2021-2022学年辽宁省锦州市高二（下）期末物理试卷（含解析）

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2021-2022学年辽宁省锦州市高二（下）期末物理试卷

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1. 对分子动理论的认识，下列说法正确的是(    )

A. 布朗运动是液体分子的运动，表明了分子永不停息地做无规则运动
B. 物体的温度越高，其分子的热运动越剧烈
C. 扩散现象表明了分子之间存在斥力
D. 两分子之间的距离越小，它们之间的斥力就越大、引力就越小

2. 随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识。下列说法不正确的是(    )

A. 玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象
B. 普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了能量子的概念
C. 卢瑟福通过粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子
D. 光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性

3. 年月日中国散列中子源利利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。是我国重点建设的大科学装置，将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是(    )

A. 粒子轰击，生成，并产生了中子
B. 经过次衰变，次衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了个
C. 放射性射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗
D. 核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度

4. 极光是一种绚丽多彩的等离子体现象，多发生在地球南、北两极的高空．极光是由于空间中的高能带电粒子进入地球时轰击大气层产生的，高能带电粒子使地球大气分子原子激发到高能级，在受激的分子原子恢复到基态的过程中会辐射光．下列对氢原子光谱的说法正确的是(    )

A. 大量氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出种不同频率的光
B. 用能量为的光子照射处于基态的氢原子，可使氢原子跃迁到第能级
C. 根据玻尔理论可知，电子可以绕原子核沿任意轨道做匀速圆周运动
D. 用能级跃迁到能级辐射出的光照射金属铂，产生的光电子的最大初动能为，则金属铂的逸出功为

5. 一质点在时刻由坐标原点开始做加速直线运动，其速度的平方与位移的变化关系如图所示，则下列说法正确的是(    )

A. 质点做变加速直线运动
B. 质点的加速度大小为
C. 质点的初速度大小为
D. 时刻，质点的速度大小为

6. 如图，教师课上做的一个演示实验，将中间开孔的两块圆饼状磁铁用一根木棒穿过，手拿住木棒保持水平，此时两磁铁保持静止；当手突然释放，让木棒和磁铁一起下落时，发现两块磁铁向中间靠拢并吸在一起了。下列说法正确的是(    )

A. 放手下落时，磁铁惯性减小
B. 放手下落时，木棒与磁铁间弹力减小，导致最大静摩擦力减小
C. 手拿住静止时，任意一块磁铁所受的重力大于木棒对它的弹力
D. 手拿住静止时，任意一块磁铁所受的磁力小于木棒对它的静摩擦力

7. 如图甲所示的电路，理想变压器的原、副线圈匝数之比：：，定值电阻和的阻值分别为和，电表均为理想交流电表，电源输的交流电如图乙所示，图中的前半周期是正弦交流电的一部分，后半周期是直流电的一部分，则(    )

A. 电流表示数为 B. 电压表示数为
C. 的功率为 D. 的功率为

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8. 如图所示，甲是质谱仪的示意图，乙是回旋加速器的原理图，丙是研究楞次定律的实验图，丁是研究自感现象的电路图，下列说法正确的是(    )

A. 质谱仪可以用来测量带电粒子的比荷，也可以用来研究同位素
B. 回旋加速器是加速带电粒子装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度越大
C. 丙图中，磁铁插入过程中，电流由
D. 丁图中，开关断开瞬间，灯泡可能会突然闪亮一下

9. 如图所示，穿在一根光滑固定杆上的小球、通过一条跨过定滑轮的细绳连接，杆与水平方向成角，不计所有摩擦，当两球静止时，绳与杆的夹角为，绳沿竖直方向，则下列说法正确的是(    )

A. 受到个力的作用 B. 可能受到个力的作用
C. A、的质量之比为： D. A、的质量之比为：

10. 如图所示，光滑、平行的金属轨道分水平段左端接有阻值为的定值电阻和半圆弧段两部分，两段轨道相切于和点，圆弧的半径为，两金属轨道间的宽度为，整个轨道处于磁感应强度为，方向竖直向上的匀强磁场中。质量为、长为、电阻为的金属细杆置于框架上的处，在时刻，给金属细杆一个垂直金属细杆、水平向右的初速度，之后金属细杆沿轨道运动，在时刻，金属细杆以速度通过与圆心等高的和；在时刻，金属细杆恰好通过圆弧轨道的最高点，金属细杆与轨道始终接触良好，轨道的电阻和空气阻力均不计，重力加速度为。以下说法正确的是(    )

