广东省佛山市顺德区2020-2021学年高二下学期物理期末教学质量检测试卷

试卷更新日期：2021-08-17 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列关于物理学史和事实的说法正确的是（　　）

A、楞次最先发现电磁感应现象 B、卢瑟福发现天然放射现象 C、 $α$ 射线比 $β$ 射线电离作用弱，穿透能力强 D、比结合能越大，原子核越稳定

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2. 如图是工业生产中用到的光控继电器示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成。当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应。下列说法正确的是（　　）

A、 $b$ 端应该接电源正极 B、调转电源正负极，电路中一定没有电流 C、改用黄光照射阴极，电路中可能存在光电流 D、增大绿光照射强度，光电子的最大初动能增大

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3. 如图，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，因虹吸现象，活塞上方的液体逐渐流出，大气压强与外界的温度保持不变。对封闭理想气体说法正确的是（　　）

A、在单位时间内，气体分子对活塞的冲量逐渐减小 B、在单位时间内，气体分子对活塞撞击的次数增多 C、气体分子间的斥力增大，且分子的平均动能不变 D、气体向外界放热

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4. 如图甲电路中，变压器为理想变压器，交流电流表为理想电表，输入电压 $u$ 随时间 $t$ 变化的图像如图乙，两只规格为“ $6 V$ ， $3 W$ ”的灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　）

A、原、副线圈匝数之比为 $4 ： 1$ B、电阻 $R$ 的功率为 $6 W$ C、电流表的示数为 $0.5 A$ D、副线圈中电流方向 $1 s$ 内改变 $50$ 次

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5. 冰壶运动又被称为“冰上国际象棋”，极具观赏性。如图所示，某运动员 $M = 60 kg$ ，冰壶质量 $m = 20 kg$ ，不计摩擦，二者以速度 $v_{0} = 1 m/s$ 匀速滑行，冰壶脱手时在水平方向上相对于手的速度 $v_{1} = 2 m/s$ 。下列说法正确的是（　　）

A、运动员和冰壶相互作用过程中机械能守恒 B、运动员对冰壶的冲量等于冰壶对运动员的冲量 C、运动员对冰壶做的功与冰壶对运动员做的功大小相等 D、冰壶出手时，运动员的速度为 $0 ． 5 m/s$

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6. 如图，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知某车间采用放射性同位素依-192作为放射源，其化学符号是 $Ir$ ，原子序数 $77$ ，通过 $β$ 衰变放出 $γ$ 射线，半衰期为 $74$ 天，适合透照钢板厚度 $10 ～ 100 mm$ ，下列说法正确的是（　　）

A、衰变产生的新核用X表示，铱 $- 192$ 的衰变方程为份 $_{77}^{192} Ir \to_{78}^{192} {X+}_{-1}^{0} e$ B、若已知钢板厚度标准为 $30 mm$ ，探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于 $30 mm$ ，应当增大热轧机两轮之间的厚度间隙 C、若有 $2 g$ 铱-192，经过148天有 $1 ． 0 g$ 没有衰变 D、放射性同位素发生衰变时，遵循能量守恒和质量守恒

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7. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态 $B$ ，再变化到状态 $C$ ，其状态变化过程的 $p - V$ 图象如图。已知该气体在状态A时的温度为 27℃ 。对该气体说法正确的是（　　）

A、在状态B时的温度是3℃ B、从状态B到状态C过程中对外做功81J C、状态A下气体的内能大于在状态C气体的内能 D、从状态A到状态C的过程中放出81J的热量

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二、多选题

8. 下列四幅图中，相应的说法正确的是（　　）

A、图甲第一类永动机不能实现因为它违背能量守恒定律 B、图乙是高频焊接原理图，工件上只有焊缝处温度很高，是因为焊缝处的电阻小 C、图丙的 $α$ 粒子散射实验说明原子核是由质子与中子组成 D、图丁一群氢原子处于量子数 $n = 4$ 能级状态，可能辐射 $6$ 种频率的光子

