江苏省盐城市2021-2022学年高二下学期期末物理试题 Word版含解析.docx

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2021/2022学年度第二学期高二年级期终考试物理试题注意事项：1.本试卷考试时间为75分钟，试卷满分100分，考试形式闭卷；2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置，否则不给分；3.答题前，务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡上。一、单项选择题：共10小题，每小题4分，共计40分。每小题只有一个选项符合题意。1.天宫课堂中，航天员王亚平先做了一个水球，然后她将女儿用纸做的小花轻轻放在水球表面，纸花迅速绽放。纸花绽放的原因是（　　）A.水球表面分子力表现为引力B.水球表面分子力表现为斥力C.纸花分子间分子力表现为引力D.纸花分子间分子力表现为斥力【答案】A【解析】【详解】AB．液体表面层由于蒸发等原因导致分子数较少，则表面层水分子间的平均距离比内部分子间的平均距离大，故水球表面上水分子间的作用力表现为引力，收缩导致纸花绽放，A正确，B错误；CD．纸花绽放与纸花分子间的作用力无关，CD错误。故选A。2.如图所示，螺线管中通入正弦交流电，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺线管中的运动情况是（　　）A.往复运动B.匀速圆周运动C.匀速直线运动D.匀变速直线运动【答案】C【解析】【详解】ABCD ．螺线管中磁场方向始终为水平方向，电子的速度方向始终与磁场方向平行，所以电子始终不受洛伦兹力，电子做匀速直线运动，故C正确，ABD错误。故选C。3.LC振荡电路中电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，则（　　）A.在时刻，电路中的电流最大B.在时刻，电路的磁场能最大C.时间内，电路的电场能不断减小D.时间内，电容器的带电量不断增大【答案】B【解析】【详解】A．在时刻，电容两端电压最大，电路中的电流为零，A错误；B．在时刻，电容两端电压为零，电路中的电流最大，磁场能最大，B正确；C．时间内，电容正在充电，两端电压增大，电场能不断增大，C错误；D．时间内，电容正在放点，电容器的带电量不断减小，D错误。故选B。4.如图所示，训练者跨步蹲，双手各自正握同一材质的两绳一端，在竖直方向上下甩动，在绳子上交替做出不同的波动，其运动状态可视为简谐运动。由于初练者双手肌肉力量不一致，左手每秒抖动4下，右手每秒抖动5下，则在左、右两绳上传播的波（　　）A.周期之比为B.速度之比为C.振幅之比为D.波长之比为【答案】D 【解析】【详解】A．左手每秒抖动4下，右手每秒抖动5下，可知左右手的频率之比为，由可知周期之比为，故A错误；B．由于两绳为同一材质，所以速度之比为，故B错误；C．由于左右手甩动的幅度未知，故无法判断振幅之比，故C错误；D．由可知故D正确。故选D。5.如图所示，在平面内有两个沿z轴方向（垂直平面）做简谐运动的点波源和，振动方程分别为、。两列波的波速均为，两列波在到线段上某点相遇时，其中振动加强的点有（　　）A.2处B.3处C.4处D.5处【答案】C【解析】【详解】由振动方程可知，两列波的振动周期为则波长为B点到两波源的距离之差为 由于两波源的相位相反，故在BC间符合振动加强的点到两波源的距离差为或，结合对称性可知，共有4处。故选C。6.μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为和的光，且频率依次增大，则E等于（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】ABCD．μ氢原子吸收光子后发出6中不同频率的光，可知处于能级的μ氢原子的吸收光子后能跃迁至的能级。从的能级跃迁至低能级时有以下几种情况：至，发出的光子能量为，频率；至，发出的光子能量为，频率为；至，发出的光子能量为，频率为；至，发出的光子能量为，频率为；至，发出的光子能量为，频率为；至，发出的光子能量为，频率为。所以E等于。故A正确，BCD错误。故选A。7.某同学疫情隔离在家，偶然发现一根不可伸长的细线垂到窗沿，他想利用单摆原理粗测细线的总长度。先将线的下端系上一个小球，当小球静止时，细线恰好与窗子上沿接触且保持竖直，球在最低点B时，球心到窗上沿的距离为。他打开窗户，让小球在垂直于墙的竖直平面内作小角度摆动，如图所示。从小球第1次通过图中的B点开始计时，到第31次通过B点共用时，根据以上数据可知细线的长度至少约为（　　） A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】设细线的长度为L，球心到窗上沿的距离为d，由题意可知，该单摆振动周期为由单摆的周期公式可得代入数据解得故细线的长度至少约为9m。故选B。8.放射性元素A、B的半衰期分别为T和2T。在时刻这两种元素的原子核总数为N，在时刻，衰变的原子核总数为，则刚开始A、B原子核数目之比为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】ABCD．假设衰变之前AB的原子核数分别为x、y，则，解得，所以 故B正确，ACD错误。故选B。9.系统误差是由于实验原理等原因而产生的误差，在“测电源电动势和内阻”实验中由于电表的内阻所产生的误差即为系统误差。关于该系统误差产生原因以及影响，以下正确的是（　　）A.电流表分压，测得的电源电动势偏大B.电流表分压，测得的电源电动势偏小C.电压表分流，测得的电源电动势偏大D.电压表分流，测得的电源电动势偏小【答案】D【解析】【详解】ABCD．由于电压表分流作用，电源电流的测量值比真实值小，当外电路短路时测量值与真实值相等，电源的图如下可知电动势的测量值小于真实值。