绝密★考试结束前
温州新力量联盟2021-2022学年高二下学期期末联考
物理学科 试题
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1．下列物理量是矢量，且单位用国际单位制表示正确的是（ ）
A．电场强度N/C B．冲量kg·m·s C．电容F D．磁通量Wb
2．关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A．气体扩散的快慢与温度无关 B．布朗运动就是分子的无规则运动
C．温度越高，分子热运动的平均动能越大 D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大
3．拔河是我国传统的团队竞技项目。如图所示，甲、乙两支队伍在水平地面进行拔河比赛。比赛中，手与绳之间不打滑。下列表述中属于一对作用力与反作用力的是（ ）
A．甲对绳的拉力和乙对绳的拉力
B．甲对绳的拉力和绳对甲的拉力
C．乙的重力和乙对地面的压力
D．乙对地面的压力和地面对甲的支持力
4．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（ ）
A．图甲：爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一。
B．图乙：康普顿效应说明光子具有粒子性，光子不但具有能量，还有动量。
C．图丙：卢瑟福研究α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型。
D．图丁：汤姆生研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流。
5．如图所示，一汽车在水平路面上匀速直线行驶，行车记录仪用吸盘式支架固定在倾斜的挡风玻璃上，行车记录仪和支架的重量分别为和。下列说法正确的是（ ）
A．挡风玻璃对支架的作用力的方向垂直玻璃面向上
B．若汽车减速，支架对行车记录仪的力大于
C．支架对行车记录仪的力方向水平向前
D．挡风玻璃对支架的作用力大于
6．如图所示为华为5G手机无线充电的场景。5G信号使用的电磁波频率更高，每秒传送的数据更多，是4G手机的50－100倍。则（ ）
A．5G手机信号的波长更长
B．手机线圈与充电板线圈中电流频率不同
C．空气中5G信号比4G信号传播速度更大
D．5G手机信号的光子能量更大
7．如图所示，三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I，其中P、Q、R为导线上三个点，三点连成的平面与导线垂直，O为PQ连线的中点，且QR＝PR。则下列判断正确的是（ ）
A．P点的磁感应强度方向竖直向下
B．R点的磁感应强度方向水平向右
C．R点与О点的磁感应强度方向相反
D．在QP的连线上存在磁感应强度为零的位置
8．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗，在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死细胞，如图所示，若质子的加速长度d，要使质子由静止被加速到v，已知质子的质量为m，电量为c，则下列说法不正确的是（ ）
A．由以上信息可以推算该加速电场的电压
B．由以上信息可以推算该加速电场的电场强度
C．由以上信息可以判断出运动过程中质子所受电场力做正功，电势能增加
D．由以上信息不可以推算质子加速后的电势能
9．2022年3月25日宇航员王亚平在中国空间站进行了太空授课，演示了一些完全失重的现象，图为王亚平演示太空抛物实验和液体搭桥实验。若王亚平的质量为m，用R表示地球半径，r表示飞船的轨道半径，g为地球表面的重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A．王亚平受到地球的引力为
B．王亚平水平抛出的冰墩墩将做平抛运动
C．王亚平绕地球运动的线速度为
D．王亚平用水在两块塑料板之间架起了一座“桥”，因为在完全失重状态下，水的表面张力变大了
10．如图所示是一圆台形状的玻璃柱，一红色细光束a与圆台母线AB成θ＝60°入射，折射光束b与AB成β＝37°，c为反射光束，a、b、c与AB位于同一平面内，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8。则（ ）
A．玻璃的折射率为1.2
B．该红光在玻璃柱内的传播速度为
C．该红光在玻璃柱中发生全反射的临界角正弦值为0.625
D．若换成蓝色细光束以相同的θ角入射，β角将变大
11．一定质量的理想气体的压强p与热力学温度T的变化图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．A→B的过程中，气体对外界做功，气体内能增加
B．A→B的过程中，气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量
