2021-2022年湖南省长沙市长郡中学高二 （下）期末物理试题含解析

这是一份2021-2022年湖南省长沙市长郡中学高二 （下）期末物理试题含解析，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
长郡中学2021—2022学年度高二第二学期期末考试物理第Ⅰ卷选择题（共44分）一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1. 下列关于教材中三幅插图的说法正确的是（　　）A. 图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快B. 图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属C. 丙是回旋加速器的示意图，当增大交流电压时，粒子获得的最大动能也会增大D. 丙是回旋加速器的示意图，当增大交流电压时，粒子获得的最大动能不会增大【答案】D【解析】【详解】A．根据电磁驱动原理，图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，线圈比磁铁转得慢，故A错误；B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生产生涡流，铁块中产生大量热量，从而冶炼金属，故B错误；CD．根据解得丙是回旋加速器的示意图，显然粒子获得的最大动能与电压无关，当增大交流电压时，粒子获得的最大动能不会增大，故C错误，D正确。故选D。2. 如图为某校学生跑操的示意图，跑操队伍宽，某时刻队伍前排刚到达出口的B端，正在A点的体育老师准备从队伍前沿直线匀速横穿到达对面出口BC，且不影响跑操队伍，已知学生跑操的速度m/s，出口BC宽度m，则以下说法正确的是（　　）
 A. 体育老师只能沿直线AC到达出口 B. 体育老师可能沿直线AD到达出口C. 体育老师速度一定为1.5m/s D. 体育老师到达对面出口的时间可能大于2s【答案】B【解析】【分析】【详解】由题可知，老师需跑在学生前面且不影响跑操队伍,所以将老师的速度分解在平行BC方向和垂直BC方向，在平行与BC方向，老师的速度需要大于等于学生的速度，即学生通过出口时间所以老师达到对面出口的时间不能大于2s，老师在垂直BC方向的速度所以老师的速度当老师垂直BC方向的速度大于，则会在C点右边到达出口，当老师的平行BC的速度为，垂直BC的速度为时，老师沿AD直线到达出口。故B正确，ACD错误。故选B。3. 某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是（　　）
 A. 交流电的频率为10HzB. 副线圈两端电压最大值为3VC. 变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D. 充电电路的输入功率大于变压器的输入功率【答案】B【解析】【分析】【详解】A．周期是T=0.2s，频率是 故A错误；B．由理想变压器原理可知解得，副线两端的最大电压为故B正确；C．根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁磁场强，线圈中产生的感应电动势越大，变压器的输入电压会越大，故C错误；D．由理想变压器原理可知，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，故D错误。故选B。4. 钳形电流表是电机运行和维修工作中最常用的测量仪表之一，其工作部分主要由一只电流表和电流互感器组成。电流互感器铁心制成活动开口，且成钳形，用手柄来控制开合，图1图2为此电流表的实物图和内部结构图，则下列说法正确的是（　　）
 A. 测量电流时，需要断开电路将此钳形电流表串接在电路中B. 钳口是否闭合紧密对电流的测量值不会有影响C. 钳形电流表测电流时相当于降压变压器D. 如果通电导线在钳形口多绕几圈，则电流测量值会变大【答案】D【解析】【分析】【详解】A．钳形电流表通过打开铁芯将导线圈入其中，不需要断开电路，故A错误；B．若钳口未闭合，则会出现漏磁，原副线圈的磁通量不同造成测量值变小，故B错误；C．该电表原线圈为单匝，是升压变压器，故C错误；D．若原线圈多绕几圈，则n1增大，副线圈电流增大，最终导致电流测量值增大，故D正确。故选D。5. 红宝石激光器的工作物质红宝石是含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光.铬离子的能级图如图所示，是基态的能量，是亚稳态的能量，是激发态的能量.若以脉冲氙灯发出的波长为的绿光照射晶体.处于基态的铬离子受到激发而跃迁到激发态.然后自发地跃迁到亚稳态，释放波长为的光子.处于亚稳态的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】由题意和玻尔原子理论可知：联立可得这种激光的波长：A．与分析相符，故A正确；B．与分析不符，故B错误；C．与分析不符，故C错误；D．与分析不符，故D错误； 故选A。6. 如图，可视为质点的A、B两物体相距s＝7m，物体A以vA＝4m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时的速度vB＝10m/s，只在摩擦力作用下向右做匀减速运动，加速度a＝－2m/s2。