.图丁中，一个处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出6种不同频率的光子【答案】A【解析】详解】A．光电效应证明了光具有粒子性，故A正确；B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故B错误；C．根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，不是成正比，故C错误；D．一个处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出3种不同频率的光子，故D错误。故选A。6.图甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈的内电阻不计，外接灯泡的电阻为12Ω。下列说法正确的是（　　） A.在t=0.01s时刻，穿过线圈的磁通量为零B.电压表的示数为VC.灯泡消耗的电功率为3WD.若其它条件不变，仅将线圈的转速提高一倍，则线圈电动势的表达式e=12sin100t（V）【答案】C【解析】【详解】A．在t=0.01s的时刻，电动势为0，则为中性面，穿过线圈磁通量最大，故A错误；B．电动势的最大值为电压表测量的为有效值，又发电机线圈的内电阻不计，故示数为故B错误；C．灯泡消耗的功率故C正确；D．周期为0.02s，则瞬时电动势的表达式为由公式可知，转速提高一倍后，角速度变为原来2倍，最大值也增大一倍，则 故D错误。故选C。7.在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500，横截面积S＝20cm2，螺线管导线电阻r＝1.0Ω，R1＝4.0Ω，R2＝5.0Ω，电容器电容C＝30μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图乙所示的规律变化。则下列说法中正确的是（　　）A.螺线管中产生的感应电动势为1.5VB.闭合电键，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电C.电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5×10－2WD.电键断开，流经电阻R2的电荷量为1.8×10－5C【答案】D【解析】【详解】A．根据法拉第电磁感应定律代入数据可求出E=1.2V故A错误；B．根据楞次定律可知，螺线管下极带正电，则电流稳定后电容器下极板带正电，故B错误；C．根据全电路欧姆定律，有根据P=I2R1求出P=5.76×10-2W故C错误； D．S断开后，流经R2的电量即为S闭合时C板上所带的电量Q；电容器两端的电压U=IR2=0.6V流经R2的电量Q=CU=1.8×10-5C故D正确；故选D。8.如图所示，一试管开口朝下插入盛水的广口瓶中，在某一深度静止时，管内有一定的空气。若向广口瓶中缓慢倒入一些水，则试管将（　　）A.加速上浮B.加速下沉C.保持静止D.以原静止位置为平衡位置上下振动【答案】B【解析】【分析】【详解】向广口瓶中缓慢倒入一些水，水的深度增加，对试管内空气柱的压强增大，使空气的体积被压缩，则它排开的水的体积减小，浮力减小，重力大于水的浮力，故物体会加速下沉，ACD错误，B正确。故选B。二、多项选择题：本题共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.人类不但掌握了精准测温控温的方法，还可以人工产生高热和深冷，在高热和深冷的“世界”里不断发现新的科学奇迹。下列关于热力学定律的说法正确的是（　　）A.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的B可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不引起其他影响C.第二类永动机没有违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律D.相互接触的两个物体发生热传递，达到热平衡时物体的温度一定相同【答案】AD 【解析】【详解】A．根据热力学第二定律，一切与热现象有关的自然过程都是不可逆的，故A正确；B．根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他影响，故B错误；C．第二类永动机没有违反能量守恒定律，即没有违反热力学第一定律，但违反了热力学第二定律，故C错误；D．物质的内能与物质的量、温度、体积、物态等有关，所以相互接触的两个物体发生热传递，达到热平衡时温度一定相同，而内能可能不同，故D正确。故选AD。10.中国物理学家钱三强与何泽慧等合作，在利用中子打击铀的实验中，观察到三分裂变和四分裂变现象，其中一种裂变反应式是。用mU、mBa、mKr，分别表示、、核的质量，mn表示n粒子的质量，c为真空中的光速，下列说法正确的是（　　）A.该核反应过程中质量有所增加B.链式反应能否发生跟铀原料的体积有关C.裂变产物的比结合能大于的比结合能D.该核反应中放出的核能为（mU-mBa-mKr-3mn）c2【答案】BC【解析】【详解】A．核裂变的过程中释放核能，根据爱因斯坦质能方程可知，该核反应过程中质量有所减少，故A错误；B．根据链式反应的条件可知，铀块体积必须达到临界体积，有中子通过时，才能发生链式反应，故B正确；C．核裂变产物属于中等质量的原子核，根据原子核的比结合能与质量数的关系可知，裂变产物的比结合能大于重核的比结合能，故C正确；D．反应后生成的中子是3个，根据质能方程故D错误。故选BC。11.一定质量的理想气体从状态A开始，经状态B、C、D又回到状态A，变化过程的p一V 图像如图所示，图中AB的延长线过坐标原点O，BC平行于横轴，CD平行于纵轴，DA为双曲线的一部分。