山东省烟台市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、多选题

1. 下列表述符合物理学史实的是（　　）

A、普朗克通过对黑体辐射的探索和研究，提出了能量子假说 B、麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并通过实验证明了电磁波的存在 C、爱因斯坦最早发现并成功解释了光电效应现象 D、卢瑟福在 $α$ 粒子散射实验中发现了质子

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2. 太阳内部有多种热核反应，其中“质子—质子链式反应”（或称为“PP反应”）是主要反应类型，而“PP反应”有多个分支，其主要分支的各步核反应方程分别为： $_{1}^{1} {H+}_{1}^{1} H \to_{1}^{2} H+X$ ＋0.42MeV、 $_{1}^{2} {H+}_{1}^{1} H \to_{2}^{3} He$ ＋5.49MeV、 $_{2}^{3} {He+}_{2}^{3} He \to_{2}^{4} {He+}_{1}^{1} {H+}_{1}^{1} H$ ＋12.86MeV，下列说法中正确的是（　　）

A、X是正电子 B、“PP反应”为核裂变反应 C、“PP反应”可在常温下发生 D、 ${}_{2}^{4}H e$ 原子核的结合能大于 ${}_{2}^{3}H e$ 原子核的结合能

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3. $L C$ 振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A、若磁场正在减弱，则电容器正在放电，电流由b向a B、若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带正电 C、若磁场正在增强，则电容器正在放电，电流方向由a向b D、若磁场正在增强，则电场能正在增大，电容器上板带正电

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4. 如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程（气体与外界无热量交换），这就是著名的“卡诺循环”。若气体在A→B过程中吸收 $74 kJ$ 的热量，在C→D过程中放出 $35 kJ$ 的热量，则下列说法中正确的是（　　）

A、A→B过程中，气体对外做功 B、B→C过程中，气体的内能减少 C、C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 D、气体完成一次循环对外做的功 $39 kJ$

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5. 水平桌面上有一长方体箱子，有四个完全相同的光滑小球A、B、C、D，先将小球A、B、C放置在长方体箱子里，此时三个小球之间、三个小球与箱侧壁之间刚好接触（其中小球A、B与两面箱侧壁接触，小球C与一面箱侧壁接触），其俯视图然如图甲所示，然后将小球D放置在小球A、B、C上方，如图乙所示，若四个小球的质量均为m，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）

A、小球A对小球D的作用力大小为 $\frac{\sqrt{6}}{6} m g$ B、小球A对地面的压力为 $\frac{3 + \sqrt{3}}{3} m g$ C、箱侧壁对小球A的作用力合力大小为 $\frac{\sqrt{2}}{6} m g$ D、小球A、B对小球D的作用力的合力大小为 $\frac{2}{3} m g$

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二、单选题

6. 已知可见光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV，氢原子能级图如图所示。大量处在n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，下列说法中正确的是（　　）

A、会辐射出三种频率的光 B、向n=3能级跃迁时，辐射的光的波长最短 C、向n=3能级跃迁时，辐射的光会具有显著的热效应 D、向n=2能级跃迁时，辐射的光能使逸出功为4.2eV的铝发生光电效应

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7. 如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银柱，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中，平衡时水银柱的位置如图，其中 $h_{1} = 5 cm$ ， $h_{2} = 7 cm$ ， $L_{1} = 50 cm$ ，大气压强为 $75 cmHg$ ，则右管内气柱的长度 $L_{2}$ 等于（　　）

A、 $44 cm$ B、 $46 cm$ C、 $48 cm$ D、 $50 cm$

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8. 某发电站用 $11 kV$ 的交变电压向远处送电，输送功率为 $110 kW$ ，输电线的总电阻为 $5 Ω$ 。若改用 $55 kV$ 的交变电压送电，保持输送功率不变，则输电线上节约的电功率为（　　）

A、 $20 W$ B、 $480 W$ C、 $490 W$ D、 $500 W$

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9. 如图所示是某同学设计的称重仪的工作原理图，其中定值电阻的阻值为 $R_{0}$ ，金属电阻片的最大阻值为 $R_{1}$ ，其接入电路中的阻值R与称重台所受压力大小F的关系为 $R = R_{1} - k F$ （k为已知常量），显示表是由电流表改装成的，若 $R = 0$ 时，电流表恰好显示表满偏，则下列有关该称重仪的说法中正确的是（　　）

