2021-2022学年江西省景德镇市高二（下）期末物理试卷（Word解析版）

这是一份2021-2022学年江西省景德镇市高二（下）期末物理试卷（Word解析版），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
绝密★启用前2021-2022学年江西省景德镇市高二（下）期末物理试卷  第I卷（选择题） 一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下关于物理研究方法和物理学史的叙述中，正确的是(    )A. 用质点来代替实际物体的研究方法叫微元法
B. 伽利略通过斜面实验直接得到了自由落体运动的速度与时间成正比
C. 楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D. 库仑通过扭秤实验，定性地研究出真空中两点电荷的相互作用关系质量为的物体用轻绳悬挂于天花板上，将另一轻绳系在绳上的点，轻绳保持水平向右拉点，使与竖直方向成一定角度且物体始终处于平衡状态。若保持点位置不变，用和分别表示绳段和段拉力的大小(    )A. 逆时针转动至竖直方向的过程中，先减小再增大，逐渐变小
B. 逆时针转动至竖直方向的过程中，逐渐变大，逐渐变大
C. 顺时针转动至接近方向的过程中，逐渐变小，逐渐变大
D. 顺时针转动至接近方向的过程中，逐渐变大，逐渐变小如图，、两个小球以相同的速度水平抛出。球从左侧斜面上抛出，经过时间落回斜面上，球从某处抛出，经过时间恰好垂直撞在右侧的斜面上，已知左右两侧斜面的倾角为，，则(    )A. ：： B. ：：
C. ：： D. ：：经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为，质量之比为：：。则可知(    )A. 、做圆周运动的角速度之比为：
B. 、做圆周运动的向心力之比为：
C. 、做圆周运动的半径之比为：
D. 、做圆周运动的线速度之比为：如图所示，、是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，为滑动变阻器，用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键，电容器极板带电量为，小球静止时悬线与竖直方向的夹角为下列判断正确的是(    )
A. 若只将变阻器滑片缓慢地向端移动，则角将减小
B. 若只将变阻器滑片缓慢地向端移动，则电容器带电量将减小
C. 若只将电容器极板靠近极板，则角将增大
D. 若只将电容器极板靠近极板，则电容器电量不变如图，边长为，匝数为，电阻不计的正方形线圈固定在水平面内，磁感应强度为的匀强磁场绕线圈的轴以恒定角速度顺时针转动，轴垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为和。下列判断正确的有(    )
A. 在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势为
B. 电压表示数为
C. 穿过变压器原、副线圈的磁通量的变化率之比等于：
D. 当可变电阻的滑片向上滑动时，变压器的输入功率变小 二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）下列说法中正确的是(    )A. 在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素
B. 菜地要保持地下水分，就要把土壤弄实以减少毛细现象的发生
C. 雾是空气中的水蒸气液化成的小水珠悬浮在地面附近的空气中形成的，与雾霾有本质的区别
D. 相对湿度是，表明在当时的温度下，空气中的水蒸气已达饱和状态在医疗诊断中，常用能放射正电子的半衰期为的同位素作为示踪原子。是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击获得，同时还产生另一个粒子。下列说法正确的是(    )A. 发生衰变时会生成与和正电子
B. 质子轰击获得的同时会产生
C. 同位素经过还有没有发生衰变
D. 医疗诊断中选用作为示踪原子，是因为它的半衰期比天然放射性物质短得多，放射性废料容易处理一辆小汽车在水平路面上由静止匀加速启动，功率到达额定功率后保持不变，其图像如图所示，已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力。取，下列说法正确的是(    )
A. 汽车在前内的加速度大小为
B. 汽车在前内的牵引力为
C. 汽车的最大速度为
D. 汽车的最大速度为如图所示，水平向右的匀强电场中，一带电粒子从点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点后回到与在同一水平线上的点，粒子从到过程中克服重力做功，电场力做功，则(    )
 A. 粒子做匀变速曲线运动
B. 粒子在点速度为零
C. 粒子在点的机械能比在点多
D. 粒子在点的动能为第II卷（非选择题） 三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）某物理兴趣小组在“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中，对课本中的实验方案作了一些改进，采用如图甲所示实验装置。

