2021-2022学年山东省淄博市高二（下）期末物理试卷（附答案详解）.pdf

2021-2022学年山东省淄博市高二(下)期末物理试卷1.如图，烟雾自动报警器的探测器中装有放射性元素锢241,其衰变方程为算 力 帆-猱N p+4H e+y.下列说法正确的是()A.y是光子，不具有能量B.%He是a 粒子，有很强的贯穿本领C.阖,N p比第14nl的原子核更稳定D.冬天气温较低时，缩 241的半衰期会变小2.2022年 3 月 2 3 日，天宫号空间站上的三名宇航员王亚平、翟志刚、叶光富，又给全国的观众带来了一堂精彩的天宫授课，其中宇航员们做了一个“液桥”实验.将水分别挤在两块透明板上，水球状似倒扣着的碗，如图甲所示.将两板慢慢靠近,两个水球“碗底”挨“碗底”，形成一座中间细、两头粗的“液桥”将两块板相连,如图乙所示；再将两板拉远，液桥变得更细、更长，仍然没有断开.下列说法正确的是()甲 乙A.日常生活中地球上不可能有“液桥”现象B.由图甲可以推断水和透明板是不浸润的C.液体表面张力有使液体表面积扩大的趋势D.液桥形成的根本原因是水的表面张力的作用3.如图为地球赤道剖面图，地球半径为R,把地面上高度为？区域内的地磁场视为方向垂直于剖面的匀强磁场，在赤道平面内一带电粒子以一定速度正对地心射入该磁场区域，轨迹恰好与地面相切。不计粒子重力，则。()入射方向匕粒子轨迹A.轨迹半径为1/?B.轨迹半径为当RC.轨迹半径为三R D.轨迹半径为三R844.紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到K极时，电压表才有示数且启动报警装置。已知太阳光中的紫外线频率主要在7.5 x 1014HZ 9.5 x 1014/7z,而明火中的紫外线频率主要在1.1 x 1015HZ 1.5 x1015/7Z,下列说法正确的是。（）A.为避免太阳光中紫外线干扰,K极材料的截止频率应大于 1.5 x 1015W zB.只有明火照射到K极的时间足够长，电压表才会有示数C.电源左边接正极有利于提高报警装置的灵敏度D.电压表的正接线柱与C相连5.一定质量的理想气体经历了如图所示的4 t B t C t Dt 4循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（）kVA.4-8的过程中，气体向外界放热，内能不变B.B-C的过程中，气体的压强增大，气体从外界吸热C.CT D的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热第2页，共19页D.D-A的过程中，气体的压强不变，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变6.如图所示，轻 绳 的 两 端 固 定 在 水 平 天 花 板 上，物体W b通过另一段轻绳系在轻绳M N的某处，光 滑 轻 滑 轮 跨 在 轻 绳 上，可通过其下边的一段轻绳与物体62一起 沿 自 由 移 动.系 统 静 止 时 轻 绳M N左端与水平方向的夹角为6 0,右端与水平方向的夹角为3 0。.则物体T n 1与T n?的质量之比为（）A.1：1 B.1：2 C.1：V 3 D.V 3:27.现 将 和 彳”从圆形匀强磁场区域的水平直径上的P点以大小相等的动量沿相反方向射出，二者分别从水平直径的M、N点射出磁场，则下列说法正确的是（）A.和：H在磁场中运动的周期之比为2：1B .出e和 出 在磁场中运动的速度大小之比为1：1C.胃H e和在磁场中运动的半径之比为2：1D.和在磁场中运动的时间之比为1：18 .一点光源以1 1 3 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 X 1 0-7徵的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 x 1 0”个。普朗克常量为h=6.6 3 X I O_ 3 47 s R 约为（）A.1 x 1 0 2 m B.3 x 102m C.6 x 1 02m D.9 x 1 02m9.