A、电路中电流大小与称重台所受压力大小成正比 B、称重仪电路由于缺少开关而始终处于通路 C、重物重量越大， $R_{0}$ 上消耗的功率越大 D、改装后的重量显示表的刻度是均匀的

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10. 如图所示是交流发电机模型示意图。在匀强磁场中，有一匝数为10的矩形线圈 $a b c d$ 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴 $O O^{'}$ 以恒定角速度 $ω = 100 rad/s$ 逆时针转动，由线圈引出的导线 $a e$ 和 $d f$ 分别与两个跟线圈一起绕 $O O^{'}$ 转动的金属环相连接，金属环分别与两个固定的电刷保持滑动接触，矩形线圈在转动中保持和外电路 $R = 4 Ω$ 的电阻形成闭合电路。当线圈处在中性面时，穿过矩形线圈的磁通量 $Φ = 0.02 Wb$ 。若线圈电阻 $r = 1 Ω$ ，其他电阻不计，则下列说法中正确的是（　　）

A、电流表的示数为 $4 A$ B、 $2 s$ 时间内电阻R上产生的热量为 $64 J$ C、线圈由中性面位置开始转过30°时，电流表的示数为 $2 A$ D、线圈从中性面位置开始转过90°过程中，通过电阻R的电荷量为 $4 \times 10^{- 3} C$

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11. 如图所示，两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中接触点2插在冷水中，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。关于一现象，下列说法中正确的是（　　）

A、这一实验过程违反了热力学第二定律 B、在实验过程中，热水和冷水的温差可以保持不变 C、在实验过程中，热水减少的内能等于冷水增加的内能 D、在实验过程中，热水减少的内能部分转化为电能，电能部分转化为冷水的内能

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12. 如图所示，空间内存在一个宽度为L，有竖直边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。现将一个尺寸如图所示的闭合等腰梯形导线框，从图示位置开始沿水平向右方向匀速通过磁场区域，则导线框中感应电流随时间变化的图像中可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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三、实验题

13. 某实验小组做“验证力的平行四边形定则”实验。

(1)、进行实验的主要步骤如下：
A ．只用一个弹簧测力计把细绳与橡皮条的结点拉到位置O，并记下弹簧测力计示数和细的方向，按照同一标度，作出力F的图示

B ．记下两个弹簧测力计的示数；

C ．用平行四边形定则作出 $F_{1}$ 与 $F_{2}$ 的合力 $F^{'}$ ，比较 $F^{'}$ 与F的大小和方向；

D ．描出两根细绳的方向，按照所选的标度，在纸上作出这两个力 $F_{1}$ ， $F_{2}$ 的图示；

E ．把白纸固定在木板上，橡皮条的一端固定在木板上的A点，用两根细绳系在橡皮条另一端；

F.将两个弹簧测力计通过细绳互成角度地拉橡皮条，使细绳与橡皮条的结点达到某一位置，在白纸上标为O点；

请将以上实验步骤按正确顺序排列出来（用步骤前的字母序号表示）

(2)、某次实验中，一弹簧秤的指针位置如图所示，则其读数为N；

(3)、该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，四次实验记录的信息如下图所示，其中对于减小实验误差最有利的选项是。

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14. 某班级各实验小组利用如图甲所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验，实验步骤如下：

①把注射器活塞移至注射器中间某位置，将注射器与导气管、压强传感器逐一连接；

②移动活塞，记录注射器的刻度值同时记录对应的由压强传感器显示的气体压强值p；

③用 $V - \frac{1}{p}$ 图像处理实验数据。

(1)、为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是；为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是和；

(2)、如果实验操作规范，某小组描绘 $V - \frac{1}{p}$ 图线如乙图所示，则图中的 $V_{0}$ 代表；

(3)、另一小组所做的实验中，画出的 $V - \frac{1}{p}$ 图像如图丙所示，则图线发生弯曲的原因可能是___________；

A、各组的V、 $\frac{1}{p}$ 取值范围太小 B、实验过程中气体温度降低 C、实验过程中有漏气现象 D、实验过程中气体温度升高

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四、解答题

15. 如图所示为某研究小组设计的一款电吹风电路原理图，a、b、c、d为四个固定接触点。可动的扇形金属接触片P可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。理想变压器原副线圈的匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 11 ： 3$ ，M、N两端接入的交流电源的电压为 $u = 220 \sqrt{2} \sin (100 π t) V$ ，当触片P处于合适位置时，小风扇恰好能够正常工作，已知小风扇的电阻为 $8 Ω$ ，电吹风吹冷风时电源的输入功率为 $90 W$ ，吹热风时电源的输入功率为 $490 W$ 。求

