湖北省新高考联考协作体2020-2021学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2021-08-19 类型：期末考试

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一、单选题

1. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）

A、当物体温度升高，其分子热运动的平均动能可能减小 B、当分子间距离减小时，分子间作用力可能反而增大 C、破碎的玻璃很难再“粘”在一起，说明分子间有斥力 D、用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有间隙的缘故

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2. 汽车的刹车性能至关重要，关乎到乘车人员的人身安全，研发阶段应在不同情形下进行实验测量分析。如图所示，两条图线是驾驶员驾驶同一辆汽车在两种路面紧急刹车时的 $v - t$ 图像。驾驶员的反应时间为 $0 .5s$ （从发现问题到开始制动的时间）。下列说法正确的是（　　）。

A、从 $t = 0 .5s$ 到停下，汽车在干燥路面的平均速度较小 B、从 $t = 0$ 到停下，汽车在湿滑路面和干燥路面的平均速度大小相等 C、从 $t = 0 .5s$ 到停下，汽车在湿滑路面和干燥路面的位移之比为 $1 ： 2$ D、从 $t = 0 .5s$ 到停下，汽车在湿滑路面和干燥路面的加速度之比为 $1 ： 2$

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3. 自然界中很多元素具有放射性，居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而一起获得1903年的诺贝尔物理学奖。其中金属钍 $(_{90}^{234} Th)$ 就具有放射性，它能变为镤 $(_{91}^{234} Pa)$ 并释放出一种新的粒子X，同时伴随有 $γ$ 射线的产生，其方程为 $_{90}^{234} Th \to_{91}^{234} Pa + X$ ，已知钍的半衰期为24天，下列说法正确的是（　　）

A、X为质子 B、X为钍核外的电子 C、 $γ$ 射线是镤核从高能级向低能级跃迁时辐射出来的 D、1000个钍原子核经过48天后一定还剩下250个

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4. 用三根轻质细线a、b、c将质量相同的两个小球1和2悬挂，当两小球静止时，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平，如图所示。保持细线a与竖直方向的夹角30°不变，将细线c逆时针缓慢转过30°的过程中（　　）。

A、细线c上的张力逐渐减小 B、细线c上的张力先减小后增大 C、细线a上的张力逐渐增大 D、细线a上的张力先减小后增大

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5. 利用半圆形玻璃砖的特殊形状研究光的折射和全反射现象非常方便。某同学为了探究光的折射和全反射的规律，专门到实验空做了以下实验，他用a、b两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O射向空气，其光路如图所示。下列说法正确的是（　　）

A、该玻璃砖对a光的折射率较大 B、在该玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度 C、在真空中，a、b两种单色光相比，b光的波长较长 D、a、b两种单色光相比，b光的光子能量较小

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6. 如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于 $n = 4$ 的激发态，在自发跃迁中放出一些光子，用这些光子照射逸出功为 $2 .25eV$ 的钾，下列说法正确的是（　　）

A、这些氢原子最多可能发出4种不同频率的光 B、这些氢原子发出的所有光子均能使金属钾发生光电效应 C、用这些氢原子跃迁放出的光照射金属钾，逸出的光电子最大初动能一定不大于 $10 .5eV$ D、氢原子在由高能级向低能级跃迁过程中，核外电子的动能也随之减小

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7. 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理如图所示，图中直流电源电动势为E，内阻为r；两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为d，电阻不计；导轨间存在磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直的匀强磁场（图中未画出）。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒PQ（图中未画出），重直放在两导轨间处于静止状态。并与导轨接触良好。闭合开关S，PQ开始向右加速运动，获得最大速度后，离开导轨。下列说法正确的是（　　）。

A、PQ在导轨上速度最大时，通过PQ中的电流最大 B、PQ在导轨上速度最大时，PQ棒所受安培力最大 C、PQ获得的最大加速度 $\frac{B d E}{m R}$ D、PQ获得的最大速度为 $\frac{E}{B d}$

