2021绍兴高二下学期期末调测物理试题含答案

绍兴市2020学年第二学期高中期末调测

高二物理

考生须知:

1.本卷考试时间90分钟，满分100分，无特殊说明g取10m/s2；

2.请将学校、班级、姓名分别填写在答题卷相应位置上。本卷答業必须做在答题卷相应位置上。

一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1.静电力常量k的单位，如果用国际单位制中基本单位的符号来表示，正确的是

A.     B.  C.     D.

2.小明同学利用无人机拍摄学校运动会的场景，某次无人机竖直上升过程的位移x与时间t图像如图所示。关于无人机在0-20s内的运动情况，下列说法正确的是

A.研究无人机飞行姿态时可视之为质点 B.无人机在t=20s时到达最高点

C.无人机运动20s内的路程是15m  D.无人机运动20s内的平均速度为0.7m/s

3.“水火箭”是一项深受学生喜欢的科技活动，如图甲所示是某学习小组利用饮料瓶制作的水火箭，其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大，当瓶口与橡皮塞脱离时，瓶内水向后喷出，水火箭获得推力向上射出。图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v与时间t的图像，其中t0时刻为水火箭起飞时刻，DE段是斜率绝对值为g的直线，忽略空气阻力。关于水火箭的运动，下列说法正确的是

A.在t1时刻加速度最小  B.在t2时刻改变运动方向

C.在t3时刻失去推力   D.t3-t4时间内“水火箭”做自由落体运动

4.如图甲为一种门后挂钩的照片，挂钩很光滑，相邻挂钩之间的距离为7cm，图乙中斜挎包的宽度约为2lcm，在斜挎包的质量一定的条件下，下列说法正确的是

A.挂在1个钩子上时背包带上的拉力最小

B.使背包带跨过3个挂钩时背包带拉力最小

C.使背包带跨过4个挂钩时，背包带上拉力等于背包重力

D.使背包带跨过3个挂钩时的背包带拉力比跨过5个挂钩时的拉力小

5.如图所示，质量m=1.0kg的小滑块以v0=4m/s的初速度从倾角为37°的斜面AB的底端A处滑上斜面，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，sin37°=0.6。若从滑块滑上斜面起开始计时，经0.5s滑块正好通过B点，则A、B之间的距离为

A.0.75m   B.0.79m   C.0.8m   D.1.25m

6.北京时间2021年4月29日11时23分许，搭载空间站“天和核心舱”的长征五号B遥二运载火箭，在海南文昌卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道，任务取得圆满成功“天和核心舱”重22.5吨，预定轨道可看作圆形轨道，离地高度400km，可实现3人长期驻留，6人短期驻留。已知地球半径R=6400km，下列说法正确的是

A.“天和核心舱”的运行速度约2×103m/s

B.“天和核心舱”在轨道上运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度g

C.海南卫星发射中心纬度低，相比高纬度发射中心，发射卫星所需能量更少

D.“天和核心舱”在轨道上会受到阻力作用，若不进行轨道维持，核心舱高度将变大

7.如图所示，有一种叫“喷射式悬浮飞行器”的水上飞行运动装置。操控者借助该装置以向下喷射高压水柱的方式实现在水面上空悬停旋转或急速升降等运动若忽略空气阻力和水管对人（含装置）的作用力，下列说法正确的是

A.人在急速升降过程中的惯性比悬停时大

B.当人匀速上升时，人所受合外力做的总功为零

C.当装置斜向下喷水时，人将沿着喷水的相反方向做直线运动

D.人在水面上空悬停时，人（含装置）所受的重力和喷出的水对人的力是一对作用力与反作用力

8.如图所示，用手掌平托质量为m的苹果，使之在竖直平面内以角速度e沿a→b→c→d→a做匀速圆周运动。已知圆周半径为r，重力加速度为g，下列说法中正确的是

A.苹果过a点的速度至少为

B.苹果在b点不受摩擦力作用

C.在d→a→b的运动过程中，苹果处于超重状态

D.苹果运动一周过程，手对苹果的作用力不做功

9.一个人手拿着长绳的一端，绳子另一端固定在墙上。当手上下振动，绳子上产生了波（如图所示）。当人的手频率加快，则

A.波速不变   B.波速变大  C.波长不变   D.波长变大

10.2021年4月30日晚，江苏省南通市部分地区出现了罕见的以大风和雷暴为主的强对流天气，其中通州湾监测点的风速为45.4m/s，达到了强台风的级别，连飞机场中的飞机也被吹得原地打转。若空气密度ρ=1.3kg/m3，当风速为45m/s的大风垂直吹向一块长l0m、宽5m的玻璃幕墙时，假定风遇到玻璃幕墙后速度变为零，由此估算玻璃幕墙受到的冲击力约为

