陕西省西安市阎良区关山中学2021-2022学年高二下学期期末质量检测物理试题（Word版含答案）

关山中学2021—2022学年度下学期高二期末检测物理试题
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。1—8题在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的；9—12题，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。）
1.关于家庭照明电路所用的交流电，下列说法正确的是(　　)
A.电流方向每秒钟改变50次 B.电压表达式为u＝220sin(50πt) V
C.额定电压为220 V的灯泡可以直接接入使用 D.耐压为220 V的电容器可以直接接入使用
2.光滑水平桌面上有P、Q两个物块，Q的质量是P的n倍。将一轻弹簧置于P、Q之间，用外力缓慢压P、Q。撤去外力后，P、Q开始运动，P和Q的动量大小的比值为(　　)
A.n2 B.n C. D.1
3.用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积V，油膜面积为S，油酸的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，下列说法正确的是（　　）
A．一个油酸分子的质量 B．一个油酸分子的体积为
C．油酸分子的直径为 D．油酸的密度为
4.用频率为的红光和频率为1.5的紫光分别照射逸出功为W的同一金属，都能发生光电效应。紫光照射时产生的光电子最大初动能是红光照射时产生的光电子最大初动能的2倍，则频率与逸出功W以及普朗克常量h之间的关系为（　　）
A． B． C． D．
5.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一金属圆环。规定磁场的正方向和金属圆环中电流的正方向如图甲所示。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，导体环中感应电流随时间变化的图像是（　　）
A． B． C． D．
6.如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个R=40的电阻相连。线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量按图2所示规律变化。已知线圈的电阻是10，则（　　）
A．线圈内感应电流的磁场方向为指向纸外 B．A点电势比B点电势高
C．A、B两点间的电势差为20V D．0.2s内电路产生的电能为1.6J
7．如图所示， 理想变压器原线圈接在的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后（　　）
A. 电流表的示数不变
B. 电压表的示数减小
C. 电压表的示数不变
D. 电流表的示数减小
8.水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（ ）
A. 压强变大
B. 对外界做功
C. 对外界放热
D. 分子平均动能变大
9.机在航母上弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动的原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈附近的金属环会被弹射出去。现在固定线圈左侧的同一位置，先后放置两个分别由铜和铝制成的闭合金属环。已知两环横截面积相等，形状、大小相同，且电阻率，合上开关S瞬间（　　）
A．铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力
B．若将铜环放置在线圈右方，环将向右运动
C．从左侧看，环中感应电流的方向沿顺时针方向
D．电池正负极调换后，金属环不能向左弹射
10.2022年2月5日，北京冬奥会短道速滑比赛在首都体育馆举行，中国队以2分37秒348夺得混合团体接力冠军。比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程，如图所示，假设交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上，忽略运动员与冰面之间的摩擦，对于两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是（　　）
A. 两运动员相互作用力的冲量之和一定等于零
B. 两运动员的动量变化一定相同
C. 两运动员相互作用力的功之和一定等于零
D. 两运动员组成的系统动量守恒和机械能不守恒
11.一定质量的理想气体，其内能与温度成正比。在初始状态A时，气体的体积为、压强为、热力学温度为，该理想气体从状态A经一系列变化，最终又回到状态A，其变化过程的图像如图所示，其中的延长线过坐标原点，A、在同一竖直线上，、在同一水平直线上。下列说法正确的是（　　）
A. 由到A的过程中，气体的体积减小
B. 从到的过程中，气体的每个分子的动能都增大
C. 由A到的过程中，气体对外界放热
D. 从经过到A的过程中，气体从外界吸收的热量为
12.如图，足够长的间距的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向如图所示．一根质量，阻值的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量，阻值的原来静置在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（ ）
A. 金属棒a第一次穿过磁场时做匀减速直线运动
B. 金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流
C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为
D. 金属棒a最终停在距磁场左边界处
二、实验题（共2小题，共计16分，其中13题9分，14题7分。）
13.用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验，即研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。
（1）在实验中可以不测量速度的具体数值，仅通过测量_____（选填选项前的字母）问接地解决这个问题。
A.小球开始释放的高度h B.小球做平抛运动的射程OP、OM、ON C.小球抛出点距地面的高度H
（2）下列关于本实验条件的叙述，正确的是______。（选填选项前的字母）
A.同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C.轨道倾斜部分必须光滑 D.轨道末端必须水平
（3）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的物理量有______。（选填选项前的字母）
A.入射小球和被碰小球的质量、 B.入射小球开始的释放高度h
C.小球抛出点距地面的高度H D.两球相碰后的平抛射程OM、ON
（4）在实验误差允许范围内，若满足关系式______（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒；若满足关系式______（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球发生的是弹性碰撞。
14.如图为“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积关系”的实验装置。
（1）实验装置中与注射器直接相连的传感器叫做______传感器。封闭气体的体积从______读出。
（2）实验时为了保持封闭气体的温度不变，要________（选填“快速”或“缓慢”）推拉注射器活塞。若在推动活塞时不小心引起气体的温度逐渐升高，则实验结果的p-V图线可能为（ ）（图中实线是实验所得的图线，虚线是气体温度保持不变时的一根双曲线）。
