山东省聊城市2021-2022学年高二下学期期末考试打靶题（一）物理试题（Word版含答案）

聊城市2021-2022学年高二下学期期末考试打靶题（一）
物理试题
一、单项选择题（每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1．关于分子间距与分子力，下列说法正确的是（　　）
A．悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动就越明显
B．温度升高，布朗运动显著，说明悬浮颗粒的分子运动剧烈
C．一般情况下，当分子间距D．用气筒打气需外力做功，是因为分子间的斥力作用
2．我国第一代核潜艇总设计师黄旭华院士于2019年9月29日获颁“共和国勋章”。核动力潜艇上核反应堆中可能的一个核反应方程为(其中△E为释放出的核能)。下列说法正确的是（ ）
A．该核反应属于原子核的衰变 B．核反应方程式中x=2
C．的比结合能为 D．核的比结合能小于核的比结合能
3．如图甲所示，正方形导线框放置在垂直于纸面的匀强磁场中，以垂直纸面向内为磁场的正方向，匀强磁场的磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，用表示边受到的安培力，以水平向左为的正方向，能正确反映随时间变化的图像是（　　）
A． B． C． D．
4．有4个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈中，电源输出电压u恒定不变，如图所示．若将该线路与交流电源接通，且开关S接在位置1时，4个灯泡发光亮度相同；若将开关S接在位置2时，灯泡均未烧坏．则下列可能的是( )
A．该变压器是降压变压器，原、副线圈匝数比为4：1
B．该变压器是升压变压器，原、副线圈匝数比为1：4
C．当接位置2时副线圈中的灯泡仍能发光，只是亮度变亮
D．当接位置2时副线圈中的灯泡仍能发光，只是亮度变暗
5．如图所示是某时刻振荡电路中振荡电流i的方向，下列对甲、乙回路情况的判断正确的是（　　）
A．若甲电路中电流i正在增大，则该电路中线圈的自感电动势必定在增大
B．若乙电路中电流i正在增大，则该电路中电容器里的电场必定向下
C．若甲电路中电流i正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必在增强
D．若乙电路中电流i正在减小，则该电路中电容器极板上的电荷必是上正下负
6．某种角速度计，其结构如图所示．当整个装置绕轴OO′ 转动时，元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号．已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计．滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端，当系统以角速度ω转动时，则( )
A．电路中电流随角速度的增大而增大
B．弹簧的伸长量为
C．输出电压U与ω的函数式为
D．此装置能测量的角速度最大不超过
7．某气缸内封闭有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V—T图像如图所示，则在该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．从状态B到C，气体吸收热量
B．从状态C到D，气体的压强增大
C．从状态D到A，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
D．若气体从状态C到D，内能增加3kJ，对外做功5kJ，则气体向外界放出热量8kJ
8．用图1装置研究光电效应，分别用a光、b光、c光照射阴极K得到图2中a、b、c三条光电流I与A、K间的电压UAK的关系曲线，则下列说法正确的是（　　）
A．开关S扳向1时测得的数据得到的是I轴左侧的图线
B．b光的光子能量大于a光的光子能量
C．用a光照射阴极K时阴极的逸出功大于用c光照射阴极K时阴极的逸出功
D．b光照射阴极K时逸出的光电子最大初动能小于a光照射阴极时逸出的光电子最大初动能
二、不定项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分）
9．如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B。有一质量为m、长为l的导体棒在ab位置以初速度v沿斜面向上运动，最远到达a′b′处，导体棒向上滑行的最远距离为x。导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。在导体棒向上滑动过程中，下列说法正确的是( )
A．导体棒受到的最大安培力为
B．导体棒损失的机械能为mv2－mgxsin θ
C．导体棒运动的时间为
D．整个电路产生的焦耳热为mv2－mgx(sin θ＋μcos θ)
10．如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（　　）
A．绝大多数的α粒子会发生大角度偏转
B．绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进
C．极少数α粒子发生大角度偏转，甚至几乎原路返回
D．α粒子发生大角度偏转是与原子中的电子碰撞造成的
