山东省枣庄市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. 关于感应电动势的大小，下列说法正确的是（　　）

A、穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定最大 B、穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零 C、穿过闭合电路的磁通量变化量越大，其感应电动势一定越大 D、穿过闭合电路的磁通量变化率越大，其感应电动势一定越大

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2. 对于楞次定律的理解，正确的是（　　）

A、引起感应电流的磁场总要阻碍感应电流的磁场的变化 B、引起感应电流的磁场的磁通量减小时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反 C、感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D、感应电流的磁场可以阻止引起感应电流的磁通量的变化

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3. 如图，在xOy平面中有一通电直导线与Ox、Oy轴相交，导线中电流方向如图所示．该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与Oz轴的正方向相同．该磁场的磁感应强度的方向可能是（）

A、沿z轴正方向 B、沿z轴负方向 C、沿x轴正方向 D、沿y轴负方向

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4. 如图甲所示是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，V为交流电压表，电阻 $R = 1 Ω$ 。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO＇沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（　　）

A、电压表的示数为 $10 \sqrt{2} V$ B、线圈转动的角速度为50πrad/s C、0.01s时线圈平面与磁场方向垂直 D、0.02s时电阻R中电流的方向为 $a - R \to b$

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5. 如图所示的电路，电阻 $R = 10 Ω$ ，电容 $C = 1.2 μF$ ，电感 $L = 30 μH$ ，电感线圈的电阻可以忽略。单刀双掷开关S置于“1”，电路稳定后，再将开关S从“1”拨到“2”，图中 $L C$ 回路开始电磁振荡，振荡开始后 $t = 5 π \times 10^{- 6} s$ 时，下列说法正确的是（　　）

A、电容器正在放电 B、电容器的上极板带负电 C、电场能正在转化为磁场能 D、穿过线圈L的磁感应强度方向向上，且正在逐渐增强

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6. 新冠病毒还在通过不同的渠道传播。为了预防感染，人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液进行消杀。两者的主要成分都是酒精，则下列说法正确的是（　　）

A、在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子做布朗运动的结果 B、使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液态变为同温度的气态的过程中，分子的平均动能不变 C、酒精由液态挥发成同温度的气态过程中，内能不变 D、若挥发出的酒精气体的温度升高，则这部分酒精气体分子的动能都增大

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7. 随着科技的发展，国家对晶体材料的研究也越来越深入，尤其是对稀士晶体的研究，已经走在世界的前列。关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A、晶体都有规则的几何外形，非晶体则没有规则的几何外形 B、同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现 C、单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 D、多晶体是由单晶体组合而成的，但单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性

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8. 放射性物质衰变时，能够释放出带电粒子而形成电流。假设有 $2 mol$ 的放射性物质A，每个原子核只发生一次 $α$ 衰变就成为稳定核，半衰期为 $T_{1}$ ，衰变释放的电荷全部用于形成电流，第一个半衰期内平均电流强度为 $I_{1}$ ；假设同样有 $2 mol$ 的放射性物质B，每个原子核只发生一次 $β$ 衰变就成为稳定核，半衰期为 $T_{2}$ ，衰变释放的电荷全部用于形成电流，第一个半衰期内平均电流强度为 $I_{2}$ 。下列说法正确的是（　　）

A、 $β$ 衰变时释放的电子为原子核外电子 B、A和B都经过第一个半衰期释放的电荷量大小之比为 $q_{A} ： q_{B} = 2 ： 1$ C、 $I_{1} ： I_{2} = 2 ： 1$ D、经过一个半衰期，剩余物质的总质量都变为原来的二分之一

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二、多选题

9. 如图所示是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内有相互正交的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B、电场的电场强度为E，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片 $A_{1} A_{2}$ ，其中 $O P$ 与速度选择器的极板平行。平板S下方有磁感应强度大小为 $B_{0}$ 的匀强磁场，方向垂直于纸面向外。若通过狭缝P的粒子最终打在胶片 $A_{1} A_{2}$ 上的D点，且 $P D = L$ ，不计带电粒子所受的重力及粒子间的相互作用力，下列表述正确的是（　　）

