新疆昌吉州行知学校2021-2022学年高二（下）期末物理试题（含答案）

昌吉州行知学校

2021-2022学年第二学期高二年级期末考试

物理试卷

试卷满分：100分   考试时间：90分钟

一、单选题（共10小题，每小题3分，共30分）

1.如图所示，物体B被钉牢在放于光滑水平地面的平板小车上，物体A以速率v沿水平粗糙车板向着B运动并发生碰撞.则（   ）

A.对于A与B组成的系统动量守恒        B.对于A与小车组成的系统动量守恒

C.对于A、B与小车组成的系统动量守恒   D.以上说法都不对

2.如图所示，是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电动势的图象，根据图象可知（   ）

A.此交变电动势的瞬时表达式为e＝200sin0.02tV

B.此交变电动势的瞬时表达式为e＝200sin100πtV

C.t＝0.01s时，穿过线圈的磁通量为零

D.t＝0.02s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大

3.质量为m的铁锤从高h处落下，打在水泥桩上，铁锤与水泥桩撞击的时间是t，撞击时，铁锤对桩的平均冲击力大小为（   ）

A.        B.        C.        D.

4.下列关于原子结构的说法中，正确的是（   ）

A.电子的发现说明原子是可再分的

B.玻尔的原子理论完全否定了原子的核式结构学说

C.玻尔的原子理论能成功解释各种原子发光现象

D.大量氢原子从n＝5的激发态向低能态跃迁时，最多可以产生15种不同频率的光子

5.用三种不同的单色光照射同一金属做光电效应实验，得到的光电流与电压的关系如图所示，则下列说法正确的是（   ）

A.单色光A和B是颜色相同、强度不同的光

B.单色光A的频率大于单色光C的频率

C.单色光A的遏止电压大于单色光C的遏止电压

D.A光对应的光电子最大初动能大于C光对应的光电子最大初动能

6.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后（加速电压为U），该粒子的德布罗意波长为（   ）

A.        B.        C.        D.

7.如图是氢原子能级示意图，一群氢原子处于n＝4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有（   ）

A.氢原子向低能级跃迁时，动能减小

B.氢原子向低能级跃迁时，电势能增大

C.由n＝4跃迁到n＝1时发出光子的频率最小

D.这群氢原子向低能级跃迁时，能辐射6种不同频率的光子

8.一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从艇上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v＇，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是（   ）

A.                B.

C.            D.

9.经过m次衰变和n次衰变，变成，则（   ）

A.m＝7，n＝3            B.m＝7，n＝4                C.m＝14，n＝9             D.m＝14，n＝18

10.原子质量单位为u，1u相当于931.5 MeV的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是（   ）

A.               B.

C.                 D.

二、多选题（共5小题，每小题4分，共20分）

11.对于物体内能的理解，下列说法正确的是（   ）

A.一定量气体的内能等于其所有分子热运动的动能和分子之间势能的总和

B.做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大

C.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同

D.物体的内能跟物体的温度和体积有关

E.物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变

12.如图所示，一绝热容器被隔板K隔成a、b两部分.已知a内有一定质量的稀薄气体，b内为真空.抽离隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态.在此过程中（   ）

A.气体对外界做功，内能减少

B.气体不做功，内能不变

C.气体压强变小，温度降低

D.气体压强变小，温度不变

13.关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（   ）

A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体

B.晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的

C.单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点

D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的

14.如图所示，四支两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态.如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是（   ）

A.     B.     C.      D.

15.如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电压，则下列表述正确的是（   ）

A.U1<U2，U3>U4

B.V

C.若U提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的

D.用户得到的交变电流频率为25 Hz

三、实验题（共2小题，每空2分，共16分）

16.某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找不变量，图中CQ是斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，调节实验装置，使小球放在QR上时，恰能保持静止，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹.重复上述操作10次，得到10个落点痕迹.然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次.

图中O是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点.若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP.米尺的零点与O点对齐.

（1）入射球A的质量mA和被碰球B的质量mB的关系是mA          mB选填“＞”“＜”或“＝”）.

（2）碰撞后B球的水平射程约为          cm.

（3）下列选项中，属于本次实验必须测量的是（填选项前的字母）.

A.水平槽上未放B球时，测量A球平均落点位置到O点的距离

B.A球与B球碰撞后，测量A球平均落点位置到O点的距离

C.测量A球或B球的直径

D.测量A球和B球的质量

E.测量G点相对于水平槽面的高度                                  甲               乙

（4）若mv为不变量，则需验证的关系式为                  .                          

