2020-2021学年山东省烟台市高二下学期期末学业水平诊断物理试题 word版

烟台市2020—2021学年度第二学期期末学业水平诊断

高二物理

1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。

2．选择题答案必须用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．下列表述符合物理学史实的是

A．普朗克通过对黑体辐射的探索和研究，提出了能量子假说

B．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并通过实验证明了电磁波的存在

C．爱因斯坦最早发现并成功解释了光电效应现象

D．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了质子

2．已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV～3.11 eV，氢原子能级图如图所示。大量处在n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，下列说法中正确的是

A．会辐射出三种频率的光

 B．向n=3能级跃迁时，辐射的光的波长最短

C．向n=3能级跃迁时，辐射的光会具有显著的热效应 

D．向n=2能级跃迁时，辐射的光能使逸出功为4.2eV的铝发生光电效应

3．如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银柱，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。平衡时水银柱的位置如图，其中h1=5cm，h2=7cm，L1=50cm，大气压强为75cmHg。则右管内气柱的长度L2等于

A．44cm                 B．46cm

C．48cm                 D．50cm

4．某发电站用11kV的交变电压向远处送电，输送功率为110kW，输电线的总电阻为5Ω。若改用55kV的交变电压送电，保持输送功率不变，则输电线上节约的电功率为

A．20W            B．480W           C．490W            D．500W

5．如图所示是某同学设计的称重仪的工作原理图，其中定值电阻的阻值为R0，金属电阻片的最大阻值为R1，其接入电路中的阻值R与称重台所受压力F的关系为R=R1－kF(k为已知常量)，显示表是由电流表改装成的，若R=0时，电流表恰好满偏，则下列有关该称重仪的说法中正确的是

A．电路中电流大小与称重台所受压力成正比

B．称重仪电路由于缺少开关而始终处于通路

C．重物重量越大，R0上消耗的功率越大

D．改装后的重量显示表的刻度是均匀的  

6．如图所示是交流发电机模型示意图。在匀强磁场中，有一匝数为10匝的矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO＇以恒定角速度ω=100rad/s逆时针转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO＇转动的金属环相连接，金属环分别与两个固定的电刷保持滑动接触，矩形线圈在转动中保持和外电路R=4Ω的电阻形成闭合电路。当线圈处在中性面时，穿过矩形线圈的磁通量Φ=0.02Wb。若线圈电阻r=1Ω，其他电阻不计，则下列说法中正确的是

A．电流表的示数为4A

B．2s时间内电阻R上产生的热量为 64J

C．线圈由中性面位置开始转过30°时，电流表的示数为2A

D．线圈从中性面位置开始转过90°过程中，通过电阻R的电荷量为4×10-3C

7．两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。关于这一现象，下列说法中正确的是

A．这一实验过程违反了热力学第二定律

B．在实验过程中，热水和冷水的温差可以保持不变

C．在实验过程中，热水减少的内能等于冷水增加的内能

D．在实验过程中，热水减少的内能部分转化为电能，电能部分转化为冷水的内能

8．如图所示，空间内存在一个宽度为L、有竖直边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。现将一个尺寸如图所示的闭合等腰梯形导线框，从图示位置开始沿水平向右方向匀速通过磁场区域，则导线框中感应电流I随时间t变化的图像中可能正确的是

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．太阳内部有多种热核反应，其中“质子—质子链式反应”（或称为“PP反应”）是主要反应类型，而“PP反应”有多个分支，其主要分支的各步核反应方程分别为：＋0.42MeV、＋5.49MeV、＋12.86MeV，下列说法中正确的是

A．X是正电子

B．“PP反应”为核裂变反应

C．“PP反应”可在常温下发生 

D．原子核的结合能大于原子核的结合能

10．LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列说法中正确的是

A．若磁场正在减弱，则电容器正在放电，电流由b向a

B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带正电

C．若磁场正在增强，则电容器正在放电，电流方向由a向b

D．若磁场正在增强，则电场能正在增大，电容器上板带正电

11．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A，其中，AB和CD为等温过程，BC和DA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”。若气体在AB过程中吸收74kJ的热量，在CD过程中放出35kJ的热量，则下列说法中正确的是