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9. “华龙一号”是中国自主研发的第三代核电技术，跻身世界前列，其远距离输电线路简化如图，变压器为理想变压器，升压变压器原副线圈匝数分别为 $n_{1}$ 、 $n_{2}$ ，电压分别别为 $U_{1}$ 、 $U_{2}$ ，电流分别为 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ ，降压变压器原副线圈匝数分别为 $n_{3}$ 、 $n_{4}$ ，电压分别别为 $U_{3}$ 、 $U_{4}$ ，电流分别为 $I_{3}$ 、 $I_{4}$ ，输电线的电阻为 $R$ ，下列说法中正确的是（　　）

A、电厂发出的电是直流电 B、 $I_{2} = \frac{U_{2} - U_{3}}{R}$ C、若 $U_{1} = U_{4}$ ，则升压变压器与降压变压器的匝数比满足 $\frac{n_{1}}{n_{2}} = \frac{n_{4}}{n_{3}}$ D、夜晚用户增多，输电线上损失的功率增大，用户两端的电压减小

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10. 如图，光滑水平的平行导轨间的距离为 $L$ ，导轨是够长且不计电阻，左端连有一个直流电源，电动势为 $E$ 。金属杆 $a b$ 质量为 $m$ ，被紧压在轨道上，没有释放时通过的电流为 $I$ ，处在磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成 $α$ 角。静止释放金属杆 $a b$ 后，杆开始运动，下列说法正确的是（　　）

A、紧压时，金属杆 $a b$ 所受安培力 $B I L$ B、金属杆 $a b$ 的最大速度为 $\frac{E}{B L \sin θ}$ C、金属杆 $a b$ 从静止释放后做加速度逐渐减少的加速运动，最终做匀速运动 D、运动过程中，安培力做功的大小等于导体棒 $a b$ 产生的热量

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三、实验题

11. 利用碰撞做“验证动量守恒定律”的实验，实验装置如图甲，仪器按要求安装好后进行实验，在白纸上记录下重锤位置和各次实验时小球落点的平均位置，设小球质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ ，且 $m_{1} = 2 m_{2}$ ，小球间的碰撞是弹性碰撞。

(1)、下列实验操作和要求正确的是___________

A、小球每次从同一高度静止释放，并记下释放点到水平轨道的竖直距离 $h$ B、倾斜轨道必须光滑 C、如果实验中没有测量两小球的具体质量，也可以完成实验验证 D、斜槽末端的切线必须水平，以保证小球在空中运动的时间相等

(2)、某次实验，由于没有区分两个小球的质量，将一个小球放在槽口，另一小球从某位置静止释放，发现碰撞后，入射小球直接从槽口飞出，则入射小球的质量为（“ $m_{1}$ ”或“ $m_{2}$ ”）

(3)、图乙是小球多次落点 $N$ 的痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为cm

(4)、实验正确操作后，用刻度尺测量三段长度分别为 $\bar{O M} = s_{1}$ ， $\bar{O N} = s_{2}$ ， $\bar{O P} = s_{3}$ ，在误差允许的范围内，只需验证（用题目中所给的物理量表示），表明碰撞过程中动量守恒。

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12. 在“用油膜法估测油酸分子大小”实验中，配制的油酸酒精溶液的浓度为每 $1000 mL$ 含有油酸 $0.6 mL$ 。现用滴管向量筒内滴加75滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加 $1 mL$ ，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为 $1 cm$ ，试问：

(1)、这种估测方法是将每一个油酸分子视为模型。

(2)、计算每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 $m^{3}$ ，根据上述数据，估测出油酸分子的直径m，（以上所有计算结果保留两位有效数字）

(3)、某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是___________。

A、错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B、计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C、计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数 D、水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开

(4)、利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为 $V$ 的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为 $S$ ，这种油的密度为 $ρ$ ，摩尔质量为 $M$ ，则阿伏加德罗常数的表达式为。

