濮陽市2021-2022學年高二下學期期末考試物理（解析版）

濮陽市2021-2022學年下學期學業(yè)質量監(jiān)測高二物理第I卷（選擇題，共48分）一、單項選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。1.如圖是某電場中的一條電場線，a、b是這條線上的兩點，一負電荷只受電場力作用，沿電場線從a運動到b．則在這個過程中，電荷的速度－時間圖線如圖所示，請比較a、b兩點電勢的高低和場強的大?。ǎ〢.φa>φb，Ea<EbB.φａ<φｂ，Ea=EbC.φａ<φｂ，Ea>EbD.φa>φb，Ea=Eb【答案】D【解析】【詳解】負電子從a運動到b，由速度時間圖線得到負電荷做減速運動，故電場力向左，因負電荷受到的電場力與場強方向相反，故場強向右，沿場強方向，電勢降低，故；因為圖線的斜率不變，故加速度不變，因此電場力不變，所以電場強度不變，即，D正確．2.如圖所示，在勻強磁場中勻速轉動的矩形線圈的周期為0.02s，轉軸垂直于磁場方向，線圈電阻為。從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉過60°時的感應電流為1A。那么任意時刻線圈中的感應電動勢為（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】根據題意可知，線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉過60°時的感應電流為1A，則感應電流的最大值為根據歐姆定律可知，感應電動勢的最大值為由于勻強磁場中勻速轉動的矩形線圈的周期為0.02s，則任意時刻線圈中的感應電動勢為故ABC錯誤D正確。故選D。3.1998年6月18日，清華大學對富康轎車成功地進行了中國轎車史上的第一次碰撞安全性實驗，成功“中華第一撞”，從此，我國汽車整體安全性碰撞實驗開始與國際接軌，在碰撞過程中，關于安全氣囊的保護作用認識正確的是（）A.安全氣囊作用減小了駕駛員的動量變化B.安全氣囊減小了駕駛員受到撞擊力的沖量C.安全氣囊主要是減小了駕駛員的動量變化率D.安全氣囊延長了撞擊力的作用時間，從而使得動量變化更大【答案】C【解析】【分析】【詳解】在碰撞過程中，人的動量的變化量是一定的，而使用安全氣囊后增加了作用的時間，根據動量定理可以知道，作用時間t增加，駕駛員受到的沖擊力F則變小，即減少了駕駛員的動量變化率。故選C。4.下列說法錯誤的是（）A.普朗克在研究黑體的熱輻射問題時提出了能量子假說B.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的照射時間太短C.康普頓效應進一步證實了光的粒子性D.任何一個運動物體，大到太陽、地球，小到電子、質子，都與一種波相對應，這就是物質波，物質波是概率波【答案】B【解析】【詳解】A．普朗克在研究黑體的熱輻射問題時提出了能量子假說，故A正確，不符合題意；B．發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的光照時間無關，故B錯誤，符合題意；C．康普頓效應進一步證實了光的粒子性，故C正確，不符合題意；D．無論是大到太陽、地球，還是小到電子、質子，都與一種波相對應，這就是物質波，物質波是概率波，故D正確，不符合題意。故選B。5.根據α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結構模型。如圖所示為α粒子散射圖，圖中實線表示α粒子的運動軌跡。則關于α粒子散射實驗，下列說法正確的是（）A.圖中大角度偏轉的α粒子的電勢能先減小后增大B.圖中的α粒子反彈是因為α粒子與原子核發(fā)生了碰撞C.絕大多數α粒子沿原方向繼續(xù)前進說明了帶正電的原子核占據原子的空間很小D.根據α粒子散射實驗，還可以知道原子核由質子和中子組成【答案】C【解析】【詳解】A．圖中大角度偏轉的粒子受到的電場力先做負功，后做正功，則其電勢能先增大后減小，故A錯誤；B．圖中的粒子反彈是因為粒子與原子核之間的庫侖斥力作用，并沒有發(fā)生碰撞，故B錯誤；C．從絕大多數粒子幾乎不發(fā)生偏轉，可以推測使粒子受到排斥力的核體積極小，所以帶正電的物質只占整個原子的很小空間，故C正確；D．盧瑟福的粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型，不能證明原子核是由質子和中子組成的，故D錯誤。故選C。6.一個氫原子中的電子從一半徑為的軌道自發(fā)地直接躍遷到另一半徑為的軌道，已知，則在此過程中（）A.原子要放出某一頻率的光子B.原子要吸收某一頻率的光子C.原子可能要放出一系列頻率的光子D.原子可能要吸收一系列頻率的光子【答案】A【解析】【詳解】根據題意有則一個氫原子中的電子從一半徑為的軌道自發(fā)地直接躍遷到另一半徑為的軌道，能量減小，向外輻射光子，由于能級差固定，則只能放出某一頻率的光子，故BCD錯誤A正確。故選A。7.在元素周期表中查到鉛原子序數為82，一個鉛原子質量數為207，下列說法正確的是（）A.核外有82個電子，核內有207個質子B.核內有82個電子、125個中子C.核內有82個質子、207個中子D.核內有82個質子、207個核子【答案】D【解析】【詳解】在元素周期表中查到鉛原子序數為82，即一個鉛原子中有82個質子，由于原子是電中性的，則核外電子數為82個。根據質量數（核子數）等于質子數與中子數之和可知，鉛原子核的中子數為故D正確ABC錯誤。故選D。8.下面是列出的一些核反應方程：,，；以下選項中正確的是A.X是質子，Y是中子，Z是正電子 B.X是正電子，Y是質子，Z是中子C.X是中子，Y是正電子，Z是質子 D.X是正電子，Y是中子，Z是質子【答案】D【解析】【詳解】核反應方程是遵循質量數守恒、電荷數守恒，由此規(guī)律可得，X質量數是0，電荷數是+1，X是正電子，Y質量數是1，電荷數是0，Y是中子，Z質量數是1，電荷數是+1，Z是質子，故D正確，ABC錯誤。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，質量為M的小車置于光滑的水平面上，車的上表面粗糙，有一質量為m的木塊以初速度v0水平地滑至車的上表面，若車足夠長，下列說法正確的是()A.木塊的最終速度為v0B.由于車表面粗糙，小車和木塊所組成的系統(tǒng)動量不守恒C.車表面越粗糙，木塊減少的動量越多D.小車獲得的沖量與車表面的粗糙程度無關【答案】AD【解析】【詳解】A、以小車和木塊組成的系統(tǒng)為研究對象所受合外力為零，因此系統(tǒng)動量守恒，由于摩擦力的作用，m速度減小，M速度增大，m速度減小到最小時，M速度達最大，最后m、M以共同速度運動．有：，解得：，故A正確，B錯誤；