A．AB过程中，气体对外做功

B．BC过程中，气体的内能减少

C．CD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少

D．气体完成一次循环对外做的功39kJ

12．水平桌面上有一长方体箱子，有四个完全相同的光滑小球A、B、C、D，先将小球A、B、C放置在长方体箱子里，此时三个小球之间、三个小球与箱侧壁之间刚好接触（其中小球A、B与两面箱侧壁接触，小球C与一面箱侧壁接触），其俯视图然如图甲所示，然后将小球D放置在小球A、B、C上方，如图乙所示，若四个小球的质量均为m，重力加速度为g，则下列说法中正确的是

A．小球A对小球D的作用力大小为

B．小球A对地面的压力为

C．箱侧壁对小球A的作用力合力大小为

D．小球A、B对小球D的作用力的合力大小为

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13．(6分)

某实验小组做“验证力的平行四边形定则”实验。

⑴进行实验的主要步骤如下：

A．只用一个弹簧测力计把细绳与橡皮条的结点拉到位置O，并记下弹簧测力计示数和细绳的方向，按照同一标度，作出力F的图示；
    B．记下两个弹簧测力计的示数；
    C．用平行四边形定则作出F1与F2的合力F′，比较F′与F的大小和方向；
    D．描出两根细绳的方向，按照所选的标度，在纸上作出这两个力F1，F2的图示；
    E．把白纸固定在木板上，橡皮条的一端固定在木板上的A点，用两根细绳系在橡皮条另一端；
    F．将两个弹簧测力计通过细绳互成角度地拉橡皮条，使细绳与橡皮条的结点达到某一位置在白纸上标为O点；

请将以上实验步骤按正确顺序排列出来________________（用步骤前的字母序号表示）

⑵某次实验中，一弹簧秤的指针位置如图所示，则其读数为________N；

⑶该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，四次实验记录的信息如下图所示。其中对于减小实验误差最有利的选项是________

14．(8分)

某班级各实验小组利用如图甲所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。实验步骤如下：

①把注射器活塞移至注射器中间某位置，将注射器与导气管、压强传感器逐一连接；

②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由压强传感器显示的气体压强值p；

③用V-图像处理实验数据。

⑴为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是                 ；为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是              和                ；

⑵如果实验操作规范，某小组描绘V-图线如乙图所示，则图中的V0代表                        ；

⑶另一小组所做的实验中，画出的V-图像如图丙所示，则图线发生弯曲的原因可能是        。

A．各组的V、取值范围太小

B．实验过程中气体温度降低

C．实验过程中有漏气现象 

D．实验过程中气体温度升高

15. （7分）

如图所示为某研究小组设计的一款电吹风电路原理图，a、b、c、d为四个固定接触点。可动的扇形金属接触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。理想变压器原副线圈的匝数比n1∶n2=11∶3，M、N两端接入的交流电源的电压为u=220V，当触片P处于合适位置时，小风扇恰好能够正常工作，已知小风扇的电阻为8Ω，电吹风吹冷风时电源的输入功率为90W，吹热风时电源的输入功率为490W。求

⑴小风扇在正常工作时输出的功率；

⑵电热丝的电阻值。

16. （9分）

如图所示，质量为M、上表面光滑的半圆柱体P放置于水平面上，一根轻质细线跨过大小可忽略的光滑定滑轮O1，一端和置于P上的小球A（可视为质点）连结，另一端系在天花板上的O2点，光滑的质量不计的小动滑轮O3置于O1 、O2之间的细线上，下面通过轻质细绳挂着质量为m的小球B。已知半圆柱体P及两小球A、B均处于静止状态，定滑轮O1在半圆柱体圆心O的正上方，O1A与竖直方向成30°。O1A长度与半圆柱体半径相等，细线与天花板之间的夹角为37°，重力加速度为g，sin37°=0.6，求