A. 时刻，金属细杆两端的电压为
B. 时刻，金属细杆所受的安培力为
C. 从到时刻，通过金属细杆横截面的电量为
D. 从到时刻，定值电阻产生的焦耳热为

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）

11. 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图记录了桌面上连续的个水滴的位置。已知滴水计时器每内共滴下个小水滴

由图可知，小车在桌面上是_________填“从右向左”或“从左向右”运动的。

该小组同学根据图的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图中点位置时的速度大小为_______，加速度大小为_______。结果均保留位有效数字

12. 如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
    把注射器活塞推至注射器中间某一位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
    移动活塞，记录注射器的刻度值，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值；
    重复上述步骤，多次测量；
    根据记录的数据，作出图线，如图乙所示。
    
    完成本实验的基本要求是______填正确答案标号。
    A.在等温条件下操作
    B.封闭气体的注射器密封良好
    C.必须弄清所封闭气体的质量
    D.气体的压强和体积必须用国际单位
    理论上由图线分析可知：如果该图线_____________________，就说明气体的体积跟压强的倒数成正比，即体积与压强成反比。
    若实验操作规范正确，则图线不过原点的原因可能是_________________，图乙中的代表_________________。

四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）

13. 转运新冠病人时需要使用负压救护车，其主要装置为车上的负压隔离舱即舱内气体压强低于外界的大气压强，其内部空间对应的尺寸为长、宽、高，这种负压舱既可以让外界气体流入，也可以将舱内气体过滤后排出。隔离舱初始时温度为，压强为；运送到某地区后，外界温度变为，大气压强变为，已知负压舱导热且运输过程中与外界没有气体交换，容积保持不变。
    求送到该地区后负压舱内的压强；
    若运送到某地区后需将负压舱内部分气体抽出，使压强与当地大气压强相同，求向外界排出的空气占原空气的百分比。
14. 我国技术和应用居世界前列，无人驾驶汽车是利用先进的技术制造的汽车。在不少大城市已经使用无人驾驶公交车。无人驾驶汽车上配有主动刹车系统，当车速超过时，汽车主动刹车系统会启动预判：车载电脑通过雷达采集数据在内进行分析预判，若预判汽车以原速度行驶后可能会发生事故，汽车会立即主动刹车。现有一无人驾驶汽车正以的速度匀速行驶，在它的正前方相距处有一大货车正以的速度匀速行驶。若取重力加速度，问：
    预判结束时，两车之间的距离。
    若预判结束时，汽车立即开始以的加速度刹车，同时大货车开始减速行驶，且刹车时大货车所受阻力与车重的比值可，则要使两车不相撞，求汽车加速度的取值范围。计算出的数据请保留位有效数字
15. 在如图所示的直角坐标系中，区域有沿轴正向的匀强电场，区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的粒子从原点进入磁场，初速度大小为，速度方向与轴正向夹角为，不计重力。
    求带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的角速度；
    带电粒子每次离开磁场进入电场后，都从点离开电场进入磁场，从而形成周期性运动，求电场强度的大小和粒子运动周期；
    当粒子运动到磁场区离轴最远处时，有一个质量为、速度大小为、方向沿轴负方向的电中性粒子与带电粒子发生弹性正碰，在碰撞过程中没有电荷转移。求碰撞以后带电粒子第一次离开磁场进入电场的位置与点的距离。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、布朗运动是悬浮在液体中颗粒的运动，不是液体分子的热运动，是液体分子无规则运动的反映，故A错误；
B、温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，物体的温度越高，分子热运动越剧烈，故B正确；
C、扩散可以在固体、液体和气体中进行，说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动，故C错误；
D、分子间的相互作用力由引力和斥力是同时存在，分子间的引力和斥力随着分子间距离减小而增大，故D错误。
故选：。
布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动。温度是分子平均动能的标志，分子的平均动能增大，不是所有分子的动能都增大。根据热力学第一定律，当一定质量的理想气体从外界吸收热量，如果对外做等量的功，其内能会不变。扩散可以在固体、液体和气体中进行，说明分子之间存在空隙，分子间的相互作用力由引力引和斥力斥是同时存在，分子间的引力引和斥力斥随着分子间距离减小而增大。
此题不仅要知道温度是分子平均动能的标志和布朗运动，而且要理解热力学第一定律和分子间的引力和斥力随着分子间距离减小而增大。
 

