2021-2022学年山东省菏泽市高二下学期期末教学质量检测物理试题Word版含答案

山东省菏泽市2021-2022学年高二下学期期末教学质量检测

物理试题

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1. 2020年12月4日，新一代“人造太阳”一中国环流二号M装置（HL—2M）正式建成并实现首次放电，为我国核聚变堆的自主设计与建造打下坚实基础。“人造太阳”实验的可控热核反应的方程是，反应原料氘（H）可以在海水中提炼，氚核（）可以用中子轰击锂核（）得到。下列说法正确的是（　　）

A. 可控热核反应前后核子数相等，生成物质量等于反应物的质量

B. 中子轰击锂核（）反应方程为，其中X为

C. 中子轰击锂核（）发生了α衰变

D. 氘核（）和氚核（）的比结合能均小于氦核（）的比结合能

2. 如图为普通核反应堆的结构示意图，通过铀235链式反应实现核能的可控释放。下列关于核反应堆工作中的说法正确的是（　　）

A. 正常运行的反应堆，水泥防护层外能检测到大量粒子

B. 中子速度越快越容易发生链式反应

C. 通过改变镉棒的插入深度来控制反应速度

D. 铀核裂变时释放能量的多少与生成物种类无关

3. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　）

A. 电磁波是一种纵波

B. 变化的电场和磁场由近及远向周围传播形成了电磁波

C. 电场或磁场随时间变化时一定会产生电磁被

D. 麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在

4. 王亚平曾在第一次太空授课中展示了完美的“太空水球”，液晶电视图像色彩更加绚丽，解释上述现象用到的有关知识中说法正确的是（　　）

A. 表面张力能够使液体表面积收缩到最小

B. 表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

C. 将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体

D. 液晶的所有物理性质均表现为各向异性

5. 某同学学习了电磁感应相关知识后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，手握条形磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0。将条形磁铁（　　）

A. 插入线圈的过程中，电子秤的示数小于

B. 抽出线圈的过程中，线圈对条形磁铁的作用力竖直向上

C. 插入线圈过程中，线圈中感应电流沿逆时针方向（俯视）

D. 匀速插入线圈的过程中，磁铁减少的重力势能等于线圈中产生的焦耳热

6. 如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环内径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动，运动过程中小球的电荷量不变。若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B=kt（k为取正值的常数）的磁场，那么（　　）

A. 小球仍做匀速圆周运动

B. 小球受到的磁场力不断增大

C. 小球运动过程中向心力是由洛伦兹力提供的

D. 小球先沿逆时针方向减速运动，后沿顺时针方向加速运动

7. 图甲为某实验小组探究光电效应规律的实验装置，用a、b、c三束单色光分别照射同一光电管，得到光电流与对应电压之间的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是（　　）

A. 单色光的强度Ia>Ib>Ic

B. 单色光的频率va>vb>vc

C. 逸出光电子的最大初动能Eka>Ekb>Ekc

D. 从开始照射到产生光电流的时间ta>tb>tc

8. 一定质量的理想气体从状态甲变化到状态乙，再从状态乙变化到状态丙，其图像如图所示。则该理想气体（　　）

A. 由甲到乙再到丙，内能先增大后减小

B. 甲、丙两状态下分子的平均动能相同

C. 由乙到丙，气体吸收1000J的热量

D. 由乙到丙，分子对容器壁单位面积的平均作用力减小

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。

9. 如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用总电阻为3的输电线向远处送电，发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。若要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，下列说法正确的是（　　）

