山东省滨州市2020-2021学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2021-08-20 类型：期末考试

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一、单选题

1. 足球运动员在过人时，可以通过急停、变向加速等动作摆脱防守队员。运动员能够通过急停摆脱防守队员，是因为他具有较大的（　　）

A、加速度 B、速度 C、速度的改变量 D、位移

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2. 下列说法正确的是（　　）

A、一定质量的100℃的水变成100℃的水蒸气时，其内能不变 B、用打气简给自行车打气时需要的力越来越大，这是由于轮胎内气体分子间斥力越来越大 C、干旱天气里不宜锄松土壤，因为蓬松的土壤有利于水分蒸发，会使得土地更加干旱 D、地球大气中的氢分子由于质量较小，平均速率较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大气中氢含量相对较少

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3. 如图所示，玻璃瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，初始时，气球和玻璃瓶之间密闭压强为p₀ ，体积为V₀的气体，现向气球内缓慢充气，让密闭气体的体积减为 $\frac{V_{0}}{n}$ ，充气过程气体温度不变，则密闭气体的压强变为（）

A、np₀ B、 $n^{2} p_{0}$ C、 $\frac{p_{0}}{n}$ D、 $\frac{p_{0}}{n^{2}}$

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4. 如图甲所示为探究光电效应规律的实验装置图，在实验中测得截止电压U_c与入射光频率 $ν$ 之间的关系如图乙所示，已知电子的电荷量为e，则（）

A、普朗克常量为 $\frac{e ν_{1}}{U_{1}}$ B、该金属的逸出功为eU₁ C、光电子的最大初动能为eU₁ D、电源的左端为正极

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5. 如图所示，LC电路中，电容C为0.4μF，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（　　）

A、 $π \times 10^{- 5} s$ 时，回路中电流变化最快 B、 $π \times 10^{- 5} s$ 时，灰尘的速度最大 C、 $2 π \times 10^{- 5} s$ 时，灰尘的加速度最大 D、 $2 π \times 10^{- 5} s$ 时，线圈中磁场能最大

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6. 如图所示，水平面上有一等边三角形ABC，边长为L，在三角形ABC三个顶点上分别竖直固定完全相同的三根细杆AA'、BB'、CC'。一质量为m的小环O穿在细杆CC'上，两根完全一样的橡皮筋一端固定在细杆的A'、B'端，另一端固定在小环O上。小环O处于静止状态，到点C'的距离为 $\sqrt{3} L$ 。橡皮筋原长为L，劲度系数为k，并且和弹簧一样满足胡克定律。下列说法正确的是（　　）

A、小环O所受细杆的弹力大小为kL B、小环O所受细杆的摩擦力一定为 $\sqrt{3} k L$ C、小环O所受摩擦力可能为零 D、若小环O在一竖直外力作用下缓慢向上移动，小环所受细杆的摩擦力大小不变

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7. 如图所示，单匝矩形线圈ABCD。边长L_AB = 0.2m，L_AD = 0.1m，总电阻R = 1 $Ω$ ，AB和CD中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B = 1T。若线圈以角速度ω = 2rad/s绕轴OO'匀速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是（）

A、图示时刻，穿过线圈的磁通量变化最快 B、闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为 $e = 0.04 \sin 2 t (V)$ C、从t = 0时刻到 $t = \frac{π}{4} s$ 时刻，通过导线截面的电荷量为q = 0.02C D、从t = 0时刻到t = πs时刻，线圈ABCD上产生的热量为 $Q = 2 π \times 10^{- 4} J$

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8. 甲图是因为睡觉和不睡觉导致的教育惩戒——罚站，图中的大哥哥小明趁老师不注意，偷偷依靠在墙壁上。对此时小明的伸腿靠墙站立简化为图乙所示∶小明的身体倚在光滑的竖直墙面上，双腿绷直向前探出，A处为脚踝，B处为胯部，均看做光滑的铰链，AB为双腿，看做轻杆，脚部与地面的滑动摩擦因数为μ，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　）

A、小明的脚继续向前探出，地面对小明的脚产生的作用力一定不变 B、小明的脚可以向前探出到腿接近水平而后背依然依靠在墙壁上 C、随着脚慢慢向前探出，小明的腿部承受的作用力越来越大 D、若此时的小明将身边的小朋友抱起，可能脚会滑出跌坐在地面上

