山东省济宁市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
一、单选题
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1. 石墨是碳原子按图甲排列形成的，其微观结构为层状结构。图乙为石墨烯的微观结构，单碳层石墨烯是单层的石墨，厚1毫米的石墨大概包含大约三百万层石墨烯。石墨烯是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。则（ ）
A、石墨中的碳原子静止不动 B、碳原子的直径大约为3×10-9m C、石墨烯碳原子间只存在分子引力 D、石墨烯的熔解过程中，碳原子的平均动能不变2. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，配制好适当比例的油酸酒精溶液，用注射器和量筒测得1mL含上述溶液50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测出油膜的面积，便可算出油酸分子的直径。某同学计算出的油酸分子的直径结果明显偏大，可能的原因是（ ）A、油酸未完全散开 B、油酸中含有大量酒精 C、计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格 D、求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了几滴3. 在如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，下列说法正确的是（ ）
A、A板带正电 B、A，B两板间的电压在增大 C、电容器C正在放电 D、磁场能正在转化为电场能4. 光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。组
次
入射光子的能量/eV
相对光强
饱和光电流大小/mA
逸出光电子的最大动能/eV
第一组
1
2
3
4.0
4.0
4.0
弱
中
强
29
43
60
0.9
0.9
0.9
第二组
4
5
6
6.0
6.0
6.0
弱
中
强
27
40
55
2.9
2.9
2.9
由表中数据得出的论断中不正确的是（ ）
A、两组实验采用了不同频率的入射光 B、两组实验所用的金属板材质不同 C、逸出光电子的最大动能与相对光强无关 D、入射光子的能量相同时，相对光强越强饱和光电流越大5. 如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西且强度较大的恒定电流。现用一闭合的检测线圈（线圈中串有灵敏电流计，图中未画出）检测此通电直导线的位置。若不考虑地磁场的影响，让检测线圈（位于水平面内）从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处，在此过程中，俯视检测线圈，下列说法正确的是（ ）
A、感应电流的方向先顺时针后逆时针 B、感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针 C、检测线圈所受安培力的方向先向南后向北 D、检测线圈所受安培力的方向先向北后向南6. 2020年新冠肺炎爆发后，我国P4实验室为研制新冠疫苗做出了重大贡献。为了无损测量生物实验废弃液体的流量，常用到一种电磁流量计，其原理可以简化为如图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，若M、N两点间的电压为U。下列说法正确的是（ ）
A、M点的电势高于N点的电势 B、排放废液的流速为 C、排放废液的流量为 D、若废液中正、负离子的浓度增大，M，N间的电势差会增大7. 如图所示，一竖直放置的气缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向阀门，当气室2中的压强大于气室1中的压强时，单向阀门向下开启。已知开始时，气室1内气体压强为2p0 ， 气室2内气体压强为p0 ， 气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与气缸间无摩擦，气缸导热性能良好，重力加速度为g。现在活塞上方缓慢放置质量为m的细砂后，下列说法正确的是（ ）
A、当 时，气室1的压强为4p0 B、当 时，气室2的压强为 C、当 时，活塞向下移动 D、当 时，活塞向下移动8. 手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比 ，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A、快速充电时，cd间电压U2=44V B、快速充电时，送电线圈的输入功率为10W C、快速充电时，送电线圈的输入电压U1=212.5V D、R的值为187.5Ω二、多选题
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9. 一群处于基态的氢原子吸收某种频率的光子后，只向外辐射了ν1、ν2、ν3三种频率的光子，且ν1>ν2>ν3 ， 下列说法正确的是（ ）A、被氢原子吸收的光子的能量为hν1 B、被氢原子吸收的光子的能量为hν2 C、被氢原子吸收的光子的能量为hν3 D、三种光子的频率之间的关系为ν1=ν2+ν310. 如图所示，在倾角为 37°的斜面上，固定一宽为0.5m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势为6V，内阻为1Ω，一质量为40g的金属棒 与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度为0.4T，金属棒的电阻为1Ω，导轨电阻不计，金属导轨与金属棒之间的动摩擦因数为0.5，金属棒所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。要保持金属棒在导轨上静止，滑动变阻器R接入电路中的阻值可能为（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）（ ）
A、1Ω B、8Ω C、14Ω D、20Ω11. 如图所示，一定质量的理想气体由状态a经a-b-c-a完成一个循环，已知该理想气体的内能与热力学温度的关系是U=kT（k为比例系数，T为热力学温度），气体在状态a时的温度为T0 ， 下列说法正确的是（ ）