11．氢原子的能级图如图所示，已知氢原子各能级的能量可以用公式计算，现有大量处于能级（图中未标出）的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　　）
A．这些氢原子可能发出10种不同频率的可见光
B．已知钠的逸出功为2.29eV，则氢原子从能级跃迁到能级释放的光子可以从金属钠的表面打出光电子
C．氢原子从能级跃迁到能级释放的光子波长最长
D．氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加
12．下列说法正确的是( )
A． 经过6次α衰变和4次β衰变后，成为稳定的原子核
B．发现中子的核反应方程为
C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱
D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子能量减小
三、非选择题（共6小题，共60分）
13．（6分）我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。
（1）如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道_______。
（2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向左移动滑片，此过程中电流表指针向______偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向______偏转。（均选填“左”或“右”）
（3）某同学按图丙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除______（选填“A”或“B”） 线圈所在电路时发生的，分析可知，要避免电击发生,在拆除电路前应______（选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。
14．（10分）在一次“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
③将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小；
④将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入75滴，量筒内的溶液增加1mL；
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
(1)上述步骤中，正确的顺序是_____________________；
(2)这次实验中一滴油酸溶液中含有的油酸体积为___________mL。油酸膜边缘轮廓如图所示（已知图中正方形小方格的边长为1cm），则可估算出油酸分子的直径约为____________m（结果保留一位有效数字）；
(3)本实验中做了三点理想化假设：①将油酸分子视为球形；②将油膜看成单分子层；③___________。做完实验后，发现所测的分子直径d明显偏大，出现这种情况的原因可能是_____________。
A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
B．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
C．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多计了10滴
D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
15．（10分）如图所示，线圈abcd的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：（从线圈转动经过中性面时开始计时）
(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)线圈转过时电动势的瞬时值；
(3)电路中电压表和电流表的示数；
(4)经通过电阻R的电荷量。
16．（12分）如图所示，平行光滑金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上，M、P端接有阻值为R的定值电阻，导轨间距为L，质量为m、长为L的金属棒放在导轨上，宽为d的边界间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，磁场边界与导轨平行，开始时金属棒静止在磁场外离磁场左边界d处，用大小为F的水平恒定向右拉金属棒，金属棒在磁场中运动t时间达到最大速度，金属棒运动过程始终与导轨垂直并接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，求：
（1）金属棒刚进磁场时加速度的大小；
（2）从开始运动到金属棒达到最大速度的过程中，通过电阻R的电量；
（3）金属棒通过磁场的过程中，电阻R上产生的焦耳热.
17．（10分）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：
(1)抽气前氢气的压强；
(2)抽气后氢气的压强和体积。
