河南省新乡市2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-01 类型：期末考试

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一、单选题

1. 三星堆遗址考古新发现让古蜀文明一醒惊天下。考古学家利用放射性元素 ${}_{6}^{14}C$ 的半衰期来确定文物的年代，已知 ${}_{6}^{14}C$ 能自发释放 $β$ 射线，其半衰期约为5730年。下列说法正确的是（）

A、 ${}_{6}^{14}C$ 的衰变方程为 $_{6}^{14} C \to_{7}^{14} N + {}_{- 1}^{1}e$ B、 $β$ 衰变的本质是核内一个中子转化成一个质子和一个电子 C、 ${}_{6}^{14}C$ 的比结合能比 ${}_{7}^{14}N$ 的大 D、随着全球变暖， ${}_{6}^{14}C$ 衰变周期减小

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2. 滚筒洗衣机静止于水平地面上，衣物随着滚筒一起在竖直平面内做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果。滚筒截面如图所示，A点为最高点，B点为最低点，CD为水平方向的直径，下列说法正确的是（）

A、衣物运动到最高点A点时处于超重状态 B、衣物运动到B点时脱水效果更好 C、衣物运动到C点或D点时洗衣机对地面的摩擦力最小 D、衣物从B点到A点的过程中洗衣机对地面的压力逐渐变大

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3. “西电东送”是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区的工程。远距离输电的电路示意图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为 $\frac{n_{1}}{n_{2}}$ ，降压变压器原、副线圈匝数比为 $\frac{n_{3}}{n_{4}}$ ，发电厂输出电压恒为 $U_{1}$ ，升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻为R，下列说法正确的是（）

A、若 $\frac{n_{1}}{n_{2}} = \frac{n_{3}}{n_{4}}$ ，则用户获得的电压也为 $U_{1}$ B、用户获得的电压不可能大于 $U_{1}$ C、当用户消耗的功率增大时，用户获得的电压也增大 D、若输电线R上损失的功率增大，则发电厂输出功率增大

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4. 如图所示，桌面上固定一竖直挡板，现将一个质量恒定的A球与截面为三角形的垫块B叠放在一起，用水平外力F缓缓向左推动B，使A球慢慢升高，设各接触面均光滑，对于该过程，下列说法正确的是（）

A、挡板对A球的压力大小恒定不变 B、垫块B对桌面的压力逐渐增大 C、A球对垫块B的压力越来越小 D、垫块B可能受到五个力的作用

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5. 2021年7月我国成功将全球首颗民用晨昏轨道气象卫星——“风云三号”05星送入预定圆轨道，轨道周期约为1.7h，被命名为“黎明星”，使我国成为国际上唯一同时拥有晨昏、上午、下午三条轨道气象卫星组网观测能力的国家。如图所示，某时刻“黎明星”正好经过赤道上某城市正上方，则下列说法正确的是（）

A、“黎明星”做匀速圆周运动的角速度小于同步卫星的角速度 B、“黎明星”做匀速圆周运动的速度大于 $7.9 k m / s$ C、“黎明星”每408h均能经过该城市正上方一次 D、“黎明星”的动能一定大于同步卫星的动能

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6. 如图所示，小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块（视为质点）在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点，已知小车的质量为2m，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（）

A、滑块运动过程中的最大速度为 $\sqrt{2 g R}$ B、整个运动过程中，小车和滑块组成的系统动量守恒 C、整个运动过程中，小车的位移大小为 $\frac{R + L}{3}$ D、滑块与轨道BC间的动摩擦因数 $μ > \frac{R}{L}$

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二、多选题

7. 一质点从静止开始做直线运动，其加速度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（）

A、 $0 ~ 4 s$ 内质点先加速后减速 B、 $2 s ~ 6 s$ 内质点做匀变速直线运动， $0 ~ 4 s$ 内质点先加速后减速 C、质点 $4 s$ 末的速度大于 $6 s$ 末的速度 D、质点 $2 s$ 末的速度等于 $6 s$ 末的速度