如图，电磁流量计的测量管横截面直径为Q,在测量管的上下两个位置固定两金属电极a、b,整个测量管处于水平向里的匀强磁场中，磁感应强度大小 为 瓦 当含有正、负离子的液体从左向右匀速流过测量管时，连在两个电极上的显示器显示的流量为Q（单位时间内流过的液体体积），下列说法正确的是（）液体入口显示器A.“极电势高于8极电势B.液体流过测量管的速度大小为冬C.a,两极之间的电压为鲤nDD.若流过的液体中离子浓度变高，显示器上的示数将变大1 0.甲、乙两同学相约去参观博物馆。两人同时从各自家中出发，沿同一直线相向而行，经过一段时间后两人会合。身上携带的运动传感器分别记录了他们在这段时间内的速度大小随时间的变化关系，如图所示。其中，甲的速度大小随时间变化的图线为两段四分之一圆弧，下列说法正确的是。()A.0 匕 时间内，甲、乙两人位移相同B.0 t2时间内，乙所走路程大于甲所走路程C.在匕时刻，甲、乙两人加速度大小相等D.0 时间内，甲的平均速率大于乙的平均速率11.在如图所示的电路中，三个定值电阻&、/?2、的阻值相同，理想变压器原、副线圈的医数之比为2:1.在4、匕端加上有效值为。的正弦交流电，开关S 断开时,A.开关S 断开时，“、匕端的输入功率为U/B.开关S 断开时，%、/?2消耗的功率之比为4：1C.定值电阻的阻值均为募D.开关S 闭合后，原线圈电路中电流表示数为|/12.如图，一带负电的圆环套在倾斜固定的粗糙绝缘长直杆上，圆环的直径略大于杆的直径，杆处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。现给圆环一沿杆向上的初速度孙，在以后的运动过程中，下列关于圆环的速度v随时间，的变化关系图线，可能正确的是()第4页，共19页1 3.伽利略斜面实验被誉为物理学史上最美实验之一。某研究小组尝试使用等时性良好的“节拍法”来重现伽利略的斜面实验，研究物体沿斜面运动的规律。实验所用节拍的频率是每秒2拍，实验装置如图(a)所示。在光滑倾斜的轨道上装有若干可沿轨道移动的框架，框架上悬挂轻薄小金属片，滑块下滑撞击金属片会发出“叮”的声音(金属片对滑块运动的影响可忽略)。实验步骤如下：从某位置(记为4)静止释放滑块，同时开始计拍；调节框架的位置，使相邻金属片发出的 叮声恰好间隔1个拍，并标记框架在轨道上的位置为、4 2、&测量4 1、4 2、&到4()的距离S i、S2、S 3 如图(b)所示。图(a)图(b)将测量数据记录于表格，并将节拍数 转换成对应时间t的平方。n123456s/cm9.538.586.2153.2240.3346.4t2/s20.251.00C4.006.259.00(1)表格中“C”处 的 数 据 应 为 ；(2)由表中数据分析可得，S与1?成 关系(填“线性”或“非线性”);(3)滑块的加速度大小为 7 n/s 2(结果保留2位小数)。1 4 .用图甲所示实验装置探究气体等温变化的规律。(1)关于该实验下列说法正确的是 O4.为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油B.应快速推拉柱塞C.为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞D注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位(2)测得多组空气柱的压强p 和体积丫的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p 为纵坐标，以F为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则 用 上 述 方 法 作 出 的 图 线 应 为 图 乙 中 的(选 填“”或 ”)。(3)某同学将注射器活塞移动到体积适中的位置时，接上软管和压强传感器，通过O/S系统记录下此时的体积V。与压强p o,然后记录多组数据，作p-1图像。在软管内气体的体积4V不可忽略时，p-图像为一条双曲线，如图丙所示。试用玻意耳定律分析，该双曲线的渐近线(图中的虚线)方程是p=。