2021-2022学年湖南省长沙市长郡中学高二 （下）期末物理试题（解析版）

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长郡中学2021—2022学年度高二第二学期期末考试物理时量：75分钟  满分：100分第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法正确的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出口BC宽度，D为BC的中点，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．体育老师的速度一定为          D．体育老师到达对面出口的时间可能大于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，周期为螺线管，电压最大值为，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                  B．副线圈两端电压最大值为C．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．电流互感器铁芯制成活动开口，且成钳形，用手柄来控制开合，图1、图2分别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．6．如图所示，A、B两物体相距，物体A以的速度向右匀速运动，而物体B此时的速度，只在摩擦力作用下向右做匀减速运动，加速度，那么物体A追上物体B所用的时间为（    ）A．7s           B．8s            C．9s               D．10s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”仍具有放射性，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，每发生一次衰变，它的中子数减少一个，质子数增加一个D．衰变成要经过8次衰变和6次衰变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A．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10．高压输电可大幅度节能，我国已建成投运8项特高压交流工程和11项特高压直流工程．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R，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B．降压变压器的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．（9分）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）．12．（7分）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）．13．（12分）如图所示．质量的来块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量的小球相连．现用跟水平方向成60°角的力拉着小球并带动木块一起向右匀速运动．运动中M、m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；（2）木块M与水平杆间的动摩擦因数．14．（13分）如图，一个内壁光滑且导热的圆柱形汽缸静止在一水平面上．缸内有一质量的活塞封闭一定质量的理想气体．汽缸右下端有一个关闭的小阀门K．一劲度系数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，活塞到汽缸底部的高度为．已知活塞的面积为．大气压恒为，重力加速度（1）求缸内气体的压强﹔（2）缓慢打开阀门K，当活塞稳定时，汽缸内剩余的气体为原来的几分之几?15．（15分）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”字形框架产生的总焦耳热Q．   长郡中学2021—2022学年度高二第二学期期末考试物理参考答案一、二、选择题题号12345678910答案DBBDABCDACACDAD1．D  2．B3．B【解析】周期是，频率是，故A错误；由理想变压器原理可知解得，副线圈两端的最大电压为，故B正确；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；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．4．D【解析】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；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；该电表原线圈为单匝，是升压变压器，故C错误；若原线圈多绕几圈，则增大，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．A【解析】由题意和玻尔原子理论可知：，联立可得这种激光的波长：．6．B【解析】物体B停止时，，因为，说明B停止运动时A还没追上B，根据，可得，选项B正确．7．CD【解析】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；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；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，因此发生一次衰变，质子数增加一个，中子数减少一个，C正确；根据质量数和电荷数守恒，可得．衰变成要经过8次衰变和6次衰变，D正确．故选CD．8．AC【解析】檩条给瓦片的支持力如图所示，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力F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；由以上分析可知，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．ACD【解析】过程中，温度不变，体积增大，气体对外界做功，故A正确； 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； 过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，分子平均速度不变，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C正确；过程中，气体内能不变，体积减小，外界对气体做功，则气体放热，故D正确；故选ACD．10．AD【解析】由图像得到，降压变压器副线圈两端交变电压，有效值为220V，降压变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，故降压变压器原线圈的输入电压为：，故A正确；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；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；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．（9分）（1）相邻内的位移之差接近 （3分）（2）547（3分）（3）79（3分）【解析】（1）第内的位移，第内的位移，第内的位移，第内的位移，第内的位移，第内的位移，则相邻内的位移之差接近，可以判断飞行器在这段时间内做匀加速运动；（2）当时飞行器的速度等于内的平均速度，则 （3）根据12．（7分）（1）放热（2分）大于（2分）（2）（3分）【解析】（1）下潜过程中温度降低，则，气体体积减小，则，由知，，放热，且．（2）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．（12分）【解析】（1）小球的受力如图甲所示，由平衡条件得水平方向：          （2分）竖直方向：        （2分）解得          （2分）（2）将木块、小球看作整体，受力如图乙所示，由平衡条件得水平方向：           （2分）竖直方向：             （2分）解得        （2分）14．（13分）【解析】（1）弹簧刚好处于原长，对活塞，由平衡条件得     （2分）代入数据解得       （3分）（2）打开阀门K活塞稳定时汽缸内气体的压强，设弹簧的伸长量为x，对活塞，由平衡条件得代入数据解得           （2分）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          （3分）当活塞稳定时                （3分）15．（15分）【解析】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          （3分）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   （2分）联立②③④解得⑤              （2分）（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                    （2分）回路产生的总焦耳热为             （2分）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⑨⑩               （2分）所以⑪           （2分）