山东省聊城市2021-2022学年高二下学期期末考试打靶题（二）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（二）
物理试题
单项选择题（每小题3分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1．物理学是一门以实验为基础的科学，任何学说和理论的建立都离不开实验。下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史实的说法，其中正确的是（　　）
A. 麦克斯韦通过实验验证了电磁波的存在
B. 爱因斯坦提出了光子说理论，并成功地解释了光电效应实验
C. 卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构
D. 玻尔通过实验成功地解释了各种原子发光现象
2．下列说法正确的是（　　）
A. 随着分子间距离的增大分子势能一定先减小后增大
B. 分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大
C. 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性
D. 当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大
3．下列说法正确的是（　　）
A. 非晶体内部的排列具有空间周期性
B. 晶体没有固定的熔点，非晶体有固定的熔点
C. 液晶具有液体的流动性，同时具有各向同性的特点
D. 通常金属在各个方向的物理性质都相同，金属是晶体
4．抗击“新冠肺炎疫情”，志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温；防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒。红外线和紫外线相比较（　　）
A. 红外线和紫外线都能用来加热理疗 B. 红外线的光子能量比紫外线的大
C. 真空中红外线的波长比紫外线的长 D. 真空中红外线的传播速度比紫外线的大
5．大千世界的五光十色是由于原子跃迁发光而产生。氢原子能级的示意图如图所示，关于氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的描述，下列说法正确的是（　　）
A. 氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时，吸收的光子能量为1.89eV
B. 大量氢原子从n＝4的激发态向低能级跃迁时发射的谱线有3条
C. 用光子能量为10.3eV的光照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
D. n＝4能级的氢原子跃迁到n＝2能级比跃迁到基态发出的光更易发生衍射现象
6．如图是电饭锅的结构示意图。电饭锅中的感温铁氧体在常温下具有铁磁性，能被磁体吸引，当温度上升到约103℃（称为感温铁氧体的“居里点”）时，就会失去铁磁性，不能被磁体吸引，在电饭锅工作过程中，下列说法错误的是（ ）
A．煮饭时手压开关按钮，永磁体与感温铁氧体相吸同时接通电路
B．当锅底水分刚好被大米全部吸收时，电饭锅立即自动断电
C．当感温铁氧体的温度达到“居里点”时，电饭锅自动断电
D．若用电饭锅烧水至沸腾时，感温铁氧体与永磁体仍吸在一起
7．如图所示，半圆形线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的有界匀强磁场中绕垂直于磁场的OO′轴（OO′为有界磁场边界）以角速度ω匀速转动，会产生交变电流，已知外电路电阻为R。则电路中电流的有效值为（　　）
A. B. C. D.
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（　　）
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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． 2022年3月23日，天宫号空间站上的三名宇航员王亚平、翟志刚、叶光富，又给全国的观众带来了一堂精彩的天宫授课，其中宇航员们做了一个“液桥”实验。将水分别挤在两块透明板上，水球状似倒扣着的碗，如图甲所示。将两板慢慢靠近，两个水球“碗底”挨“碗底”，液桥形成，一座中间细、两头粗的“桥”将两块板相连，如图乙所示；再将两板拉远，液桥变得更细、更长，仍然没有断开。下列说法正确的是（　　）
A．液桥形成的根本原因是空间站中的失重环境
B．液桥形成的根本原因是水的表面张力的作用
C．液体的表面张力在表面层的切面内各个方向都存在
D．图甲可以推断水和透明板是不浸润的
