贛州市2021~2022學年度第二學期期末考試高二物理試題一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求；第8~10題有多項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）1.我國著名理論物理科學家程開甲，是我國核武器的先驅，榮獲了“改革先鋒”“國家最高科學技術獎”“八一勛章”“人民科學家”等國家榮譽稱號和中國科學院院士等多個優(yōu)秀獎項與稱號，為我國的科研事業(yè)奉獻了他的一生。在對原子物理的不斷探索中，下列有關原子物理說法中正確的是（）A.湯姆孫對陰極射線的研究，證實了陰極射線的本質是電子流B.愛因斯坦的光電效應方程，從動量的角度解釋了光的量子化C.盧瑟福通過粒子散射實驗的研究證實了原子核內部有質子和中子D.玻爾把將量子理論的觀念引入原子領域，很好地解釋了所有原子光譜的分立特征【答案】A【解析】【詳解】A．湯姆孫對陰極射線的研究，證實了陰極射線的本質是電子流，這是人類真正意義上第一次發(fā)現(xiàn)了電子，故A正確；B．愛因斯坦的光電效應方程，從能量的角度上解釋光的量子化，一個電子吸收一個光子的能量，故B錯誤；C．盧瑟福通過α粒子散射實驗確定原子的中間存在原子核，故C錯誤；D．玻爾將量子觀念引入原子領域，指出原子中的電子軌道是量子化的，很好地解釋了氫原子光譜的分立特征，并不能解釋所有原子光譜，故D錯誤。故選A。2.傳感器的功能與人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等功能相似。不只在科研領域，在人們的日常生活中，也會用到傳感器以實現(xiàn)某種功能。關于圖中應用傳感器的實際情景，下列說法錯誤的是（）A.甲圖傳感器用來測量位移的微小變化，是位移傳感器B.乙圖光電計數(shù)器用到了光敏電阻這個傳感元件，是光傳感器C.丙圖利用霍爾元件可以測量微小位移，是位移傳感器D.傳感器感受力、溫度、光、聲等信號，把電學信號轉換成非電學信號【答案】D【解析】【詳解】A．甲圖中，當被測物體在左、右方向發(fā)生位移時，電介質板隨之在電容器兩極板之間移動。如果測出了電容的變化，就能知道物體位置的變化，所以甲圖傳感器是位移傳感器，故A正確；B．乙圖中，A是發(fā)光儀器，B時接收光信號的儀器，B中的主要元件是由光敏電阻組成的光電傳感器。當傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值較小，供給信號處理系統(tǒng)的電壓變低；當傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，供給信號處理系統(tǒng)的電壓變高。這種高低交替變化的信號經(jīng)過處理，就會轉化為相應的數(shù)字，實現(xiàn)自動計數(shù)的功能，故B正確；C．丙圖中，在兩塊磁感應強度相同、同極相對的放置的磁體縫隙中放入霍爾元件，當霍爾元件處于中間位置時，磁感應強度B為0，霍爾電壓為0，可將該點作為位移的零點。當霍爾元件沿著z軸正、負方向移動時，則有霍爾電壓輸出，且電壓大小與位移大小成正比，從而能夠實現(xiàn)微小位移的測量，故C正確；D．傳感器感受力、溫度、光、聲等信號，把非電學信號轉換成電學信號，故D錯誤。本題選錯誤的，故選D。3.北京奧運場館的建設體現(xiàn)了“綠色奧運”的理念。國家體育館“鳥巢”隱藏著一座年發(fā)電量比較大的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，假設該發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓恒為250V，通過理想變壓器向遠處輸電，如圖，所用輸電線的總電阻為8Ω，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：16，下列說法正確的是（）

A.若該發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為，則輸電線損失的功率為B.若該發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為，用戶獲得220V電壓，則降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為190：11C.若用戶消耗功率減少，則升壓變壓器的輸出電壓減小D.若用戶消耗功率增加，則用戶電路兩端電壓增大【答案】B【解析】【詳解】A．對于該系統(tǒng)輸入輸出功率不變，由于，故原線圈電流為對于中間線路有代入數(shù)據(jù)，解得則損失的功率為A錯誤；B．根據(jù)代入數(shù)據(jù)，解得由A可知輸電線的總電阻兩端的電壓為則又即有B正確；C．由于升壓變壓器原副線圈匝數(shù)不變，原線圈電壓不變，由知U2不變，與用戶消耗功率變化無關，C錯誤；D．