山东省滨州市2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-09 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列说法正确的是（）

A、分子间距离减小时，分子间引力减小，分子间斥力增大 B、热量不一定从高温物体传递到低温物体 C、100℃的水逐渐变成100℃的水蒸气，其内能不变 D、布朗运动是分子的无规则运动

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2. 氢原子能级如图，现有大量处于n=3能级的氢原子。光速c=3.0×10⁸m/s，下列说法正确的是（）

A、这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子 B、从n=3能级跃迁到n=1能级比跃迁到n=2能级辐射的电磁波的波长长 C、从n=3能级跃迁到n=1能级辐射光子的动量为6.448×10^-27kg·m/s D、n=3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量

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3. 如图，一定质量的理想气体经①②两个过程由状态A变化到状态B，过程①是斜线，过程②是折线，其中AB的延长线通过坐标原点O。下列说法正确的是（）

A、过程①一直对气体做功 B、两过程气体的内能均一直减少 C、两过程放出的热量相同 D、过程②气体先对外做功，然后外界对气体做功

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4. 关于四个核反应方程下列说法正确的是（）
① $_{92}^{238} U \to_{90}^{234} T h +_{2}^{4} H e$
② $_{90}^{234} T h \to_{91}^{234} P a +_{- 1}^{0} e$
③ $_{7}^{14} N +_{2}^{4} H e \to_{8}^{17} O + {}_{1}^{1}H$
④ $_{1}^{2} H +_{1}^{3} H \to_{2}^{4} H e +_{0}^{1} n + 17.6 M e V$

A、①②为原子核自发的衰变过程，反应不释放能量 B、②说明原子核的组成含有电子 C、③是查德威克发现质子的反应方程 D、④为热核反应，在受控核聚变方面，中国利用“环流器”的磁约束和利用“神光Ⅲ”的惯性约束技术居于世界领先地位

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5. 2022年北京冬奥会的雪花形主火炬由96块小雪花和6块橄榄枝组成。关于雪花，下列说法正确的是（）

A、雪花是水蒸气凝华时形成的晶体 B、一片雪花大约由5000个水分子组成 C、雪花融化过程温度不变，内能不变 D、没有两片雪花是相同的，因此雪花属于非晶体

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6. 如图甲，是电磁波发射电路中的 $L C$ 电磁振荡电路，电流的变化规律如图乙，图甲中电流方向为正方向。某时刻电路中有正方向电流且电容器上极板带正电，下极板带负电，则该时刻处在乙图中哪个过程中（）

A、 $0$ 至 $0.5 \times 1 0^{- 3} s$ B、 $0.5 \times 1 0^{- 3} s$ 至 $1 \times 1 0^{- 3} s$ C、 $1 \times 1 0^{- 3} s$ 至 $1.5 \times 1 0^{- 3} s$ D、 $1.5 \times 1 0^{- 3} s$ 至 $2 \times 1 0^{- 3} s$

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7. 新疆是我国最大的产棉区，在新疆超出70％棉田都是通过机械自动化采收，自动采棉机将棉花打包成圆柱形棉包，然后平稳将其放下。放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为m的棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为120°固定不变，“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动。BP板由水平位置逆时针缓慢转动角度 $θ$ （ $θ$ ＜60°）时，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，已知重力加速度为g，PA挡板对棉包的弹力F₁和PB挡板对棉包的弹力F₂的大小分别为（）

A、 $F_{1} = \frac{2 \sqrt{3} m g}{3} s i n (60 ° - θ) ， F_{2} = \frac{2 \sqrt{3} m g}{3} s i n θ$ B、 $F_{1} = \frac{2 \sqrt{3} m g}{3} s i n θ ， F_{2} = \frac{2 \sqrt{3} m g}{3} s i n (30 ° - θ)$ C、 $F_{1} = \frac{2 \sqrt{3} m g}{3} s i n θ ， F_{2} = \frac{2 \sqrt{3} m g}{3} s i n (60 ° - θ)$ D、 $F_{1} = \frac{2 \sqrt{3} m g}{3} c o s θ ， F_{2} = \frac{2 \sqrt{3} m g}{3} c o s (60 ° - θ)$

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8. 如图1，两直径为d的圆形区域相切于O点，内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一长为d的金属棒绕一端O在纸面内做匀速圆周运动，角速度大小为ω。图2是金属棒中的感应电动势随时间变化的关系图像，通过计算发现，其可看作是在恒定电压源（图3a）与正弦交流电源（图3b）叠加形成的。图2电动势连入电路后一段时间内产生电热，等于这段时间内（图3a）恒定电压源和（图3b）正弦交流电源分别连入电路产生电热的代数和。则金属棒中感应电动势的有效值为（）

