湖北省鄂州市吳都中學(xué)2021-2022學(xué)年物理高二下期末經(jīng)典試題含解析

2021-2022高二下物理期末模擬試卷注意事項1．考生要認(rèn)真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、天然放射性元素（釷）經(jīng)過一系列α衰變和β衰變之后，變成（鉛）．下列論斷中正確的是A．鉛核比釷核少23個中子B．鉛核比釷核少24個質(zhì)子C．衰變過程中共有4次α衰變和8次β衰變D．衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變2、如圖所示為豎直放置的上細(xì)下粗的密閉細(xì)管，水銀柱將氣體分隔成A、B兩部分，初始溫度相同。使A、B升高相同溫度達(dá)到穩(wěn)定后，體積變化量為△VA、△VB，壓強變化量為△PA、△pB，對液面壓力的變化量為△FA、△FB，則（）A．水銀柱向下移動了一段距離B．△pA＞△pBC．△VA＜△VBD．△FA=△FB3、如圖所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為θ．如果僅改變下列某一個條件，θ角的相應(yīng)變化情況是A．棒中的電流變大，θ角變大B．兩懸線等長變短，θ角變小C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大D．磁感應(yīng)強度變大，θ角變小4、如圖是氫原子的能級圖，對于一群處于n=4的氫原子，下列說法中正確的是（）A．這群氫原子能夠吸收任意能量的光子后向更高能級躍遷B．這群氫原子能夠發(fā)出4種不同頻率的光C．從n=4能級躍遷到n=3能級發(fā)出的光的波長最長D．如果發(fā)出的光子中有兩種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，其中一種一定是由n=3能級躍遷到