A、速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 B、能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 $\frac{E}{B}$ C、该粒子的比荷 $\frac{q}{m} = \frac{2 E}{B B_{0} L}$ D、若改变加速电场的电压U，通过狭缝P的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷就越小

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10. 一定质量的理想气体，从状态A经B、C变化到状态D的状态变化过程 $p - V$ 图像如图所示， $A B$ 与横轴平行， $B C$ 与纵轴平行， $O D C$ 在同一直线上。已知A状态温度为400K，从A状态至B状态气体吸收了320J的热量，下列说法正确的是（　　）

A、D状态的温度为225K B、A状态的内能大于C状态的内能 C、从A状态至D状态整个过程中，气体对外做功62.5J D、从A状态到B状态的过程中，气体内能增加了240J

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11. 如图甲所示，阳极A和阴极K是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在受到某些频率的光照时能够发射光电子，进而在电路中形成光电流。光电流的遏止电压 $U_{C}$ 与照射光的频率 $ν$ 之间的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A、图线的斜率表示 $\frac{e}{h}$ B、用频率为 $3 \times 10^{14} Hz$ 的光照射，阴极K能产生光电子 C、用频率为 $5 \times 10^{14} Hz$ 的光照射，即使光的强度很弱，阴极K也能产生光电子 D、设图线与横轴的交点坐标为 $ν_{0}$ ，则该阴极K的逸出功为 $h ν_{0}$

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12. 如图甲所示，在磁场区域内有一正方形闭合金属线框 $a b c d$ 。匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示， $t = 0$ 时磁场方向垂直于纸面向外。规定金属线框中的感应电流逆时针方向为正， $a b$ 边受安培力方向向右为正。则金属线框中的感应电流I及 $a b$ 边受安培力F随时间t的变化图像正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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三、实验题

13. 如图1所示，是用气体压强传感器探究气体等温变化规律的实验装置，操作步骤如下：

①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；

②缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积 $V_{1}$ 和由计算机显示的气体压强值 $P_{1}$ ；

③重复上述步骤②，多次测量并记录数据；

④根据记录的数据，作出相应图象，分析得出结论。

(1)、在本实验操作的过程中，应该保持不变的量是气体的和。

(2)、根据记录的实验数据，作出了如图2所示的 $p - V$ 图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内， $p_{1}$ 、 $p_{2}$ 、 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 之间应该满足的关系式为。

(3)、在温度不变的环境中，某小组的同学缓慢移动活塞压缩气体，记录实验数据，并在坐标纸中作出了压强p与体积V的关系图线，如图3所示。从图像可知，在读数和描点作图均正确的情况下，得到这个图像的原因可能是。

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14. 某同学想应用楞次定律判断线圈缠绕方向，设计的实验装置原理图如图甲所示。选用的器材有：一个磁性很强的条形磁铁，两个发光二极管（电压在1.5V至5V都可发光且保证安全），一只多用电表，导线若干。操作步骤如下：
①用多用电表的欧姆档测出二极管的正、负极；

②把二极管、线圈按如图甲所示电路用导线连接成实验电路；

③把条形磁铁插入线圈时，二极管A发光；拔出时，二极管B发光；

④根据楞次定律判断出线圈的缠绕方向。

请回答下列问题：

(1)、线圈缠绕方向如图乙中的（填“A”或“B”）。

(2)、条形磁铁运动越快，二极管发光的亮度就越大，这说明感应电动势随的增大而增大。

(3)、这位同学想用这个装置检测某电器附近是否有强磁场，他应该如何做？请你给出一条建议：。

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四、解答题

15. 我国“天问一号”探测器成功着陆火星，使人类移居火星成为了可能。设想人们把一个气缸带到了火星表面，如图所示，气缸开口向上竖直放置，活塞的质量为 $m = 100 g$ ，活塞横截面积为 $S = 20 {cm}^{2}$ ，活塞与气缸间密闭了一定质量的火星气体（可以看作理想气体），气缸导热性能良好，活塞与气缸之间摩擦不计，且不漏气。当气温为 $t_{1} = - 30 ℃$ 时，活塞静止于距气缸底部 $l_{1} = 48.6 cm$ 处；当火星表面该处气温达到最低气温时，活塞又下降了 $Δ l = 10 cm$ ，重新静止。摄氏温度与热力学温度的关系为 $T = t + 273 K$ ，取火星表面的重力加速度 $g = 4 {m/s}^{2}$ 。