18．（12分）钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和粒子，而铀核激发态立即衰变为铀核，并放出能量为0.097MeV的光子。已知：、和粒子的质量分别为、和，，衰变放出的光子的动量可忽略。
(1)写出衰变方程；
(2)将衰变产生的和粒子垂直射入磁感应强度为B的同一匀强磁场，求和粒子圆周运动的半径之比；
(3)求粒子的动能（结论保留4位有效数字）。
聊城市2021-2022学年高二下学期期末考试打靶题（一）
物理试题 参考答案
1．C【详解】A、悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动就越不明显，故A错误； B、温度升高，布朗运动显著，说明液体分子运动剧烈，故B错误；C、当两个分子间的距离r=r0时，分子力为0，当r＞r0时，分子力表现为引力，当r＜r0时，分子力表现为斥力．故C正确；D、用气筒给车胎打气，到后来觉得气体难以压缩，是因为克服轮胎的压力，并不是分子间的斥力，故D错误；
2．D【详解】A．用中子轰击铀核的核反应方程为原子核的裂变，故A错误；B．由核反应遵循质量数与电荷数守恒，可知x=3故B错误；C．△E是该核反应释放的能量，不是核的结合能，则的比结合能不等于,故C错误；D．中等质量原子核的比结合能较大，核的比结合能小于核的比结合能，故D正确。故选D。
3．A【详解】，感应电动势为为定值，感应电流为
为定值，安培力为，由于逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，方向向左，为正；内，感应电动势为为定值，感应电流为
为定值，安培力，由于从0逐渐增加，故安培力从0逐渐增大，方向向右，为负；在内，无感应电流，则无安培力；同理在内，安培力逐渐减小到0，方向向左，为正．在内，安培力从0逐渐增大，方向向右，为负。故选A。
4．C【详解】四个灯泡亮度相同，所以原线圈电流与副线圈电流之比为1：3，根据电流与匝数成反比知原副线圈的匝数比为3：1，可知该变压器是降压变压器，故AB错误；接到2位置，原线圈输入电压变大，根据电压与匝数的关系可知副线圈电压变大，所以灯泡的电流变大，灯泡仍能发光，但亮度变大，故C正确，D错误．
5．B【详解】AB．据振荡电路特点知，若电路中电流正在增大，说明振荡电路正在放电，对于甲图，电容器所带的电荷量在减少，电流变化率一定在减小，线圈的自感电动势也在减小；对于乙图，是从上极板流向下极板，则说明上极板带正电，进而可判断电场方向应向下，故A错误B正确；CD．若甲电路中电流正在减小，则线圈周围的磁场一定在减弱；对于乙图，若电流正在减小，说明电容器正在充电，电流指向下极板，所以下极板充上正电，上板带负电，故CD错误。故选B。
6．D【详解】系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，BC的电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，与角速度无关．故A错误．设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得kx=mω2（l+x）解得，选项B错误；又输出电压 ，联立两式得．故C错误．当x=l时角速度最大，则由kx=mω2（l+x）解得，选项D正确；故选D．
7．C【详解】A．从状态B到C过程气体发生等温变化，内能不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量，A错误；B．由V =T知，从C到D过程气体发生等压变化，B错误；C．从D到A过程中，气体温度不变，则单个气体分子碰撞器壁的力不变，压强减小，则必然是单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少造成的，C正确；D．由U = W + Q得 Q = 8kJ 气体从外界吸收热量，D错误。故选C。
8．B【详解】A．当光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，当开关S扳向1时，光电子在光电管是加速，则所加的电压是正向电压，因此测得的数据得到的并不是I轴左侧的图线，故A错误；B．根据入射光的频率越高，对应的截止电压越大；由题目图可知，b光的截止电压大于a光的截止电压，所以b光的频率大于a光的频率，依据可知，b光的光子能量大于a光的光子能量，B正确；C．同一阴极的逸出功总是相等，与入射光的能量大小无关，C错误；D．b光的截止电压大于a光的截止电压，根据所以b光对应的光电子最大初动能大于a光的光电子最大初动能，D错误。故选B。
9．BCD【详解】A．根据：可以知道速度最大时感应电动势最大，电流和安培力也最大，所以初始时刻的安培力最大，根据： 可得：故A错误；B．从初始位置到滑行最远时根据能量守恒有损失的机械能为：
故B正确；C．导体棒向上滑动过程中由动量定理可知
而由电荷的定义式结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知：联立解得：故C正确；
D．上滑过程中克服摩擦力和重力做的总功为：
根据能量守恒定律可得整个电路产生的焦耳热为：
故D正确。故选BCD。
10．BC【详解】ABC．根据卢瑟福的α粒子散射实验的现象， 绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进，少数α粒子发生了偏转，极少数α粒子发生大角度偏转，甚至几乎原路返回，选项A错误，BC正确；D．α粒子发生大角度偏转是α粒子与原子中金原子核碰撞造成的，选项D错误。故选BC。