10． 某同学探究自感现象时设计的实验电路如图所示。A，B为两完全相同的灯泡，电感线圈L的自感系数很大，直流电阻为灯泡电阻的一半，电源内阻不计，下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合瞬间，B先亮，A后亮，最终A，B一样亮
B．开关S闭合瞬间，A、B先同时亮，然后A变暗一些，B变得更亮
C．开关S断开瞬间，A、B立即同时熄灭
D．开关S断开瞬间，B立即熄灭，A先变得更亮再逐渐熄灭
11． 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
12． 如图，一定量的理想气体经过a→b→c三个状态过程，a、b、c状态在压强—温度（p-t）图像的两条直线上，p1和p2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标，t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0=－273.15℃ 。下列说法正确的是（　　）
A．气体在状态a和b的体积之比
B．气体在状态b和c的体积之比
C．气体从b→c过程中外界做的功等于放出的热量
D．气体从a→b→c过程中吸收的热量大于对外做的功
13． 某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像如图所示。由图像可知，下列说法正确的是（　　）
A．该金属的逸出功等于eU
B．光电子最大初动能与入射光频率成正比
C．若已知电子电量e，则普朗克常量
D．当入射光频率为2ν0时遏止电压是U
14． 静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为mX、mY和mα，α粒子在磁场中运动的半径为R。假设衰变释放的能量全部转化为新原子核Y和α粒子的动能，则（ ）
A．衰变方程可表示为
B．核Y结合能为
C．核Y在磁场中运动的半径为
D．核Y的动能为
三、实验题题（共2小题，共11分）
15． 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同时记录对应的由压强传感器显示的气体压强值p；
③用图像处理实验数据。
（1）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 ；
（2）如果实验操作规范，某小组描绘图线如乙图所示，则图中的代表 ；
（3）另一小组所做的实验中，画出的图像如图丙所示，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
16． 某兴趣小组用如图所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验：
（1）下列器材在实验中还必须用到的是____________（填字母）；
（2）实验中原、副线圈的电压之比与其匝数之比有微小差别，原因不可能是___________；
A．变压器铁芯漏磁 B．铁芯在交变电磁场作用下发热
C．原线圈输入电压发生变化 D．原、副线圈上通过的电流发热
（3）实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则可推断原线圈的输入电压可能为___________。
A．3V B．5.5V C．6.0V D．6.5V
（4）如图所示为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原副线圈的匝数分别为n1、n2（右侧实线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当__________时，R获得的功率最大。
四、计算题（共4小题，共41分）
17．(8分)为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分钟衰变8×107次，这种同位素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1 m3的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量为多少？
(10分)为做好疫情防控供电准备，供电部门为医院设计的供电系统输电电路简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.25m2，匝数n＝100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以一定的角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：20，降压变压器的副线圈接入到医院供电，两变压器间的输电线等效电阻R＝40Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率P＝5×104W时，电压表的示数为250V，额定电压为220V的医疗设备正常工作。求：