A、 $\frac{1}{4} B ω d^{2}$ B、 $\frac{1}{4} B ω d^{2} + \frac{\sqrt{2}}{8} B ω d^{2}$ C、 $\frac{1}{4} B ω d^{2} - \frac{\sqrt{2}}{8} B ω d^{2}$ D、 $\frac{\sqrt{6}}{8} B ω d^{2}$

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二、多选题

9. 如图，某种材料作K极分别用两种光进行光电效应探究，其频率 $ν_{1} < ν_{2}$ ，光电子到达A极时最大动能E_km、电流表示数I、电压表示数U，则 $E_{k m} - U$ 、 $I - U$ 的关系图像可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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10. 如图，2021年11月8日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服密封一定质量的气体，用来提供适合人体生存的气压。王亚平先在节点舱（宇航员出舱前的气闸舱）穿上舱外航天服，航天服密闭气体的体积约为 $V_{1} = 1.4 L$ ，压强 $p_{1} = 1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，温度 $t_{1} = 27 ℃$ 。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门。若节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到 $V_{2} = 2.0 L$ ，温度变为 $t_{2} = - 3 ℃$ ，此时航天服内气体压强为p₂。为便于舱外活动，宇航员把航天服内的一部分气体缓慢放出。出舱后气压降到 $p_{3} = 2.1 \times 1 0^{4} P a$ ，假设释放气体过程中温度不变，航天服内剩余气体体积变 $V_{3} = 3.0 L$ ，航天服内封闭气体可视为理想气体。下列说法正确的是为（）

A、 $p_{2} = 7.2 \times 1 0^{4} P a$ B、 $p_{2} = 6.3 \times 1 0^{4} P a$ C、航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为 $\frac{1}{2}$ D、航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为 $\frac{1}{3}$

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11. 手机无线充电技术越来越普及，如图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙，其中送电线圈和受电线圈匝数比n₁：n₂=5：1，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（）

A、送电线圈的电流为10A B、送电线圈的电流为0.4A C、R的值为19.5Ω D、R的值为18.75Ω

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12. 如图，一个电阻为R的长方形线圈abcd沿着磁针所指的南北方向平放在北半球的一个水平桌面上。ab边长为l₁ ， bc边长为l₂ ，现突然将线圈翻转180°，使ab与dc互换位置，可设法测得导线中流过的电量Q₁ ，然后将线圈以bc边为轴转动，使之突然竖直，这次测得导线中流过的电量为Q₂ ，则（）

A、绕cd边转动至竖直过程，通过导线的电荷量为 $\frac{Q_{1}}{2}$ B、绕cd边转动至竖直过程，通过导线的电荷量为 $\frac{Q_{2}}{2}$ C、绕ad边转动至竖直过程，通过导线的电荷量也为Q₂ D、绕ad边转动至竖直过程，通过导线的电荷量为 $| Q_{2} - Q_{1} |$

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三、实验题

13.

(1)、某实验小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时。
①在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是.
A．等效替代法                         B．类比法
C．理想模型法                         D．控制变量法
②下列操作中可能导致d偏大的是.
A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值偏小了
B．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
C．求每滴溶液的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴
D．计算油膜面积时，把部分不足半格的油膜算成一格

(2)、某实验小组用图甲装置探究气体等温变化的规律，缓慢推动柱塞压缩气体过程中测得多组空气柱的压强p和体积V的数据，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以 $\frac{1}{V}$ 为横坐标在坐标系中描点作图。由于压缩气体时漏气，则作出的图线应为图乙中的（选填“①”或“②”）。

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14. 疫情期间小明同学认真学习网课的同时积极锻炼身体增强体质。在学到胡克定律及探究弹簧弹力与形变量的关系时，小明利用如图器材，测量锻炼所用拉力器弹簧的劲度系数。实验步骤如下：
A．将弹簧拉力器一端固定在支架上，另一端系一个绳套
B．水桶装入一定量的水，用体重计测量水桶和水的总质量m，并记录
C．将水桶系在绳套上，缓慢释放水桶，稳定后测量弹簧的长度l，并记录
D．改变水的质量，重复步骤B、C，并记录数据
E．绘制图像，并根据图像求拉力器弹簧的劲度系数