C．B→C的过程中，气体体积增大，对外做功
D．B→C的过程中，气体分子与容器壁每秒碰撞的次数减少
12．发电机的示意图如图所示，边长为L的正方形金属框在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕轴转动，阻值为R的电阻两端电压的最大值为。其他电阻不计。则金属框转动一周（ ）
A．框内电流方向不变
B．流过电阻的电流方向不变
C．电阻两端电压的有效值为
D．电阻产生的焦耳热
13．如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0eV
B．这些氢原子跃迁时共发出5种频率的光
C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极
D．氢原子跃迁放出的光子中有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）
14．钍基熔盐堆核能系统（TMSR）是第四代核能系统之一。其中钍基核燃料铀由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次β衰变而来，铀的一种典型裂变产物是钡和氪。以下说法正确的是（ ）
A．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
B．题中铀核裂变的核反应方程为
C．钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定
D．在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能增大
15．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－0.2m和x＝1.2m处，两列波的速度均为0.4m/s，波源的振幅均为10cm，图为t＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两点刚开始振动。质点R、M的平衡位置分别处于x＝0.4m、x＝0.5m处。经过一段时间两列波相遇，下列说法正确的是（ ）
A．两波源的起振方向相同
B．两列波相遇后，R的振幅20cm
C．0~1.75s内，质点Р经过的路程为60cm
D．0~2s内，质点M经过的路程为50cm
16．图为某电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片Р可同时接触两个触点。触片Р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。和分别是理想变压器原、副线图的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。下列说法正确的是（ ）
热风时输入功率 460W
冷风时输入功率 60W
小风扇额定电压 60V
正常工作时小风扇输出功率 52W
A．当触电Р同时接触两个触点a和b，电吹风处于吹冷风状态
B．变压器原、副线圈的匝数比
C．小风扇的电阻是8Ω
D．热风时，流过电热丝的电流是
非选择题部分
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
17．（6分）（1）（单选）如图是四个高中物理实验的装置图，探究过程中对于有些需要测量的物理量，实际上我们并没有直接测量，而是用其他量来替代，对于下列说法不正确的是（ ）
甲：探究加速度与力、质量的关系
乙：研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系
丙：探究向心力大小与质量、角速度和半径的关系
丁：利用平抛运动探究碰撞中的不变量
A．甲图中需要比较两车的加速度，实际我们控制了两辆小车运动时间相同，使得两车的位移之比即加速度之比。
B．乙图中需要比较金属丝的电阻，实际上我们控制了流过金属丝的电流相同，使得各金属丝上的电压之比即电阻之比。
C．丙图中需要测量小球的角速度之比，实际上我们测量小球到中心轴的距离之比来替代角速度之比用于数据处理。
D．丁图中需要获得小球碰撞前后的初速度之比，实际我们测量平抛运动的水平位移来替代初速度用于数据处理。
（2）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，实验装置如图甲所示。
①先用游标卡尺（50分度）测量摆球的直径，如图乙所示，摆球直径为_________cm。
②（单选）下列操作正确的是________
A．摆长应为绳长和摆球直径之和
B．为使实验效果明显一点，摆球的初始摆角可以达到30°
C．若实验中有直径相同的铁球与木球，应选择铁球作为摆球
D．测量周期时，应从摆球经过最高点开始计时，这样摆球速度小，时间测量更精确