A. B. C. D.
（3）注意到连接注射器与传感器软管体积，若这部分体积不可忽略，实验操作时满足规范要求，则当推动活塞注射器内的气体体积V不断减小时，pV乘积将作怎样的变化？______。
三、计算题（15题10分，16题12分，17题14分，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15．如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M=200kg，活塞质量m=10kg，活塞面积S=100cm2活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27°C，活塞正位于气缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2。求：
(1)缸内气体的压强p1；
(2)缸内气体的温度升高到多少摄氏度时，活塞恰好会静止在气缸缸口AB处？
16.如图1所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为r的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度大小为v。导轨的电阻可忽略不计。
（1）求回路中的感应电流I和导体棒两端的电压U；
（2）通过公式推导证明：导体棒向右匀速运动t时间内，拉力做的功W等于电路获得的电能W电；
（3）若要使回路中不产生感应电流，在导体棒运动的过程中，磁感应强度B应随时间t变化（设t = 0时刻磁场的磁感应强度大小为B0），并请在图2中大致作出相应的B- t图像。
17.如图所示，粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R＝0.1 m，半圆形轨道的底端放置一个质量为m＝0.1 kg的小球B，水平面上有一个质量为M＝0.3 kg的小球A以初速度v0＝4.0 m/s开始向着小球B运动，经过时间t＝0.80 s与B发生弹性碰撞，设两个小球均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知木块A与桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，g取10 m/s2。求：
两小球碰前A的速度大小vA； （2）小球B运动到最高点C时对轨道的压力大小。
关山中学2021—2022学年下学期高二物理测试答案
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
C D C B A D D B BC AD CD BD
二、实验题
13.答案　 ① B 1分 ② ABD 2分 ③ AD 2分
④ 2分 ⑤ 2分
14.答案　 ① 压强 1分 ② 注射器上的刻度 1分 ③ 缓慢 1分
④ B 2分 ⑤pV乘积不断减小 2分
三、计算题
15.（10分）（1）以缸体为对象（不包括活塞）列缸体受力平衡方程：
2分
解之得：
1分
（2）当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为，压强为 此时仍有
2分
则缸内气体为等压变化，对这一过程研究缸内气体，由盖.吕萨克定律得：
3分
所以
1分
故气体的温度是：
1分
16．（12分）
（1）MN运动产生电动势E = BLv（1分）
根据闭合电路欧姆定律 得 （1分）
路端电压 U = IR 得 （1分）
（2）MN做匀速运动，受力平衡，有 （1分）
t内MN运动的距离x = vt （1分）
拉力做功 （1分）
电路获得的电能 （1分）
可知，t时间内，拉力做的功W等于电路获得的电能W电。 1分
（3）若要使回路中不产生感应电流，应保持回路中的磁通量不变
设t=0时导体棒MN距导轨左端的距离为d，回路中的磁通量B0Ld
t时刻磁场的磁感应强度为B，导体棒MN距导轨左端的距离为d + vt，回路中的磁通量BL(d + vt)
回路中的磁通量不变，则
代入整理得 （2分）
磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。（图2分）
17.（1）碰前对A由动量定理有－μMgt＝MvA－Mv0
解得vA＝2 m/s。
（2）对A、B组成的系统：碰撞前后动量守恒，则有
MvA＝MvA′＋mvB
碰撞前后总动能保持不变，
则有Mv＝MvA′2＋mv
由以上两式解得vA′＝1 m/s，vB＝3 m/s
设小球运动到最高点C时的速度大小为vC，以水平面为零势能面，因为B球由半圆形轨道的底端运动到C点的过程中机械能守恒，则有mv＋2mgR＝mv
解得vC＝ m/s
对小球B，在最高点C有mg＋FN＝m
解得FN＝4 N
由牛顿第三定律知小球B运动到最高点C时对轨道的压力大小为4 N。