2021-2022学年浙江省温州市新力量联盟高二（下）期末物理试卷（附答案详解）.pdf

2021-2022学年浙江省温州市新力量联盟高二（下）期末物理试卷1,下列物理量是矢量，且单位用国际单位制表示正确的是（）A.电场强度N/C B.冲量kg.rn.s C.电容F D.磁通量2.关于分子动理论，下列说法正确的是（）A.气体扩散的快慢与温度无关B.布朗运动就是分子的无规则运动C.温度越高，分子热运动的平均动能越大D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大3.如图所示，甲、乙两同学在水平地面进行拔河比赛.比赛 我 .中，手与绳之间不打滑.下列表述中属于一对作用力与反 宙 袅 一 一遥 7,作 用 力 的 匙）A1/A.甲文寸绳的拉力和乙对绳的拉力 B.甲文寸绳的拉力和绳对甲的拉力C.乙的重力和乙对地面的压力 D.乙对地面的压力和地面对甲的支持力4.下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（）A.图甲：爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B.图乙：康普顿效应说明光子具有粒子性，光子不但具有能量，还有动量C.图丙：卢瑟福研究a粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型D.图丁：汤姆生研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流。5.如图所示，-汽车在水平路面上匀速直线行驶，行车记录仪用吸盘式支架固定在倾斜的挡风玻璃上，行车记录仪和支架的重量分别为Gi和G2。下列说法正确的是（）支架行车记录仪A.挡风玻璃对支架的作用力的方向垂直玻璃面向上B.若汽车减速，支架对行车记录仪的力大于GiC.支架对行车记录仪的力方向水平向前D.挡风玻璃对支架的作用力大于Gi+G26.如图所示为华为5G手机无线充电的场景。5G信号使用的电磁波频率更高，每秒传送的数据更多，是 4G手机的50 100倍。则（）F机充电板A.5G手机信号的波长更长B.手机线圈与充电板线圈中电流频率不同C.空气中5G信号比4G信号传播速度更大D.5G手机信号的光子能量更大7.如图所示,三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流/,其中P、。、R 为导线上三个点,三点连成的平面与导线垂直，。为尸。连线的中点，且QR=PR。则下列判断正确的是（）A.尸点的磁感应强度方向竖直向下B.R 点的磁感应强度方向水平向右C.R 点与。点的磁感应强度方向相反D.在 Q P的连线上存在磁感应强度为零的位置8.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗，在这种疗法中,质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤,第2页，共21页杀死细胞，如图所示，若质子的加速长度d,要使质子由静止被匀加速到V,已知质子的质量为机，电量为e,则下列说法不正确的是（）A.由以上信息可以推算该加速电场的电压B.由以上信息可以推算该加速电场的电场强度C.由以上信息可以判断出运动过程中质子所受电场力做正功，电势能增加D.由以上信息不可以推算质子加速后的电势能9.2022年3月25日宇航员王亚平在中国空间站进行了太空授课，演示了一些完全失重的现象，图为王亚平演示太空抛物实验和液体搭桥实验。若王亚平的质量为小用R表示地球半径，表示飞船的轨道半径，g为地球表面的重力加速度，则下列说法正确的是（）A.王亚平受到地球的引力为呼B.王亚平水平抛出的冰墩墩将做平抛运动C.王亚平绕地球运动的线速度为历D.王亚平用水在两块塑料板之间架起了一座“桥”，因为在完全失重状态下，水的表面张力变大了10.如图所示是一圆台形状的玻璃柱，一红色细光束a与圆台母线AB成。=60。入射，折射光束人与AB成 =37,c为反射光束,a、b、c 与 AB 位于同一平面内,sin37=0.6,sin53=0.8。则（）A.玻璃的折射率为1.2B.该红光在玻璃柱内的传播速度为2.5 x 108m/sC.该红光在玻璃柱中发生全反射的临界角正弦值为0.625D.若换成蓝色细光束以相同的。角入射，夕角将变大11.一定质量的理想气体的压强p与热力学温度T的变化图像如图所示。下列说法正确的是（）A.4-8的过程中，气体对外界做功，气体内能增加B.4-8的过程中，气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量C.C的过程中，气体体积增大，对外做功D.B-C的过程中，气体分子与容器壁每秒碰撞的次数减少12.发电机的示意图如图所示，边长为L的正方形金属框在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕。轴转动，阻值为R的电阻两端电压的最大值为Um。其他电阻不计。则金属框转动一周（）A.框内电流方向不变 B.流过电阻的电流方向不变C.电阻两端电压的有效值为夜Um D.电阻产生的焦耳热Q=网 留13.