n=2能級發(fā)出的5、在光滑的水平面的同一直線上，自左向右地依次排列質(zhì)量均為m的一系列小球，另一質(zhì)量為m的小球A以水平向右的速度v運動，依次與上述小球相碰，碰后即粘合在一起，碰撞n次后，剩余的總動能為原來的，則n為()A．5B．6C．7D．86、如圖，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面（紙面）內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里．現(xiàn)使線框M、N在t=0時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面、且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則A．兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電B．M導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期等于N導(dǎo)線框中周期的二倍C．兩導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值相等D．兩導(dǎo)線框的電阻相等時，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、2011年3月11日，日本發(fā)生里氏九級大地震，造成福島核電站的核泄漏事故．在泄露的污染物中含有131I和137Cs兩種放射性元素，它們通過一系列衰變產(chǎn)生對人體有危害的輻射，其中131I的衰變方程為，其半衰變期為8天．下列說法正確的是()A．該核反應(yīng)的實質(zhì)是131I原子核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)變成了一個質(zhì)子和一個電子B．原子核中含有78個中子C．16個原子核經(jīng)過16天有12個發(fā)生了衰變D．已知該反應(yīng)中生成的原子核處于高能級，則其在向低能級躍遷過程中可能釋放γ光子8、風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，它是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)發(fā)電，因為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染，是一種特別好的發(fā)電方式，如圖甲.若已知風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比，當(dāng)風(fēng)速為v時測得其線圈輸出電壓與時間的關(guān)系如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．電壓的有效值為15VB．1s時線圈中的磁通量最大C．若風(fēng)速變?yōu)?v，則線圈輸出電壓的最大值為30VD．若風(fēng)速變?yōu)?v，則線圈輸出電壓的瞬時值u＝15sin(2πt)V9、下列說法正確的有（）A．氫原子光譜說明氫原子的能量是不連續(xù)的B．比結(jié)合能越小的原子核，其中的核子結(jié)合得越牢固C．根據(jù)德布羅意的“光子說”可知，光的頻率越大，光子的能量越大D．原子從低能級向高能級躍遷，可通過吸收相應(yīng)頻率的光子來實現(xiàn)10、在平直公路上有甲、乙兩輛汽車沿著同一方向做勻加速直線運動,它們的運動速率的平方隨位移的變化圖像如圖所示.則以下說法正確的是（）A．甲車的加速度比乙車的加速度大B．在x0位置甲、乙兩車的速度大小相等C．兩車經(jīng)過x0位置前運動的時間一定相同D．在x0位置甲、乙兩車相遇三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）利用伏安法測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，現(xiàn)有的器材為：A．待測干電池：電動勢約為1.5V，內(nèi)阻r較??；B．電壓表：量程1V，內(nèi)阻RV=999.9Ω；C．電流表：量程1A，RA=9Ω；D．滑動變阻器：最大阻值20ΩE．電阻箱：最大阻值99999.9Ω；F．單刀單擲開關(guān)一個；G．導(dǎo)線若干．(1)設(shè)計測量電源電動勢和內(nèi)阻的電路并將它畫在方框內(nèi)．要求在圖中標(biāo)出電壓表、電流表的接線柱的正負(fù)___________．(2)為了滿足本實驗要求并保證實驗的精確度且讀數(shù)方便，電壓表量程應(yīng)擴大為原量程的___________倍，電阻箱接入的阻值為___________Ω12．（12分）某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”．彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細(xì)線掛一重物M．彈簧測力計B的一端用細(xì)線系于O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置．分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向．(1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為_______N．(2)下列不必要的實驗要求是_________．(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)A．應(yīng)測量重物M所受的重力B．彈簧測力計應(yīng)在使用前校零C．拉線方向應(yīng)與木板平面平行D．改變拉力，進(jìn)行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置（3）某次實驗中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針示數(shù)稍稍超出量程，請你提出一個解決辦法．四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，MN、PQ為水平放置的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L為0.5m，導(dǎo)軌左端連接一個阻值為R=2.5?的定值電阻R．將一質(zhì)量為0.2kg的金屬棒cd垂直放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒cd的電阻r=1.5?，導(dǎo)軌電阻不計，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=2T．若金屬棒以1m/s的初速度向右運動，同時對棒施加一個水平向右的拉力F，并保持拉力的功率恒為4W，從此時開始計時，經(jīng)過2s金屬棒的速度穩(wěn)定不變，試求：（1）金屬棒cd的電流方向，并分析金屬棒的加速度變化情況；（2）金屬棒穩(wěn)定后速度是多少？此時電阻R上消耗的電功率是多少？（3）金屬棒速度為2m/s時的加速度大小，并畫出整個運動過程中大致的v-t圖像，并標(biāo)出t=0，t=2s時的坐標(biāo)．14．（16分）一力傳感器連接到計算機上就可以測量快速變化的力．圖甲中O點為單擺的固定懸點，現(xiàn)將小擺球（可視為質(zhì)點）拉至A點，此時細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來回擺動，其中B點為運動中的最低位置，∠AOB＝∠COB＝θ，θ小于10°且是未知量．圖乙表示由計算機得到的細(xì)線對擺球的拉力大小F隨時間t的變化的曲線，且圖中t＝0時刻為擺球從A點開始運動的時刻．試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖中）所給的信息求：（g取l0m/s2）（1）單擺的振動周期和擺長；（2）擺球的質(zhì)量；（3）擺球運動過程中的最大速度．15．（12分）如圖所示，風(fēng)洞實驗室中能模擬產(chǎn)生恒定向右的風(fēng)力．質(zhì)量m=100g的小球穿在長L=1.2m的直桿上并置于實驗室中，球與桿間的動摩擦因數(shù)為0.5，當(dāng)桿豎直固定放置時，小球恰好能勻速下滑．保持風(fēng)力不變，改變固定桿與豎直線的夾角，將小球從O點靜止釋放．g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）當(dāng)θ=37°時，小球離開桿時的速度大小；（2）改變桿與豎直線的夾角θ，使球下滑過程中與桿之間的摩擦力為0，求此時θ的正切值．

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】

AB．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，鉛核比釷核少8個質(zhì)子，少16個中子，故AB錯誤；發(fā)生α衰變是放出42He，發(fā)生β衰變是放出電子0-1e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，CD．則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：2x-y+82=90，4x+208=232，解得x=6，y=4，故衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變，故C錯誤，D正確．故選D．【點睛】正確解答本題的關(guān)鍵是：理解α、β衰變的實質(zhì)，正確根據(jù)衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒進(jìn)行解題．2、B【解析】