线圈转动角速度大小；
（2）降压变压器原、副线圈匝数之比。
19．(10分)自热食品近两年增速迅猛，尤其是2020年疫情期间，更是多次出现脱销的新闻。如图是一款自热盒饭的截面图，自热盒饭是夹层结构，其中上层饭盒用来装食材，下层用来放发热包，上下两层相对封闭。某学校兴趣小组对产品进行测试时，食材盒内气体初始压强与外部大气压p0相同，温度为27℃，发热包遇到水后温度上升来加热上层食材。检测人员把透气孔堵住，食材盒内封闭性能良好，可认为食材盒气体质量不变，气体可视为理想气体。（绝对零度取－273℃）
（1）加热时食材盒内气体压强达到1.2p0时，食材盒内气体膨胀，食材层容积变为原容积的1.1倍，则此时气体的温度为多少？
（2）测试人员表示，如果继续把透气孔堵塞盒子就极有可能会爆炸，于是迅速打开透气孔放出部分气体，使得饭盒内气体的压强与外界大气压强相等，设放气过程中温度保持不变，食材盒容积立即恢复到原容积。求放出的气体与盒内所留气体的质量之比。
20． (13分)如图所示，MN和PQ是两根相距L=0.5m竖直固定放置的光滑金属导轨，导轨足够长，其电阻不计。水平条形区域I和Ⅱ内均有磁感应强度B=1T、方向垂直于导轨平面向里的匀强磁场，其宽度均为d=0.5m，区域I和区域Ⅱ相距h=0.1m，其它区域内无磁场。导体棒ab的长度L=0.5m、质量m=0.1kg、电阻R=0.5Ω，开关S处于断开状态。现将ab棒由区域I上边界上方H=0.4m处由静止释放，ab棒下落时闭合S。已知ab棒在先后穿过两个磁场区域的过程中，流过棒的电流及其变化情况相同。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。计算结果可以保留根号。求：
（1）ab棒进入磁场区域I的瞬间，通过棒的电流强度I；
（2）ab棒穿过磁场区域I的过程中，棒上产生的热量Q；
（3）ab棒穿过磁场区域Ⅱ过程所用的时间t。
聊城市2021-2022学年高二下学期期末考试打靶题（二）
物理试题答案
1. 【答案】B
【解析】A．麦克斯韦通从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误；
B．爱因斯坦提出了光子说理论，并成功地解释了光电效应实验，故B正确；
C．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核式结构模型，故C错误；
D．玻尔通过实验成功地解释了氢原子的发光现象，故D错误。
故选B。
2. 【答案】C
3.【答案】D 【解析】A．晶体内部的排列具有空间周期性，而非晶体内部的排列不具有空间周期性，故A错误；
B．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故B错误；
C．液晶具有液体的流动性，同时具有各向异性的特点，故C错误；
D．通常金属属于多晶体，在各个方向的物理性质都相同，故D正确。
故选D。
4.【答案】C 【解析】A．红外线可以用来理疗，紫外线不能，故A错误；
B．因为红外线的频率小于紫外线，根据
可知红外线的光子能量比紫外线的小，故B错误；
C．根据可知红外线的波长比紫外线的波长长，故C正确；
D．真空中红外线和紫外线的传播速度是一样的，故D错误。故选C。
5. 【答案】D 【解析】A．氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时，放出的光子能量为1.89eV，故A错误；B．大量氢原子从n＝4的激发态向低能级跃迁时发射的谱线有条，故B错误；
C．用光子能量为10.3eV的光照射氢原子，根据跃迁假设有
能级图中不存在此能级，故C错误；
D．n＝4能级的氢原子跃迁到n＝2能级比跃迁到基态发出的光子能量小，由可知n＝4能级的氢原子跃迁到n＝2能级的光频率小，波长大，所以更容易发生衍射，故D正确。故选D。
6. 【答案】B
【解析】A．由电路图可看出煮饭时手压开关按钮，永磁体与感温铁氧体相吸，触电相连接，同时接通电路，A正确，不符合题意；
B．在1标准大气压下水的沸点是100°C，即水在沸腾后温度为100°C，则当锅底水分刚好被大米全部吸收时温度还是100°C，没有达到感温铁氧体的“居里点”，感温铁氧体不会失去铁磁性，则感温铁氧体与永磁体仍吸在一起，电饭锅不会立即自动断电，B错误，符合题意；
C．当感温铁氧体的温度达到“居里点”时，感温铁氧体失去铁磁性，则弹簧将感温铁氧体与永磁体弹开，电饭锅立即自动断电，C正确，不符合题意；
D．在1标准大气压下水的沸点是100°C，即水在沸腾后温度为100°C，此时继续吸热，温度不会升高，没有达到感温铁氧体的“居里点”，感温铁氧体不会失去铁磁性，则感温铁氧体与永磁体仍吸在一起，D正确，不符合题意。
故选B。
7. 【答案】B