(1)、某次实验水桶及水总质量为10kg时，弹簧长度如图（每次测量时读最后一圈弹簧下边缘刻度），读数为cm；
水桶和水的总质量m
0
5kg
10kg
15kg
20kg
弹簧长度l
24.00cm
27.62cm
34.86cm
38.48cm

(2)、在坐标纸中已经描绘了4组数据点，请将未描绘的数据点补充完整，并做出m-l图像。

(3)、根据图像计算可得拉力器（共五根弹簧）中每根弹簧劲度系数为N/m（重力加速度g=10m/s² ，结果保留两位有效数字）；

(4)、弹簧拉力器手柄和弹簧自身质量对弹簧劲度系数的测量结果（选填“有”或“无”）影响。

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四、解答题

15. 如图，质量为1kg的物体M放在水平地面上，轻绳的一端与M相连，且与水平方向夹角37°，另一端绕过光滑定滑轮与m相连，水平外力F作用在m上，使轻绳偏离竖直方向30°，M和m均保持静止，增大外力F，使m绕O点缓慢转动，水平外力F增大了 $2 \sqrt{3}$ N时，轻绳偏离竖直方向60°，此时M恰好不滑动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s²。求：

(1)、m的质量；

(2)、M与地面间的动摩擦因数μ。

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16. “拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。如今火罐医疗已风靡全球，也成为国际著名运动员最为青睐的疗伤手段之一，在2022年北京冬季奥运会期间，某次给运动员拔罐时，罐的容积为60cm³ ，室温为27℃，大气压p₀=1.0×10⁵Pa，罐导热性能良好。罐内封闭气体可视为理想气体。求：

(1)、拔罐过程中，罐内空气被加热到57℃，求此时罐内空气质量与室温下罐内空气质量的比；

(2)、罐倒扣到治疗部位后，罐内空气从57℃降温到室温，罐的容积由于皮肤变形减少3cm³ ，求降温之后罐内气体的压强（结果保留两位有效数字）。

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17. 核电站利用核反应堆工作，铀核U裂变生成钡核Ba和氪核Kr。在一个反应堆中用石墨做慢化剂使快中子减速。碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。求：

(1)、试完成铀核裂变反应方程； ${}_{92}^{235}U + {}_{0}^{1}n \to {}_{()}^{141}B a + {}_{36}^{()}K r + 3 ({}_{0}^{1}n)$

(2)、已知U、Ba、Kr核以及中子的质量分别是235.0439u，140.9139u，91.8973u和1.0087u，计算一个铀核裂变放出的核能。1u＝1.66×10^-27kg，c＝3.0×10⁸m/s；（结果保留两位有效数字）

(3)、设碰撞前中子的动能是E₀ ，经过一次碰撞，中子失去的动能是多少。

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18. 如图所示，两根水平轨道 $M N$ 、 $M^{'} N^{'}$ 放置在水平桌面上，两根半径为 $R$ 的 $\frac{1}{4}$ 圆弧轨道 $P M$ 、 $P^{'} M^{'}$ 和水平轨道 $M N$ 、 $M^{'} N^{'}$ 平滑连接，水平轨道末端 $N N^{'}$ 恰好在桌子边缘，轨道 $P M N$ 和 $P^{'} M^{'} N^{'}$ 的间距为 $l$ ，桌面距地面高 $h$ 。空间中存在竖直向上匀强磁场，磁感应强度大小为B。ab和cd是质量均为m，长度均为l，电阻均为r的金属棒，金属棒cd 放置在水平轨道左端MM＇处，金属棒ab在圆弧轨道上端 $P P'$ 处。不考虑轨道电阻，金属棒与导轨接触良好，忽略一切阻力，水平轨道足够长，金属棒cd处于锁止状态，在外力作用下使金属棒ab沿圆弧轨道匀速下滑，当金属棒ab滑至圆弧轨道底端时撤去外力和cd棒的锁止，ab棒与cd棒发生弹性碰撞，经过一段时间后ab棒和cd棒间距不再发生变化，最终两棒从桌面边缘飞出，已知两棒从桌面飞出的水平射程为h，重力加速度为g。求：

(1)、金属棒ab在圆弧轨道运动的速度大小v₀；

(2)、外力做功的大小；

(3)、ab棒和cd棒在平直轨道间距不变时，两棒的间距d。

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水桶和水的总质量m	0	5kg	10kg	15kg	20kg
弹簧长度l	24.00cm	27.62cm		34.86cm	38.48cm