下列说法正确的是（）A.A到B的过程是等温变化B.C到D的过程，气体分子平均动能增大C.D到A的过程，气体放出的热量等于外界对气体做的功D.整个循环过程，气体吸收的热量小于放出的热量【答案】BCD【解析】【详解】A．.AB直线延长线过坐标原点，由理想气体状态方程pV的乘积减小，知此过程温度降低，故A错误；B．C到D的过程，体积不变、压强增大，由，可知温度升高，气体分子平均动能增大，故B正确；C．D到A的过程，为双曲线，说明此过程是等温变化，气体内能不变，体积减小，说明外界对气体做功，由热力学第一定律可知，D到A的过程放出的热量等于外界对气体做的功，故C正确；D．p-V图像中图线与坐标轴所围的面积表示外界对气体做的功，气体经全过程，内能不变，但由于全过程中气体体积增大过程对外界做功(图线与坐标轴围的面积)小于体积减小过程外界对气体做的功，由热力学第一定律可知，全过程放热，所以气体吸收的热量小于放出的热量，故D正确。故选BCD。12.“日”字型硬质导线框如图所示，线框的ac，bd边长为2L（电阻不计），三条短边ab、ef、cd长均为L、电阻均为R，ef位于线框正中间。线框下方有一宽度为L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场的上、下边界水平，且cd边与磁场边界平行。当cd距磁场上边界一定高度时无初速释放线框，线框 cd边进入磁场时线框恰好匀速运动，下落过程中线框始终在竖直面内。已知线框质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列判断正确的是（　　）A.释放时cd边到磁场上边界高度为B.线框通过磁场过程中，e、f两点间电势差始终为C.线框通过磁场过程中流过ab边的电流大小不变D.cd边通过磁场过程中，ab边产生的焦耳热为【答案】AB【解析】【详解】A．设释放时cd边到磁场上边界高度为h，cd边进入磁场时的速度大小为cd边产生的感应电动势大小为回路中总电阻为通过cd的电流为cd所受的安培力大小为由题意，根据平衡条件有联立解得 故A正确；B．根据线框构成等效电路的特点可知线框在通过磁场的过程中将始终做匀速运动，e、f两点间电势差始终等于对应等效电路的路端电压的相反数，即联立解得故B正确；C．当cd和ef通过磁场的过程中，流过ab的电流大小均为方向均为b→a，当ab通过磁场的过程中，流过ab的电流大小为I，方向为a→b，故C错误；D．根据焦耳定律可得cd边通过磁场过程中ab边产生的焦耳热为联立解得故D错误。故选AB。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.4mL，用量筒和注射器测得1mL上述溶液有100滴。在浅盘里盛上水，将痱子粉均匀的撒在水面上，用注射器把1滴该溶液滴在浅盘的水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下油膜的形状。将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，数出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。（1）油酸薄膜的面积是____________m2。（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是____________m3。（3）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是____________m。（结果保留两位有效数字） （4）某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于____________。A.油酸未完全散开B.油酸酒精溶液中含有大量酒精C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D.在测定1mL油酸酒精溶液有多少滴时，滴数多数了l0滴【答案】①.②.③.④.D【解析】【详解】（1）[1]将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，数出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个,油酸薄膜的面积为（2）[2]每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为（3）[3]可认为油膜为但分子油膜，油膜的厚度等于油酸分子的直径，则有（4）某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，根据A．油酸未完全散开，使得油膜面积测量值偏小，油酸分子直径计算结果偏大，A错误；B．油酸酒精溶液中含有大量酒精，溶液滴在水面后，酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或挥发掉，使测量结果更精确，B错误；C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，使得油膜面积测量值偏小，油酸分子直径计算结果偏大，C错误；D．在测定1mL油酸酒精溶液有多少滴时，滴数多数了l0滴，使得计算每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积偏小，油酸分子直径计算结果偏小，D正确。故选D。14.为了探究变压器原、副线圈电压与匝数关系，某同学自制了A、B和C三个同种类型的线圈。由于前期准备不足，该同学在将A、B线圈绕制完成后，发现剩下的线材刚好足够C线圈绕制20匝。在三个线圈绕制完毕后，该同学又发现在绕制A、B 线圈时忘记了标记两个线圈的匝数，只记得两个线圈的匝数分别大致有几百匝，且有仅交流档可用的多用电表一个，开关一个，导线若干。（1）变压器的铁芯，它的结构和材料是______；（填字母）A.整块硅钢铁芯B.整块不锈钢铁芯C.