江西省赣州市2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-25 类型：期末考试

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一、单选题

1. 我国著名理论物理科学家程开甲，是我国核武器的先驱，荣获了“改革先锋”“国家最高科学技术奖”“八一勋章”“人民科学家”等国家荣誉称号和中国科学院院士等多个优秀奖项与称号，为我国的科研事业奉献了他的一生。在对原子物理的不断探索中，下列有关原子物理说法中正确的是（）

A、汤姆孙对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是电子流 B、爱因斯坦的光电效应方程，从动量的角度解释了光的量子化 C、卢瑟福通过 $α$ 粒子散射实验的研究证实了原子核内部有质子和中子 D、玻尔把将量子理论的观念引入原子领域，很好地解释了所有原子光谱的分立特征

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2. 传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能。关于图中应用传感器的实际情景，下列说法错误的是（）

A、甲图传感器用来测量位移的微小变化，是位移传感器 B、乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器 C、丙图利用霍尔元件可以测量微小位移，是位移传感器 D、传感器感受力、温度、光、声等信号，把电学信号转换成非电学信号

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3. 北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，假设该发电系统的输出电压恒为250V，通过理想变压器向远处输电，如图，所用输电线的总电阻为8Ω，升压变压器 $T_{1}$ 原、副线圈匝数比为1：16，下列说法正确的是（）

A、若该发电系统输送功率为 $1 \times 1 0^{5} W$ ，则输电线损失的功率为 $4 \times 1 0^{3} W$ B、若该发电系统输送功率为 $1 \times 1 0^{5} W$ ，用户获得220V电压，则降压变压器 $T_{2}$ 原、副线圈的匝数比为190：11 C、若用户消耗功率减少，则升压变压器 $T_{1}$ 的输出电压 $U_{2}$ 减小 D、若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压 $U_{4}$ 增大

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4. 一个质量为0.2kg的小钢球竖直下落，落地时速度大小为1m/s，与地面作用0.1s后以等大的动量竖直向上反弹，小钢球在与地面碰撞的过程中，若选向上为正方向，g取 $10 m / s^{2}$ ，下列说法中正确的是（）

A、小钢球重力的冲量为 $0.1 k g \cdot m / s$ B、小钢球的动量变化量为 $- 0.4 k g \cdot m / s$ C、小钢球受到合力的冲量为 $- 0.4 N \cdot s$ D、小钢球受到的平均支持力为6N

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5. 如图所示，L为电感线圈，R为滑动变阻器，A₁、A₂是两个完全相同的灯泡。将R触头滑动至某一位置，闭合开关S，灯A₁立即变亮，灯A₂逐渐变亮，最终A₂亮度更高。则（）

A、R连入电路的阻值与L的直流阻值相同 B、闭合S瞬间，L中电流与变阻器R中电流相等 C、断开S，A₁立刻熄灭，A₂逐渐熄灭 D、断开S，A₁闪亮后再逐渐熄灭，A₂逐渐熄灭

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6. 生命在于运动，体育无处不在，运动无限精彩，如图所示，质量为450kg的小船静止在水面上，质量为50kg的人在甲板上立定跳远的成绩为2m，不计空气和水的阻力，下列说法正确的是（）

A、人在甲板上散步时，船保持静止 B、人在立定跳远的过程中船保持静止 C、人在立定跳远的过程中船后退了0.4m D、若人在地面上立定跳远，其最好成绩一定超过1.8m

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7. 如图所示，宽度为2d的区域内存在匀强磁场B，磁场方向垂直纸面向里。一边长为d的正方形线框abcd由粗细均匀的金属导线绕成，线框匀速穿过磁场区域，线框右边恰好与磁场左边界重合时开始计时，设电流逆时针为正方向，下列关于ab两点间的电势差U_ab及通过线圈中的电流i随线圈位移x的变化图像正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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二、多选题