C、根據A選項分析，木塊減少的動量與車面粗糙程度無關，故C錯誤；

D、根據A選項分析，小車M獲得動量與車面粗糙程度無關，故D正確．【點睛】應用動量守恒定律時要清楚研究的對象和守恒條件，把動量守恒和能量守恒結合起來列出等式求解是常見的問題．10.在光電效應實驗中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應，下列說法正確的是A.增大入射光強度，光電流增大B.減小入射光的強度，光電效應現象消失C.改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應D.改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動能變大【答案】AD【解析】【分析】光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的強度無關，根據光電效應方程判斷影響光電子最大初動能的因素．【詳解】A．增大入射光強度，單位時間內照射到單位面積上的光子數增加，光電流增大，A正確；B．光電效應現象是否消失與光的頻率有關，而與照射強度無關，B錯誤；C．用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應，用頻率較小的光照射時，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會發(fā)生光電效應，C錯誤；D．根據可知，增加照射光頻率，光電子的最大初動能也增大，D正確．11.圖中豎直虛線框所圍的區(qū)域內，存在電場強度為E的勻強電場和磁感應強度為的勻強磁場。已知從左方水平射入的電子，穿過這區(qū)域時未發(fā)生偏轉，電子重力忽略不計，則在這區(qū)域中的E和B的方向可能是（）

