湖北省新高考联考协作体2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-08 类型：期末考试

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一、单选题

1. 科技的发展推动了人类文明的进步。下面说法与事实不符的是（）

A、天然放射现象首先由贝克勒尔发现，他的发现，说明原子核具有复杂结构 B、卢瑟福通过 $α$ 粒子轰击氮原子核，第一次实现原子核的人工转变，并发现了质子 C、普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论 D、玻尔通过实验成功地解释了各种原子的发光现象

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2. 2021年12月9日“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站带来了一场精彩的太空科普课，授课活动圆满结束。“水球光学实验”中，王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，关于该实验说法正确的是（）

A、由于空间站的微重力环境，水球中气体压强几乎为0 B、若空间站内温度升高，气泡内所有气体分子运动速率都会变大 C、水球中气泡比较亮是因为发生了薄膜干涉现象 D、水与气泡界面处，水分子间距离大于水球内水分子之间距离

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3. 赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现了光电效应现象，这一现象引起许多科学家关注并进行了研究。如图甲是研究光电效应规律的实验装置图，用波长580 $n m$ 的黄光照射时恰好发生光电效应，现在用某种颜色的光照射阴极K，实验测得电流I与电势差 $U_{A K}$ 满足图乙所示规律，已知普朗克常量 $h = 6.63 \times 1 0^{- 34} J \cdot s$ ，电子的电荷量约为 $1.6 \times 1 0^{- 19} C$ ，关于该实验说法正确的是（）

A、光电子的最大初动能为0.64 $e V$ B、入射光波长大于580 $n m$ C、每秒钟阴极逸出的光电子数约为 $4 \times 1 0^{12}$ 个 D、滑动变阻器滑片从图示位置向右滑动，电流计示数一定增大

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4. 如图，在地球某一位置实验获得两个单摆的受迫振动共振图线，则关于两单摆振动情况说法正确的是（）

A、图线Ⅰ与图线Ⅱ单摆摆长之比为4∶25 B、图线Ⅱ摆长约为1m C、若撤去驱动力后使单摆做简谐运动，运动到最低点时合外力为零 D、若撤去驱动力后使单摆做简谐运动，运动到最低点时加速度为零

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5. 图1是 $t = 0$ 时刻一列简谐横波完整的波形图，其中，质点P、Q平衡位置坐标分别为 $x_{P} = 3 m$ 和 $x_{Q} = 5 m$ 。图2是质点Q的振动图象，下列说法正确的是（）

A、图1中质点P正在沿y轴正方向振动 B、波的传播速度为 $0.5 m / s$ C、0~2s时间内质点Q位移为40 $c m$ D、 $t = 1.5 s$ 时质点P位移为10 $c m$

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6. 如图，在倾角为 $θ$ 的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，在空间加一匀强磁场，使导体棒内通有垂直纸面向外的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上（重力加速度为g），则下列选项正确的是（）

A、所加磁感应强度最小为 $\frac{m g s i n θ}{I L}$ ，方向垂直斜面斜向下 B、所加磁感应强度最小为 $\frac{m g c o s θ}{I L}$ ，方向垂直斜面斜向上 C、若所加磁场方向竖直向上，则磁感应强度大小为 $\frac{m g t a n θ}{I L}$ D、若所加磁场方向竖直向上，则磁感应强度大小为 $\frac{m g}{I L t a n θ}$

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7. 图示为光导纤维（可简化为长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折射率为 $n = \sqrt{2}$ ，真空中光速为C， $A B$ 代表端面。一束单色光从玻璃丝的 $A B$ 端面以入射角 $θ$ 入射，若光能传播到另一端面，则入射角需要满足条件（）