如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时,电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（）/eVoo-.04二-0.853-1.512-3.401-13.6甲A.光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0eUB.这些氢原子跃迁时共发出5种频率的光C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极D.氢原子跃迁放出的光子中有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象1 4.牡基熔盐堆核能系统（7MSR）是第四代核能系统之一。其中牡基核燃料铀由较难裂变的针吸收一个中子后经过若干次0衰变而来，铀的一种典型裂变产物是钏和氟。以下说法正确的是（）A.0衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的B.题中铀核裂变的核反应方程为赞U+M-噤Ba+Kr+3jnC.社核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定D.在铀核裂变成钢和氟的核反应中，核子的比结合能增大第4页，共21页15.两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于 =-0.2加和=1.2m处，两列波的速度均为0.4 m/s,波源的振幅均为IOCTM,图为y0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的 尸、。两点刚开始振动。质点R、M 的平衡位置分别处于x=0.4m、=0.5m处。经过一段时间两列波相遇，下列说A.两波源的起振方向相同B.两列波相遇后，R 的振幅20c？C.0-1.75s内，质点尸经过的路程为6 0cmD.02s内，质点M 经过的路程为50c？1 6.图为某电吹风电路图，a、A c、d 为四个固定触点。可动的扇形金属触片P 可同时接触两个触点。触片P 处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。如和的分别是理想变压器原、副线图的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。下列说法正确的是（）热风时输入功率460W冷风时输入功率6 0W小风扇额定电压60V正常工作时小风扇输出功率52W电热丝-O220 V 交流电O当触电P 同时接触两个触点a 和从 电吹风处于吹冷风状态B.变压器原、副线圈的匝数比叫：n2=l l：3C.小风扇的电阻是80D.热风时，流过电热丝的电流是煞1 7.如图是四个高中物理实验的装置图，探究过程中对于有些需要测量的物理量，实际上我们并没有直接测量，而是用其他量来替代，对于下列说法不正确的是（）曲Eg笆1甲：探究加速度与力、质量的关系 乙：研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系入射小球_-3-_-壬_戋被碰小球o再：M P N探究向心力大小与质量、角速度和半径的关系 丁：利用平抛运动探究碰撞中的不变量A.甲图中需要比较两车的加速度，实际我们控制了两辆小车运动时间相同，使得两车的位移之比即加速度之比B.乙图中需要比较金属丝的电阻，实际上我们控制了流过金属丝的电流相同，使得各金属丝上的电压之比即电阻之比C.丙图中需要测量小球的角速度之比，实际上我们测量小球到中心轴的距离之比来替代角速度之比用于数据处理D.丁图中需要获得小球碰撞前后的初速度之比，实际我们测量平抛运动的水平位移来替代初速度用于数据处理1 8.在“用单摆测定重力加速度”的实验中，实验装置如图甲所示。用游标卡尺测量摆球的直径，如图丙所示，摆球直径为 cm.下 列 操 作 正 确 的 是（单选）4摆长应为绳长和摆球直径之和8.为使实验效果明显一点，摆球的初始摆角可以达到30C.若实验中有直径相同的铁球与木球，应选择铁球作为摆球D测量周期时，应从摆球经过最高点开始计时，这样摆球速度小，时间测量更精确1 9.某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为R。）、一个电流表（内阻为伍）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于治,并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘，某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：第6页，共21页Fl(1)将器材如图a连接。(2)开关闭合前，金 属 夹 应 夹 在 电 阻 丝 的(选 填a”或 b”)端。(3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角。和电流表示数/,得到多组数据。