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8. 如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷 $+ Q$ 和 $- Q$ 。O是两点电荷连线与它们的中垂线MN的交点，a、b、c、d为以O点为圆心的圆周上的四等分点，且a、b关于直线MN对称。则下列说法正确的是（）

A、a、b两点的电场强度相同 B、b、d两点的电场强度相同 C、a、d两点的电势相同 D、b点电势比d点电势高

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9. 如图所示，质量为2m的长木板P放置在足够大的水平地面上，质量为m的木块Q放在长木板P上，初始时P、Q均静止，已知木块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为 $μ$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。现对长木板P或木块Q施加一水平拉力F，下列关于木板P和木块Q的运动情况的说法，正确的是（）

A、若拉力F作用在木块Q上， $F = 6 μ m g$ ，则木块Q的加速度大小为 $2 μ g$ B、若拉力F作用在木块Q上，无论怎样改变F的大小，木板P都不可能运动 C、若拉力F作用在木板P上，则地面对木板P的摩擦力大小一定为 $3 μ m g$ D、若拉力F作用在木板P上，P、Q相对静止，则 $F \leq 6 μ m g$

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10. 空间存在如图所示的相邻磁场，磁场Ⅰ垂直纸面向里且宽度为d，磁感应强度大小为B，磁场Ⅱ垂直纸面向外且宽度为 $\frac{1}{3} d$ ，磁感应强度大小未知，磁场Ⅰ和磁场Ⅱ的边界为平行的竖直面。现有一带电粒子以一定的水平速度从磁场Ⅰ边界上的O点垂直磁场Ⅰ射入，当粒子从磁场Ⅱ右边界C点（图中未画出）射出时，速度方向也恰好水平，不计粒子所受重力，下列说法正确的是（）

A、磁场Ⅱ的磁感应强度大小为3B B、粒子在磁场Ⅰ中的轨迹半径是在磁场Ⅱ中的轨迹半径的3倍 C、粒子在磁场Ⅰ中偏转的圆心角是在磁场Ⅱ中偏转的圆心角的3倍 D、粒子在磁场Ⅰ中运动的时间是在磁场Ⅱ中运动的时间的3倍

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11. 下列说法正确的是（）

A、空气中“乱舞”的灰尘，其运动属于布朗运动 B、温度升高时，分子速率的分布规律仍为“中间多、两头少” C、温度相等的物体，内能一定相等 D、气体从外界吸收热量，其内能不一定增加 E、浸润现象中，附着层里的分子间距小于液体内部的分子间距

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三、实验题

12. 用电火花计时器研究匀变速直线运动的实验中，电火花计时器的额定频率为f，某次记录小车运动情况的纸带如图所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻两计数点间还有四个计时点未画出。

(1)、实验时，下列说法正确的是____。

A、电火花计时器应接在4V~6V的交流电源上 B、电火花计时器应接在220V的交流电源上 C、每打完一条纸带要及时切断电源，防止线圈过热而损坏 D、开始实验时应先释放纸带再接通电源

(2)、小车加速下滑过程中的加速度大小为。

(3)、如果电源的实际频率比额定频率大，做实验的同学并不知情，那么加速度的测量值与实际值相比（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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13. 某实验小组测量电源的电动势和内阻以及定值电阻阻值的实验电路如图甲所示，其中的电压表可视为理想电压表。他们的实验操作步骤为：
①先断开开关 $S_{2}$ 、闭合开关 $S_{1}$ ，调节电阻箱的阻值，记下多组电压表的示数U和对应电阻箱的示数R；
②再闭合 $S_{2}$ ，多次调节电阻箱的阻值，记下多组U和R；
根据实验测得的数据，他们作出的 $\frac{1}{U} - \frac{1}{R}$ 图像如图乙所示，其中a、b、c和nc均为已知量。

(1)、 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 都闭合时的 $\frac{1}{U} - \frac{1}{R}$ 图线是（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）；