A、入射角 $θ ⩽ 45 °$ ，若 $θ = 45 °$ 光在光导纤维中传播时间为 $\frac{\sqrt{2} L}{c}$ B、入射角 $θ ⩽ 45 °$ ，若 $θ = 45 °$ 光在光导纤维中传播时间为 $\frac{2 L}{c}$ C、入射角 $θ < 90 °$ ，若 $θ = 45 °$ 光在光导纤维中传播时间为 $\frac{2 \sqrt{6} L}{3 c}$ D、入射角 $θ < 90 °$ ，若 $θ = 45 °$ 光在光导纤维中传播时间为 $\frac{2 \sqrt{3} L}{3 c}$

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二、多选题

8. 如图为交流发电机的示意图，线圈的两端分别连在金属滑环上，两个导体电刷分压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。线圈产生的感应电动势随时间变化的正弦规律如图乙，发电机线圈电阻为2Ω，外接电阻为 $R = 8 Ω$ 。关于其工作原理，下列分析正确的是（）

A、0时刻线圈处于图甲位置 B、在 $t = 0.01 s$ 时刻，电压表的示数为4V C、1s内外接电阻R产热量为1J D、丙图中产生的感应电流方向为顺时针方向

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9. 某个小型水电站远程输电模拟电路如图所示，发电机输出电压为 $U_{1} = 250 V$ ，输出功率为200kW，输电线总电阻为 $r = 8 Ω$ ，其中升压变压器原、副线圈的匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 1 ： 16$ ，降压变压器原副线圈匝数比 $n_{3} ： n_{4} = 180 ： 11$ 。若不计变压器损失的能量。下列说法中正确的是（）

A、高压输电线上电流为5A B、高压输电线上损失的功率为2000W C、用电器两端电压 $U_{4} = 220 V$ D、若用户端工作的用电器数量增加，则用户端获得电压变小

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10. 如图所示，矩形 $M N P Q$ 空间内存在垂直于平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在矩形几何中心O点处有一粒子源，沿平行于平面的各个方向以两种不同速率 $v_{1}$ 、 $v_{2}$ 发射同种带电粒子。已知带电粒子质量为m，电荷量为q， $M N = 6 L$ ， $M Q = 8 L$ ，忽略粒子之间的相互作用，重力不计。下列说法正确的（）

A、若要使速率为 $v_{1}$ 的粒子均不能离开磁场，则 $v_{1} < \frac{3 q B L}{m}$ B、若要使速率为 $v_{1}$ 的粒子均不能离开磁场，则 $v_{1} < \frac{3 q B L}{2 m}$ C、若粒子速率 $v_{2} > \frac{2 q B L}{m}$ ，则粒子一定能离开磁场 D、若粒子速率 $v_{2} > \frac{2 q B L}{m}$ ，则粒子不一定能离开磁场

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11. 如图为某一型号电熨斗工作示意图，其中温度敏感元件是双金属片，在温度上升时上层金属的膨胀大于下层金属，可造成双金属片的形变。现需要用该电熨斗对衣物加热至温度为120℃ ，关于该装置工作原理，下列说法正确的是（）

A、常温下，该装置触点是接触状态 B、常温下，该装置触点是分离状态 C、若被加热衣物温度无法达到120℃，则需要将调温旋钮向下旋转 D、若被加热衣物温度无法达到120℃，则需要将调温旋钮向上旋转

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三、实验题

12. “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤简化为如下四幅图：

(1)、上述实验步骤的合理顺序是：（填图片对应字母）

(2)、d图中步骤为：向1 $m L$ 的油酸中加酒精，直至总量达到800 $m L$ ，用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1 $m L$ ，则1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是 $m^{3}$ 。（结果保留两位小数）

(3)、该实验体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有____。

A、把油酸分子视为球形 B、油酸在水面上充分散开形成单分子油膜 C、油酸分子是紧挨着的没有空隙 D、油酸不溶于水

(4)、b图步骤中将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示（正方形小方格的边长为2 $c m$ ），则油酸分子直径是m。（结果保留两位有效数字）