17.某同学设计了一个探究碰撞中的不变量的实验：将打点计时器固定在光滑的长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面.让小车A运动，小车B静止，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，如图甲，碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘合成一体.在安装好实验装置后，先接通电源然后轻推小车A，使A获得一定的速度，电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点，已知电源频率为50 Hz.

图甲                              图乙

（1）实验中打出的纸带如图乙所示，并测得各计数点间距标在图上，则应选         段计算A的碰前速度；应选          段计算A和B碰后的共同速度（填“BC”、“CD”或“DE”）.

（2）已测得小车A的质量m＝0.20kg，小车B的质量m＝0.10kg，由以上测量结果可得：碰前A、B两小车质量和速度的乘积之和为           kg·m/s；碰后A、B两小车质量和速度的乘积之和为         kg·m/s.（计算结果均保留三位有效数字）

六、计算题（共4小题，第18题8分，第19题12分，第20题8分，第21题6分，共34分）

18.如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1＝1100匝.接入电压U1＝220V的电路中.

（1）要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6V，U3＝110V，它们的匝数n2、n3分别为多少？（4分）

（2）若在两副线圈上分别接上“6 V，20W”“110 V，60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？（4分）

19.在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD，木板AB上表面粗糙，滑块CD上表面是光滑的圆弧，其始端D点切线水平且在木板AB上表面内，它们紧靠在一起，如图所示.一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板AB的右端以初速度滑上木板AB，过B点时速度为，又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处.已知物块P与木板AB间的动摩擦因数为μ.求：

（1）物块滑到B处时木板的速度；（4分）

（2）木板的长度L；（4分）

（3）滑块 CD圆弧的半径.（4分）

20.质量分别为m1＝1kg，m2＝3kg的小车A和B静止在水平面上，小车A的右端水平连接一根轻弹簧，小车B以水平向左的初速度向A驶，与轻弹簧相碰之后，小车A获得的最大速度为v＝6m/s，如果不计摩擦，也不计相互作用过程中机械能的损失，求：

（1）小车B的初速度；（4分）

（2）A和B相互作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能.（4分）

21.（1）如图甲所示，C、D液面水平且等高，液体密度为ρ，重力加速度为g，其他条件已标于图上，试求封闭气体A的压强.（3分）

（2）在图乙中，汽缸置于水平地面上，汽缸横截面积为S，活塞质量为m，汽缸与活塞之间无摩擦，设大气压强为po，重力加速度为g，试求封闭气体的压强.（3分）

                                                                     甲           乙

答案解析

1.【答案】C

【解析】对于A与B组成的系统，由于受到小车对A的摩擦力作用，因此系统合外力不为零，系统动量不守恒，A错误；对于A与小车组成的系统，受到B施加给小车的力的作用，系统动量不守恒，B错误；对于A、B与小车组成的系统，摩擦力属于内力，系统合外力为零，系统动量守恒，C正确，D错误.

2.【答案】B

【解析】根据正弦式交变电流产生的规律得出e-t图象是正弦曲线，即e＝Emsinωt，其中ω是角速度，不是周期；感应电动势与磁通量的变化率同步变化.

3.【答案】A

【解析】根据得：铁锤碰前的速度为：，      

取向下为正方向，对铁锤由动量定理得：

解得：，

由牛顿第三定律可得，铁锤对桩的作用力：，A正确.

4.【答案】A

【解析】电子的发现说明原子是可以再分的.故A正确.玻尔原子理论并未完全否定原子核式结构，认为电子还是绕核旋转.故B错误.玻尔原子理论不能解释所有原子的发光现象.故C错误.根据数学组合公式，知最多可以产生10种不同频率的光子.故D错误.

5.【答案】A

【解析】由题图可知，单色光A和单色光B的遏止电压相同，所以它们是同一色光，相同电压时，单色光A对应的光电流更大，说明单位时间内照射的光电子数更多，即单色光A更强，故A正确；根据

，可知入射光的频率越高，对应的遏止电压越大，由题图可知单色光C的遏止电压大于单色光A的遏止电压，故单色光C的频率大于单色光A的频率，则单色光C对应的光电子的最大初动能大于单色光A对应的光电子的最大初动能，故B、C、D错误.

6.【答案】C

【解析】加速后的速度为，根据动能定理可得：

所以，

由德布罗意波公式可得：

7.【答案】D

【解析】当氢原子从第4能级向低能级跃迁时，原子的能量减小，轨道半径减小，电子的动能增大，电势能减小，A、B错误；由n＝4跃迁到n＝1时辐射的光子能量最大，发出光子的频率最大，C错误；根据知，这群氢原子能辐射6种不同频率的光子，D正确.