2.【答案】 

【解析】解：、玻尔理论引入了量子的概念，成功解释了氢原子发光现象，但保留了太多的经典理论，他没有建立量子理论，不能解释其他原子发光现象，故A错误；
B、普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了能量子的概念，符合史实，故B正确；
C、卢瑟福通过粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子，符合史实，故C正确；
D、光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性，故D正确。
本题选不正确的，
故选：。
根据物理学史和常识解答，记住相关物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，对于物理学上著名理论、实验、重要学说、重大发现等等要加强记忆，这也是考试内容之一。
 

3.【答案】 

【解析】解：、根据质量数守恒和电荷数守恒知，粒子轰击，生成，并产生了质子，故A错误；
B、每次衰变，质量数少，电荷数少，所以中子数少，每次衰变一个中子转化成一个质子和一个电子，所以中子数少，
所以次衰变，次衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少，故B错误；
C、放射性射线其实质是高速电子流，故C错误；
D、核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度，故D正确。
故选：。
根据质量数守恒和电荷数守恒判断核反应方程以及中子数的减少量；
放射性  射线其实质是高速电子流；
核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度。
本题难度较小，主要是识记内容，不需要理解，所以需要同学们不定期的读诵。
 

4.【答案】 

【解析】解：、大量氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出种不同频率的光，故A错误；
B、光子的能量为，超过了氢原子第能级和第能级的能量差，但小于第能级和第能级的能量差，故处于基态的氢原子无法吸收的光子的能量而发生跃迁，故B错误；
C、玻尔理论指出核外电子只能在某些特定的圆形轨道上运动，故C错误；
D、处于能级的氢原子跃迁到能级辐射出的光子的能量为，根据爱因斯坦光电效应方程知，金属铂的逸出功为，故D正确．
故选：。
大量处于能级的氢原子，最多可以辐射出种；能级间跃迁时，辐射吸收的光子能量等于两能级间的能级差；根据光电效应方程解得逸出功。
本题考得比较散，关键熟悉教材，牢记这些知识点，知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量的计算方式。
 

5.【答案】 

【解析】解：根据速度位移关系可得：，解得：。
A、图象的斜率表示加速度的倍，斜率不变，则加速度不变，故质点做匀加速直线运动，故A错误；
B、根据图象的斜率表示加速度的倍，可得：，解得加速度，故B错误；
C、根据可得，，解得质点的初速度大小为，故C正确；
D、时刻，设质点的速度大小为，则有：，故D错误。
故选：。
根据速度位移关系得到关系式，然后结合图象进行分析。
对于图象问题，关键是能够根据已知的公式、定律等推导出横坐标和纵坐标的关系式，分析斜率表示的物理意义，然后作出正确的判断。
 

6.【答案】 

【解析】解：、由于下落时质量不变，故惯性不变，故A错误；
B、放手下落时，加速度向下，故磁铁处于失重状态，由于失重现象，使木棒与磁铁间弹力减小，导致最大静摩擦力减小，故B正确；
C、手拿住静止时，任意一块磁铁所受的重力等于木棒对它的弹力，故C错误；
D、手拿住静止时，说明磁铁处于平衡，故任意一块磁铁所受的磁力等于木棒对它的静摩擦力，故D错误；
故选：。
对磁铁进行分析，明确静止时物体处于平衡状态，而下落时由于失重而使磁铁对棒的压力减小，从而导致摩擦力减小，从而使两磁铁相互靠近。
本题考查物理规律在生活现象中的应用，要注意正确进行受力分析，明确受力情况是解决此类问题的关键，同时注意物体在下落时质量不变，但由于加速度向下而处于失重状态。
 