將降壓變壓器原副線圈及副線圈電路等效為中間線路一個電阻，由，，，聯(lián)立可得當用戶消耗功率增大時（R負減?。?，則減小，由U2不變，知輸電線電流變大，輸電線的總電阻兩端的電壓變大，根據(jù)可知，U3變小，又由可知，U4變小，D錯誤。故選B。4.一個質量為0.2kg的小鋼球豎直下落，落地時速度大小為1m/s，與地面作用0.1s后以等大的動量豎直向上反彈，小鋼球在與地面碰撞的過程中，若選向上為正方向，g取，下列說法中正確的是（）A.小鋼球重力的沖量為B.小鋼球的動量變化量為C.小鋼球受到合力的沖量為D.小鋼球受到的平均支持力為6N【答案】D【解析】【詳解】A．小鋼球重力的沖量為故A錯誤；BC．小鋼球落地時動量大小為選向上為正方向，則小鋼球在與地面碰撞的過程中，小鋼球的動量變化量為由動量定理可得故BC錯誤；D．由動量定理可得可得故D正確。故選D。5.如圖所示，L為電感線圈，R為滑動變阻器，A1、A2是兩個完全相同的燈泡。將R觸頭滑動至某一位置，閉合開關S，燈A1立即變亮，燈A2逐漸變亮，最終A2亮度更高。則（）A.R連入電路的阻值與L的直流阻值相同B.閉合S瞬間，L中電流與變阻器R中電流相等C.斷開S，A1立刻熄滅，A2逐漸熄滅D.斷開S，A1閃亮后再逐漸熄滅，A2逐漸熄滅【答案】D【解析】【詳解】A．已知最終A2亮度更高，則通過A2的電流更大，根據(jù)并聯(lián)電路電壓相等可知，R連入電路的阻值大于L的直流阻值，故A錯誤；B．閉合S瞬間，L阻礙電流的增大，L中電流小于變阻器R中電流，故B錯誤；CD．斷開S，L阻礙電流的減小，L和變阻器R以及兩燈泡構成回路，斷開S瞬間該回路電流大小等于初始通過A2的電流，故A1閃亮，之后L的電流逐漸減小至零，則兩燈逐漸熄滅，故C錯誤，D正確。故選D。6.生命在于運動，體育無處不在，運動無限精彩，如圖所示，質量為450kg小船靜止在水面上，質量為50kg的人在甲板上立定跳遠的成績?yōu)?m，不計空氣和水的阻力，下列說法正確的是（）A.人在甲板上散步時，船保持靜止B.人在立定跳遠的過程中船保持靜止C.人在立定跳遠的過程中船后退了0.4mD.若人在地面上立定跳遠，其最好成績一定超過1.8m【答案】D【解析】【詳解】AB．根據(jù)動量守恒定律，人動船也動，則當人在甲板上散步時，船將運動；人在立定跳遠的過程中船也將運動，AB錯誤；C．根據(jù)人船模型動量守恒有代入已知量解得人在立定跳遠的過程中船后退了0.2m，C錯誤；D．人在船上跳遠時，相對地面的成績?yōu)?；人在船上跳遠時，人釋放的能量等于人和船的動能，當人在地面上跳遠時，人釋放的能量全部轉化為人的動能，則人在地面上立定跳遠，其最好成績一定超過1.8m，D正確。故選D。7.如圖所示，寬度為2d的區(qū)域內存在勻強磁場B，磁場方向垂直紙面向里。一邊長為d的正方形線框abcd由粗細均勻的金屬導線繞成，線框勻速穿過磁場區(qū)域，線框右邊恰好與磁場左邊界重合時開始計時，設電流逆時針為正方向，下列關于ab兩點間的電勢差Uab及通過線圈中的電流i隨線圈位移x的變化圖像正確的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【分析】【詳解】x在0-d內，線框進入磁場過程，ab切割磁感線，根據(jù)右手定則知ab中感應電流方向由b到a，a點的電勢高于b點的電勢，則ab相當于電源，則a、b兩點間電壓Uab等于路端電壓，即感應電流x在d-2d之間，穿過線框的磁通量不變，沒有感應電流產(chǎn)生，I=0，根據(jù)右手定則知a點的電勢高于b點的電勢，則且x在2d-3d之間，線框穿出磁場，cd切割磁感線，根據(jù)右手定則知ab中感應電流方向由a到b，a點的電勢高于b點的電勢，則感應電流故A正確，BCD錯誤。故選A。8.核電池是各種深空探測器中最理想的能量源。它不受極冷極熱的溫度影響，也不被宇宙射線干擾。钚238同位素溫差電池的原理是其發(fā)生衰變時將釋放的能量轉化為電能。已知钚238的半衰期為88年，其衰變方程為。下列說法正確的是（）A.的比結合能小于的比結合能B.的核子平均質量大于的核子平均質量C.衰變放出的射線是射線，它的貫穿能力比射線強D.經(jīng)過88年，10個原子核中一定有5個發(fā)生了衰變【答案】AB【解析】【詳解】A．比更穩(wěn)定，則比結合能更大，故A正確；B．因為該反應釋放能量，存在質量虧損，所以的核子平均質量小于，故B正確；C．根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可判斷X是He，氦核流的貫穿能力很弱，電離能力很強，故C錯誤；D．原子核半衰期是對于大量原子核而言的，10個原子核不符合統(tǒng)計規(guī)律，故D錯誤。故選AB。9.如圖所示為氫原子的能級圖，已知可見光的光子能量范圍為1.62eV~3.11eV，鋅的逸出功為3.34eV，那么對氫原子在能級躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認識正確的是（）A.