18．（8分）某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为）、一个电流表（内阻为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘.某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：
（1）将器材如图a连接。
（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的________（选填“a”或“b”）端。
（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据。
（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为，该电池电动势和内阻可表示E＝________，r＝________（用、、k、d、表示）
（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值，小明同学利用现有的器材设计了如图（c）的验电路图（电阻丝用电阻箱符号表示）。测量原理如下：
①将单刀双掷开关接1，读出电流表示数；
②将单刀双掷开关接2，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为________，读出此时角度θ。
③此时，即可求得的数值。
19．（9分）在第24届北京冬奥会后，全国范围内掀起了一股滑雪运动热潮.如图甲所示是一滑雪运动员滑雪的画面。运动示意图如图乙所示，斜坡AB的倾角为37°，运动员在斜坡A点从静止开始以的加速度，沿直线AB匀加速下滑，然后沿水平面BC匀减速滑行，直至停止.AB段和BC段平滑连接，运动员在BC段受到阻力为77N，两个过程滑行的总时间为12s，运动员和滑板整套装备总质量为70kg，不计空气阻力.求：
（1）运动员在斜坡上受到的阻力大小；
（2）运动员在B点的速度大小；
（3）运动员在这两个过程中运动的总路程。
20．（12分）如图所示，一游戏装置由安装在水平台面上的高度H可调的斜轨道KA、水平直轨道AB，圆心为的竖直半圆轨道BCD、圆心为的竖直半圆管道DEF，水平直轨道FG及弹性板等组成，F、D、B在同一竖直线上，轨道各部分平滑连接.已知滑块（可视为质点）从K点静止开始下滑，滑块质量m＝0.01kg，轨道BCD的半径R＝0.8m，管道DEF的半径r＝0.1m，滑块与轨道FG间的动摩擦因数μ＝0.5，其余各部分轨道均光滑，轨道FG的长度L＝2m，H可调最大的高度是5m，滑块与弹性板作用后以等大速率弹回。
（1）若滑块第1次恰能过D点，求高度H的大小；
（2）若滑块在运动过程中不脱离轨道，求第1次经过管道DEF的最高点F时，轨道对滑块弹力的最小值；
（3）若滑块在运动过程中不脱离轨道且最终静止在轨道FG中点的右侧区域内，求可调高度H的范围。
21．（10分）如图所示，两根光滑金属平行导轨放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，右端水平部分足够长，导轨间距为为L＝0.4m，电阻不计。水平段导轨所处空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B＝1.0T。质量为，电阻为的金属棒b垂直导轨放置其上，它与磁场左边界的距离为，现将质量为，电阻为的金属棒a从弯曲导轨上高为h＝0.45m处由静止释放，使其沿导轨运动，两金属榨运动过程中不会相撞，最终两棒做匀速运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。重力加速度g取，求：
（1）金属棒a刚越过磁场左边界时，流过金属棒a的电流方向及它两端的电压大小；
（2）金属棒匀速运动前，a棒上产生的焦耳热；
（3）两金属棒匀速运动时，a、b两棒的间距是多大。
22．（10分）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序.如图所示是一部分离子注入工作原理示意图，离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，选择出速度为v的离子，然后通过磁分析器Ⅰ，选择出特定比荷的离子，经偏转系统Ⅱ后注入水平放置的硅片上。速度选择器、磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直纸面向外，速度选择器中的匀强电场方向竖直向上.磁分析器截面是矩形，矩形长为，宽为2L。其宽和长中心位置C和D处各有一个小孔，半径为的半圆形偏转系统Ⅱ内存在垂直纸面向外，磁感应强度大小可调的匀强磁场，O为半圆形偏转系统的圆心，D、O、N在一条竖直线上，FG为半圆形偏转系统的下边界，FG与硅片平行，O到硅片N的距离，不计离子重力及离子间的相互作用，求：
（1）速度选择器中的匀强电场场强E的大小；
（2）求磁分析器选择出来的离子的比荷﹔
（3）若偏转系统磁感应强度大小的取值范围，求硅片上离子注入的宽度。2021 学年第二学期温州新力量联盟期末联考