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13. 某同学用小球碰撞验证动量守恒定律，由同种材料制作的两倾斜轨道（倾角相同）和一光滑水平轨道平滑连接并处于同一竖直平面内（如图）。实验所需的等大实心小球和空心小球由同种材料制成。首先从右侧轨道某一位置处（做一标记）释放小球 $m_{1}$ ，小球到达左侧轨道最大高度处（做另一标记）；然后将小球 $m_{2}$ 静止在水平轨道处，在右侧轨道第一次释放同一位置释放小球 $m_{1}$ ，在水平轨道与小球 $m_{2}$ 碰撞后反弹，标记两球到达斜面最大高度时各自的位置。

(1)、实验中标记的位置为P、Q、M、N，则是空心小球（填 $m_{1}$ 或 $m_{2}$ ）；

(2)、为验证碰撞过程动量守恒，实验中需测量的物理量：____

A、两球质量 $m_{1}$ 和 $m_{2}$ B、P，Q，M离各自斜面底端的距离x₁、x₂、x₃ C、P，Q，N离各自斜面底端的距离x₁、x₂、x₄

(3)、若满足表达式：，则可以验证碰撞过程动量守恒。（用第（2）问中测量的物理量的符号表示）

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四、解答题

14. 道路交通安全法第四十七条规定，机动车行经人行横道时，应当减速行驶；遇行人正在通过人行横道，应当停车让行。现有一辆汽车（视为质点）以 $v_{1} = 36 k m / h$ 的速度匀速行驶时，司机发现的方 $s = 25 m$ 处有一位行人正从斑马线另一端准备通过斑马线，在反应0.5s后才实施制动（这个时间称为反应时间），汽车刚好停在斑马线前，行人完全通过斑马线后，司机马上启动汽车然后匀加速至 $v_{1}$ 再做匀速运动。斑马线长 $L = 8 m$ ，行人通过速度为 $v = 0.8 m / s$ 。忽略斑马线宽度，假设制动过程汽车做匀减速运动（加速过程和减速过程加速度大小相同）。
求：

(1)、制动过程汽车加速度大小；

(2)、从司机发现行人到通过斑马线后匀加速到 $v_{1}$ 所用时间。

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15. 如图所示，静止的升降机中竖直放置一绝热气缸，质量为m、横截面积为S的绝热活塞在气缸内封住一定质量的理想气体，气缸内有一体积可忽略的冰块，活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气。开始时，缸内气柱长为 $L_{0}$ ，温度与外界大气温度相同，外界大气的压强和温度分别为p₀、 $T_{0}$ 且始终不变，重力加速度为g。

(1)、缸内冰块缓慢融化，使缸内气体温度下降至 $\frac{14}{15} T_{0}$ 时，缸内气柱长度为多少？此过程冰块融化吸热为Q，求气缸内气体内能变化量；

(2)、若使升降机竖直向上做匀加速直线运动，稳定时缸内气柱长度为 $\frac{4}{5} L_{0}$ ，温度保持 $\frac{14}{15} T_{0}$ 不变，则升降机加速度a多大？

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16. 如图，足够长光滑水平平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 $B = 2 T$ 。两导轨间距为 $L = 0.5 m$ ，导轨上放置一质量为 $m = 1 k g$ ，电阻为 $r = 1 Ω$ 的金属棒a；0时刻开始给a棒施加一水平向的恒力 $F = 6 N$ ， $t_{1} = 1 s$ 时在导轨左侧放置一初速度为0，质量也为 $m = 1 k g$ ，电阻为 $R = 2 Ω$ 约金属棒b；已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，两棒始终不相碰，求：

(1)、 $t_{1}$ 时刻金属棒b放在导轨上瞬间两棒的加速度大小；

(2)、a棒中电流最大值及电流最大时两棒速度 $v_{a}$ ， $v_{b}$ 关系

(3)、a棒中电流达到最大值后再经过一段时间撤去拉力F，撤去拉力F时a棒速度为30 $m / s$ ，求撤去拉力后b棒中产生焦耳热 $Q_{b}$ 。

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