(用匕、P。、4V表示)(4)实验中若使用压强传感器采集数据，则 柱 塞 与 针 筒 间 的 摩 擦 对 实 验 结 果(填“有”或“无”)影响.15.如图所示，一边长为人 质量为?的正方体物块A 置于风 .洞内的水平面上，其中一面与风速垂直，风速为几时刚好能 m 推动该物块。已知，风对物块的推力F a S i;2,其 中 v为风 77777777777777T速，S为物块迎风面积。风速变为2几时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块从物块和水平面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。(1)若尸=kSv2,则比例系数k 为多大？(2)物块8 的质量为多大？16.气压式升降椅通过气缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，总质量为m=6 k g,横截面积为S=30czn2的柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，稳定后测得封闭气体柱长度为L=20cm,设气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。已知大气压强为Po=1。x 105Pa,室内温度A=308K,重力加速度为g=10m/s2,求：(1)若质量M=54kg的人盘坐在椅面上，室内温度保持不变，稳定后椅面下降了多少；(2)人盘坐稳定后再打开空调，在室内气温缓慢降至T2=300.3K的过程中，外界对缸内气体所做的功。第6页，共19页17.如图甲所示，在绝缘光滑水平桌面上，以。为原点、水平向右为正方向建立x轴，在0 W x S l.Oni区城内存在方向竖直向上的匀强磁场。桌面上有一边长L=0.5TH,电阻R=0.250的正方形线框 4,当平行于磁场边界的cd边进入磁场时，在沿x方向的外力F作用下以v=l.Om/s的速度做匀速运动，直到M边进入磁场时撤去外力。若以cd边进入磁场时作为计时起点，在0 W t W 1.0s内磁感应强度8的大小与时间/的关系如图乙所示，线框始终做匀速运动。(1)求外力尸的大小；(2)求在0 t 1.0s内导线框中产生的热量Q；(3)若在1.0s t 正确。故选：A D.变压器原线圈两端电压等于输入电压与电阻两端电压的差值；再根据电流之比等于匝数的反比可求得输出电流；根据电压之比等于匝数之比对两种情况列式，联立可求得U与/的关系；则可求得原副线圈中电阻R/、/?2消耗的功率之比。本题主要考查变压器、欧姆定律。解决这类问题的关键是掌握变压器的构造和原理，要理解和熟练运用理想变压器的电压关系、电流关系。12.【答案】B C【解析】【分析】分别对q B%m g c o s。和q B f()m g c o s O 时，圆 环 受 到=q B u -m g c o s O,由于圆环的速度减小，所以圆环受到的支持力变小，当速度减小到洛伦兹力小于m g c o s。后，圆环受到的支持力逐渐变大，所以摩擦力Ff=先变小后变大，圆环减速的加速度a=s i n -/也先变小后变大;m当速度变小为零时，若 2 t an。时，圆环静止，若 t an。时，圆环将向下做加速度减小的加速运动直到平衡后做匀速，当 mgcosd,圆环受到F 可 变大，摩擦力勺=变大，物体减速的加速度a=gsine+Ff变大,m速度变小为零时，若“2 t an。时，物体将静止，若 t an。时，圆环将向下做加速度减小的加速运动直到平衡后做匀速，故 2 C 正确，A。错误。故选：B C。第14页，共19页13.【答案】2.25线 性0.77【解析】解：(1)由于实验中所用节拍的频率是每秒2拍，即频率为/=2H z,周期为:7=7=-S=0.5Sf 2拍3次时需要的时间为t 3 =3 T=1.5s,则抬=1.52S2=2.25s2；(2)根据图表可以得出n =2时的位移是n =1时的位移之比：&=警。4,时间平方之S 9.5比：4 =4；片 0.25n =3时的位移是n =l时的位移之比：包=爰。