(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图(b)所示，图线斜率为鼠与纵轴截距为“，设单位角度对应电阻丝的阻值为小，该电池电动势和内阻可表示为E =,r=(用&、RA、k、d、表示)(5)为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值小，小明同学利用现有的器材设计了如图(c)的实验电路图(电阻丝用电阻箱符号表示)。测量原理如下:将单刀双掷开关接1,读出电流表示数/。；将单刀双掷开关接2,调节电阻丝的角度，直 到 电 流 表 示 数 为,读出此时角度。此时Or。=&，即可求得办的数值。2 0.在第24届北京冬奥会后，全国范围内掀起了一股滑雪运动热潮。如图中所示是一滑雪运动员滑雪的画面。运动示意图如图乙所示，斜坡AB的倾角为37。，运动员在斜坡A点从静止开始以5.5/n/s2的加速度，沿直线AB匀加速下滑，然后沿水平面BC匀减速滑行，直至停止。AB段和8 c段平滑连接，运动员在BC段受到阻力为7 7 N,两个过程滑行的总时间为12s,运动员和滑板整套装备总质量为70侬，不计空气阻力。求：(1)运动员在斜坡上受到的阻力大小；(2)运动员在B点的速度大小；(3)运动员在这两个过程中运动的总路程。2 1.如图所示，一游戏装置由安装在水平台面上的高度，可调的斜轨道KA、水平直轨道A B,圆心为01的竖直半圆轨道BC。、圆心为。2的竖直半圆管道。E F,水平直轨道FG及弹性板等组成，F、D、B在同一竖直线上，轨道各部分平滑连接，已知滑块(可视为质点)从K 点静止开始下滑，滑块质量m=0.01kg,轨道BCD的半径R=0.8 m,管道OEF的半径r=O.lrn,滑块与轨道尸G 间的动摩擦因数=0.5,其余各部分轨道均光滑，轨道FG 的长度L=2m,H 可调最大的高度是5瓶，滑块与弹性板作用后以等大速率弹回。(1)若滑块第1次恰能过D点，求高度H的大小；(2)若滑块在运动过程中不脱离轨道，求 第 1次经过管道。E尸的最高点尸时，轨道对滑块弹力FN的最小值；(3)若滑块在运动过程中不脱离轨道且最终静止在轨道F G中点的右侧区域内，求可调高度”的范围.22.如图所示，两根光滑金属平行导轨放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，右端水平部分足够长，导轨间距为L=0.4 m,电阻不计。水平段导轨所处空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B=1.07。质 量 为=0.1 k g,电阻为a =的金属棒6 垂直导轨放置其上，它与磁场左边界A4的距离为与=0.5m，现将质量为ma=0.2kg,电阻为%=0.10的金属棒a从弯曲导轨上高为h=0.45ni处由静止释放，使其沿导轨运动，两金属棒运动过程中不会相撞，最终两棒做匀速运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。重力加速度g 取1 0 m/s2,求：(1)金属棒a刚越过磁场左边界4 4 时，流过金属棒。的电流方向及它两端的电压大小；(2)金属棒匀速运动前，。棒上产生的焦耳热；(3)两金属棒匀速运动时，a、两棒的间距Xi是多大。23.在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是一部分离子注入工作原理示意图，离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，选择出速度为v的离子，然后通过磁分析器I,选择出特定比荷的离子，经偏转系统H后注入水平放置的硅片上。速度选择器、磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B,方向均垂直纸面向外，速度选择器中的匀强电场方向竖直向上。磁分析器截面是矩形，矩形长为2百 3宽 为 其 宽 和 长 中 心 位 置 C 和。处各有一个小孔，半径为旧心的半圆形偏转系统n 内存在垂直纸面向外，磁感应强度大小可调的匀强磁场，。为半第8页，共21页圆形偏转系统的圆心，D、0、N 在一条竖直线上，FG 为半圆形偏转系统的下边界，FG与硅片平行，。到硅片N 的距离ON=W L,不计离子重力及离子间的相互作用，求：(1)速度选择器中的匀强电场场强E 的大小；(2)求磁分析器选择出来的离子的比荷壬(3)若偏转系统磁感应强度大小的取值范围乎B 尸过程,由动能定理得:-m g .2 r =加 苏-加 诏在尸点，对滑块，由牛顿第二定律有母+6 9 =M联立解得FN=0.3 N,vF=2m/s即轨道对滑块弹力F N的最小值为0.3 N,方向竖直向下。(3)保证不脱离轨道，滑块在尸点的速度至少为Vm in =2 m/s若以此速度在F G上滑行直至静止运动距离为%m in =件=0.4 m,u u,2g 2x0.5x10滑块没有越过FG的中点，滑块从最大高度释放，在 FG上滑行的最大路程为Xm a x，则m g Hm=fimgxm a x+mg(2R+2 r)解得 m a x =6.4 m由题意知，滑块不脱离轨道且最终静止在轨道FG中点的右侧区域，在 FG上运动的路程应满足I m x 3 n l 或5 m x 6.4 m当x =l m 时，可得乩=2.3 m,当x =3?n 时，可得“2 =3.3 m；当x =5 m 时，可得%=4.3 m,当x =6.4 n i时，可得H 4 =5 m；因此可调高度H的范围为2.3 m H 3.3 m 或4.3 m H 5m答：(1)高度H的大小为2 冽；(2)第 1 次经过管道O E F 的最高点F时，轨道对滑块弹力F N的最小值为03N,方向竖直向下；(3)可调高度的范围为2.3 m H 3.3 m 或4.3 m H 5 m。