A.1×103N   B.1×104N  C.1×105N   D.1×106N

11.下列说法正确的是

A.医生诊病时常用的“彩超”是利用了多普勒效应

B.医生诊病时常用的“B超”是利用了超声波频率高，容易衍射的特点

C.3D电影具有立体感，其基本原理是利用了光的干涉

D.为避免高楼大厦因风力、地面振动等因素引起的共振，可使其固有频率接近外界驱动力的频率

12.a、b两种可见光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系如图甲所示。图乙为氢原子能级图，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.lleV之间，下列说法正确的是

A.a光的波长比b光的短

B.单色光a的光子能量比单色光b的光子能量大

C.若a光是氢原子从n=3跃迁到n=2能级时发出的光，则b光可能是从n=4跃迁到n=2能级时发出的光

D.用Ek=12.8eV的电子去轰击基态的氢原子，可能得到六种频率的可见光

13.PET（正电子发射型计算机断层显像）的基本原理是:将放射性同位素注入人体，参与人体的代谢过程，在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。根据PET原理，下列说法不正确的是

A.衰变的方程式为→

B.将放射性同位素注入人体，其作用为示踪原子

C.一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子

D.PET所选的放射性同位素的半衰期应小于人体的代谢周期

二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有个是符合题目要求的，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）

14.如图所示，图甲是一列沿x轴方向传播的简谐横波在t=2s时的波动图像，图乙是该波传播方向上介质中x1=6m的质点从t=0时刻起的振动图像，a、b是介质中平衡位置为x2=3m和x3=5m的两个质点。下列说法正确的是

A.该波是沿x轴负方向传播

B.该波的波速是2m/s

C.在t=2s时刻，a、b两质点的速度相同

D.若该波在传播过程中遇到尺寸为7m的障碍物，会发生明显的衍射现象

15.直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示。a、b光相比

A.玻璃对a光的折射率更大

B.b光在玻璃中的传播时间较短

C.相同的双缝干涉实验装置，a光形成的条纹间距更宽

D.相同的光电效应实验装置，b光照射下的金属更容易逸出光电子

16.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簣水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC=h。圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则圆环

A.下滑过程中，加速度一直减小

B.下滑过程中，克服摩擦力做功为

C.下滑经过B的速度小于上滑经过B的速度

D.在C处，弹簧的弹性势能为-mgh

三、实验题（本题共2小题，共14分）

17.（7分）（1）在下列学生实验中，能用图1中所示装置完成的实验是____________

A.验证自由落体运动的机械能守恒

B.探究小车速度随时间变化的规律

C.探究加速度与力、质量的关系

D.探究功与物体速度变化的关系

（2）小明在实验室整理时，收集到三条以前实验时所打的纸带，如图2所示。这些纸带中可能是落体法验证机械能守恒定律实验所打的纸带是_________，可能是用橡皮条探究做功与速度变化关系实验所打纸带的是_________，可能是用两辆小车碰撞探究碰撞中的不变量实验所打纸带的是____________。（选填“甲”“乙”“丙”）

（3）小明在用图3中Ⅰ所示实验装置探究做功与速度变化关系实验中，将测得的数据绘制成v-t图像（如Ⅱ所示），根据该图像可估算小车释放时橡皮条的伸长量为___________m。（保留两位有效数字）

18.（7分）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，

（1）测量单摆的周期时，图1中___________（选填“甲”“乙”或“丙”）作为计时开始与终止的位置更好些。

（2）某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为△t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长为l，再用游标卡尺测量摆球的直径为D，某次测量游标卡尺的示数如图2所示。测得摆球的直径为D=____________mm，该单摆的周期为____________（用测量物理量的符号表示）。