⑴小球A的质量；

⑵圆柱体P对水平面的摩擦力和压力大小。

17.（14分）

如图所示，竖直放置的导热气缸A和B底面积相同，高度都为 L，气缸侧壁分别安装阀门K1和K2。两气缸通过长度也为L的绝热管道连接，厚度不计的绝热轻活塞a、b可以上下无摩擦地移动，活塞a的横截面积为b的两倍。气缸外面大气压强为p0、温度恒为T0，开始时A、B内都封闭有压强为p0、温度为T0的空气，活塞a在气缸A最上端，活塞b在管道最上端。若先用一细软管（软管图中未画出）将阀门K1和K2连在一起后再分别打开，用力向下缓慢推动活塞a，使活塞a先向下移动0.5L，而后关闭阀门K1和K2，继续向下缓慢推动活塞a，当活塞b移动到管道中间时（活塞a仍在阀门K1的上端），停止推动活塞a并将其固定，接着缓慢加热气缸B中的气体，直到活塞b回到最初始的位置。求

⑴从气缸A移动到气缸B中气体质量占缸A、B内气体总质量的比值；

⑵活塞a向下移动的总位移；

⑶活塞b回到初始位置时，气缸B中气体的温度。

18.（16分）

如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ固定在水平面上，阻值为R的定值电阻与导轨的M、P端相连，MP和导轨垂直，平行导轨的间距为L，导轨电阻不计。穿过导轨平面的磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度的大小B随着时间t变化的图像如图乙所示，质量为m、长度为L、电阻值为r=的金属杆ab垂直于导轨放置并且和导轨接触良好，杆ab和PM之间距离为d。现在杆ab的中点处系一根不可伸长的轻绳，绳子跨过定滑轮与一质量为m的物块相连接，滑轮左侧轻绳与导轨平面保持平行，已知在0～t0时间内，金属杆ab在水平外力F作用下保持静止状态。t0时刻撤去外力，金属杆从静止开始运动，当物块下落的高度为h时，物块达到最大速度，重力加速度为g。求

⑴写出水平外力F随时间t的变化关系式；

⑵从t=0时刻开始到物块达到最大速度时间内，通过电阻R的电荷量；

⑶从t=0时刻开始到物块达到最大速度时间内，电阻R所产生的热量；

⑷物块下落h高度的过程中所经历的时间。

烟台市2020—2021学年度第二学期期末学业水平诊断

高二物理参考答案及评分意见

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13．(6分) ⑴E、F、B、D、A、C（2分）

⑵2.4（2分）   

⑶C（2分）

14．(8分)⑴在注射器活塞上涂抹润滑油、移动活塞要缓慢、不能用手握住注射器封闭气体部分（共3分，每空1分）

⑵注射器与压强传感器连接部位间（或导气管内）的气体体积（2分）

⑶BC（3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

15．（7分）

解：⑴设小风扇两端电压为U2，由题意可知变压器输入电压为U1=220V

……………………………………………………………①(1分)

U2=60V

P1=P2…………………………………………………………………②

P2=I2U2………………………………………………………………③(1分)

小风扇正常工作时输出的功率为：

△P = P2－……………………………………………………④(1分)

△P =72W……………………………………………………………⑤(1分)

⑵设吹热风时电热丝的电阻值为R2，消耗的热功率为P3，吹热风时变压器的输入功率为P1′

由题意得：P1′= P2+ P3………………………………………………⑥(1分)

其中，P2=90W，P1′=490W

………………………………………………………………⑦(1分)

R2=121Ω…………………………………………………………⑧(1分)

16．(9分)

