河南省新乡市名校联考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. 下列说法正确的是（）

A、光电效应表明光具有能量，康普顿效应表明光具有动量 B、电子束穿过铝箔的衍射现象说明电子具有粒子性 C、目前核能发电主要使用的是轻核聚变反应 D、由于铀核裂变反应释放能量，裂变产物原子核的比结合能小于铀核的比结合能

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2. 如图所示，2022北京冬奥会冰壶比赛时某运动员将冰壶（可视为质点）以速度 $v_{0}$ 从栏线P沿虚线推出，假设冰壶沿虚线做匀减速直线运动，栏线P到营垒圆心O的距离是 $L = 44.5 m$ ，营垒是由4个直径分别为 $0.15 m 、 0.61 m 、 1.22 m$ 和 $1.83 m$ 的同心圆组成。冰壶与冰面的动摩擦因数 $μ = 0.02$ ，运动员把冰壶推进直径是 $1.22 m$ 的圆内，重力加速度g取 ${10m/s}^{2}$ ，则 $v_{0}$ 可能是（）

A、 $v_{0} = 3.0 m / s$ B、 $v_{0} = 4.0 m / s$ C、 $v_{0} = 4.2 m / s$ D、 $v_{0} = 5.0 m / s$

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3. 如图所示，一根光滑的轻绳一端系在天花板的P点，另一端跨过动滑轮和定滑轮系在小球上，小球套在光滑的竖直杆上，装有水的桶挂在动滑轮的挂钩上，整个系统处于静止状态，下列说法正确的是（）

A、若桶中的水缓慢漏出，小球将向上移动 B、若P点缓慢向左移动一小段距离，小球将向下移动 C、若P点缓慢向右移动一小段距离，小球将向上移动 D、若P点缓慢向右移动一小段距离，小球将向下移动

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4. 北京时间2022年4月16日09时56分，“神舟十三号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，“神舟十三号”载人飞行任务取得圆满成功，“神舟十三号”首次实施快速返回。如图所示是“神舟十三号”载人飞船与“天和核心舱”分离后，在较低轨道上运行，“天和核心舱”在较高轨道运行，它们都绕地球近似做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A、“神舟十三号”载人飞船与“天和核心舱”分离后加速才能进入较低轨道 B、分离后“神舟十三号”载人飞船的运行速度大于“天和核心舱”的动行速度 C、分离后“神舟十三号”载人飞船的运行周期大于“天和核心舱”的运行周期 D、分离后“神舟十三号”载人飞船的动能大于“天和核心舱”的动能

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5. 真空中静止的三个点电荷形成的电场分布如图所示，一带正电的粒子（不计重力）以初速度 $v_{0}$ 从A点进入电场，运动轨迹如图中虚线所示，B点是两个负电荷连线的中点，下列说法正确的是（）

A、带电粒子在B点的加速度为零 B、带电粒子在B点的速度最大 C、从B到C电场力对带电粒子先做正功后做负功 D、从B到C带电粒子的电势能先增加后减小

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6. 如图所示，在光滑水平地面上，一根轻质弹簧左端固定，弹簧处于原长时右端在O点，在O点右侧的地面上静止放置 $\frac{1}{4}$ 圆弧曲面的滑块，滑块质量为 $3 m$ 且左端与地面相切，圆弧半径为R。用质量为m的小球（可以看成质点）压缩弹簧，当弹性势能 $E_{p} = \frac{4}{3} m g R$ 时释放小球，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、当弹簧第一次恢复原长时小球的速度为 $\sqrt{\frac{4}{3} g R}$ B、小球第一次与 $\frac{1}{4}$ 圆弧曲面滑块速度相同时小球距地面的高度大于R C、小球第一次从 $\frac{1}{4}$ 圆弧曲面滑块返回到水平地面时的速度大小为 $\sqrt{\frac{2}{3} g R}$ D、小球第一次从 $\frac{1}{4}$ 圆弧曲面滑块返回到水平地面后还可以再一次滑上 $\frac{1}{4}$ 圆弧曲面滑块