那么物体A追上物体B所用的时间为（　　）A. 7s B. 8s C. 9s D. 10s【答案】B【解析】【分析】【详解】物体B停下来所用时间为此时A、B距离为设再经过t2后A追上B，则有则物体A追上物体B所用时间为t=t1+t2=5s+3s=8s故选B。二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不选的得0分）7. 2021年1月3日消息，诺贝尔官方称居里夫人的“笔记”仍具放射性，还将持续1500年。关于放射性元素、衰变和半衰期，下列说法正确的是（　　）A. 居里夫人的笔记本，经过两个半衰期，质量仅剩下原来的四分之一B. 放射性元素的半衰期不仅与核内部本身因素有关，还与质量有关C. 一个放射性原子核，每发生一次β衰变，它的中子数减少一个，质子数增加一个D. U衰变成Pb要经过8次α衰变和6次β衰变【答案】CD【解析】【详解】A．放射性元素经过两个半衰期，质量仅剩下原来的四分之一，笔记本的质量不变，A错误；B．放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定的，与质量无关，B错误；C．β衰变实质上是原子核内的一个中子变为一个质子，同时释放出一个电子的过程，因此发生一次β衰变，质子数增加一个，中子数减少一个，C正确；D．根据质量数和电荷数守恒，可得衰变成要经过8次α衰变和6次β衰变，D正确。故选CD。8. 如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d，以下说法正确的是（　　）
 A. 减小檩条间的距离d时，瓦片可能会下滑B. 减小檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力变大C. 减小檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力变小D. 增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的摩擦力变大【答案】AC【解析】【详解】ABC．檩条给瓦片的支持力如下图所示两檩条给瓦片的支持力与檩条垂直向上的夹角为，则有减小檩条间的距离d时，夹角变小，则两檩条给瓦片的支持F力变小，故瓦片与檩条间的弹力变小，最大静摩擦力变小，则瓦片可能下滑，故AC正确，B错误；D．由于上分析可知，增大檩条间的距离d时，夹角变大，瓦片与檩条间的弹力变大，最大静摩擦力变大，则瓦片不可能下滑，处于静止状态，则根据平衡条件可知，瓦片与檩条间的摩擦力将总等于保持不变，故D错误。故选AC。9. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态。其中，和为等温过程，和为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的“卡诺循环”。该循环过程中，下列说法正确的是（　　）A. 过程中，气体对外界做功B. 过程中，气体分子的平均动能增大C. 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D. 过程中，气体放热【答案】ACD【解析】【详解】A．A→B过程为等温过程，气体体积增大，气体对外界做功，故A正确；
B．B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错误；
CD．C→D过程中，等温压缩，压强变大，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多；内能不变，外界对气体做功，则气体放热，故CD正确；
故选ACD。10. 高压输电可大大节能，至2017年11月，我国已建成投运8项1000kV特高压交流工程和11项kV特高压直流工程．中国全面掌握了特高压核心技术，成为世界首个也是唯一成功掌握并实际应用特高压技术的国家．某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器和降压变压器向用户供电，已知输电线的总电阻为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：1，它的副线圈两端的交变电压如图乙所示，若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是A. 降压变压器原线圈的输入电压为880VB. 降压变压器输入功率与输出功率之比为4：1C. 当用户端用电量增大时，输电线上损耗的功率减小D. 当用户端用电量增大时，发电厂输出的功率也增大【答案】AD【解析】【详解】A．由图象得到，降压变压器副线圈两端交变电压U＝220sin100πtV，有效值为220V，降压变压器原、副线圈匝数之比为4：l，故降压变压器T2原线圈的输入电压为：4×220V＝880V，故A正确；B．降压变压器为理想变压器，故输入功率与输出功率之比为1：1，故B错误；C．输出功率增大，则输电线上的电流增大，输电线上损耗的功率增大，故C错误；D．用户消耗的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率，输出和损失的功率都增大，故发电机输出功率增大，故D正确．三、非选择题（本题共5小题，第11题9分，12题7分，13题12分，14题13分，15题15分，共56分）11. 