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二、多选题

9. 某同学乘坐观光电梯在竖直方向运动，电梯经空中某位置时开始计时，x表示此后发生的位移，t表示运动时间，其运动过程中的 $\frac{x}{t} - t$ 图像如图所示，取竖直向下方向为正方向，则下列说法正确的是（　　）

A、电梯一直向下做匀减速直线运动 B、b时刻电梯的速度为零 C、电梯的加速度大小为 $\frac{2 a}{b}$ D、 $\frac{b}{2}$ 时刻电梯到达最低点，离出发点距离为 $\frac{a b}{4}$

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10. 现有一定质量的理想气体，让其从状态a开始，经历过程ab、bc、cd、da回到原状态a，其 $V - T$ 图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列说法正确的是（　　）

A、气体从a到b再到c的过程中压强先减小后增大 B、状态a与状态c相比较，气体分子在状态a单位时间内攮击器壁单位面积上的次数较少 C、气体在状态a时的内能等于它在状态c时的内能 D、在过程cd中，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功

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11. 自耦变压器是初级线圈和次级线圈在同一条绕组上的变压器，是一种原、副绕组直接串联自行耦合的变压器。根据结构还可细分为可调压式和固定式两种。如图甲所示为一可调压式自耦变压器，线圈AB均匀绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，拨动滑动触头P就可以调节输出电压。图中变压器视为理想变压器，两电表均为理想交流电表，R₁= 6Ω、R₂= 5Ω。R₁为总阻值为10Ω的滑动交阻器。现在CD两端输入图乙所示正弦式交流电，下列说法正确的是（）

A、若变压器滑动触头P拔至线圈中间位置，电压表示数是18 $\sqrt{2}$ V B、若电压表与电流表示数分别是10V和1A，变压器原制线圈重数比为9：7 C、当滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电压表读数不变，电流表读数变小 D、当变压器滑动触头P顺时针转动时，电流表，电压表示数均变小

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12. 两位同学在教学楼上做自由落体与竖直上抛运动实验，甲同学在四楼将小球A自由释放，乙同学在二楼同时将小球B以某一初速度竖直上抛。当B球到达最高点时，A球下落的高度为h，再经过时间t后，两球恰好同时落地，小球A、B不在同一条竖直线上，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）

A、甲同学释放点离地高度为 $\frac{1}{2} g t^{2} + h$ B、甲同学释放点离地高度为 $\frac{1}{2} g t^{2} + t \sqrt{2 g h} + h$ C、若两位同学均各上一层楼重做以上实验，小球A先落地 D、若两位同学均各上一层楼重做以上实验，小球B先落地

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三、实验题

13. 下图是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置示意图。间实验操作步骤如下∶

①将活塞移动到注射器满刻度处；

②用软管连接注射器和压强传感器，并将压强传感器重置；

③用数据线依次连接压强传感器、数据采集器、计算机；

④推动活塞，记录多组注射器上的刻度数值V，以及相应的压强传感器示数p。

(1)、其中一小组根据测量的数据，绘出 $p - \frac{1}{V}$ 图像如图所示。发现图线的上端出现了一小段弯曲，产生这一现象的可能原因是（写出一条即可）。

(2)、实验中，一组同学在涂抹润滑油时不小心将一大滴润滑油滴入注射器而未留意，该同学通过描点作图，得到 $V - \frac{1}{p}$ 图像如图所示，若已知传感器和注射器连接处的软管容积为V₀ ，则注射器内这一大滴润滑油的体积为。

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14. 为了测量黑板擦背面与讲桌之间的动摩擦因数，一同学将讲桌一端垫高，桌面与水平面形成一倾角为a = 15°的斜面（已知sin15° = 0.26，cos15° = 0.97），黑板擦可在桌面上加速下滑，如图所示。该同学用手机拍摄黑板擦的下滑过程，然后解析黑板擦下端视频记录的图像，记录黑板擦下端图像的7个计数点0、1、2、3、4、5、6，测量六个时间间隔内的距离分别为：s₁= 5.81cm，s₂= 7.62cm，s₃= 9.40cm，s₄= 11.21cm，s₅= 13.79cm，s₆= 14.21cm，时间间隔t = 0.25s。（结果均保留2位有效数字，重力加速度取9.80m/s²）