氫原子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)后，核外電子的動能減小，原子的電勢能增大B.處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離C.用能量為11.0eV的自由電子轟擊，有可能使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)D.一群處于n=4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為8.75eV【答案】BC【解析】【詳解】A．氫原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，核外電子運動半徑變大，動能減小，與原子核距離變大，原子的電勢能增大，A錯誤；B．紫外線光子的最小能量為3.11eV，處于n=3能級的氫原子的電離能為1.51eV，故處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離，B正確；C．用能量為11.0eV的電子轟擊，基態(tài)的氫原子吸收的能量可以等于10.2eV，可以使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n=2能級，C正確；D．氫原子從n=4的能級向基態(tài)躍遷時發(fā)出的光子的能量為E=(-0.85eV)-(13.6eV)=12.75eV因鋅的逸出功是3.34eV，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為Ekm=12.75-3.34eV=9.41eVD錯誤。故選BC。10.如圖所示，ab為固定在水平面上的半徑為l、圓心為O的金屬半圓弧導軌，Oa間用導線連接一電阻M。金屬棒一端固定在O點，另一端P繞過O點的軸，在水平面內以角速度沿逆時針勻速轉動，該過程棒與圓弧良好接觸。整個空間分布著垂直導軌平面向外的勻強磁場，磁感應強度為B，已知金屬棒由同種材料制成且粗細均勻，棒長為2l、總電阻為2r，M阻值為r，其余電阻忽略不計。當棒轉到圖中所示的位置時，棒與圓弧的接觸處記為Q點，則（）A.通過M的電流方向為a→O B.通過M的電流大小為C.QO兩點間電壓為 D.PQ兩點間電壓為【答案】AD【解析】【詳解】A．根據(jù)右手定則可知金屬棒O端為負極，Q端為正極，則M的電流方向為a→O，故A正確；B．金屬棒轉動產(chǎn)生的電動勢為根據(jù)歐姆定律有故B錯誤；C．由于其余電阻忽略不計，則QO兩點間電壓，即電阻M的電壓，根據(jù)歐姆定律有故C錯誤；D．金屬棒PQ轉動產(chǎn)生的電動勢為由于PQ沒有連接閉合回路，則PQ兩點間電壓，即金屬棒PQ轉動產(chǎn)生的電動勢，故D正確。故選AD。二、實驗題（本大題共3小題，其中11小題4分，12小題8分，13小題6分，共18分。把正確答案寫在答題卡中的橫線上）11.圖為“驗證碰撞過程中的動量守恒”的實驗裝置示意圖，圖中P點是未放靶球時入射球的平均落點。入射球與靶球的直徑相同，質量分別為、，且滿足。（1）只要滿足關系式___________（填序號），則說明碰撞中的動量是守恒的。A.B.C.D.（2）若某次實驗中測得、、OP=60.00cm、OM=20.00cm、ON=80.00cm，請分析該次碰撞是___________。（填“彈性”或“非彈性”）碰撞?！敬鸢浮竣?D②.彈性【解析】【詳解】（1）[1]如果碰撞過程動量守恒，則兩邊同時乘以在空中運動時間t得即m1·OP＝m1·OM＋m2·ON故D正確；（2）[2]是否為彈性碰撞需要驗證代換后可得m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2是否成立；帶入題目所給數(shù)據(jù)可知等式成立，故該次碰撞為彈性碰撞。12.在探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關系”中，可拆變壓器如圖所示。（1）變壓器鐵芯的結構和材料應選用___________；A.整塊的硅鋼鐵芯B.相互絕緣的銅片疊成C.相互絕緣的硅鋼片疊成（2）下列說法正確的是___________；A.為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B.變壓器原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時用多用電表“直流電壓擋”C.變壓器開始正常工作后，鐵芯導電，把電能由原線圈輸送到副線圈D.可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響（3）若變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為800和400，測得變壓器兩端線圈的電壓為3.8V和8.0V?？芍儔浩鞯脑€圈兩端電壓是___________（選填“3.8”或“8.0”）V；變壓器的電壓比與匝數(shù)比不相等，可能的原因是___________?！