11．BD【详解】A．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，可能辐射出种不同频率的光子，故A错误；B．氢原子从能级跃迁到能级释放的光子，其能量为而光子的能量大于钠的逸出功为2.29eV，则用光子照射金属钠能发生光电效应，可以从金属钠的表面打出光电子，故B正确；C．氢原子从能级跃迁到能级释放的光子能量最大，则频率最大，波长最短，故C错误；D．氢原子从能级跃迁到能级时向外辐射光子，原子的总能量减少，电子圆周的轨道半径变小，则核外电子运动的额动能增加，故D正确；故选BD。
12．ABC【详解】经过6次α衰变和4次β衰变后，质量数是：m＝232－6×4＝208，电荷数：z＝90－2×6＋4＝82，成为稳定的原子核Pb，故A正确；发现中子的核反应方程是，故B正确；γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C正确；根据波尔理论可知，核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，氢原子的电势能增大，核外电子遵循：，据此可知电子的动能减小；再据能级与半径的关系可知，原子的能量随半径的增大而增大，故D错误；故选ABC．
13．电流表指针偏转方向与电流方向间的关系 右 左 A 断开开关
【详解】(1)[1]如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系；
(2)[2][3]如图乙所示，实验中发现闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏；电路稳定后，若向左移动滑动触头，通过线圈A的电流增大，磁感应强度增大，穿过线圈B的磁通量增大，电流表指针向右偏转；若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针向左偏转；
(3)[4][5]在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下，为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。
14．④①②⑤③ 8×10-6 8×10-10 油酸分子紧密排列无间隙 AB
【详解】(1)[1]实验应首先测定一滴油酸溶液体积，然后准备浅水盘，形成油膜，接着描绘油膜边缘，测量油膜面积，最后计算分子直径。故正确的顺序是④①②⑤③。
(2)[2][3]一滴油酸溶液中含有的油酸体积为一滴酒精油酸溶液的体积与配置比例的乘积，即
油膜面积为则油酸分子的直径为
(3)[4][5]本实验中做的第三点理想化假设是油酸分子紧密排列无间隙。
A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故A正确；
B．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算所用体积数值偏大，导致计算结果偏大，故B正确；
C．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多计了10滴，则测量的纯油酸体积偏小，导致结果计算偏小，故C错误；
D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D错误。
故选AB。
15．(1)；(2)；(3)，；(4)
【详解】(1)由题意可知
则
(2)当时
(3)电动势的有效值
电流表示数
电压表示数
(4)内线圈转过的角度
该过程
所以，，
得
16．（1） ；（2） ；（3）
【详解】（1）设金属棒刚进入磁场时速度大小为v1，根据动能定理有
解得v1=
根据牛顿第二定律
解得
（2）设金属棒在磁场中运动的最大速度为v2，根据力平衡有 解得
金属棒从进入磁场到达到最大速度过程，根据动量定理有
解得
（3）由于金属棒最终是匀速通过磁场，根据功能关系有
解得电阻R中产生的焦耳热
17．(1)；(2)，
【详解】(1)设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得， 得
(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氮气的压强和体积分别为p2和V2，根据力的平衡条件有
由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0，p2V2=p0·V0
由于两活塞用刚性杆连接，故V1–2V0=2（V0–V2）
联立解得，
18．(1)（或写作，）；(2)；(3)
【详解】(1)根据题意书写衰变方程
(2)衰变过程满足动量守恒，即
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动
解得
则和粒子圆周运动的半径之比
(3)核反应过程中的质量亏损
结合质能方程和能量守恒定律可知核反应过程中转化为粒子动能的总能量
即
根据动能和动量的关系 得
则粒子的动能
高二期末考试打靶题（一）
物理试题答案卷
三、非选择题（共6小题，共60分）
13.（1）________ （2）_____ __ （3）
14.（1）________ （2）_____ __ （3）
15.(10分)
16. (12分)
17. (10分)
18.(12分)