（3）在“利用单摆周期测量重力加速度g”实验时，小明测量了摆线长度作为L，小华测量了悬点到摆球下端的距离作为L，小红测量了摆线长度和摆球半径并将两者之和作为L。三位同学都仔细测量了单摆周期，绘制了T2-L图像（如图3所示），图像斜率均为k。通过分析可知，小明绘制的图像是_________，小华绘制的图像是___________，小红绘制的图像是____________（选填“①”“②”或“③”）。由图像可得当地重力加速度g=____________（用T、L、k等符号的合适表达式表示）。

四、计算题（本题共4小题，共41分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

19.（9分）如图所示，人骑摩托车做腾跃特技表演，以1.Om/s的初速度沿曲面冲上高0.8m、顶部水平的高台，然后以水平速度v离开平台，落至离高台水平距离1.2m的A点。若摩托车冲上高台的过程中始终以额定功率1.8kW行驶，经过时间t到达高台顶部。已知人（含车）的质量为180kg，特技表演的全过程中不计一切阻力，求:

（1）速度v的大小；

（2）落到A点瞬间，人（含车）所受重力的瞬时功率；

（3）时间t。

20.（10分）2021年5月15日中国自发研制的火星探测器“天问一号”成功登陆火星。探测器登陆过程主要为以下几个过程:首先探测器与环绕器分离，进入火星大气层，经历“气动减速”，假设当速度v2=500m/s时打开降落伞，进入“伞降减速阶段”，探测器匀减速下落x=7.5km至速度v3；接着降落伞脱落，推力发动机开启，进入“动力减速阶段”，经匀减速下落时间t=100s速度减为0，上述减速过程均可简化为探测器始终在竖直下落在距离火星表面100m时，探测器进入“悬停阶段”，接着探测器可以平移寻找着陆点；找到安全着陆点后在缓冲装置和气囊保护下进行“无动力着陆”。已知天问一号探测器质量为m=5×103kg，降落伞脱离可视为质量不变，火星表面重力加速度g约为4m/s2，“伞降减速阶段”中降落伞对探测器的拉力为重力的5倍。

（1）求“伞降减速阶段”中探测器的加速度大小；

（2）求“动力减速阶段”中推力发动机对探测器的作用力；

（3）在“悬停阶段”阶段，为寻找合适的着陆点，探测器先向右做匀加速直线运动，再向右做匀减速直线运动，减速阶段的加速度为加速阶段的2倍，平移总位移为6m，总时间为3s，求减速阶段中发动机对探测器的作用力与重力的比值。

21.（10分）2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现可重复的12亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，将1亿摄氏度20秒的原纪录延长了5倍。科硏人员称新纪录进一步证明核聚变能源的可行性，也为迈向商用奠定物理和工程基础。

一种典型的氢核聚变反应是两个氘核（H）聚变成氮核（He）的同时释放中子，已知氘核质量为2.0136u，氦核质量为3.0150u，中子质量为1.0087u，lu的质量相当于931.5MeV的能量。

（1）写出上述核反应方程式；

（2）求核反应中释放的核能；

（3）原子核具有足够的动能，碰撞时十分接近，才可以发生聚变。若两个氘核以相等的动能0.37MeV进行对心碰撞，并且核反应释放的核能全部转化为机械能。求反应中产生的中子和氦核的动能。

22.（12分）在如图所示的竖直平面内，半径为R1=40cm的圆弧形光滑细管道AN与竖直光滑细管道MN、形状未知的轨道AB相切于N点、A点；倾角为θ=37°，长为L1=6.25m的粗糙直轨道BC与AB相切于B点，水平轨道CE段与BC连接，CD段光滑，DE段粗糙且足够长:一半径为R2=10cm的竖直光滑圆轨道相切于D点，底部略微错开以致物体做完整圆周运动后可以顺利进入水平DE轨道。一质量为m=1kg的滑块Q静止在CD上，另一质量也为m=lkg滑块P被压缩弹簧弹出后沿管道运动，在AN管道最高点对外侧管壁压力为3mg，之后能一直沿AB轨道无挤压的运动，且无碰撞的进入直轨道BC，P运动到水平轨道CD后与Q发生碰撞，碰撞过程中P的动量改变量为碰前P动量的。已知弹簣原长在N处，P被弹出到A过程中最大速度为5m/s，弹簣的弹性势能为，其中k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量；P、Q与轨道BC和DE间的动摩擦因数均为μ，sin53°=0.8，cos53°=0.6。不计滑块在连接处运动时的能量损耗。