下列说法正确的是______。
A.需要挂上砂桶，并调节长木板的倾角，以平衡摩擦力
B.需要用天平测出砂和砂桶的总质量
C.需要保持定滑轮至小车间的轻绳与倾斜的长木板平行
D.需要控制砂和砂桶的总质量远小于小车质量
如图乙为实验中得到的一条纸带，为计数点，测得，，，，，，根据纸带数据，求出计数点的瞬时速度______，小车的加速度______。结果都保留两位有效数字，打点计时器所接的交流电的频率为
以弹簧测力计的读数为横坐标，通过纸带计算出的加速度为纵坐标，画出的图象如图丙所示，则小车的质量为______。在“金属丝电阻率的测量”的实验中：
用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中一次测量的示数如图所示，则该次金属丝直径的测量值______。

用伏安法测量金属丝的电阻阻值约为，实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：
电流表量程，内阻约；
电流表量程，内阻约；
电压表量程，内阻约；
电压表量程，内阻约；
滑动变阻器；
电源电动势为，内阻不计。
为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选______，电压表应选______。
根据所选用的实验器材，应选用图哪个电路图进行实验？______。
若通过测量可知，金属丝接入电路的长度为，直径为，通过金属丝的电流为，金属丝两端的电压为，由此可计算得出金属丝的电阻率______。用题目所给字母表示 四、计算题（本大题共4小题，共42.0分）某同学利用数字化信息系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图所示的图象．已知该气体在状态时的温度为求：




该气体在状态时的温度是多少；
该气体从状态到状态的过程中是吸热还是放热，传递的热量是多少．如图所示，半径的竖直半圆形光滑轨道与水平面相切，距离，质量的小滑块放在半圆形轨道末端的点，另一质量也为的小滑块，从点以的初速度在水平面上滑行，两滑块相碰，碰撞时间极短，碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。已知滑块与水平面之间的动摩擦因数，取重力加速度，两滑块均可视为质点。求：
碰前的速度大小；
在点轨道对两滑块的作用力。
如图所示，足够长光滑导轨倾斜放置，导轨平面与水平面夹角，导轨间距，其下端连接一个定值电阻，其它电阻不计。两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度。一质量为的导体棒其电阻不计垂直于导轨放置，现将导体棒由静止释放，取重力加速度，，。
求导体棒下滑的最大速度；
求棒速度为时的加速度；
若导体棒从静止加速到的过程中，通过的电量，求产生的热量。如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为、质量为的带正电粒子，在轴上的点以速度与轴负方向成角射入磁场，从处的点沿垂直于轴方向进入电场，并经过轴上处的点、、的位置标示仅为示意。不计粒子重力。求：
磁感应强度的大小；
电场强度的大小；
带电粒子在磁场和电场中的运动时间之比。

答案和解析 1.【答案】 【解析】解：、用质点来代替实际物体的研究方法叫理想模型法，故A错误；
B、伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故B错误；
C、奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故C错误；
D、库仑通过扭秤实验，定性地研究出真空中两点电荷的相互作用关系。故D正确。
故选：。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
本题是物理学史问题，平时在学习中要加强记忆，这样既可以学到历史知识，也可以学到他们的科学精神和研究方法．
 2.【答案】 【解析】解：对点受力分析，如图所示。

由图可知，若保持点位置不变，逆时针转动至竖直方向的过程中，先减小再增大，逐渐变小；顺时针转动至接近方向的过程中，、都逐渐变大。故A正确，BCD错误。
故选A。
对点受力分析，受三个拉力，其中向下的拉力等于重力，大小和方向均不变，细线的拉力的方向不变，根据平衡条件作图分析即可。
本题是力的平衡问题，关键是受力分析作图分析。
求解三个力的动态平衡问题，一般是采用图解法，即先做出两个变力的合力应该与不变的那个力等大反向然后过合力的末端画方向不变的那个力的平行线，另外一个变力的末端必落在该平行线上，这样就能很直观的判断两个变力是如何变化的了，如果涉及到最小直的问题，还可以采用解析法，即采用数学求极值的方法求解。
 3.【答案】 【解析】解：对球，根据平抛运动规律可知小球位移与水平方向的夹角的正切值
对球，速度与水平方向夹角为，故其正切值