敬鸢浮竣?C②.D③.8.0④.漏磁，鐵芯或導線發(fā)熱，或非理想變壓器【解析】【詳解】（1）[1]變壓器鐵芯要選擇磁性物質，為防止出現(xiàn)渦流，要用絕緣的硅鋼片疊成。故選C。（2）[2]A．為確保實驗安全，實驗中應使用降壓變壓器，即原線圈匝數(shù)應大于副線圈匝數(shù)，故A錯誤；B．變壓器原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時用多用電表的“交流電壓擋”，故B錯誤；C．變壓器開始正常工作后，由于互感，把電能由原線圈輸送到副線圈，故C錯誤；D．可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，故D正確。故選D。（3）[3]因為原副線圈電壓之比為匝數(shù)之比所以原線圈兩端電壓大于副線圈兩端電壓，所以應為8.0V；[4]變壓器的電壓比與匝數(shù)比不相等，可能的原因是變壓器漏磁，鐵芯或導線發(fā)熱導致的。13.學習法拉第電磁感應定律后，為了定量驗證感應電動勢E與時間的關系，甲、乙兩位同學共同設計了圖示實驗裝置：線圈和電壓傳感器相連，線圈、光電門固定在長木板的軌道上，強磁鐵和擋光片固定在小車上。每當小車經(jīng)過光電門時，光電門會記錄下?lián)豕鈺r間同時觸發(fā)電壓傳感器記錄下內線圈產(chǎn)生的感應電動勢E。利用彈簧將小車以不同的速度從軌道的右端彈出，就能得到一系列E和的實驗數(shù)據(jù)。

（1）關于實驗原理、過程和操作，下列說法正確的是___________。A.實驗中必須保持線圈、光電門的位置不變B.實驗中軌道必須保持水平C.實驗中軌道必須光滑D.實驗中每個擋光時間內線圈中磁通的變化量中可視為定值（2）兩位同學用作圖法分析實驗數(shù)據(jù)，要通過線性圖像直觀反映感應電動勢E與時間的關系，可作出___________（填“”或“”）圖線。（3）若按（2）問中兩同學的方法處理數(shù)據(jù)，當僅增大線圈匝數(shù)后得到的圖線斜率會___________（選填“增大”、“不變”、“減小”）?！敬鸢浮竣?AD##DA②.③.增大【解析】【詳解】（1）[1]AD．實驗需要控制線圈匝數(shù)與磁通量的變化量不變，為控制磁通量的變化量不變，實驗中必須保持線圈、光電門位置不變，故AD正確；BC．由法拉第電磁感應定律可知為了定量驗證感應電動勢與時間成反比，實驗只需要控制線圈匝數(shù)與磁通量的變化量不變即可，對軌道是否光滑、軌道是否水平?jīng)]有要求，故BC錯誤。故選AD。（2）[2]根據(jù)可知與成正比，故在直角坐標系中作關系圖線，若圖線是基本過坐標原點的傾斜直線，則也可驗證與成反比。（3）[3]由法拉第電磁感應定律可知圖線的斜率因為不變，所以當僅增大線圈匝數(shù)后，圖線的斜率會增大。三、計算題（本大題共4小題，第14題10分，第15題10分，第16題10分，第17題12分，共42分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）14.短道速滑接力賽是北京冬奧會上極具觀賞性的比賽項目之一，如圖所示為A、B兩選手在比賽中的某次交接棒過程。A的質量，B的質量，交接開始時A在前接棒，B在后交棒，交棒前兩人均以的速度向前滑行。交棒時B從后面用力推A，當兩人分開時B的速度變?yōu)?，方向仍然向前，不計兩人所受冰面的摩擦力，且交接棒前后瞬間兩人均在一條直線上運動。（1）求兩人分開時A的速度大?。唬?）交接棒過程要消耗B體內生物能，設這些能量全部轉化為兩人的動能，且不計其它力做功，求B消耗的生物能E。【答案】（1）15m/s；（2）1350J【解析】【詳解】（1）設所求A速度為，取初速度方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律可得解得（2）設乙消耗的生物能為E，對兩人組成的系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒定律得解得15.如圖所示，勻強磁場的磁感應強度B=0.5T，邊長L=30cm的正方形線圈abcd共200匝，線圈電阻r=3Ω，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸勻速轉動，角速度，外電路連接的兩個定值電阻的阻值均為R=4Ω。求：（1）交變電壓表示數(shù)；（2）線圈從圖示位置轉過30°的過程中通過線圈的電荷量。

【答案】（1）72V；（2）0.9C【解析】【詳解】（1）電動勢的最大值為電動勢的有效值為設電壓表的示數(shù)為U，電壓表測兩電阻并聯(lián)部分兩端電壓，并聯(lián)部分電阻為有所以有U=72V（2）線圈從圖示位置轉過30°的過程中平均電動勢為磁通量變化為平均電流為解得16.如圖所示，間距L＝0.5m的平行金屬導軌足夠長，其與水平面夾角，處于垂直導軌平面向下的磁感應強度B＝0.5T的勻強磁場中，導軌上端