本題可采取假設(shè)法，假設(shè)氣體的體積不變，根據(jù)等容變化判斷出上下氣體的壓強變化量以及壓力變化量，從而判斷出水銀柱的移動方向.關(guān)于體積的變化量關(guān)系，可抓住總體積不變?nèi)シ治?。【詳解】AB．首先假設(shè)液柱不動，則A、B兩部分氣體發(fā)生等容變化，由查理定律，對氣體A：，即：，對氣體B：，即：，由題知：，，則得：，即水銀柱向上移動，故A錯誤、B正確；C．由于氣體的總體積不變，因此△VA=△VB，故C錯誤；D．因，且，△VA=△VB，所以有：△FA＞△FB，故D錯誤；【點睛】本題主要考查了理想氣體的狀態(tài)方程的應(yīng)用，較為簡單。3、A【解析】

導(dǎo)體棒受力如圖所示，導(dǎo)體棒平衡，可得：；A．棒中電流I變大，θ角變大，故A正確；B．兩懸線等長變短，θ角不變，故B錯誤；C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變小，故C錯誤；D．磁感應(yīng)強度變大，θ角變大，故D錯誤．故選A．【點睛】此題考查了安培力及物體的平衡問題；解題時對金屬棒進(jìn)行受力分析、應(yīng)用平衡條件，根據(jù)安培力公式分析即可正確解題．4、C【解析】

A、氫原子發(fā)生躍遷，吸收的能量必須等于兩能級的能級差，故A錯誤；B、根據(jù)，可知，這群氫原子能夠發(fā)出6種不同頻率的光子，故B錯誤；C、從n=4躍遷到n=3，輻射的光子頻率最小，波長最長，故C正確；D、如果發(fā)出的光子有兩種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，知兩種光子為能量最大的兩種，分別為由n=4躍遷到n=1，和n=3躍遷到n=1能級發(fā)出的，故D錯誤．5、C【解析】第一次碰撞時根據(jù)動量守恒：解得：，碰撞前的動能：，第一次碰撞后的動能：，第n次碰撞后的總能，當(dāng)剩余的總動能為原來的時，，解得：n=7，故C正確，ABD錯誤；【點睛】本題考查的是碰撞問題，由于碰撞過程中系統(tǒng)動量和動能都守恒，故碰7次后剩余的總動能為原來的1/1．6、C【解析】

A．半徑切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：E＝B??L2，因為線框勻速轉(zhuǎn)動，感應(yīng)電動勢恒定，線框中電流大小恒定，故A錯誤；B．M、N兩線框勻速轉(zhuǎn)動，M線框第一個T電流方向逆時針，第二個T電流順時針方向；N線框轉(zhuǎn)動一圈，只有T的時間有感應(yīng)電流，第一個T電流逆時針，第二個T電流為1．第三個T電流順時針方向，第四個T沒有電流，依次循環(huán)．畫出M、N線框中電流隨時間變化的關(guān)系圖線如圖所示，所以兩線框中感應(yīng)電流的周期相等，故B錯誤；C．兩線框均有一條半徑在切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢的大小為B??L2，故C正確；D．根據(jù)電流的熱效應(yīng)，對M線框整個一周中均有電流；而N線圈只有半個周期時間有電流，且兩線圈中產(chǎn)生的電動勢都相等，可知兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值不相等，選項D錯誤；故選C.點睛：本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律E＝BLv＝B??L2在轉(zhuǎn)動切割類型中的應(yīng)用，掌握楞次定律，會判斷感應(yīng)電流的方向．理解有效值的定義，掌握好有效值的定義就可以計算非正弦交變電流的有效值．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、ABD【解析】