9,时间平方之比：国=畿=9；S1 9.5 9 0.25n =4时的位移是n =1时的位移之比：*券,1 6,时间平方之比：3=袈=1 6；S1 9.5 片 0.25所以S与产成线性关系；(3)根据逐差法可得：a=空早=(346.4-2x86.2)x10 m/s2=。河V IX U.b故答案为：(1)2.2 5；(2)线 性;(3)0.77。(1)由于实验中所用节拍的频率是每秒2拍，由此得到频率和周期，再计算拍3次时需要的时间和时间的平方；(2)根据图表计算位移之比、时间的平方之比，由此得出规律；(3)根据逐差法求解加速度。本题主要是考查探究小车速度随时间变化的规律，解答关键是掌握匀变速直线运动的规律，知道逐差法求解加速度的方法。1 4.【答案】A O竽po无【解析】解：(1)4、在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，可以防止漏气，确保所研究的气体质量一定，故A正确；8、若快速推拉柱塞容易使得气体温度发生急剧变化，与实验研究的是等温变化不符合，故8错误；C、实验中若用手握注射器，容易引起气体温度的显著变化，与实验研究的是等温变化不符合，故C错误；。、注射器的横截面积S不变，注射器旁的刻度尺如果刻度分布均匀，可以用气体的长度来间接表示体积，可以不标注单位，故力正确。故选：A Dc(2)根据一定质量的理想气体状态方程岸=C可知：p=C吟,则P -痴是一条过原点的倾斜直线，如果压缩气体时漏气，贝岭大于理论值，即应为图乙中的。(3)在软管内气体体积4,不可忽略时，被封闭气体的初状态的体积为%+A V,压强为p o,末状态的体积为V +4 V,压强为p,由玻意耳定律有P o(%+AV)=p(U+/V),解得:p =-p0当式中的V趋向于零时，有=誓3 0,即该双曲线的渐近线(图丙中的虚线)方程是=竽。(4)实验中若使用压强传感器采集数据，即直接通过传感器采集气体的压强，柱塞与针筒间的摩擦对实验结果无任何影响。故答案为：(1)4。；(2)；(3)号 詈p o；(4)无。(1)根据实验原理掌握正确的实验操作；(2)根据一定质量的理想气体状态方程结合图象分析答题：(3)根据玻意耳定律得出p的解析式；(4)根据实验原理完成对实验误差的分析。本题主要考查了理想气体的实验规律，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式一定质量的理想气体状态方程和图像的物理意义即可完成分析。1 5.【答案】解：(1)风速为几时刚好能推动该物块，风力等于最大静摩擦力，则：诏=解得：卜=泻(2)设物块密度为p,则质量：m =pl?由平衡条件得:kL2v2=解得：1=空“p g可知m o c Z?,L(X,v2,得m o c /风速变为2%时，可得物块8的质量为m =6 4 6答：(1)若 尸=原 病，则例系数上大小是舞。(2)物块B的质量为6 4?。【解析 1 (1)对物块A,应用平衡条件可以求出比例系数。(2)对物体B,应用平衡条件可以求出质量。本题考查了共点力平衡条件的应用，对物体受力分析是解题的前提，应用平衡条件即可解题。1 6.【答案】解：横截面积为S =3 0 c m2=3 x 1 0-3m2(1)由平衡条件得：对气缸：m g +p0S=piS对人与气缸整体：(M +m)g+p0S=p2S代入数据解得：P i =1.2 X 1 05P a,P 2 =3 X 1 05P a气体发生等温变化，由玻意耳定律得：PrLS=p2LS代入数据解得，气柱长度Z/=8 c m所以稳定后椅面下降了L-L=12 cm(2)设气温&=3 0 0.3 K时气柱的长度为L”,由盖-吕萨克定律得：黑=器rl 12第16页，共19页代入数据解得：L=7.8cm外界对气体做的功W=p2S(L,-L)=3 x 105 x 3 X IO_3 x(8-7.8)x 10-2J=1.8/【解析】(1)应用平衡条件求出气缸内气体的压强，然后应用玻意耳定律求出气柱的长度及椅面下降的长度。(2)应用盖-吕萨克定律求出气柱的长度，应用功的计算公式求出外界对气体做的功。