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二、多选题

7. 如图所示的电路， $R_{2}$ 是光敏电阻（电阻随光照强度增加而减小）， $R_{1} 、 R_{3}$ 是定值电阻， $C_{1} 、 C_{2}$ 是电容器，电源电动势为E，内阻为r，且 $R_{1} + R_{3} = r$ ，开关S闭合后光照强度增加时，下列说法正确的是（）

A、电阻 $R_{3}$ 两端的电压减小 B、电容器 $C_{1}$ 和电容器 $C_{2}$ 的带电量都减小 C、电源的输出功率一定增加 D、电源的效率一定增加

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8. 如图所示，在 $P Q$ 之间有水平向右的匀强电场，在 $Q M$ 之间的两个半径为R的圆形内（不包含边界）存在方向相反的圆形磁场，两个圆形磁场相切且与边界Q也相切，磁感应强度均为B，在两个圆形磁场右边并与圆形磁场相切有一个足够大的挡板。在下边圆形磁场的最低点A处有一个粒子源可以在平面内向磁场内各个方向发射速率为 $\frac{q B R}{m}$ ，电量为 $+ q$ ，质量为m的粒子， $P Q$ 之间的距离为 $2 R$ ，电场强度为 $\frac{q B^{2} R}{2 m}$ ，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，粒子不发生碰撞，下列说法正确的是（）

A、粒子水平向左进入匀强电场 B、粒子速度减到零时刚好运动到电场左边界P C、粒子在下边的圆形磁场中运动的时间均为 $\frac{π m}{q B}$ D、粒子均能垂直打在挡板上

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9. 如图所示，有一个理想变压器，原线圈匝数 $n_{1} = 400$ ，两组副线圈匝数 $n_{2} = n_{3} = 100$ ，理想二极管和 $C = 2 \times 10^{- 6} F$ 的电容器接在副线圈 $n_{2}$ 两端，定值电阻 $R = 25 Ω$ 接在副线圈 $n_{3}$ 两端，在 $a b$ 端输入交流电 $u_{a b} = 220 \sqrt{2} \sin 100 π t (V)$ ，开关S闭合电路稳定后，原线圈电压为 $U_{1}$ ，电流为 $I_{1}$ ，副线圈 $n_{3}$ 的电压为 $U_{3}$ ，电流为 $I_{3}$ ，下列说法正确的是（）

A、电容器C的电荷量一直在变化 B、电容器C的电荷量是 $1.10 \times 10^{- 4} C$ C、原线圈 $n_{1}$ 与副线圈 $n_{3}$ 的电流满足 $\frac{I_{1}}{I_{3}} = \frac{n_{3}}{n_{1}}$ D、定值电阻R电功率是 $121 W$

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10. 如图所示，两足够长光滑平行金属导轨倾斜放置且电阻不计，倾角 $θ = 37 °$ ，两导轨间距 $L = 1.0 m$ ，空间有垂直导轨斜向上的匀强磁场，磁感应强度 $B = 1.0 T$ 。不计电阻、质量 $m = 1.0 kg$ 的金属棒垂直于导轨放置，金属棒的长度与导轨间距相等并与导轨接触良好。导轨上端接有 $C = 2.0 F$ 的电容器和 $R = 2.0 Ω$ 的定值电阻，单刀双掷开关接1时与电容器构成闭合回路，接2时与定值电阻构成闭合回路，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ 。在 $t_{0} = 0$ 时刻单刀双掷开关接1，同时由静止释放金属棒， $t_{1} = 5 s$ 时单刀双掷开关瞬间接到2，经过一段时间后金属棒做匀速直线运动，下列说法正确的是（）

A、单刀双掷开关接1时金属棒做匀加速直线运动 B、在 $t_{1} = 5 s$ 时金属棒的速度是 $10 m / s$ C、在 $t_{1} = 5 s$ 时电容器带的电荷量是 $2.0 C$ D、最后金属棒匀速直线运动的速度是 $12 m / s$