A. 输电线上的电流为10A

B. 升压变压器的匝数比为1：100

C. 降压变压器的输入电压为4970V

D. 若用户用电功率减少，电路的输电效率也减小

10. 氢原子的能级图如图所示，现有大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　　）

A. 这些氢原子一定能发出6种不同频率的可见光（可见光能量范围：1.62～3.11eV）

B. 氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级时，核外电子电势能减小、动能增加

C. 氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级释放的光子波长最大

D. 已知钠的逸出功为2.29eV，则氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级释放的光子从金属钠的表面打出光电子的最大初动能为10.46eV

11. 1930年美国物理学家劳伦斯提出回旋加速器的设想，1932年研制成功。如图所示为两个半径为R的中空半圆金属盒D1、D2置于真空中，D1、D2间接有电压为U的交变电压对粒子加速，D1圆心O处粒子源产生的粒子初速度为零、质量为m、电荷量为q。匀强磁场垂直两盒面，磁感应强度大小为B，不考虑电场的变化对磁场的影响，忽略粒子的重力及在两金属盒之间运动的时间，下列说法正确的是（　　）

A. 交变电压的周期为

B. 粒子最终射出D形盒时的动能为

C. 粒子在两金属盒之间加速总次数为

D. 粒子第一次加速后和第二次加速后速度之比是1：2

12. 如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平放置，导轨间距为L，虛线OO'垂直导轨，OO'两侧导轨所在空间区域存在着磁感应强度大小均为B的方向相反的竖直匀强磁场，两长度均为L、电阻均为R、质量均为m的金属导体棒a、b垂直导轨放在OO'左右两侧，并与导轨保持良好接触，不计其它电阻。现给导体棒a一个瞬时冲量，使a获得一个水平向右的初速度，下列关于a、b两棒此后整个运动过程的说法正确的是（　　）

A. a、b两棒组成的系统动量守恒

B. a、b两棒最终都将以大小为速度做匀速直线运动

C. 整个过程中，流过a棒的电荷量为

D. 整个过程中，a棒上产生的焦耳热为

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 在用“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中：

（1）取0.1mL纯油酸配制成250mL油酸酒精溶液，用注射器针头把该溶液逐滴滴入量筒，直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴。则1滴该溶液中含有的纯油酸体积为_____________m3。

（2）甲、乙、丙、丁四位同学分别在四个实验小组做实验，但都存在操作错误或不规范现象。

A．甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些。则这样测得的分子直径比实际值偏____________（大、小、不变）。

B．乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针头比原来的粗，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大。则这样测得的分子直径比实际值偏____________（大、小、不变）。

C．丙在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些。则这样测得的分子直径比实际值偏____________（大、小、不变）。

D．丁在实验过程中选用的水盘水面较小，导致油酸分子不能充分扩散。则这样测得的分子直径比实际值偏____________（大、小、不变）。

14. 某同学利用实验室中的自耦变压器做“探究变压器线圈两端的电压与匝数关系”的实验。图甲为变压器的实物图，图乙为其内部结构图，图丙为实验原理图。除自耦变压器外实验室还提供了如下器材。

A．直流电压表；B．多用电表；C．220V交流电源；D．交直流学生电源；E．低压直流电源；F．滑动变阻器“20，2A”；G．滑动变阻器“5，0.5A”；H．开关、导线若干。

回答下列问题：

（1）实验中电源应选用______，测量电压的电表应选用______，滑动变阻器应选用______；

（2）实验中原线圈的匝数用图甲刻度盘上的______表示，副线圈的匝数用图甲刻度盘上的手柄上的指针指示刻度表示。

（3）为了实验过程中的安全，下列做法正确的是______

A．为了人身安全，只能使用低压电源，所用电压不要超过12V

B．连接好电路后，应先检查电路连接是否正确，再接通电源进行实验

C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱

D．为了测量电表的安全，测量电压时，先选用最大量程试测

（4）实验中想通过调节滑动变阻器改变副线圈上的电压，是否可行？______

（5）下表为某次实验得到的数据，从数据上发现电压比总小于匝数比，除测量误差外造成这一结果的主要原因是（说出两个原因）：①______②______

表1：实验数据记录表（表盘总刻度为240U1=12V）

15. 为防控COVID－19病毒，办公室等公共场所加强了消毒措施，如图所示为喷洒消毒液的喷壶。壶内消毒液的体积为0.4L，壶内的上部密封了1.2atm的空气0.5L。反复按压压杆A，再充入1atm的空气0.2L。设在所有过程中壶内空气可看作理想气体，且温度不变。（已知外界大气压为1 atm，1 atm=1.0×105 Pa）求：