(1)、小风扇在正常工作时输出的功率；

(2)、电热丝的电阻值。

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16. 如图所示，质量为M上表面光滑的半圆柱体P放置于水平面上，一根轻质细线跨过大小可忽略的光滑定滑轮 $O_{1}$ ，一端和置于P上的小球A（可视为质点）连结，另一端系在天花板上的 $O_{2}$ 点，光滑的质量不计的小动滑轮 $O_{3}$ 置于 $O_{1}$ 、 $O_{2}$ 之间的细线上，下面通过轻质细绳挂着质量为m的小球B。已知半圆柱体P及两小球A、B均处于静止状态，定滑轮 $O_{1}$ 在半圆柱体圆心O的正上方， $O_{1} A$ 与竖直方向成30°。 $O_{1} A$ 长度与半圆柱体半径相等，细线与天花板之间的夹角为37°，重力加速度为g， $\sin 37 ° = 0.6$ ，求

(1)、小球A的质量；

(2)、圆柱体P对水平面的摩擦力和压力大小。

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17. 如图所示，竖直放置的导热气缸A和B底面积相同，高度都为L，气缸侧壁分别安装阀门 $K_{1}$ 和 $K_{2}$ 。两气缸通过长度也为L的绝热管道连接，厚度不计的绝热轻活塞a、b可以上下无摩擦地移动，活塞a的横截面积为b的两倍。气缸外面大气压强为 $p_{0}$ 、温度恒为 $T_{0}$ ，开始时A、B内都封闭有压强为 $p_{0}$ 、温度为 $T_{0}$ 的空气，活塞a在气缸A最上端活塞在管道最上端。若先用一细软管（软管图中未画出）将阀门 $K_{1}$ 和 $K_{2}$ 连在一起后再分别打开，用力向下缓慢推动活塞a，使活塞a先向下移动 $0.5 L$ ，而后关闭阀门 $K_{1}$ 和 $K_{2}$ ，继续向下缓慢推动活塞a，当活塞b移动到管道中时（活塞a仍在阀门 $K_{1}$ 的上端），停止推动活塞a并将其固定，接着缓慢加热气缸B中的气体，直到活塞回到最初始的位置。求

(1)、从气缸A移动到气缸B中气体质量占气缸A、B内气体总质量的比值；

(2)、活塞a向下移动的总位移；

(3)、活塞b回到初始位置时，气缸B中气体的温度。

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18. 如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨 $M N$ 和 $P Q$ 固定在水平面上，阻值为R的定值电阻与导轨的M、P端相连， $M P$ 和导轨垂直，平行导轨的间距为L，导轨电阻不计穿过导轨平面的磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度的大小B随着时间t变化的图像如图乙所示，质量为m、长度为L电阻值为 $r = \frac{1}{4} R$ 的金属杆 $a b$ 垂直于导轨放置并且和导轨接触良好，杆 $a b$ 和 $P M$ 之间距离为d。现在杆 $a b$ 的中点处系一根不可伸长的轻绳，绳子跨过定滑轮与一质量为m的物块相连接，滑轮左侧轻绳与导轨平面保持平行，已知在 $0 ~ t_{0}$ 时间内，金属杆 $a b$ 在水平外力下作用下保持静止状态。 $t_{0}$ 时刻撤去外力，金属杆从静止开始运动，当物块下落的高度为h时，物块达到最大速度，重力加速度为g。求

(1)、写出水平外力F随时间t的变化关系式

(2)、从 $t = 0$ 时刻开始到物块达到最大速度时间内，通过电阻R的电荷量

(3)、从 $t = 0$ 时刻开始到物块达到最大速度时间内，电阻R所产生的热量

(4)、物块下落h高度的过程中所经历的时间。

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