用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻（）开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示：0123456050710941759250533294233回答下列问题：（1）根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：______；（2）当时，该飞行器速度的大小______；（3）这段时间内该飞行器加速度的大小______（保留2位有效数字）。【答案】    ①. 相邻1s内的位移之差接近∆x=80m    ②. 547    ③. 79【解析】【详解】（1）[1]第1s内的位移507m，第2s内的位移587m，第3s内的位移665m，第4s内的位移746m，第5s内的位移824m，第6s内的位移904m，则相邻1s内的位移之差接近∆x=80m，可知判断飞行器在这段时间内做匀加速运动；（2）[2]当x=507m时飞行器的速度等于0-2s内的平均速度，则（3）[3]根据 12. 我国“蛟龙”号载人潜水器下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到深处的海水温度为。某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化。如图所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度，压强，封闭气体的体积，如果将该汽缸下潜至深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。
 （1）下潜过程中封闭气体___________（选填“吸热”或“放热”），传递的热量___________（选填“大于”或“小于”）外界对气体所做的功。 （2）求深处封闭气体的体积为___________（相当于10m深的海水产生的压强）。【答案】    ①. 放热    ②. 大于    ③. 【解析】【详解】（1）[1][2]下潜过程中温度降低，则，有理想气体状态方程知气体体积减小，外界对气体做功，则，由知，放热，且。（2）[3]当汽缸下潜至时，设封闭气体的压强为p，温度为T，体积为V，由题意可知，根据理想气体状态方程得代入数据得13. 如图，质量的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量的小球相连。今用跟水平方向成角的力拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中、的相对位置保持不变，。在运动过程中，求：（1）轻绳与水平方向的夹角θ；（2）木块M与水平杆间的动摩擦因数μ。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】小球并带动木块一起向右匀速运动，均处于平衡状态，设轻绳的拉力为T，对小球，由平衡条件可得水平方向上竖直方向上联立代入数据可得。(2)把小球和木块当成以整体，设杆的支持力为N，由平衡条件可得水平方向竖直方向联立代入数据可得。14. 如图，一个内壁光滑且导热的圆柱形气缸静止在一水平面上，缸内有一质量m=10kg的活塞封闭一定质量的理想气体，气缸右下端有一个关闭的小阀门K。一劲度系数k=500N/m的弹簧一端与活塞相连，另一端固定在O点。整个装置都处于静止状态，此时弹簧刚好处于原长，活塞到气缸底部的高度为h=30cm。已知活塞的表面积为S=50cm2。大气压恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2。（1）求缸内气体的压强p1；（2）缓慢打开阀门K，当活塞稳定时，气缸内剩余的气体为原来的几分之几？【答案】（1）1.2×105Pa；（2）【解析】【分析】【详解】（1）弹簧刚好处于原长，对活塞，由平衡条件得代入数据解得（2）打开阀门K活塞稳定时气缸内气体的压强设弹簧的伸长量为x，对活塞，由平衡条件得代入数据解得x=20cm缸内气体初状态的压强体积气体温度不变，由玻意耳定律得代入数据解得，气体的体积当活塞稳定时15. 已知冲击电流计D的内阻为R，通过的电量q与冲击电流计光标的最大偏转量成正比，即 （k为电量冲击常量，是已知量）。如图所示，有两条光滑且电阻不计的足够长金属导轨MN和PQ水平放置，两条导轨相距为L，左端MP接有冲击电流计D。EF的右侧有方向竖直向下的匀强磁场。现有长度均为L，电阻均为R的导体棒ab与cd用长度也为L的绝缘杆组成总质量为m的“工”字形框架。现让“工”字形框架从EF的左边开始以初速度（大小未知）进入磁场，当cd导体棒到达EF处时速度减为零，冲击电流计光标的最大偏转量为d，不计导体棒宽度，不计空气阻力，试求：（1）在此过程中，通过ab导体棒的电荷量和磁场的磁感应强度B的大小；（2）在此过程中，“工”字形框架产生总焦耳热Q。
 【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）由题意可知在框架进入磁场过程中，通过电流计D的电荷量为q=kd   ①因为电流计D的内阻和cd阻值相同，根据并联电路分流规律可知通过D和cd的电量相等，而此过程中ab相当于干路上的电源，所以有   ②回路的总电阻为   ③根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律以及电流的定义式综合有   ④联立②③④解得   ⑤（2）在框架进入磁场过程中，根据动量定理有   ⑥联立③④⑤⑥解得   ⑦回路产生的总焦耳热为     ⑧由于通过ab的电流大小始终等于通过cd和D的电流大小的2倍，则根据焦耳定律可推知   ⑨   ⑩所以   ⑪