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11. 下列关于热现象的说法正确的是（）

A、温度相同的氢气和氧气，分子平均速率也相同 B、绝对湿度是空气中所含水蒸气的压强 C、空调和冰箱的工作过程表明热量可以从低温物体向高温物体传递 D、晶体都有规则的几何形状 E、液体和固体表现为浸润时附着层内液体分子之间的作用表现为斥力

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12. 在x轴上 $x_{1} = 0 m$ 和 $x_{2} = 15 m$ 处有两个波源，在 $t = 0$ 时刻开始振动，当 $t = 4 s$ 时形成如图所示的波形，其余数据图中已标出，下列说法正确的是（）

A、这两列波的波速大小均为 $1 m/s$ B、两个波源的起振方向相同 C、在 $t = 7.5 s$ 时 $x = 7.5 m$ 处质点开始沿y轴负方向振动 D、在 $t = 11.5 s$ 时 $x = 6.5 m$ 处质点的位移是 $- 5 cm$ E、从 $t = 0$ 到 $t = 12.5 s ， x = 6.5 m$ 处质点走过的路程是 $24 cm$

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三、实验题

13. 如图所示，某同学想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，设计了如下实验方案。

(1)、按照图1安装实验装置，把长木板放在水平桌面上，调节光滑定滑轮的高度，使细线与长木板平行，（填“需要”或“不需要”）把长木板左端垫高；

(2)、在光滑动滑轮挂钩上挂上钩码，接通打点计时器电源，释放滑块，得到如图2的一条纸带，并选取了七个计数点，两个计数点之间还有一个计时点未画出，并测出了相邻两个计数点之间的距离分别是 $s_{1} ， s_{2} ， s_{3} ， s_{4} ， s_{5} ， s_{6}$ ，已知打点计时器电源的频率是f，力传感器示数是F，重力加速度为g，并用天平测出了滑块的质量M，滑块和长木板之间的动摩擦因数 $μ =$ （用题中给的字母表示）。

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14. 某物理小组想测定一种液体的电阻率，在实验室找到了一个透明塑料长方体容器。

(1)、如图1所示，首先用刻度尺测出容器内部的长 $L =$ $cm$ 。

(2)、在容器内加入一定量的液体，用如图2所示游标卡尺的（填“M”、“N”或“P”）部测出容器内部的宽d，用游标卡尺的（填“M”、“N”或“P”）部测出液体的深度 $h =$ $cm$ （图2是测深度的示数）。

(3)、然后在容器内部左右两端插入与容器等宽不计电阻的金属板作为两个电极，用欧姆表粗测液体的电阻如图3所示，选择开关指向“ $\times 100$ ”，则液体的电阻 $R =$ $Ω$ 。

(4)、为了更准确地测量其阻值，有以下器材供选用：
A．电压表（ $0 \sim 15 V$ ，内阻约 $15 kΩ$ ）

B．电流表（ $0 \sim 20 mA$ ，内阻 $20 Ω$ ）

C．电流表（ $0 \sim 0.6 A$ ，内阻 $1 Ω$ ）

D．滑动变阻器 $(10 Ω ， 1 A)$

E．滑动变阻器 $(20 Ω ， 1 A)$

F．学生电源（直流电压 $12 V$ ，内阻不计），开关、导线若干

为了准确测量其阻值，并测量多组数据，电流表应选用，滑动变阻器应选用。（填器材前面的字母序号）

(5)、请把图4虚线框内实验电路图补充完整。

(6)、若测得容器内部的长L、宽d、液体的深度h，电压表示数U、电流表示数I，电流表内阻 $R_{A}$ ，该液体的电阻率 $ρ =$ 。

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四、解答题

15. 如图所示， $P Q M$ 是各场区的竖直理想边界，上下空间足够大，在 $P Q$ 之间有竖直向下的匀强电场， $P Q$ 间的距离 $d = 1.0 m$ ，电场强度大小 $E_{1} = \frac{5 m g}{q}$ ，在 $Q M$ 之间有竖直向上的匀强电场和水平向里的匀强磁场，电场强度大小 $E_{2} = \frac{m g}{q}$ ，磁感应强度大小 $B = \frac{10 m}{q}$ ，在边界P上的O点水平向右射入一个质量为m、电量为q，带正电的小球（可以看成质点和点电荷），初速度 $v_{0} = 5.0 m/s$ ，小球恰好没有从M边界射出。重力加速度g取 $10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、带电小球运动到Q边界时的速度大小；