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四、解答题

13. 如图所示，有一圆柱形导热良好的气缸静止在水平地面上，内有一质量 $m = 10$ kg，截面积 $S = 100 {cm}^{2}$ 、厚度不计的活塞，封闭有高度为 $h_{1} = 30 cm$ 、温度为 $t_{1} = 27 ℃$ 的理想气体。已知气缸质量为 $M = 20 kg$ ，其深度为 $H = 40 cm$ ，活塞不漏气且与缸壁无摩擦。外界大气压强为 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ ，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。

(1)、求开始时气缸内封闭气体的压强；

(2)、如果使气缸内气体温度缓慢升高到 $50 ℃$ ，求缸内气体的高度；

(3)、在温度为 $t_{1} = 27 ℃$ 的初始状态下，用一竖直向上的拉力缓慢提拉活塞，请判断能否将气缸提离地面，并说明理由？

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14. 游乐场中某表演项目可简化为如图的过程，在空中搭有水平光滑的足够长平行导轨，导轨左侧有固定平台，质量 $M = 140 kg$ 的小车紧靠平台右侧，长 $L = 2.5 m$ 的轻质刚性绳一端固定在小车底部的 $O$ 点，质量 $m =$ $60 kg$ 的表演者（视为质点）抓住绳另一端，使绳伸直后表演者从平台上与 $O$ 点等高的A点由静止出发，当表演者向右摆到最高点时松手，他恰好切入倾角为 $θ = 30 °$ 的光滑斜面，斜面底端固定劲度系数 $k = 3000N/m$ 轻弹簧组成的弹射装置（不计质量），自然状态时其上端 $D$ 与斜面顶端 $C$ 相距 $s = 1.8 m$ ，已知宽的弹性势能 $E_{p}$ 与弹簧的形变量 $x$ 满足 $E_{p} = \frac{1}{2} k x^{2}$ ，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，不计空气阻力。

(1)、为保证表演者的安全，求刚性绳至少要能承受多大拉力；

(2)、若表演者向右摆动到最高点时，绳与竖直方向的夹角为 $α$ ，求 $\cos α$ 的值及表演者的速度大小；

(3)、假设弹簧始终在弹性限度范围内，求该过程中弹射装置的最大弹性势能 $E_{pm}$ 。

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15. 如图所示， $a a^{'}$ 、 $b b^{'}$ 、 $c c^{'}$ 、 $d d^{'}$ 为水平面内的四条平行金属轨道， $a a^{'}$ ， $d d^{'}$ 间距 $L = 2 m$ ， $b b^{'}$ 、 $c c^{'}$ 间距为 $\frac{L}{2}$ 。有一磁感应强度 $B = 1 T$ 的有界匀强磁场垂直于纸面向里，其边界与轨道垂直。 $a b$ 、 $c d$ 两段轨道在磁场区域正中间，轨道光滑且电阻不计，在 $a^{'} d^{'}$ 之间接有 $R = 1 Ω$ 的定值电阻。现用水平向右的拉力使质量 $m = 1 kg$ ，长度为 $L = 2 m$ 的规则均匀金属杆从磁场左侧某处由静止开始一直向右以加速度 $a = 1 {m/s}^{2}$ 做匀加速运动。已知金属杆的电阻随长度变化为 $1 Ω/m$ ，金属杆与轨道接触良好，运动过程中不转动。忽略金属杆与 $a b$ 、 $c d$ 重合时瞬间速度的变化。

(1)、判断金属杆在磁场中运动时，通过定值电阻的电流方向；

(2)、从金属杆开始运动计时，到达磁场左边界、中间、右边界的时间分别用 $t_{1}$ 、 $t_{2}$ 、 $t_{3}$ 表示，请写出拉力随时间变化的关系式；

(3)、若金属杆在磁场左侧的运动时间是金属杆在磁场左半部分运动时间的 $2$ 倍，且所需拉力在金属杆经过磁场中间时突然减半，求金属杆经过磁场区域时拉力的冲量。

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