A、气体在状态b时的温度为6T0 B、从状态b到状态c过程中气体放出的热量是4kT0 C、从状态c到状态a过程中气体对外界做功为p0V0 D、完成整个循环的过程中，气体吸收的热量与放出的热量相等12. 如图所示，在 和 的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面（纸面）向里，具有一定电阻的正方形线框abcd边长为2L，位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合。令线框从 时刻由静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动，则线框中的感应电流i（取逆时针方向的电流为正）、bc两端电势差 随时间t的函数图象大致是下图中的（ ）
A、
B、
C、
D、
三、实验题
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13. 某实验小组用如图甲所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。从压力表上读取空气柱的压强，从注射器旁的刻度尺上读取空气柱的长度。
(1)、实验时，为判断气体压强与体积的关系，（填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积；(2)、关于该实验，下列说法正确的是_____；A、为避免漏气，可在柱塞上涂抹适量润滑油 B、实验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器 C、为方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞 D、活塞移至某位置时，应快速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值(3)、测得注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、 为横轴，作出图像如图乙所示。图像向下弯曲的可能原因有______。A、实验过程中有进气现象 B、实验过程中有漏气现象 C、实验过程中气体温度降低 D、实验过程中气体温度升高14. 某同学使用如图所示的器材研究“影响感应电流方向的因素”。
(1)、在图中用实线代替导线将实验器材连成实验电路；(2)、如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：①将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将向（填“左”或“右”）偏；
②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针将向（填“左”或“右”）偏；
(3)、在上述操作中，如果线圈B与灵敏电流计断开，则线圈B中________。A、因电路不闭合，无电磁感应现象 B、有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势 C、若已知线圈A和线圈B的绕向，不能用楞次定律判定线圈B两接线柱的电势高低 D、若已知线圈A和线圈B的绕向，可以用楞次定律判定线圈B两接线柱的电势高低四、解答题
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15. 趣味运动“充气碰碰球”如图所示。用完全封闭的PVC薄膜充气膨胀成型，人钻入洞中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为0.88m3 ， 压强为1.5×105Pa。碰撞时气体最大压缩量为0.08m3 ， 不考虑压缩时气体的温度变化。
(1)、求压缩量最大时球内气体的压强；(2)、为保障游戏安全，球内气体压强不能超过1.75×105Pa。在早晨17℃环境下充完气的碰碰球，球内气体压强为1.5×105Pa，若升温引起的球内容积变化可忽略，请通过计算判断是否可以安全地在中午31.5℃的环境下进行碰撞游戏。16. 如图甲所示为手摇发电机的实物模型，其工作原理可简化为如图乙所示：匀强磁场的磁感应强度大小为 ，矩形线圈的总电阻为0.1Ω、匝数为50匝、面积为0.1m2 ， 可绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。将这台手摇发电机接在理想变压器的原线圈上，副线圈接有规格均为“220V，110W”的灯泡L1、L2和阻值为20Ω的定值电阻R，如图丙所示。现在匀速摇动发电机，使两灯泡均正常发光。已知理想变压器的原、副线圈匝数之比为1：10，电压表为理想交流电表，其余电阻均不计。求：
(1)、理想交流电压表的读数；(2)、手摇发电机匀速转动的角速度。17. 如图所示，竖直固定的足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为L，其电阻不计。完全相同的两金属棒ab、cd垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终良好接触，已知两棒的质量均为m，电阻均为R，cd棒放置在水平绝缘平台上，整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。ab棒在竖直向上的恒力作用下由静止开始向上运动，当ab棒向上运动的位移为x时恰好达到最大速度，此时cd棒对绝缘平台的压力也恰好为零，重力加速度为g，求：
(1)、ab棒的最大速度vm；(2)、在ab棒由静止运动到最大速度的过程中回路产生的焦耳热Q；(3)、ab棒由静止运动到最大速度的过程中经历的时间t。18. 如图所示，某仪器用电场和磁场来控制粒子在材料表面上方的运动，材料表面上方矩形区域 充满竖直向下的匀强电场，电场的宽度d=0.5m；矩形区域 充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，磁场的宽度s=0.8m； 为磁场与电场之间的薄隔离层。一带负电的粒子（不计重力）比荷为 ，该粒子从P点由静止被电场加速，经隔离层垂直进入磁场。粒子每次穿越隔离层，运动方向不变，动能变为穿越前动能的64%。已知粒子第一次进入磁场区域恰好未从 穿出，粒子第3次穿越隔离层后垂直磁场边界 飞出。求：
(1)、电场强度E的大小；(2)、磁场区域的长度L；(3)、粒子运动的总时间t（取 ，计算结果保留三位有效数字）。