A.E和B都沿水平方向，并與電子運動的方向相同B.E平行紙面豎直向上，B垂直紙面向外C.E平行紙面豎直向上，B垂直紙面向里D.E垂直紙面向外，B豎直向下【答案】ABD【解析】【詳解】A．若E和B都沿水平方向，并與電子運動方向相同，則有電子所受電場力方向與運動方向相反，而由于電子運動方向與B方向相互平行，所以不受磁場力，因此穿過此區(qū)域不會發(fā)生偏轉，故A正確；B．若E豎直向上，B垂直于紙面向外，則有電場力豎直向下，而磁場力由左手定則可得方向豎直向上，所以當兩力大小相等時，電子穿過此區(qū)域不會發(fā)生偏轉，故B正確；C．若E豎直向上，B垂直于紙面向里，則有電場力方向豎直向下，而磁場力方向由左手定則可得豎直向下，所以兩力不能使電子做直線運動，故C錯誤；D．若E垂直紙面向外，B豎直向下，則有電場力方向為垂直于紙面向里，而磁場力方向由左手定則可得垂直于紙面向外，所以當兩力大小相等時，電子穿過此區(qū)域不會發(fā)生偏轉，故D正確。故選ABD。12.如圖，矩形閉合導體線框在勻強磁場上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進入磁場的時刻．線框下落過程形狀不變，ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO′平行，線框平面與磁場方向垂直．設OO′下方磁場區(qū)域足夠大，不計空氣阻力影響，則下列圖像不可能反映線框下落過程中速度v隨時間t變化的規(guī)律（）

A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】線框先做自由落體運動，ab邊進入磁場做減速運動，加速度應該是逐漸減小，而A圖象中的加速度逐漸增大．故A錯誤．線框先做自由落體運動，ab邊進入磁場后做減速運動，因為重力小于安培力，當加速度減小到零做勻速直線運動，cd邊進入磁場做勻加速直線運動，加速度為g．故B正確．線框先做自由落體運動，ab邊進入磁場后因為重力大于安培力，做加速度減小的加速運動，cd邊離開磁場做勻加速直線運動，加速度為g，故C正確．線框先做自由落體運動，ab邊進入磁場后因為重力等于安培力，做勻速直線運動，cd邊離開【點睛】解決本題的關鍵能夠根據物體的受力判斷物體的運動，即比較安培力與重力的大小關系，結合安培力公式、切割產生的感應電動勢公式進行分析．第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）三、實驗題：本題共2小題，共14分。13.某小組在做“尋求碰撞中的不變量”實驗時，采用了如圖1所示的實驗裝置，小車甲、乙的碰撞端分別裝上撞針與橡皮泥。