8. 核电池是各种深空探测器中最理想的能量源。它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。钚238同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。已知钚238的半衰期为88年，其衰变方程为 $_{94}^{238} P u \to_{92}^{234} U + X$ 。下列说法正确的是（）

A、 $_{94}^{238} P u$ 的比结合能小于 $_{92}^{234} U$ 的比结合能 B、 $_{94}^{238} P u$ 的核子平均质量大于 $_{92}^{234} U$ 的核子平均质量 C、衰变放出的射线是 $β$ 射线，它的贯穿能力比 $α$ 射线强 D、经过88年，10个 $_{94}^{238} P u$ 原子核中一定有5个发生了衰变

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9. 如图所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围为1.62eV ~ 3.11eV，锌的逸出功为3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（）

A、氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能减小，原子的电势能增大 B、处于n = 3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离 C、用能量为11.0eV的自由电子轰击，有可能使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D、一群处于n = 4能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV

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10. 如图所示，ab为固定在水平面上的半径为l、圆心为O的金属半圆弧导轨，Oa间用导线连接一电阻M。金属棒一端固定在O点，另一端P绕过O点的轴，在水平面内以角速度 $ω$ 沿逆时针匀速转动，该过程棒与圆弧良好接触。整个空间分布着垂直导轨平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，已知金属棒由同种材料制成且粗细均匀，棒长为2l、总电阻为2r，M阻值为r，其余电阻忽略不计。当棒转到图中所示的位置时，棒与圆弧的接触处记为Q点，则（）

A、通过M的电流方向为a→O B、通过M的电流大小为 $\frac{B l^{2} ω}{6 r}$ C、QO两点间电压为 $\frac{B l^{2} ω}{2}$ D、PQ两点间电压为 $\frac{3 B l^{2} ω}{2}$

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三、实验题

11. 图为“验证碰撞过程中的动量守恒”的实验装置示意图，图中P点是未放靶球时入射球的平均落点。入射球与靶球的直径相同，质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ ，且满足 $m_{1} > m_{2}$ 。

(1)、只要满足关系式____（填序号），则说明碰撞中的动量是守恒的。

A、 $m_{1} \cdot O P = m_{1} \cdot O N + m_{2} \cdot O M$ B、 $m_{1} \cdot O M = m_{1} \cdot O P + m_{2} \cdot O N$ C、 $m_{1} \cdot O N = m_{1} \cdot O M + m_{2} \cdot O P$ D、 $m_{1} \cdot O P = m_{1} \cdot O M + m_{2} \cdot O N$

(2)、若某次实验中测得 $m_{1} = 0.2 k g$ 、 $m_{2} = 0.1 k g$ 、OP=60.00cm、OM=20.00cm、ON=80.00cm，请分析该次碰撞是。（填“弹性”或“非弹性”）碰撞。

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12. 在探究“变压器的电压与匝数的关系”中，可拆变压器如图所示。

(1)、变压器铁芯的结构和材料应选用____；

A、整块的硅钢铁芯 B、相互绝缘的铜片叠成 C、相互绝缘的硅钢片叠成

(2)、下列说法正确的是____；

A、为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B、变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时用多用电表的“直流电压挡” C、变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 D、可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响

(3)、若变压器原、副线圈的匝数分别为800和400，测得变压器两端线圈的电压为3.8V和8.0V。可知变压器的原线圈两端电压是（选填“3.8”或“8.0”）V；变压器的电压比与匝数比不相等，可能的原因是。

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13. 学习法拉第电磁感应定律后，为了定量验证感应电动势E与时间 $Δ t$ 的关系，甲、乙两位同学共同设计了图示实验装置：线圈和电压传感器相连，线圈、光电门固定在长木板的轨道上，强磁铁和挡光片固定在小车上。每当小车经过光电门时，光电门会记录下挡光时间 $Δ t$ 同时触发电压传感器记录下 $Δ t$ 内线圈产生的感应电动势E。利用弹簧将小车以不同的速度从轨道的右端弹出，就能得到一系列E和 $Δ t$ 的实验数据。