(1)充入1 atm的空气0.2 L后壶内气体的压强；

(2)按下按柄B，消毒液从喷嘴喷出，喷洒一段时间后消毒液无法再喷出，此时壶内还有消毒液，在此过程中壶内气体质量保持不变，忽略壶内液体上方导管中液柱对壶内气体压强的影响，求壶内剩余消毒液的体积。

16. 某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示，在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向（除两区域外其它位置磁场可以忽略）。匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l。线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为R。求：

（1）线圈切割磁感线时，感应电动势大小Em；

（2）流过R的电流的有效值I。

17. 如图所示，半径为R的圆形区域，圆心位于平面直角坐标系原点O，其内充满垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B0；在第四象限x≥R空间充满沿y轴正方向的匀强电场。位于x轴上的离子源以恒定速度射出电荷量为q、质量为m的正离子，离子沿x轴正方向进入磁场，经坐标点（4R，0）离开电场。己知离子离开磁场时速度方向与x轴正方向的夹角=60°。忽略离子间的相互作用，不计重力。求

（1）离子在圆形区域中运动时的速度的大小v；

（2）电场强度的大小E。

18. 如图甲所示，足够长光滑平行导轨MN、PQ竖直放置，间距L＝1m，磁感应强度为B=4T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的M与P两端连接阻值R=4Ω的电阻，金属导体棒ab水平紧贴在导轨上。现在外力F的作用下，使金属棒ab由某一初速度沿导轨向上运动，运动过程中流过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图乙所示，0~1s外力F恒等于18N，不计导轨和金属导体棒的电阻，取g=10m/s2，求：

（1）金属导体棒ab的质量m；

（2）金属棒ab在1~2s通过电阻R的电量q；

（3）金属棒ab在0~2s机械能的变化量△E。

答案

1-8 DCBAC  DAB  9.AC  10.BD  11.ABC  12.BC

13. ①.     ②. 大    ③. 小    ④. 小    ⑤. 大

14. ① D    ②. B    ③. F    ④. 总刻度    ⑤. ABD    ⑥. 不可行    ⑦. 有漏磁（磁损）    ⑧. 铁芯发热（铁损）或线圈导线发热（线圈有电阻）

15. (1)由题意知

p1=1.2atm，V1=0.5L，p0=1atm，

根据玻意耳定律可得

解得

(2)喷洒时，喷壶内的气体压强为1atm，由玻意耳定律

解得

故喷壶内剩余消毒液的体积为

16. （1）bc、ad边的运动速度

感应电动势

解得

（2）一个周期内，通电时间

R上消耗的电能

且

电流

解得

17. （1）粒子在圆形磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力、则

由几何知识得

解得

（2）进入电场区时，纵坐标为

进入电场时速度沿坐标轴分解

粒子在电场中x轴方向做匀速直线运动，运动时间

粒子在y轴方向做匀变速直线运动，加速度

解得

18. （1）由图像0~1s电流是一个定值，可知导体棒0~1s做匀速直线运动

由

得

m=1kg

（2）1~2s电流

i=2t

得

另法：由图像的物理意义可知，图线与横轴所围成的面积表示电量，故金属棒ab在1~2s通过电阻R的电量

q=3C

（3）因

由图像可知0~1s电流i=2A

得

由以上式结合1~2s图像i=kt可知1~2s做匀加速直线运动

即2s时的速度

（t≥1s）

又0~1s金属棒上升的高度

1~2s金属棒上升的高度

金属棒ab在0~2s机械能的变化量

得

△E=56J