分析清楚气体状态变化过程，应用平衡条件求出气体的压强，应用玻意耳定律与盖-吕萨克定律即可解题。17.【答案】解：(1)从开始到线框完全进入磁场所用时间为：G=$=詈s=0.5 s,所以磁感应强度始终为&=0.257；则回路电流：%=竿根据平衡条件可得：F=尸安=&/包联立以上各式得：F=6.25 X 10-2/V；(2)0 t 0.5s时间内的电流：。=华根据焦耳定律可得产生的焦耳热为：Qi=1必0.5s t 1.0s时间内的电动势：E=17=-50-0-25 x 0.52v=0.125VAt At 1.0-0.5Hr r 0.125.r A电流：4=右7 4 =064此过程中产生的热:Q2=I2R(t2-0 t 1.0s时间内产生的热量为：Q=Qi+Qz解得代入数据解得：Q=6.25 x 10-2/；(3)t2=1.0s时，线框边刚好到磁场左边界，1.01.3s内线框匀速出磁场，线框不受安培力，感应电流为0,所以磁通量保持不变；则有：B2L2=B L L-v(t-t2)解得：B=IT.答：(1)外力尸的大小为6.25X10-2N；(2)求在0 t 1.0s内导线框中产生的热量为6.25 X 10-2/；(3)t=1.25s时的磁感应强度为17。【解析】(1)根据平衡条件结合安培力的计算公式进行解答；(2)根据闭合电路欧姆定律求解0 t 0.5s时间内的电流，根据焦耳定律可得此段时间内产生的焦耳热；求出0.5s t S 1.0s时间内的电动势、感应电流，再求出此过程中产生的热，因此得到在0 t 1.0s内导线框中产生的热量；(3)线框离开磁场过程中仍以v=1.0m/s的速度做匀速运动，线框不受安培力，感应电流为0,磁通量保持不变，根据磁通量的计算公式列方程解答。对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。1 8.【答案】解：(1)设粒子的初速度为孙，从 M点射出的粒子在电场中做类平抛运动经历 的 时 间 为 则VQ 2 Z1Z =2解得：v0-2qElm(2)设该粒子离开电场时的速度大小为也与y 轴的夹角为a,如图设该粒子在磁场中做圆周运动的半径为R,则2 R s i n a =2 1v2qvB=m 解得：Bl2mE(3)处进入电场的粒子，在电场中的运动时间为t 2,则171=解得：yr=2 2 1设该粒子进入磁场的速度方向与)，轴夹角为仇速度大小为火，则t a n 0 =出 =&，=Vo COS0该粒子在磁场中做圆周运动的半径m v1r 二qB该粒子两次经过y 轴，交点间的距离A y=2 r-s i n 0解得：A y=2 V2/第18页，共19页所以该粒子第二次经过y 轴时的纵坐标y2=%-=0(4)由(3)可知，粒子第一次从磁场再进入电场时经过坐标原点，每经过一次电场沿y 轴向上移，则粒子第次经过)，轴时的纵坐标yn=V2/(n+l)(n=1.3.5.).yn=y/2l(n 2)(n=2.4.6.)。答：(1)粒子的初速度大小为栏(2)匀强磁场的磁感应强度B 的大小为再;(3)若该粒子以相同的初速度从x=-21处沿y 轴正方向进入电场，求粒子第二次经过y轴时的纵坐标；(4)满足(3)的条件下，求粒子第次经过y 轴时的纵坐标为yn=V2/(n+l)(n=1.3.5.).yn=V2/(n 2)(n=2.4.6.)。【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动，列水平和竖直方向的方程然后求解；(2)该粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由=求 瓦(3)该粒子两次经过)，轴，由几何关系可得，交点间的距离Zy=2r-sin。整理求解即可；(4)粒子第一次从磁场再进入电场时经过坐标原点，每经过一次电场沿)，轴向上移，归纳表达式即可。粒子在电场中运动偏转时，常用能量的观点来解决问题，有时也要运用运动的合成与分解.粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定也是本题的一个考查重点，要正确画出粒子运动的轨迹图，能熟练的运用几何知识解决物理问题.