高二年级物理学科参考答案
一、选择题Ⅰ（本题共 13小题，每小题 3分，共 39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符
合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
A C B A B D C C A C B B D
二、选择题Ⅱ（本题共 3小题，每小题 2分，共 6分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合
题目要求的。全部选对的得 2分，选对但不选全的得 1分，有选错的得 0分）
14 15 16
BD AC BCD
三．非选择题（本题共 6小题，共 55分）
17. （6分，每空 2分）（1）C （2）1.040 C
r r d
18. （8分，每空 2分）（2）b （4） 0 0 R0 RA （5） I0
k ， k
19. （9分）
解析：
1）mg sin Ff =ma1 （1 分）
得：Ff = 35N （1 分）
Ff 2
2）水平滑行的加速度大小： a2 = =1.1m / s
2
（1 分）
m
a1t1 = a2t2
t1 + t2 =12 （写出任何一条都给 1 分）
v = a1t1 （1 分）
得 v =11m / s（1 分）
3) t1 = 2s t2 =10s
v v
x1 = t1 =11m （1 分） x2 = t2 = 55m（1 分）
2 2
总路程： x = x1 + x2 = 66m（1 分）
20. （12分）
mv2
解析：1）恰能过 D 点：mg = D 得vD = gR = 2 2m / s （1 分）
R
1
KD 过程： mv2D + 2mgR = mgH （1 分） 得：H=2.0m（1 分）
2
1 2 1 2
2）DF 过程： mvD = mvF + 2mgr （1 分）得vF = 2m / s
2 2
因此不离轨道，第 1 次恰好过 D 点时，到达 F，滑块对轨道弹力 FN 的最小
mv2 mv
2
F 点：mg + F FN = （1 分） 得F
F
N = mg = 0.3N （1 分）
r r
2）保证不脱离轨道，滑块在 F 点速度至少为 2m/s,若以此速度在 FG 上滑行直至停止，运动的距离
v2
x minmin = = 0.4m，（1 分）滑块没有越过 FG 的中点。
2 g
若滑块从最高点 H=5m 滑下，在 FG 上滑行的最大路程为 xmax
mgH mg(2R + 2r) mgxmax = 0 （1 分） 得： xmax = 6.4m
由题意知，滑块不脱离轨道且最终静止在轨道 FG 中点右侧区域，运动的路程应该满足：
1m x 3m（1 分）或5m x 6.4m（1 分）
当 x =1m 可得：H=2.3m x = 3m时，可得：H=3.3m
当 x = 5m 可得：H=4.3m x = 6.4m时，可得：H=5.0m
因此, 可调高度 H 的范围 2.3m21. （10 分）
解析 (1)由右手定则可知 流过金属棒 a 的电流方向从 A 到 A （1 分）
1
设 a 到达底端时速度大小为 v0则： m 2agh＝ mav0 ，得 v0＝ 2gh＝3 m/s （1 分） 2
Rb
电动势 E＝BLv0＝1.2 V （1 分） 金属棒 a 两端的电压 U＝ E＝0.8 V （1 分）
Ra＋Rb
(2)匀速直线运动时 a、b 两棒速度相等
由动量守恒定律有 mav0＝(ma＋mb)v1 得 v1＝2 m/s （1 分）
1
总焦耳热 Q 总＝magh－ (ma＋mb)v 21 ＝0.30 J （1 分） 2
Ra
a 棒上产生的焦耳热 Qa＝ Q 总＝0.10 J （1 分）
Ra＋Rb
(3)金属棒 a 进入磁场最终匀速运动，应用动量定理有 mav1－mav0＝－∑F 安Δt
即 mav0－mav1＝BLΔq 得 Δq＝0.5 C （1 分）
ΔΦ BLΔx
又 Δq＝ ＝ ， 解得 Δx＝0.375 m （1 分）
Ra＋Rb Ra＋Rb
Δx 为 a 棒与 b 棒的间距的变化量，所以 a、b 两棒的间距 x1＝x0－Δx＝0.125m.（1 分）
22. （10 分）
解析：
1)速度选择器中：qvB= Eq （1 分）得：E = Bv （1 分）
离子在磁分析器中的半径为 ，由几何关系可得： R2 = ( 3L)2 + (R L)22) R （1 分）
得：R=2L（1 分）
mv2 q v
又因为：qvB = （1 分） 得： = （1 分）
R m 2BL
2
3 2 3 mv
3L R /3)当 B B B 时，由qvB = 可得： 2 3L （1 分） 偏 偏
3 3 R /
当 R
/ = 3L时，离子从 O 点与水平方向成 600离开，落点到 N 的距离 x1 = L （1 分）
当 R
/ = 2 3L时，离子竖直向下离开，落点到 N 的距离 x2 = (2 3 3)L（1 分）
宽度 x = x1 + x2 = (2 3 2)L （1 分）