(2)、边界 $Q M$ 之间的距离。

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16. 如图所示，用传送带向高处运送货物，货物放在传送带下端时速度为零，传送带长度 $L_{1} = 25 m$ ，倾角 $θ_{1} = 37 °$ ，为了节省能源，货物离开传送带后又滑上倾角 $θ_{2} = 30 °$ 的斜面，滑到斜面最高点速度刚好为零。已知传送带的速度始终为 $v_{0} = 4 m/s$ ，货物与传送带之间的动摩擦因数山 $μ_{1} = 0.8$ ，货物与斜面之间的动摩擦因数 $μ_{2} = \frac{\sqrt{3}}{3}$ ，货物质量 $m = 10 kg$ ，重力加速度g取 ${10m/s}^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，可以把货物看成质点，货物从传送带滑上斜面时速度大小不变。求：

(1)、货物和传送带之间因摩擦产生的热量；

(2)、传送带对货物做的功；

(3)、斜面长度。

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17. 如图所示，在水平面上放四根电阻不计、足够长的光滑金属导轨 $M N 、 G H 、 M^{'} N^{'} 、 G^{'} H^{'}$ ，其中 $N G$ 、 $N^{'} G^{'}$ 是平滑连接两导轨的固定光滑绝缘材料。在光滑绝缘材料上放有电阻 $r = 1.0 Ω$ 、质量 $m_{2} = 0.1 kg$ 的金属棒Q，导轨右端接有定值电阻 $R = 2.0 Ω$ ，左边导轨上放有电阻不计、质量 $m_{1} = 0.1 kg$ 的金属棒P，整个导轨所在的空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 $B = 1.0 T$ 。导轨左端接有电源和电容器，单刀双掷开关S先接1时电容器和电源接通，足够长时间后单刀双掷开关S接2，电容器与金属导轨接通，金属棒P与Q发生弹性碰撞前已经做匀速直线运动。已知电源电动势 $E = 10 V$ ，内阻不计，导轨间距和金属棒P、Q的长度均为 $L = 1 m$ ，电容器电容 $C = 1.0 \times 10^{- 2} F$ 。求：（结果可用分式表示）

(1)、单刀双掷开关S接1时足够长时间后电容器带的电荷量；

(2)、单刀双掷开关S接2金属棒P做匀速直线运动的速度大小和此时电容器带的电荷量；

(3)、定值电阻R产生的焦耳热。

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18. 如图所示，一个粗细均匀的直角细玻璃管上端封闭、下端开口，竖直插在水银槽中，玻璃管水平部分空气柱长度为 $L_{1} = 50 cm$ ，玻璃管中直角处下方有一段长度为 $L_{2} = 10 cm$ 的水银柱，下端空气柱长度为 $L_{3} = 40 cm$ 。当环境温度是 $t_{1} = 27 ℃$ 时，水银槽内玻璃管内外水银面相平，已知大气压强 $p_{0} = 75 cmHg$ ，求当环境温度降低到多少时水银柱恰好全部进入水平玻璃管。[空气可以看成理想气体，忽略水银槽内液面高度的变化，热力学温度 $T = (t + 273) K$ ，计算结果保留整数]

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19. 如图所示，是一个玻璃砖的截面图，由等腰直角三角形 $A B C$ 和半圆 $A C$ 组成，在 $B A$ 正上方有一个足够大的光屏，半圆的直径 $A C = \sqrt{2} m$ ，垂直 $B C$ 边入射一细光束从C点缓慢向左平移，从C点平移到P点（图中未画出）的过程中，光屏上有光斑，当平移到P点及左边时光屏上光斑消失，已知玻璃砖的折射率 $n = \sqrt{2}$ 。求：

(1)、P点距C点的距离；

(2)、细光束从C点缓慢向左平移至P点的过程中光斑距A点的最小距离。

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