(1)、火星表面该处的最低气温是多少摄氏度？

(2)、当气温为 $t_{1} = - 30 ℃$ 时，让气缸开口向下竖直静置，此时活塞静止于距气缸底部 $l_{2} = 97.2 cm$ 处（未脱离气缸），求气缸所在处的大气压强 $p_{0}$ 。

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16. 某贫困山区利用当地丰富的水利资源修建了小型水力发电站，为当地脱贫攻坚发挥了巨大作用。已知水电站发电机的输出功率为 $P_{1} = 100 kW$ ，发电机的电压为 $U_{1} = 250 V$ 。通过升压变压器升压后向远处输电，两根输电线的总电阻为 $R = 5 Ω$ ，在用户端用降压变压器把电压降低为 $U = 220 V$ 。要求在输电线上损失的功率控制在 $Δ P = 2 kW$ 。输电线路如图所示，请你设计两个理想变压器的匝数比。为此，请你计算：

(1)、降压变压器输出的电流I为多少（结果用分数表示）？输电线上通过的电流 $I_{2}$ 是多少？

(2)、输电线损失的电压 $Δ U$ 为多少？升压变压器输出的电压 $U_{2}$ 是多少？

(3)、两个变压器的原、副线圈的匝数比 $\frac{n_{1}}{n_{2}}$ 和 $\frac{n_{3}}{n_{4}}$ 各应等于多少？

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17. 如图所示，在平面直角坐标系 $x O y$ 中，虚线 $M N$ 垂直于x轴，交点为N，在第一、四象限内，y轴与虚线 $M N$ 之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，P点位于x轴上， $O P = 6 cm$ ， $P N = 3 cm$ 。在P点有一粒子源，可连续释放不同速率 $v$ 的带正电的粒子，速度的方向均垂直于磁场，且与x轴正方向成 $θ = 30 °$ 角斜向上，粒子的比荷 $\frac{q}{m} = 200 C/kg$ ，已知磁感应强度 $B = 2 T$ ，不计粒子重力和粒子之间的相互作用力。求：

(1)、打到y轴上的粒子速率的取值范围；

(2)、打到y轴上的粒子在磁场内运动的最大时间差。

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18. 如图所示，竖直放量的两根足够长的金属导轨相距 $L = 1 m$ ，两导轨的上端点之间连接电源、滑动变阻器R、定值电阻 $R_{0} = 2 Ω$ 和单刀双掷开关S。虚线 $M N$ 以下整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为 $B_{0} = 5 T$ 。一个质量 $m = 1 kg$ ，电阻为 $r = 0.5 Ω$ 的金属棒横跨在导轨上，位于 $M N$ 处且与导轨接触良好。已知电源电动势 $E = 6 V$ ，不计电源内阻及导轨的电阻，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。

(1)、当S接1时，金属棒恰好静止于磁场上边缘 $M N$ 处，则滑动变阻器接入电路的阻值R为多大？

(2)、当S接2时，若将金属棒从 $M N$ 处由静止释放，下落距离 $s = 8 m$ 时达到稳定速度，求下落s的过程中金属棒重力的冲量及其中产生的热量。

(3)、当S接2时，若将金属棒从MN处由静止释放，下降h时的时刻记作 $t = 0$ ，速度记为v₀ ，从此时刻起，磁感应强度B逐渐减小，若此后金属棒中恰好不产生感应电流，写出此后的B随t而变化的关系式。

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