解得：：：
故ABC错误，D正确；
故选：。
球从左侧斜面抛出，经过时间落回斜面上。所以小球的位移与水平方向的夹角为，球 从某处抛出，经过时间恰能垂直撞在右侧的斜面上。所以小球的速度与水平方向的夹角为，根据数学关系联立解答。
解决本题的关键知道小球落在斜面上时，小球位移水平水平方向的夹角，垂直撞在斜面上，速度与斜面垂直，速度方向与水平方向的夹角为，将位移或速度进行分解，根据平抛运动的两个正切关系解答。
 4.【答案】 【解析】解：、由题意，、做圆周运动的周期相同、角速度相同，所以角速度之比为：，故A错误；
B、、做圆周运动的向心力均由二者之间的万有引力提供，所以向心力之比为：，故B正确；
C、根据向心力公式有：，解得：，故C错误；
D、根据可知、做圆周运动的线速度之比为：，故D错误。
故选：。
双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度。应用牛顿第二定律结合线速度和角速度的关系列方程求解即可。
双星问题主要抓住万有引力提供圆周运动向心力，两颗星圆周运动的角速度和周期相同。
 5.【答案】 【解析】解：、只将变阻器滑片缓慢地向端移动，由于和串联，总电流不变，则之间的电压增大，平行板电容器的两个极板的电压等于之间的电压，可知电容器极板间的电压在增大，板间场强增大，带电小球受到的电场力增大，根据平衡条件可知角将增大，故A错误；
B、可知电容器极板间的电压在增大，根据可知，电容器带电量将增大；故B错误。
C、只将电容器极板靠近极板，之间的电势差不变，则极板之间的电场强度增大，根据平衡条件可知角将增大。故C正确；
D、只将电容器极板靠近极板，之间的距离减小，由：可知平行板电容器的电容增大，由可知电容器电量增大，故D错误。
故选：。
电路稳定时，电容器两端间的电压与两端的电压相等，通过判断两端间电压的变化，知道极板间电场的变化，从而知道电场力的变化及拉力的变化。
解决本题的关键是：
、熟悉含容电路的特点：电容两端间的电压与其并联部分的电压相等；含容支路中的电阻相当于导线。
、会正确的进行受力分析，搞清楚什么力变化导致拉力的变化。
 6.【答案】 【解析】解：在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势为，故A错误；
B.电压表的示数为有效值，图示位置时线圈中的感应电动势为峰值
由此可知，电压表的示数为，故B错误；
C.理想变压器原、副线圈的磁通量、磁通量变化率均相同，即穿过变压器原、副线圈的磁通量的变化率之比为：，故C错误；
D.当可变电阻的滑片向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据，可知，当电压保持不变时，电阻阻值变大，变压器的输出电功率减小，又因为是理想变压器，变压器的输入功率和输出功率相同，即变压器的输入功率减小，故D正确。
故选：。
从线圈所处平面与磁场方向平行开始计时，电动势表达式为：；在图示位置时穿过正方形线圈中的磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，电压表和电流表读数均为有效值。当位置向下移动，分析电压和电阻的变化即可分析电功率的变化。
本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。
 7.【答案】 【解析】解：、在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料参入其他元素，故A正确；
B、土壤里有很多的毛细管，地下水可以沿着它们上升到地面，如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏这些毛细管，以减小毛细现象的发生，故B错误；
C、雾其实是小水珠悬浮在地面附近的空气中形成的，雾霾主要是一些固体颗粒悬浮在空中，故C正确；
D、相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水的饱和汽压之比，相对湿度是，表明在当时温度下，空气中的水蒸气已达饱和状态，故D正确。
故选：。
温度越高，分子无规则运动的剧烈程度越大，由此分析半导体材料的掺杂特性；