(1)、由题目所给数据，求黑板擦经过计数点2时的速度v₂= m/s；

(2)、根据表格数据做出v—t图像，并判断表中给出的数据，误差比较大（填v₁、v₂、v₃、v₄、v₅），应该剔除；

计数点

1

2

3

4

5

速度（m/s）

0.27

0.41

0.50

0.56

(3)、黑板擦与桌面间的动摩擦因数为。

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四、解答题

15. 地球上存在3个天然放射系，即钍系、铀系和锕系，它们的母体半衰期很长，其中大多数成员具备a放射性，少数具有β放射性，一般都伴随γ辐射，经过不断衰变最终都变成稳定的铅同位素，其中钍系与铀系的衰变过程如下所示。
钍系∶

$_{90}^{232} Th \to_{88}^{228} {Ra+}_{2}^{4} He$ ， ${}_{88}^{228}R a \to_{89}^{228} Ac+X \dots \dots {}_{84}^{212}P o \to_{82}^{208} {Pb+}_{2}^{4} He$

铀系∶

$_{92}^{238} U \to_{90}^{234} {Th+}_{2}^{4} He$ ， ${}_{90}^{234}T h \to_{91}^{234} Pa+Y \dots \dots {}_{84}^{210}P o \to_{82}^{206} {Pb+}_{2}^{4} He$

已知 ${}_{92}^{238}U 、 {}_{82}^{208}P b 、 {}_{82}^{206}P b 、 {}_{2}^{4}H e 、 {}_{-1}^{0}e$ 的质量分别为m₁、m₂、m₃、m₄、m₅ ，光速用c表示。

(1)、写出钍系衰变过程中X粒子的种类；

(2)、求钍系衰变成稳定的铅同位素的过程中发生β衰变的次数并写出推导过程；

(3)、求铀系 $_{92}^{238} U$ 衰变成稳定的铅同位素的过程中放出的能量。

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16. 疫情期间，为保障医院用电安全，供电部门专门为医院ICU病房区设计供电系统以及输电电路如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小B的水平匀强磁场中，线框面积S=0.25m² ，匝数n=100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'以3000转/分的转速匀速转动，其输出端通过电刷E、F与升压变压器的原线圈相连，图中电压表示数为250V，降压变压器原、副线圈的匝数之比为5∶1，降压变压器的副线圈接入到病房区供电，两变压器间的输电线等效电阻R=20Ω，变压器均为理想变压器。医院有五间标准ICU病房，病房内医疗设备额定工作电压均为U=220V，每间病房的最大功率为P=4400W。当五间病房均满负荷工作时，求∶

(1)、磁感应强度B的大小；

(2)、升压变压器原、副线圈匝数之比 $\frac{n_{1}}{n_{2}}$ 。

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17. 如图所示，两端开口内壁光滑的导热汽缸竖直固定放置在地面上，活塞A质量m_A=1kg，活塞B质量m_B=2kg，两个活塞由长度为L=20cm的轻杆相连，A活塞的横截面积S_A=10cm² ， B活塞的横截面积S_B=20cm² ，两活塞均不计厚度，活塞间封闭有一定质量的理想气体。上方较细的气缸足够长，下方较粗的气缸长度为H=20cm，开始时，活塞B距离地面h=10cm，活塞B下面有一弹簧上端固定在活塞B上，下端固定在地面上，弹簧的劲度系数k=175N/m，此时弹簧处于原长，整个装置处于静止状态。大气压强恒为 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ ，初始时汽缸周围环境温度T=400K，重力加速度g为10m/s²。

(1)、求初始时活塞间封闭气体的压强p₁；

(2)、若缓慢降低环境温度至200K，求活塞B到地面的距离。

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18. 甲、乙两车在同一水平路面上的不同车道同向匀速直线行驶。甲车的速度为v₁ = 20m/s，乙车的速度为v₂ = 17m/s，乙车在甲车的前面L = 4m处，某时刻两车同时开始刹车，甲车的加速度大小为3m/s² ，并将在开始刹车4s后改做匀速运动，乙车刹车的加速度大小为2m/s²。从两车开始刹车到乙车减速至0的过程中，求：

(1)、两车速度第一次相等时的距离；

(2)、两车相遇的时刻。

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计数点	1	2	3	4	5
速度（m/s）	0.27		0.41	0.50	0.56