绝缘的铜片叠成D.绝缘的硅钢片叠成（2）为了测定A、B两线圈的匝数，该同学设计了如下三种实验方案，请基于该同学现有的实验器材、实验测定准确性和安全性的考量，你认为最可行的方案为____________（填选项前的字母标号）。A．把线圈C作为原线圈，将电源与线圈C串联，用多用电表测量当A和B分别作为副线圈时线圈的输出电压U1和U2，算出A、B两线圈的匝数nA和nB；B.把线圈C作为副线圈，将电源分别与线圈A、B串联，用多用电表测量线圈C的输出电压U1和U2算出A、B两线圈的匝数nA和nB；C.把线圈A作为原线圈，B作为副线圈，先将电源与线圈A串联，用多用电表测量线圈B输出电压U1；然后把线圈A和线圈C串联共同作为原线圈，B作为副线圈，用多用电表测量线圈B的输出电压U2，算出A、B两线圈的匝数nA和nB。（3）根据选择的实验方案，可算出A线圈的匝数nA=___（用U1、U2表示）。【答案】①.D②.C③.【解析】【详解】（1）[1]观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成；（2）[2]A．将线圈C作为原线圈，A和B作为副线圈时，由于A和B匝数远大于C的匝数，因此A和B的输出电压会很大，会大于交流10V挡的量程，故A错误；B．由于A和B匝数远大于C的匝数，将线圈C作为副线圈，将电源分别与线圈A、B串联，导致线圈C的输出电压很小，电表读数较小，误差较大，故B错误；C．将线圈A作为原线圈，B作为副线圈，电源与线圈A串联，使用多用电表测量线圈B的输出电压U1，将线圈A和线圈C串联共同作为原线圈，使用电压表测量线圈B的输出电压U2，此种情况下，输出电压即不超过量程也不会读数过小，比较合适，故C正确；（3）[3]将线圈A作为原线圈，B作为副线圈，电源与线圈A串联，使用多用电表测量线圈B的输出电压U1，利用变压器原理有将线圈A和线圈C串联共同作为原线圈，B作为副线圈，用电压表测量线圈B的输出电压U2，利用变压器原理有 解得15.如图所示，阴极材料由铝制成，已知铝的逸出功为W0，现用波长为的光照射铝的表面，使之发生光电效应。已知电子电量的大小为e，普朗克常量为h，真空中光速为c。求：（1）光电子的最大初动能；（2）为了测定截止电压，直流电源的哪端为正极；电压表示数至少为多大时电流表示数才为零。【答案】（1）；（2）电源的右端为正极，【解析】【详解】（1）由波速公式由爱因斯坦光电效应方程知最大初动能联立解得（2）电源的右端为正极，当电流表示数为零时，设反向截止电压为，由动能定理得解得16.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为20kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电。为了减少电能损失，利用理想变压器升压后，使用2kV 高压输电，最后利用理想变压器降压后，用户得到的电压和功率分别为220V和19kW。求：（1）升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2；（2）输电线总电阻R；（3）降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）升压变压器原、副线圈匝数比为解得（2）输电线损失电功率输电线上的电流所以（3）降压变压器原线圈上电压所以降压变压器原、副线圈匝数比为 解得17.如图竖直放置的装置由左右两个侧壁绝热、底部截面积均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通，容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强为p0，环境温度恒为T0=300K，两个活塞对下方气体产生的附加压强均为0.15p0，系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将装置的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.7h，氮气和氢气均可视为理想气体。求：（1）第三次达到平衡后氢气的压强；（2）第二次平衡时氮气的体积；（3）水的温度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）氢气初态为，末态为由玻意耳定律得得（2）对氮气：第二次平衡时 设体积为，第三次平衡时由玻意耳定律得解得（3）对氮气，初态为，第二次平衡时设温度为T，由盖—吕萨克定律得得18.如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行（电阻不计），间距L=1.0m，与水平面之间的夹角α=37°，MP间接有阻值R=1.6Ω的电阻。匀强磁场的磁感应强度B=2.5T，方向竖直向上。质量m=0.5kg，电阻r=0.4Ω，长为1.0m的金属杆ab垂直导轨放置。现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，运动中金属杆ab始终与导轨垂直，当金属杆沿导轨向上的位移x=3.8m时达到稳定状态，对应过程的v-t图像如图乙所示。取g=10m/s2，导轨足够长。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）恒力F的大小；（2）从金属杆ab开始运动到刚达到稳定状态的过程，金属杆上产生的焦耳热Qr；（3）0~ls内金属杆ab运动的位移x1。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由图乙可知，杆运动的最大速度对金属感受力分析，如图此时杆受力平衡又，，则得（2）拉力对杆做功，杆的动能增加、重力势能增加、金属杆和电阻上都会产生热量。 由功能关系得电阻和金属杆上产生的热量与电阻成正比，则解得（3）0~1s对杆运用动量定理得又代入数据得