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8. 如图所示，理想变压器原、副线圈中接有两个完全相同的灯泡 $a$ 和 $b$ ，已知理想变压器原、副线圈的匝数之比为 $1 ： 2$ ，当原线圈接 $u = 15 \sqrt{2} \sin (100 π t) V$ 的交变电压时， $a$ 、 $b$ 两灯均正常工作。设调节滑动变阻器滑片过程中，灯泡不会被烧坏且阻值不随电压变化而改变。则下列说法正确的是（　　）

A、副线圈中的交变电流每秒改变50次方向 B、 $a$ 、 $b$ 两灯泡的额定电压均为 $10V$ C、当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡 $a$ 变亮 D、当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡 $b$ 变亮

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二、多选题

9. 如图所示为一列在均匀介质中传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为 $4m/s$ ，此时 $P$ 点振动方向沿 $y$ 轴正方向，则（　　）

A、该波传播的方向沿 $x$ 轴负方向 B、 $P$ 点的振幅比 $Q$ 点的小 C、经过 $Δ t = 2s$ ，质点 $Q$ 通过的路程是 $0 .4m$ D、经过 $Δ t =2s$ ，质点 $P$ 将随波向左移动 $8m$

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10. 如图甲所示为利用静电除尘原理做成的空气净化器，为了提高除尘效率，放电极做成带芒刺的圆柱体装在集尘极的中心轴上，接通直流高压电源，放电极周围形成电晕，电晕能将空气分子电离，产生电子和正离子。设喷进来的灰尘的质量均为 $m$ 、初速度均为 $v_{0}$ ，经过电晕周围瞬间吸附电子后带电量为 $q$ ，在电场力的作用下向集尘极运动，且运动过程中灰尘的重力忽略不计。集尘极的半径为 $R$ ，集尘极的最大电势为 $φ_{0}$ ，放电极接地，放电极与集尘极之间的电势大小与 $x$ （距放电极中心的距离）的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　）。

A、直流高压电源的右侧是负极 B、越靠近放电极，电场强度越小 C、带电灰尘在向集尘极运动的过程中，电势能增大 D、带电灰尘到达集尘极的速度不可能大于 $\sqrt{\frac{2 q φ_{0}}{m} + v_{0}^{2}}$

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11. 如图甲所示，平行光滑金属导轨水平放置，两导轨相距 $L =0 .4m$ ，导轨一端与阻值 $R = 0.3 Ω$ 的电阻相连，导轨电阻不计， $x > 0$ 一侧存在沿 $x$ 轴正方向均匀增大的磁场，其方向垂直导轨平面向下，磁感应强度 $B$ 与位置 $x$ 的关系如图乙所示。一根质量 $m = 0. 2kg$ 、接入电路的电阻 $r = 0.1 Ω$ 的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力 $F$ 作用下从 $x = 0$ 处以初速度 $v = 2 m / s$ 沿导轨向右做变速运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变。下列说法正确的是（　　）。

A、金属棒向右做匀减速直线运动 B、金属棒在 $x = 1m$ 处的速度大小为 $0 .5 m / s$ C、金属棒从 $x = 0$ 运动到 $x = 1m$ 的过程中，流过金属棒的电荷量为 $1C$ D、金属棒从 $x = 0$ 运动到 $x = 1m$ 的过程中，外力 $F$ 所做的功为 $- 0.175 J$

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三、实验题

12. 某物理兴趣小组在自主学习中看到书籍中记载：两物体间的最大静摩擦力 $f_{m}$ 与接触面间的压力 $F_{N}$ 成正比，且比例系数由材料决定。于是他们设计如下实验进行验证：
将长木板A水平固定，在木板上放置装有拉环的滑块B，用测力计的挂钩钩住拉环，缓缓增大拉力，直至拉动滑块B。在时，记下测力计示数 $f_{m}$ ；