把地面的土壤锄松，破坏这些毛细管，以减小毛细现象的发生；
雾其实是小水珠，而雾霾主要是一些固体颗粒；
绝对湿度指大气中水蒸气的实际压强，相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和压强之比。
本题考查了分子动理论、毛细现象、相对湿度等热学相关知识，是基础题，多加记忆即可掌握。
 8.【答案】 【解析】解：、根据质量数守恒和电荷数守恒知，发生衰变的核反应方程为：，故A错误；
B、根据质量数守恒和电荷数守恒知，质子轰击获得的核反应方程为，故B正确；
C、由题意知的半衰期为，经，则发生了个半衰期，剩余碳的质量为，故C正确；
D、人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短得多，因此废料容易处理，故D正确。
故选：。
原子核在衰变过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，根据半衰期的公式求解；人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短得多，在生活中有着广泛应用。
掌握核反应方程遵循质量数和电荷数守恒，会利用半衰期的公式进行有关计算，难度不大．
 9.【答案】 【解析】解：、在图像中，图像的斜率表示加速度则，故A正确；
B、在前内，根据牛顿第二定律可得：，解得，故B正确；
、在时，汽车达到额定功率，则，当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则，故C错误，D正确；
故选：。
根据速度时间图线的斜率求出匀加速运动的加速度，结合牛顿第二定律求出匀加速运动的牵引力；根据匀加速运动的最大速度和牵引力的大小求出汽车的额定功率，当牵引力等于阻力时，速度最大，根据求出最大速度。
本题考查了汽车恒定加速度启动的问题，理清整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道牵引力等于阻力时，汽车的速度最大。
 10.【答案】 【解析】解：、：由于粒子受重力，恒定的电场力作用力，所以粒子的加速度恒定，故粒子做匀变速曲线运动，故A正确；
B、：从到粒子在竖直方向上做匀减速运动，水平方向做匀加速运动，为最高点，所以粒子在点的竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，故B错误；
C、、：竖直方向：粒子做竖直上抛运动，则运动时间
水平方向：粒子做初速度为零的匀加速直线运动
水平位移：
上升的过程电场力做功：
最高点时，竖直方向的速度为，故小球的动能与电场力做的功相等，即：
下降的过程中，竖直方向做自由落体运动，与竖直上抛是对称的所以下降的时间：
水平方向的总位移：
全过程中电场力做功：
全过程中，重力做功为，根据动能定理：
所以：
除重力做功外，其他力做功对应机械能的变化，所以粒子在点的机械能比在点少
故C错误，D正确．
故选：。
水平方向受向右，一直做初速度为的匀加速直线运动，竖直方向受向下，做竖直上抛运动，互不影响．抓住竖直上升到最高点的时间等于从最高点落回抛出高度的时间．结合水平位移关系求出整个过程中电场力做功的大小．从而通过动能定理求出物体折回通过与点在同一水平线上的点时的动能大小，电场力做功与电势能的关系，求电势能；除重力做功外，其他力做功对应机械能的变化．
本题考查带电粒子在电场中的运动。解决本题的关键知道小球在竖直方向和水平方向上的运动规律，结合等时性进行求解，注意不一定求动能就把速度求出来，有时只需要知道速度之比即可，难度适中．
 11.【答案】       【解析】解：、平衡摩擦力时，不能挂砂桶，故A错误；
B、小车受到的拉力可以通过测力计测得，无需测量砂和砂桶的质量，故B错误；
C、为了保证小车受到的拉力不变，需要保持定滑轮至小车间的轻绳与倾斜的长木板平行，故C正确；
D、小车受到的拉力可以通过测力计测得，不需要控制砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，故D错误；
故选：。
根据运动学规律可知，小车在计数点时的速度为