解：⑴同一根细线上的拉力大小相等，设细线拉力大小为T，对小动滑轮O3和小球B整体进行受力分析，如图甲所示，根据平衡条件得：

2Tsin37°= mg……………………………………①(1分)

…………………………………………②(1分)

对小球 A，受力分析如图乙所示，根据平衡条件得：

FNA=T………………………………………………③(1分)

(FNA+T)cos30°=mAg………………………………④(1分)

解得：mA=…………………………………⑤(1分)

⑵对小球 A和半圆柱体P整体受力分析，如图丙所示，设P受到摩擦力为f，支持力为FN，根据平衡条件得：

f = Tsin30°…………………………………………⑥(1分)

FN+T cos30°=(M+ mA) g……………………………⑦(1分)

解得：f=

FN=Mg+……………………………………⑧(1分)

由牛顿第三定律可得：P对水平面的摩擦力和压力大小分别为

f′=，F′N= Mg+…………………………⑨(1分)

17．(14分)

解：⑴活塞a在气缸A最上端时，A中气体质量和总质量的比值为

…………………………………………………………①(1分)

活塞a向下移动0.5L后，A中剩余气体质量和总质量的比值为

……………………………………………………②(1分)

………………………………………………………③(1分)

⑵设活塞a又向下移动x时，活塞b到达管道中央

对活塞b上部分气体，由玻意耳定律可得：

P1×0.5LS=P2(0.75L－x)S………………………………………………④(1分)

对活塞b下部分气体，由玻意耳定律可得：

P1×1.5LS=P2×1.25LS……………………………………………………⑤(1分)

解得：x=………………………………………………………⑥(1分)

活塞a向下移动的总位移为：△x==………………………⑦(1分)

⑶设活塞a向下移动0.5L后，气缸A、B中气体的压强为P1

p0 (2LS+0.5LS)= P1 (1.5LS+0.5LS) …………………………………………⑧(1分)

P1=………………………………………………………………………⑨(1分)

P2=………………………………………………………………………⑩(1分)

设活塞b回到初始位置时，气缸A、B中气体压强为P3

对活塞b上部分气体，由玻意耳定律可得：

P1×0.5LS=P3(L－)S………………………………………………………⑪ (1分)

P3=………………………………………………………………………⑫ (1分)

对B中气体，由理想气体状态方程可得：

………………………………………………………⑬(1分)

T=3T0………………………………………………………………………⑭(1分)

18．(16分)

解：⑴由平衡条件得：mg=F+ BI1L…………………………………………①(1分)

I1=…………………………………………………………………②

E1=……………………………………………………………………③(1分)

F=mg－    (0＜t＜t0)…………………………………………④(1分)

⑵0～t0时间内，通过电阻R的电荷量为

q1= I1t0………………………………………………………………………⑤(1分)

联立②③⑤q1=………………………………………………………⑥(1分)

 q2= ……………………………………………………………………⑦

………………………………………………………………⑧(1分)

………………………………………………………………⑨

q2=………………………………………………………………⑩(1分)

由⑥⑩得：q=………………………………⑪ (1分)

⑶在0～t0时间内，电阻R产生的焦耳热量为Q1，物块开始运动到达到最大速度时间内

回路中产生的焦耳热量为Q2，电阻R产生的焦耳热量为QR2

Q1=……………………………………………………………………⑫ (1分)

联立Q1=…………………………………………………………⑬ (1分)

由平衡条件得：mg= B0ImL…………………………………………………⑭ (1分)

Em=Im(R+r) …………………………………………………………………⑮

Em= B0Lvm ……………………………………………………………………⑯

解得：vm=……………………………………………………………⑰ (1分)

由能量守恒定律可得：

mgh=…………………………………………………………⑱ (1分)

QR2=     …………………………………………………………⑲

Q= Q1 +QR2=+ …………………………………⑳ (1分)

⑷mgt－………………………………………(21) (2分)

………………………………………………………(22) (1分)