(2)、根据 $\frac{1}{U} - \frac{1}{R}$ 图像可得，电源的电动势 $E =$ 、内阻 $r =$ ；定值电阻的阻值 $R_{x} =$ 。

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四、解答题

14. 如图所示，绝缘、光滑、平行的金属导轨由倾斜和水平两部分在 $a a^{'}$ 处平滑连接构成，倾斜部分的倾角 $θ = 30 °$ ，导轨间距 $d = 1 m$ ，导轨右端接有阻值 $R = 1.5 Ω$ 的定值电阻。在倾斜部分导轨之间和水平部分导轨之间都存在竖直向上、磁感应强度大小 $B = 0.5 T$ 的匀强磁场。将一根质量 $m = 0.1 k g$ 、电阻 $r = 0.5 Ω$ 的金属棒在 $a a^{'}$ 上方高 $h = 3 m$ 处由静止释放，金属棒到达水平轨道前瞬间恰好处于平衡状态，最后静止于水平轨道的 $c c^{'}$ 处。金属棒下滑过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、金属棒达到的最大速度 $v_{m}$ ；

(2)、整个过程中电阻R产生的焦耳热Q。

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15. 如图所示，光滑的长直斜面AB与足够长的水平地面BC通过一小段光滑圆弧平滑连接，斜面与水平方向的夹角 $θ = 30 °$ 。物块M从斜面上的A点由静止开始下滑，最后静止于水平地面上的C点，测量发现AB的长度为 $L_{0}$ ， BC的长度为 $2 L_{0}$ 。在D点放置一物块N，再次让物块M从斜面上的A点由静止下滑，一段时间后与物块N发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰后物块M静止于B点，物块N静止于D点右侧一未知位置。已知物块M、N均可看成质点且它们和水平地面间的动摩擦因数相同， $B D = \frac{1}{2} L_{0}$ ，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：

(1)、物块M和水平地面间的动摩擦因数 $μ$ ；

(2)、物块M和N碰撞前瞬间的速度 $v_{0}$ 的大小；

(3)、物块M和N的质量之比。

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16. 如图所示，一圆柱形汽缸固定在倾角 $θ = 30 °$ 的斜面上，一定量的空气（视为理想气体）被质量 $m_{1} = 0.4 k g$ 的活塞封闭在汽缸中。开始时活塞内表面相对汽缸底部的长度 $L_{1} = 15 c m$ ，外界热力学温度 $T_{0} = 300 K$ 。现用跨过定滑轮的轻绳将质量 $m_{2} = 0.3 k g$ 的重锤与活塞连接，重新平衡后，活塞沿斜面向上运动的位移 $x = 5 c m$ 。大气压强恒为 $p_{0} = 1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，与活塞连接的轻绳始终平行于斜面，汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。

(1)、求活塞的横截面积；

(2)、若此后外界的温度缓慢降低 $Δ T = 15 K$ ，为了使降温后活塞回到初始时的位置，需要从汽缸底部的抽气阀门处抽出适量气体，求抽出气体的质量与抽气前缸内气体质量的比值。

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17. 如图所示，放置在空气中的三棱镜的截面ABD是边长为L的等边三角形，一细光束平行于底边AD射入三棱镜，折射光线恰好在BD边发生全反射，之后从底边AD射出。求：
（ⅰ）平行于底边AD射入的光线与从底边AD射出的光线的偏向角 $α$ ；
（ⅱ）三棱镜材料的折射率n。

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五、填空题

18. 一列简谐横波沿 $x$ 轴正方向传播，传播的速度大小为 $4.0 m / s$ ， $t = 0$ 时刻的波形图如图所示。则 $t = 0$ 时刻， $x = 9 m$ 处的质点沿 $y$ 轴（填“正方向”或“负方向”）振动， $x = 11 m$ 处的质点比 $x = 1 m$ 处的质点振动滞后 $s$ ， $x = 1.5 m$ 处质点的振动方程为 $y =$ $m$ 。

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