（1）求滑块到达A点和B点的速度大小；

（2）求弹簧劲度系数k的值；

（3）若要使得P与Q发生一次碰撞，运动过程中不脱离轨道且P经过C点位置不超过两次，求动摩擦因数μ应满足的条件。

绍兴市2020学年第二学期高中期末调测

高二物理参考答案和评分标准

一、选择题I（每小题3分，共39分）

二、选择题II（每小题2分，共6分）

三、实验题（本题共2小题，共14分）

17.（7分）（1）BCD（2分）  （2）乙、甲、丙（3分）  （3）0.3～0.15（2分）

18.（7分）（1）乙（1分）  （2）14.1  （2分）  （3）③ ① ②  （4分）

四、计算题（本题共4小题，共41分）

19.（9分）

（1）由可得t=0.4s，

由x=vt可得，v=3m/s…………3分

（2）在A点竖直方向速度为vy=4m/s，因此重力的瞬时功率为

PG=mgvy=7200W…………3分

（3）由动能定理可知:

可得t=1.2s………………3分

20.（10分）

（1）“伞降减速阶段”中，由牛顿第二定律得T-mg=ma1，………………1分

因此a1=4g=16m/s2…………1分

（2）由匀变速运动位移公式得，

解得v3=100m/s，…………1分

因此“动力减速阶段”的加速度…………1分

由牛顿第二定律得F-mg=ma2得，F=mg+ma1=2.5×104N……1分

（3）设加速阶段加速度为a3，减速阶段加速度为a4，且a4=2a3，运动过程中最大速度为vm，

由，……2分

解得vm=4m/s，a4=4m/s2…1分

所以发动机需要提供使其减速的力为F1=ma4，维持悬停的力为F2=mg，

因此发动机对探测器的作用力为，F/mg=…2分

21.（10分）

（1）…………2分

（2）核反应中质量亏损△m=0.0035u，释放的核能E=△m·c2=3.26MeV…………3分

（3）核反应前后系统动量守恒，有0=p氦+p中，所以产生的中子和氦核的动量大小相等，方向相反。

动能，故:

中子和氦核的动能之比Ek中:Ek氦=m氦:m中=3:1，……2分

中子和氦核的总动能Ek总=2×0.37MeV+3.26MeV=4MeV，……1分

Ek中=3MeV，Ek氦=1MeV。…………2分

22.（12分）

（1）对A点由牛顿第二定律得，速度vA=4m/s，由于在AB段对轨道无挤压即没有压力，因此A到B做平抛运动。，

因此vy=3m/s，vB=5m/s…………2分

（2）P被弹出至脱离弹簣过程中，速度最大即为平衡位置

x0=mg/k，速度最大即为平衡位置……1分

由能量守恒得

解得k=100N/m…………2分

（3）B到C，由动能定理得

解得

为使P和Q能发生碰撞，vc>0因此μ<1……1分

P和Q发生碰撞，P的动量改变量为碰前P动量的3/4，因此P碰后速度向右，大小为vc/4，Q碰后速度向右，大小为3vc/4，为使只碰一次且不脱离轨道，可以有以下两种情形:

情形一:均过最高点，因此最高点速度应满足v≥

因此由动能定理得，，圆轨道最低点速度应满足

vD≥

即，

解得μ≤0.2…………2分

情形二:旦过最高点，P不超过圆心等高处

Q过最高点，因此最高点速度应满足:

解得…………1分

P不超过园心等高点，，

应满足:

即，

解得μ≥0.68…………1分

同时P经过C点位置不超过两次，即P返回斜面速度减为0后要不能下滑，即

……1分

因此0.75≤μ≤

综上所述，μ应满足的条件为μ≤0.2，或0.75≤μ≤…………1分