7.【答案】 

【解析】解：根据有效值的定义，解得：，故A错误；
B.直流不通过变压器，副线圈电流只有半个周期，由电流与匝数成反比知副线圈电流的最大值为，
根据有效值的定义，解得，
由欧姆定律可得电压表的示数为：，故B错误；
、的功率分别为，，故C错误、D正确。
故选：。
根据有效值的定义求出原线圈的电流有效值，即电流表的读数；根据变压器原副线圈的电流之比等于原副线圈匝数的反比，结合有效值的定义求出副线圈电流的有效值，由欧姆定律求出副线圈电压的有效值；根据电功率的计算公式求和的功率。
本题考查变压器的原理和有效值的计算，注意变压器“通交流，阻直流”的特性，根据有效值的定义求交流电的有效值，电流表和电压表的读数为有效值。
 

8.【答案】 

【解析】解：、甲图是质谱仪，用来测定带电粒子比荷的装置，可以用来研究同位素，故A正确；
B、设形盒的半径为，当离子圆周运动的半径等于时，获得的动能最大，由

解得：
则最大动能为

由此可知，最大动能与加速电压无关，则带电粒子最后获得的速度与加速电压无关，故B错误；
C、丙图中磁铁插入过程中，穿过线圈的向右的磁通量增大，由楞次定律可知线圈中感应电流的磁场方向向左，由右手定则可知，电流由通过电流计流向，故C正确；
D、开关断开的瞬间，由于线圈对电流有阻碍作用，通过线圈的电流会通过灯泡，所以灯泡不会立即熄灭。若断开前，通过电感的电流大于灯泡的电流，断开开关后，灯泡会闪亮一下，然后逐渐熄灭；若断开开关钱，通过电感的电流小于等于灯泡的电流，断开开关后，灯泡不会闪亮一下，故D正确；
故选：。
理解每个装置的类别，结合选项和其工作特点完成分析。
本题主要考查了质谱仪等相关知识的应用，理解不同实验装置的工作原理和包含的物理知识即可，有一定的难度。
 

9.【答案】 

【解析】解：、对球受力分析可知，球受到重力，绳子的拉力以及杆对球的弹力，三个力的合力为零，故A受个力作用，故A正确；
B、对球受力分析可知，受到重力，绳子的拉力，两个力合力为零，杆子对球没有弹力，否则不能平衡，故B错误；
、分别对两球分析，运用合成法，如图：
根据共点力平衡条件，得：
对球分析，根据正弦定理可得：

故：：，故C错误，D正确．
故选：．
分别对两球分析，运用合成法，用表示出、两球的重力，同一根绳子上的拉力相等，即绳子两球的拉力是相等的．
本题考查了隔离法对两个物体的受力分析，关键是抓住同一根绳子上的拉力处处相等结合几何关系将两个小球的重力联系起来，同时在分析受力时注意几何关系的应用，本题受力分析中没有得出直角，但各角大小可以确定，故利用正弦定理进和分析求解．
 

10.【答案】 

【解析】解：
A、时刻，金属细杆产生的感应电动势为，两端的电压为，故A错误。
B、时刻，金属细杆的速度与磁场平行，不切割磁感线，不产生感应电流，所以杆不受安培力，故B错误。
C、从到时刻，通过金属细杆横截面的电量为，故C正确。
D、在最高点，有，；从到时刻，定值电阻产生的焦耳热为，故D正确。
故选：。
时刻，金属细杆切割产生感应电动势，相当于电源，其两端的电压为外电压；时刻，金属细杆不切割磁感线，不受安培力；根据分析通过金属细杆横截面的电量。在时刻，金属细杆恰好通过圆弧轨道的最高点，由重力提供向心力，由牛顿第二定律求出此时杆的速度，再根据能量守恒求解焦耳热。
本题是电磁感应与电路和力学知识的综合，要知道杆切割磁感线时，其两端的电压为外电压，不是内电压；根据分析通过金属细杆横截面的电量；把握住圆周运动的临界条件，运用能量守恒定律分析焦耳热，这些都是常用的思路。
 