【解析】(1)滑块第1 次恰能过力点时，由重力提供向心力，根据牛顿第二定律求滑块通过。点时的速度大小。从释放到。点过程，根据动能定理求解，。(2)滑块在运动过程中不脱离轨道，则通过轨道B C。的最高点。的最 小 速 度 为%=历。尸过程，由动能定理求出滑块通过尸点的速度蚱，在 F点，对滑块，由牛顿第二定律和牛顿第三定律求轨道对滑块弹力F N的最小值。(3)保证不脱离轨道，滑块在尸点的速度至少为 m in =滑块没有越过尸 G的中点，滑块从最大高度释放，在 FG上滑行的最大路程为Xm a x，应有Wig H jn =H ig m a x +mg(2R+2 r),从而求得%m a x，即可得到可调高度”的范围。解决本题的关键要挖掘隐含的临界状态和临界条件，灵活选择运动过程，运用动能定理和向心力公式相结合进行处理。2 2.【答案】解：(1)金属棒a 到达水平部分的过程，根据机械能守恒magh=解得：v0=3m/s此时的电动势为E =B Lv0根据右手定则，可知流过金属棒a的电流方向由A 指向4,金属棒a两端电压为U=/V E,Ra+Rb解得 U=0.8 V；(2)两金属棒所受安培力大小相等、方向相反，等效为内力，两金属棒最终以相等的速度做匀速运动，根据动量守恒定律mav0=(ma+m v解得：v=2m/s设总焦耳热为。，根据能量守恒Q =magh-|(ma+mb)v2,。棒上产生的焦耳热Q a=J VQ，联立得Q a=0.1 7;(3)安培力冲量为/妥=B ILt=B qL,根据E =丝，A =B A S=B Lx,/=,q=I A t,4 tRa+Rb联立得/安=2*，x Ka+Kb设两者的相对位移为/工，对力棒，根据动量定理得：B LA x-=mbv-0Ra+Rb解得 Z x =0.1 5 m则两金属棒匀速运动时，a、Z?两棒的间距为匕=X o =0.5 m -1.5 m =0.3 5 m答：(1)金属棒a 刚越过磁场左边界A4时，流过金属棒。的电流方向及它两端的电压大小为0.8 IZ；(2)金属棒匀速运动前，a 棒上产生的焦耳热为0.1/；(3)两金属棒匀速运动时，a、6 两棒的间距与是多大为0.35M。【解析】(1)由动能定理求解。下滑到底部的速度大小，根据闭合电路的欧姆定律求解得到电压；(2)根据动量守恒定律以及能量守恒关系可求得电路中产生的热量，再根据电路特点即可知“棒上产生的热量；(3)当 a、6 棒匀速时，根据安培力的冲量列式求解，再分别对心。棒应用动量定理列式即可求解。本题主要是考查电磁感应现象，关键是弄清楚导体棒的运动情况和受力情况，根据动能定理、功能关系等列方程求解。如果磁感应强度不同或导体棒长度不同，常根据动量定理结合法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律列方程进行解答。2 3.【答案】解：(1)离子在速度选择器中做匀速直线运动，由平衡条件得：qE =qvB解得：E =vB(2)离子在磁分析器中做圆周运动，由几何关系得：(r -L)2+(V 3 L)2=N,解得=2L第20页，共21页洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得：=解得：=m 2BL(3)由几何关系可知，离子进入偏转磁场中的速度方向与W夹角为30。当3 儡=/8洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：解得：/?!=2V3L当8 编=竽 8,同理：/?2=V3L离子运动轨迹如图离子在FG与硅片做匀速直线运动，由几何关系可知，硅片上离子注入的宽度为：x=ONtan30+(%-OXO)=V3Ltan30 4-(2V3L-2V3Z,cos30)=(2V3-2)L答：(1)速度选择器中的匀强电场场强的大小是M；(2)求磁分析器选择出来的离子的比荷是白。2BL(3)硅片上离子注入的宽度是2(国-1)L【解析】(1)离子在速度选择器中做匀速直线运动，应用平衡条件求解。(2)洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求解。(3)离子在磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出离子临界轨道半径，然后答题。本题考查了带电粒子在电场和磁场中运动问题，依据力与运动的关系，解析粒子运动过程。对于带电粒子在匀强磁场只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，依据洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律解答，依据题意作出粒子运动轨迹图是解题的前提，根据几何关系求得运动半径和轨迹圆心角是解题关键。