在B上加放砝码，同样拉动滑块B，记下砝码质量 $m$ 和方力计示数 $f_{m}$ ；

重复上述过程多次，记下每次砝码的质量 $m$ 和测力计示数 $f_{m}$ ；

在坐标纸上建立坐标轴，以测力计示数 $f_{m}$ 为纵坐标，以 $m$ 作为横坐标，根据实验数据描点画出 $f_{m} - m$ 图像。发现是一条（选填“过原点”或“不过原点”）的直线；

由于 $f_{m} - m$ 图像是一条直线，他们得出结论：木板A与滑块B之间的最大静摩擦力 $f_{m}$ 与压力 $F_{N}$ 的比例系数 $λ$ 在误差范围内是一个定值。

若该直线的斜率为 $k$ ，则比例系数 $λ =$ 。

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13. 某同学利用以下器材测量一节干电池的电动势和内阻，实验原理如图甲所示。

电压表V：量程为 $3V$ 、内阻约为 $10kΩ$ ；

电流表 $G$ ：量程为 $3mA$ 、内阻 $R_{g} = 150 Ω$ ；

滑动变阻器 $R$ ：阻值范围 $0 \sim 10 Ω$ ，额定电流为 $2A$ ；

定值电阻 $R_{0} = 0.5 Ω$ ；

开关S和导线若干。

(1)、该同学利用上述实验原理进行实验测量了多组数据，以电流表G的读数 $I$ 为横轴，以电压表V的读数 $U$ 为纵轴，绘出了如图乙所示的图像，根据图像可求出干电池的电动势 $E =$ V，内阻 $r =$ $Ω$ （结果都保留两位小数）

(2)、该同学这样测得的电动势，内阻（选填“偏大”，“偏小”，“不变”）。

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四、解答题

14. 如图所示，一圆柱形绝热气缸水平放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为 $m$ ，横截面积为S ，与容器底部相距 $L$ ，此时气缸内气体温度为 $T_{0}$ 。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量 $Q$ 时，气体温度上升为 $T$ 。已知大气压强为 $p_{0}$ 。不计活塞与气缸间摩擦。求：

(1)、在对气体加热过程中，活塞移动的距离；

(2)、在对气体加热过程中，气体内能的改变量。

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15. 如图所示， $O$ 点为坐标原点， $M$ 点在 $x$ 轴上， $O N$ 与 $x$ 轴的夹角为30°，在直角三角形 $O M N$ 区城内存在匀强磁场，磁感应强度大小为 $B$ 、方向垂直于纸面向里， $O N$ 与 $y$ 轴正方向所夹区域有竖直向下的匀强电场。一带正电的粒子从静止开始经电压 $U$ 加速后，从 $x$ 轴上某点（图中未标出）沿平行于 $y$ 轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子从 $O N$ 边上某点以垂直于 $y$ 轴的方向射出磁场，此后，粒子在电场力的作用下恰好回到坐标原点 $O$ 。已知粒子在磁场区的入射点与出射点之间的距离为 $\sqrt{2} L$ 。不计粒子重力。求：

(1)、带电粒子的比荷；

(2)、电场强度 $E$ 的大小；

(3)、从进入磁场到回到 $O$ 点粒子运动的总时间。

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16. 如图所示，质量均为 $1 .0kg$ 的木板A和半径为 $0 .1m$ 的光滑圆弧槽B静置在光滑水平面上，A和B接触但不粘连，B左端与A相切。现有一质量为 $2 .0kg$ 的小滑块C以 $5 .0 m / s$ 的水平初速度从左端滑上A，C离开A时，A的速度大小为 $1 .0 m / s$ 。重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ 。忽略C通过AB接触处的能量损失，A、C间的动摩擦因数为 $0.4$ ，求：（计算结果可包含根号）

(1)、C刚滑上A时，C的加速度；

(2)、木板A的长度；

(3)、C滑上B后，又会离开B，求其离开B时的速度大小。

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