現進行以下操作：把打點計時器固定在光滑水平軌道左側，將紙帶一端穿過打點計時器，另一端連在小車甲的后面；打開打點計時器，輕推一下小車甲，使其獲得一定速度，之后與靜止的小車乙碰撞粘連成一體；關閉打點計時器，取下紙帶，進行相關探究。在某次實驗中得到的部分紙帶如圖2所示，圖中的直尺為毫米刻度尺。（1）請判斷小車甲是與圖示紙帶的___________（選填“左端”或“右端”）相連接，并說明理由___________。（2）若測量出小車甲的質量為524.4g，小車乙的質量為510.0g，則在這次碰撞中，小車甲對小車乙的沖量為___________kg·m/s（保留兩位有效數字）?！敬鸢浮竣?右端②.因為甲與乙碰后粘在一起，速度減小，相等時間內的間隔減小，由于紙帶右側速度大，為碰前速度，所以小車甲是與圖示紙帶的右端相連③.0.10【解析】【詳解】（1）[1][2]因為甲與乙碰后粘在一起，速度減小，相等時間內的間隔減小，由于紙帶右側速度大，為碰前速度，所以小車甲是與圖示紙帶的右端相連。（2）[3]由紙帶數據可得，碰后共同速度為碰后乙的動量由動量定理可得小車甲對小車乙的沖量為14.有一根長電阻絲，用多用電表歐姆擋測得其接入電路的電阻Rx約為1kΩ，現某同學利用下列器材測量該電阻絲的電阻率：A.毫米刻度尺;B.螺旋測微器；C.電流表A1(量程為5mA，內阻約為3Ω);D.電流表A2(量程為100mA，內阻約為0.6Ω)；E.電壓表V1(量程為5V,內阻約為5kΩ);F.電壓表V2(量程為15V,內阻約為15kΩ);G.滑動變阻器R(阻值范圍為0?100Ω，額定電流1.5A)；H.電源E：(電動勢為6V，內阻不計)；I開關S，導線若干．(1)他用毫米刻度尺測出電阻絲長度后，用螺旋測微器測電阻絲的直徑，其示數如圖所示，該電阻絲的直徑d=____________cm．(2)為了更準確地測量電阻絲的電阻，且調節(jié)方便，實驗中應選用電流表______，電壓表________．（填寫器材前面的字母）(3)在方框內畫出測量該電阻絲的電阻R的實驗電路原理圖．（圖中器材用題干中相應的物理量符號標注）_________(4)若電壓表的示數為U，電流表的示數為I,電阻絲的長度為l,金屬絲的直徑為d，則計算電阻絲的電阻率的數學表達式為ρ=_________(用已知量的符號表示）．【答案】①.0.0678②.C③.E④.⑤.【解析】【詳解】(1)[1]螺旋測微器主尺讀數為0.5mm，分度尺讀數為0.178mm，故電阻絲的直徑d=0.5mm+0.178mm=0.678mm=0.0678cm(2)[2][3]電源電動勢為6V，電阻約為1000Ω，根據閉合電路歐姆定律電路中最大電流為6mA所以電流表選C；因電源電動勢為6V，所以電壓表應選E；(3)[4]變阻器阻值太小而電阻值太大，應用分壓式接法，為了調節(jié)方便變阻器應選阻值小的，故選G，由于故電流表應用內接法,電路圖如圖所示：(4)[5]由歐姆定律可知而聯立解得四、論述、計算題：本題共4小題，共38分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。15.如圖所示，質量為m、電量為-q的帶電粒子在兩個等量同種正電荷（電荷量均為Q）連線的中垂面上以某一速度做半徑為4L的勻速圓周運動；如果此粒子以同樣大小的速度繞電荷量為+Q的點電荷做勻速圓周運動，求粒子的運動半徑是多少？粒子重力忽略不計.（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）【答案】【解析】【詳解】設帶電q粒子在勻速圓周運動的速度為v依題意從幾何關系可知，Q和間距（1）粒子在兩中垂面作勻速圓周運動∴（2）粒子在以相同速度繞問題勻速圓周運動半徑為r∴（3）聯立（1）（2）（3），得16.如圖所示，兩根相同的輕質彈簧的勁度系數為k，靜止吊起一根長為L、質量為m的勻質水平金屬棒PQ，金屬棒處于方向水平向外的勻強磁場中。當金屬棒中通有由P端流向Q端的電流I時，彈簧的伸長量為x，重力加速度為g，求勻強磁場的磁感應強度大小。

【答案】【解析】【詳解】根據題意，由左手定則可知，金屬棒所受安培力方向豎直向下，設金屬棒所受安培力的大小為，每根彈簧的彈力為，對金屬棒，由平衡條件有由胡克定律有設勻強磁場的磁感應強度大小，根據公式有聯立解得17.一個靜止的鈾核（原子質量為232.0372u