(1)、关于实验原理、过程和操作，下列说法正确的是____。

A、实验中必须保持线圈、光电门的位置不变 B、实验中轨道必须保持水平 C、实验中轨道必须光滑 D、实验中每个挡光时间 $Δ t$ 内线圈中磁通的变化量 $Δ Φ$ 中可视为定值

(2)、两位同学用作图法分析实验数据，要通过线性图像直观反映感应电动势E与时间 $Δ t$ 的关系，可作出（填“ $E - Δ t$ ”或“ $E - \frac{1}{Δ t}$ ”）图线。

(3)、若按（2）问中两同学的方法处理数据，当仅增大线圈匝数后得到的图线斜率会（选填“增大”、“不变”、“减小”）。

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四、解答题

14. 短道速滑接力赛是北京冬奥会上极具观赏性的比赛项目之一，如图所示为A、B两选手在比赛中的某次交接棒过程。A的质量 $m_{A} = 60 k g$ ， B的质量 $m_{B} = 75 k g$ ，交接开始时A在前接棒，B在后交棒，交棒前两人均以 $v_{0} = 10 m / s$ 的速度向前滑行。交棒时B从后面用力推A，当两人分开时B的速度变为 $v_{1} = 6 m / s$ ，方向仍然向前，不计两人所受冰面的摩擦力，且交接棒前后瞬间两人均在一条直线上运动。

(1)、求两人分开时A的速度大小；

(2)、交接棒过程要消耗B体内的生物能，设这些能量全部转化为两人的动能，且不计其它力做功，求B消耗的生物能E。

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15. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=30cm的正方形线圈abcd共200匝，线圈电阻r=3Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴 $O O^{'}$ 匀速转动，角速度 $ω = 20 \sqrt{2} r a d / s$ ，外电路连接的两个定值电阻的阻值均为R=4Ω。求：

(1)、交变电压表的示数；

(2)、线圈从图示位置转过30°的过程中通过线圈的电荷量。

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16. 如图所示，间距L＝0.5m的平行金属导轨足够长，其与水平面夹角 $θ = 37 °$ ，处于垂直导轨平面向下的磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，导轨上端接有阻值R＝1Ω的定值电阻。一质量m＝0.1kg、电阻r＝1Ω、长度与导轨间距相等的金属棒垂直跨放在导轨上，棒由静止开始运动后所能达到的最大速度为6.4m/s。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，已知金属棒与导轨始终接触良好，g取 $10 m / s^{2}$ 。不计空气阻力，求：

(1)、金属棒与导轨间的动摩擦因数 $μ$ ；

(2)、金属棒的加速度为 $1 m / s^{2}$ 时，电阻R上消耗的电功率。

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17. 两足够长且不计电阻的光滑金属轨道如图甲所示放置，间距为d=1m，在左端弧形轨道部分高h=1.25m处放置一金属杆a，弧形轨道与平直轨道的连接处光滑无摩擦，在平直轨道右端放置另一金属杆b，杆a、b的电阻分别为 $R_{a} = 2 Ω$ 、 $R_{b} = 5 Ω$ ，在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=2T。现杆b以初速度大小 $v_{0} = 5 m / s$ 开始向左滑动，同时由静止释放杆a，杆a由静止滑到平直轨道的过程中，通过杆b的平均电流为0.3A。从杆a下滑到平直轨道时开始计时，a、b运动的速度—时间图像如图乙所示（以杆a运动方向为正方向），其中 $m_{a} = 2 k g$ ， $m_{b} = 1 k g$ ， g取 $10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、杆a由静止滑至弧形轨道与平直轨道连接处时的速度大小；

(2)、杆a在弧形轨道上运动的时间；

(3)、在整个运动过程中杆b产生的焦耳热。

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