故D正确，ABC错误。故选D。10.安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（　　）测量序号115200 2003250040A.测量地点位于南极极点附近B.测量地点位于北极极点附近C.当地的地磁场大小约为D.第3次测量时y轴正向指向东方【答案】C【解析】【详解】AB．z轴正向保持竖直向上，,测量地点位于赤道。AB错误；C．，当地的地磁场大小约为C正确；D．赤道上地磁场的方向沿水平方向从南指向北，第3次测量时y轴正向指向西方D错误。故选C。二、非选择题：共5题，共60分，其中第12~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11.小明同学做“探究变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系”实验。（1）本实验采用的科学探究方法是___________。（2）以下给出的器材中，不需要的一项器材为___________。（填选项字母） A.B.C.D.（3）实验前，小明将可拆变压器拆下，他观察到铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，组成铁芯的硅钢片相叠时应平行于平面___________。（选填“”、“”或“”）（4）某次实验中，用匝数匝和匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，通过比较，判断出原线圈的匝数为___________。（选填“”或“”）0.921.802.803804.905.881.994.006.018.029.9812.00（5）实验发现，原、副线圈上电压之比与匝数之比并不严格相等，有微小的差别，可能的原因是什么，请写出两点理由。___________【答案】①.控制变量法②.C③.④.⑤.铁芯在交变磁场的作用下发热、原线圈中电流产生的磁场能向副线圈转移过程中有损失【解析】【详解】（1）[1]本实验采用的科学探究方法是控制变量法。（2）[2]ABCD．本实验需要用到学生电源、多用电表、变压器，不需要电压表，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。（3）[3]为了减小涡流的产生，应使硅钢片的方向与磁场方向平行，所以硅钢片相叠时应平行于平面。（4）[4]由表可知 所以为副线圈电压，故原线圈匝数为。（5）[5]铁芯在交变磁场的作用下发热、原线圈中电流产生的磁场能向副线圈转移过程中有损失都会造成原、副线圈上的电压之比与匝数之比并不严格相等。12.细长薄玻璃管用长的水银柱封闭一定质量的空气。当玻璃管开口向上竖直放置时，空气柱长度为；缓慢转动玻璃管，当其到达水平位置时，空气柱长度变为。设环境温度保持不变，此过程中气体对外做功。求：（1）大气压强；（2）气体吸收热量Q。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设外界大气压强为，当玻璃管开口向上竖直放置时空气柱的压强为当玻璃管水平放置时空气柱的压强为从竖直放置到水平，玻璃管中的气体发生等温变化，假设玻璃管的横截面积为S，则由玻意耳定律可得解得（2）玻璃管中的气体发生等温变化，所以内能不变，由热力学第一定律可得解得13.如图所示，工厂按照客户要求进行玻璃异形加工，工人将边长为a的正方体透明玻璃砖，从底部挖去一部分，挖去部分恰好是以边长a 为直径的半圆柱。现将平行单色光垂直于玻璃砖左表面射入，右侧半圆柱面上有光线射出的部分为其表面积的，不计光线在玻璃砖中的多次反射。已知光在真空中的传播速度为c、求：（1）玻璃砖对该单色光的折射率；（2）单色光在玻璃砖中传播的最短时间。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）光线在玻璃砖中的光路如图所示，设恰好发生全反射的临界角为C，正方体的棱长为a，则半圆柱的半径为有光线射出的部分圆柱面的面积得则（2）从半圆圆心处射出的光线在玻璃砖中的距离最短，最短距离为则根据 可得最短时间14.研究发现：静止的原子核X，吸收慢中子，可以发生核反应，分裂成运动的新核Y和Z，同时产生一对彼此向相反方向运动的光子，这对光子的能量均为E。已知X、中子、Y、Z的质量分别为，，和，已知光在真空中的传播速度为c。求：（1）单个光子动量大小p；（2）反应放出核能；（3）新核Y的动能。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由，，得（2）由质能方程可得反应放出的核能（3）由能量守恒可得Y、Z总动能为又由动量守恒可得可得 所以新核Y的动能为15.如图所示，在竖直平面内的x轴下方存在范围足够大、方向水平的磁场，同一高度处磁感应强度大小相等，竖直方向上磁感应强度随距离关系满足。将一竖直放置、边长为L的正方形金属线框abcd从图示位置，向右以初速度水平抛出，线圈质量为m、电阻为R，不计空气阻力。求：（1）刚抛出时ab边切割产生的电动势大小E；（2）线圈中的最大电流；（3）线圈下落高度h（已经是最大电流）的过程中线圈中产生的焦耳热Q。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得，刚抛出时ab边切割产生的电动势大小为（2）当线圈受到的安培力等于重力时，线圈的竖直方向速度达到最大，即此时线圈中的电流最大，设此时线圈下落高度为h0，则ad边所处位置的磁感应强度为bc边所处位置的磁感应强度为又 解得，线圈中的最大电流为（3）设线圈中电流最大时线圈的竖直速度为，则线圈下落高度h时，ad边切割产生的感应电动势为bc边切割产生的感应电动势为线圈的感应电动势为根据闭合电路欧姆定律有解得，线圈下落高度h时，线圈的竖直速度为此时线圈的速度为则根据能量守恒有解得，线圈下落高度h（已经是最大电流）的过程中线圈中产生的焦耳热为