8.【答案】A

【解析】炮艇与炮弹组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律可得，A项正确.

9.【答案】B

【解析】根据题意有：，解两式得m＝7，n＝4，选项B正确.

10.【答案】C

【解析】在核能计算时，如果质量的单位是kg，则用ΔE＝Δmc2进行计算，如果质量的单位是u，则利用1 u相当于931.5 MeV的能量计算，即ΔE＝Δm×931.5 MeV进行计算，故C正确，A、B、D错.

11.【答案】ACD

【解析】一定量气体的内能等于其所有分子热运动的动能和分子之间势能的总和，选项A正确；做加速运动的物体，其宏观动能逐渐增大，但是物体的温度未必升高，所以分子的平均动能变化情况不能确定，选项B错误；内能不同的物体，只要温度相同，它们分子热运动的平均动能就相同，选项C正确：物体的内能与分子动能和分子势能有关，即与温度和体积有关，选项D正确；温度是分子平均动能的标志，物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变，选项E错误。

12.【答案】BD

【解析】抽离隔板K，a内气体体积变大，由于b内为真空，所以a内气体不做功，由热力学第一定律可得B正确.内能不变，故温度不变，体积变大，由玻意耳定律可知压强变小，所以D正确.

13.【答案】BC

【解析】金刚石、食盐、水晶是晶体，玻璃是非晶体，选项A错误；单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，选项D错误；晶体分子的排列是有规则的，且有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项B、C正确.

14.【答案】CD

【解析】假设升温后，水银柱不动，则压强要增加，由查理定律，压强的增加量，而各管原压强相同，所以，即高，小，也就可以确定水银柱应向温度高的方向移动，故C、D项正确.

15.【答案】AC

【解析】远距离采用高压输电，降压后再使用，A正确；U1为有效值，220V，B错误；输电线上损失的功率为，C正确；由交变电流的瞬时值表达式可得交变电流的频率为，D错误.

16.【答案】（1）＞（2）64.7（64.2～65.2均可）（3）ABD （4）

【解析】（1）要使两球碰后都向右运动，A球质量应大于B球质量，即＞.

（2）将10个点圈在圆内的最小圆的圆心作为平均落点，可由米尺测得碰撞后B球的水平射程约为64.7cm.

（3）从同一高度做平抛运动，飞行的时间t相同，而水平方向为匀速直线运动，故水平位移x＝vt，所以只要测出小球飞行的水平位移，就可以用水平位移的测量值代替平抛初速度.故需测出未放B球时A球飞行的水平距离OP和碰后A、B球飞行的水平距离 OM和 ON，及A、B两球的质量，故A、B、D正确.

（4）若mv为不变量，需验证的关系式为，

将，，代入上式得.

17.【答案】（1）BC    DE （2）0.210    0.209

【解析】（1）A与B碰后粘在一起，速度减小，相等时间内的间隔减小，可知通过BC段来计算A的碰前速度，通过DE段计算A和B碰后的共同速度.

（2）A碰前的速度：

碰后共同速度：

碰前A、B两小车质量和速度的乘积之和：

碰后的A、B两小车质量和速度的乘积之和：

18.【答案】（1）n2＝30匝 n3＝550匝   （2）0.36 A

【解析】（1）由得

.

（2）设原线圈输入电流为，由

得

所以.

19.【答案】（1），方向向左   （2）   （3）

【解析】（1）由点A到点B时，取向左为正方向，由动量定恒定律得

又，解得，方向向左

（2）由点A到点B时，根据能量守恒定律得

解得

（3）由点D到点C，滑块CD与物块P组成的系统在水平方向上动量守恒

滑块与CD组成的系统机械能守恒

联立解得滑块CD圆弧的半径为

20.【答案】（1）4 m/s    （2）6J

【解析】（1）由题意可得，当A、B相互作用后弹簧恢复到原长时A的速度达到最大，设此时B的速度

为，所以由动量守恒定律可得：

相互作用前后系统的总动能不变：

解得：.

（2）第一次弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，设此时A、B有相同的速度，根据动量守恒定

律有：

此时弹簧的弹性势能最大，等于系统动能的减少量：

解得：.

21.【答案】（1）   （2）

【解析】（1）同一水平液面C、D处压强相同，可得.

（2）以活塞为研究对象，受力分析如图，由平衡条件得

则