由題可知，衰變方程為是β衰變，該核反應(yīng)的實質(zhì)是131I原子核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)變成了一個質(zhì)子和一個電子．故A正確；原子核中含有131和核子，53個質(zhì)子，所以有：131-53=78個中子．故B正確；半衰期是大量放射性元素衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對個別的原子沒有意義，故C錯誤；該反應(yīng)中生成的原子核處于高能級，在原子核由高能級向低能級躍遷過程中可能釋放γ光子．故D正確，故選ABD.【點睛】衰變是自發(fā)的過程，而核反應(yīng)過程則是人工轉(zhuǎn)變的，它們均滿足質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒規(guī)律；同時要注意半衰期是大量放射性元素衰變的統(tǒng)計規(guī)律．8、BC【解析】

A.通過乙圖可知電壓的最大值Um＝15V，則電壓的有效值為U=Um2=15B.由圖可知，在t＝1s時線圈輸出電壓為0，此時線圈與磁場垂直，穿過線圈的磁通量最大;故B正確.CD.通過乙圖可知周期T＝2s，故ω=2πT=π?rad/s，風(fēng)速加倍時，角速度加倍，根據(jù)Em＝nBSω可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢加倍，線圈輸出電壓加倍，故線圈輸出電壓的最大值為30V，線圈輸出電壓的瞬時值u＝30sin(2πt)V;故9、AD【解析】

A.由于氫原子的軌道是不連續(xù)的，故氫原子的能級是不連續(xù)的即是分立的，故A正確；B.比結(jié)合能的大小反映原子核的穩(wěn)定程度，比結(jié)合能越大則原子核越穩(wěn)定。故B錯誤；C.根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知，光的頻率越大，光子的能量越大。故C錯誤；D.根據(jù)玻爾理論，原子從低能級向高能級躍遷，可通過吸收相應(yīng)頻率的光子來實現(xiàn)。故D正確；10、AB【解析】

根據(jù)速度位移關(guān)系公式得兩圖線的斜率k=2a，甲圖線的斜率大于乙圖線的斜率，則甲車的加速度比乙車的加速度大．故A正確；由圖看出，在s0位置甲、乙兩車的速率平方相同，則兩車的速度大小相等．故B正確；根據(jù)公式x=t得兩車經(jīng)過s0位置時位移x相同，速度v相同，而乙的初速度大于零，則乙運動時間小于甲運動時間．故C錯誤；在s0位置甲、乙兩車通過的位移相等，由于兩車出發(fā)點的位置關(guān)系未知，無法判斷在s0位置甲、乙兩車是否相遇．故D錯誤．三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、2999.9Ω【解析】

（1）本實驗所給的電壓表和電流表的內(nèi)阻都是給定的，且電壓表的量程不夠，需要擴量程，因此將變阻箱和電壓表串聯(lián)，所以實驗電路圖如圖所示（2）為了滿足本實驗要求并保證實驗的精確度，所以擴充以后的量程不宜過大；同時，要保證讀數(shù)方便，則最小分度應(yīng)合適，因此綜合考慮，擴大為原來的2倍較合適；所以可知擴大量程后的電壓表內(nèi)阻為原來的兩倍，所以電阻箱的阻值為999.9Ω12、（1）3.6（2）D（3）改變彈簧測力計B的拉力大?。ɑ驕p小重物質(zhì)量、或?qū)換稱量程較大的測力計、或改變B的方向等）【解析】

（1）彈簧測力計的最小刻度為0.1N，則讀數(shù)為3.60N（2）重物的重力是合力，則應(yīng)測量重物M所受的重力，選項A正確；簧測力計應(yīng)在使用前校零，以免產(chǎn)生誤差，選項B正確；拉線方向應(yīng)與木板平面平行，選項C正確；改變拉力，進(jìn)行多次實驗，每次都要使O點位置可以變化，選項D錯誤；此題選擇不正確的選項，故選D.（3）改變彈簧測力計B的拉力大?。ɑ驕p小重物質(zhì)量、或?qū)換稱量程較大的測力計、或改變B的方向等）四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（1）電流方向d到c，a減小到0；（2）4m/s，2.5W；（3）7.5m/s2，；【解析】

(1)由右手定則可知金屬棒cd的電流方向為d到c。金屬棒在水平方向受到拉力F和安培力的作用，由于拉力F的功率保持不變，由P=Fv可知，速度增加拉力F在減小，而安培力，隨著速度的增加而增大，初始時，拉力F大于