11.【答案】从右向左；
，。 

【解析】

【分析】
要提高应用匀变速直线运动的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
依据题中用手轻推一下小车这个条件可知，小车做减速运动，结合各点间距，即可判定运动方向；
根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小。
【解答】
由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动；
已知滴水计时器每内共滴下个小水滴，
那么各点时间间隔为：
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：
，
根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度，得：
 ，
那么加速度的大小为。
故答案为：从右向左；，。  

12.【答案】；
为过坐标原点的直线；
传感器与注射器间有气体；传感器与注射器间气体的体积。 

【解析】

【分析】
玻意耳定律成立的前提是等温且质量一定；
根据理想气体状态方程分析；
代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。
解本题的关键是要明确实验原理，知道实验误差的来源，会减小实验误差，一些实际问题要通过实验去体会。
【解答】
本实验的条件是：温度不变、气体质量一定，所以要在等温条件下操作，注射器密封性要好，故AB正确；
C.本实验研究质量一定的气体的压强与体积的关系，不需要测量气体的质量，故C错误；
D.本实验研究气体的压强和体积的比例关系，单位无需统一为国际单位，故D错误。
故选AB。
根据理想气体状态方程可知，实验数据画出的图线是过坐标原点的直线；
在实际的实验过程中实验操作规范正确，根据实验数据画出如图乙所示的图线不过坐标原点，该图线的方程为：，
说明试管中气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，
纵截距代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积，
即图乙中代表传感器与注射器间气体的体积。
故答案为：；
为过坐标原点的直线；
传感器与注射器间有气体；传感器与注射器间气体的体积。  

13.【答案】解：负压舱内气体初状态温度，压强，末状态温度，
气体体积不变，由查理定律得：
代入数据解得：
负压舱内气体初状态的体积
末状态状态压强
气体温度不变，由玻意尔定律得：
负压舱排出气体的体积：
向外界排出的空气占原空气的百分比
代入数据解得：
答：送到该地区后负压舱内的压强是；
向外界排出的空气占原空气的百分比是。 

【解析】以负压舱内的气体为研究对象，气体体积不变，应用查理定律求出气体的压强。
以负压舱内的气体为研究对象，求出气体的状态参量，应用玻意耳定律求出气体末状态的体积，然后求出向外界排出的空气占原空气的百分比。
正确选择研究对象，分析清楚气体状态变化过程是解题的前提，应用查理定律与玻意耳定律即可解题。
 

14.【答案】解：由题意可知，，在内，汽车和大货车行驶的位移分别为


预判结束时，两车之间的距离为

设汽车刹车总时间为，则有

解得
大货车减速时的加速度大小为

大货车刹车总时间为

所以大货车先停下来。
设汽车的刹车位移为，大货车的刹车位移为，根据运动学规律有


要使两车不相撞，应满足

联立代入数据解得
答：预判结束时，两车之间的距离为。
汽车加速度的取值范围为。 

【解析】根据运动学公式结合题意可得预判结束时，两车之间的距离；
根据运动学公式，结合题意和时间及位移关系，判断加速度的范围。
在处理追及相遇问题时，要注意两物体的时间关系和位移关系，另外注意匀减速直线运动的物体在前时，要先分析两物体相遇前，前面物体是否已停止运动。
 

15.【答案】解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，则洛伦兹力提供向心力，解得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，解得
进入电场时的速度方向与轴正向成角，则到达轴时
时间
进入电场后沿方向做匀速运动，沿方向先加速后加速，最后到达点，则
，
联立解得，
粒子运动周期
当粒子运动到磁场区离轴最远处时，速度方向沿轴负向，粒子与不带电的粒子相碰时，由动量守恒和能量关系，
解得，，则此时粒子做圆周运动的轨道半径为
则到达轴时的位置距离点的距离，
解得
答：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的角速度为；
电场强度的大小和粒子运动周期为；
碰撞以后带电粒子第一次离开磁场进入电场的位置与点的距离为。 

【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律判定角速度和轨道半径；结合磁场中圆周运动时间关系和电场中匀变速的规律求解时间；粒子相碰，根据动量守恒和能量关系判断粒子的速度，再结合数学几何关系求解距离。
本题考查带电粒子在磁场和电场中的相关运动，要注意在两运动过程衔接点粒子的速度大小和方向的确定，通过几何画图求解关系。