根据逐差法可得小车的加速度为：

根据牛顿第二定律得：

则
结合图像可知：
解得：
故答案为：；；；
根据实验原理掌握正确的实验操作；
根据运动学规律得出小车的瞬时速度，结合逐差法计算出小车的加速度；
根据牛顿第二定律结合图像的斜率得出小车的质量。
本题主要考查了牛顿第二定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合运动学规律得出小车的瞬时速度，利用逐差法计算出小车的加速度，结合牛顿第二定律和图像的斜率即可完成分析。
 12.【答案】      甲  【解析】解：螺旋测微器的分度值为，需要估读到分度值的下一位，金属丝直径的测量值

电源电动势为，因此电压表选择电压表量程，内阻约；
测量金属丝的电阻阻值约为，则电路中的最大电流
因此电流表应选电流表量程，内阻约。
由于电流表内阻约较小，因此应选用电流表外接法，即应选用电路图甲进行实验。
根据欧姆定律有
根据电阻定律有
联立解得
故答案为：；；；甲；
根据螺旋测微器的读数规则得出对应的示数；
根据电路的特点选择合适的电学仪器；
根据电流表内阻的特点选择合适的电路接法；
根据欧姆定律和电阻定律得出电阻率的表达式。
本题主要考查了金属电阻率的测量实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，根据欧姆定律和电阻定律计算出电阻率的表达式即可。
 13.【答案】解：对于理想气体，由理想气体状态方程可知：

其中，从图中读出压强的体积
解得，即；
从状态到状态，由于，则
由热力学第一定律得，故
在整个过程中，气体在到的过程中对外做功，所以

即，故这个过程中吸热，吸收的热量为；
答：该气体在状态时的温度是；
该气体从状态到状态的过程中是吸热，吸收的热量是． 【解析】可以利用理想气体状态方程直接代入得出该气体在状态时的温度；
从到是等温变化，根据热力学第一定律，判断吸热还是放热．
处理理想气体状态变化问题，公式较多；等温变化，用玻意耳定律；等容变化，用查理定律；等压变化，用盖吕萨克定律．注意分清是哪种变化．
 14.【答案】解：根据题意，滑块在段运动过程中，由动能定理有

代入数据解得
两滑块由点运动到点，根据机械能守恒定律有

在点，由牛顿第二定律有

联立代入数据解得：
答：碰前的速度大小为；
在点轨道对两滑块的作用力为。 【解析】对滑块根据动能定理列式分析出碰前的速度；
先根据机械能守恒定律计算出滑块的速度，结合牛顿第二定律得出轨道对滑块的作用力。
本题主要考查了动能定理的相关应用，利用动能定理和机械能守恒定律分析出物块的速度，结合牛顿第二定律分析出受力情况即可，难度不大。
 15.【答案】解：当导体棒的速度为时，感应电动势为
感应电流为：
导体棒受到的安培力为：
当安培力与重力沿斜面向下的分力相等时，速度最大，此时棒做匀速运动，根据平衡条件可得：
代入数据解得：；
棒速度为时的加速度为，则有
代入数据解得：；
导体棒从静止加速到的过程中的位移为，通过的电荷量表示为：

代入数据解得：
由能量转化与守恒定律可得：
代入数据解得：。
答：导体棒下滑的最大速度为；
棒速度为时的加速度大小为；
若导体棒从静止加速到的过程中，通过的电量，则产生的热量为。 【解析】导体棒速度最大是受力平衡，根据平衡条件结合安培力的计算公式进行解答；
根据牛顿第二定律恰好棒速度为时的加速度；
根据电荷量的计算公式求解导体棒从静止加速到的过程中的位移为，由能量转化与守恒定律求解产生的热量。
对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。
 16.【答案】解：带电粒子的运动轨迹如图所示．

由几何关系可知： ，得
又因为  解得：．
带电粒子在电场中运动时，沿轴有：
沿轴有：
解得：
带电粒子在磁场中运动时间为：
带电粒子在电场中运动时间为：
所以带电粒子在磁场和电场中运动时间之比为：
答：磁感应强度的大小为；
电场强度的大小为；
带电粒子在磁场和电场中的运动时间之比为。 【解析】带点粒子在磁场中做匀速圆周运动，合理作图根据洛伦兹力提供向心力进行求解；
带电粒子在电场中做类平抛运动；
各自求出时间进行比值计算。
该题考查了学生对带电粒子在电场和磁场中运动的综合性问题，在电场中做类平抛运动、在磁场中做匀速圆周运动学生应对粒子的运动状态和受力分析后再解决问题。
带点粒子在电场中做匀变速直线运动，可用动能定理求速度。
带点粒子在磁场中做匀速圆周运动，合理作图进行求解。