【解析】若半圆形线圈转动的角速度为，线圈转动一周只有半周在磁场中发生电磁感应，产生的交流电为正弦交流电（全波波形）的每个周期有半个周期存在电动势（半波波形），设输入电压的有效值为U，电动势最大值为
则因此电压有效值为
电路中电流的有效值为
8. 【答案】A
【解析】设导线框运动速度为v。梯形导线框右侧导线进入磁场时，切割磁感线的有效长度为3L，之后切割磁感线的有效长度慢慢变短，直至导线框右侧到达磁场右边界时，切割磁感线的有效长度变为2L。根据感应电动势公式，可知感应电动势由3BLv，降低至2BLv。根据楞次定律，这段时间的磁通量增加，故电流方向为逆时针方向；
导线框右侧导线出磁场至左侧导线进入磁场这段时间，导线框切割磁感线的有效长度不变，为L。这段时间的感应电动势为BLv；
当导线框左侧进入磁场时，切割磁感线的有效长度为2L，之后慢慢减小。至导线框左侧出磁场时，有效长度最小，为L。感应电动势由2BLv减小至BLv。根据楞次定律，导线框右侧出磁场之后，导线框的磁通量一直减小，故电流方向一直为顺时针方向；
因导线框电阻不变，根据欧姆定律可知，感应电动势变化趋势与感应电流变化趋势相同，可知，B、C、D错误，A选项正确，故选A。
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. 【答案】BC
【解析】AB．液桥形成的根本原因是水的表面张力的作用，故A错误，B正确；
C．液体的表面张力在表面层的切面内各个方向都存在，故C正确；
D．因为液桥表现为中间细、两头粗的特点，即附着层表现为斥力作用，所以水和透明板是浸润的，故D错误。。
10. 【答案】BD
11.【答案】BC
【解析】AB．由磁场方向可以判断电流方向由a向b，若磁场正在减弱，说明电容器正在充电，电场能正在增大，电容器上板带正电，B正确，A错误；
CD．由磁场方向可以判断电流方向由a向b，若磁场正在增强，说明电容器正在放电，电场能正在减小，电容器上板带负电，C正确，D错误。
故选BC。
12. 【答案】AD
【解析】A．图中两条直线是等容线，所以a、b两个状态下的气体体积相同，则
A正确；
B．Ⅰ和Ⅱ图像，气体分别做等容变化，在 时，根据玻意耳定律可得
即B错误；
C．因为则 气体从b→c过程中，温度没变，则
体积变大，气体对外做功
根据即气体对外做功等于吸收的热量，C错误；
D．气体从a→b→c过程中，温度升高，内能变大，即
体积变大，气体对外做功
根据气体从a→b→c过程中吸收的热量大于对外做的功，D正确。故选AD。
13. 【答案】ACD
【解析】AC．根据光电效应方程得
由图像可知 ，
所以 ，故AC正确；
B．由光电效应方程可知光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系，并不是正比关系，故B错误；
D．由
解得故D正确。
【答案】AC
【解析】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程可表示为A正确；
B．此反应中放出的总能量为
可知核Y的结合能不等于，B错误；
C．根据半径公式又mv=p（动量）
则得
在衰变过程遵守动量守恒，根据动量守恒定律得
则
得半径之比为
则核Y在磁场中运动的半径为故C正确；
D．两核的动能之比
因
解得故D错误。故选AC。
15. 【答案】 （1）在注射器活塞上涂一些润滑油 注意手不能握住注射器的封闭气体部分 缓慢推动活塞 （2）注射器与压强传感器连接处的气体体积 （3）BC
【解析】（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂一些润滑油，这样可以保持气密性；为了保持封闭气体的温度不变，实验中要注意手不能握住注射器的封闭气体部分，缓慢推动活塞，这样能保证装置与外界温度一样；
（2）根据理想气体状态方程
可知如果实验操作规范正确，根据实验数据画出的图线是过坐标原点的直线。但如图所示的图线不过原点，该图线的方程为
说明注射器中气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，截距V0代表：注射器与压强传感器连接处的气体体积。
（3）A．各组的V、取值范围太小，不会使图像发生弯曲，A错误；
B．实验过程中气体温度降低，则pV值减小，则图像向下弯曲，选项B正确；
C．实验过程中有漏气现象，则pV值减小，则图像向下弯曲，选项C正确；
D．实验过程中气体温度升高，则pV值变大，则图像向上弯曲，选项D错误。
故选BC。
16. 【答案】 （1）C （2）C （3） D （4）
【解析】（1）实验中需要交流电源和交流电压表(万用表)，不需要干电池和滑动变阻器；
（2）A．变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比有差别，选项A不符合题意；
BD．原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，选项BD不符合题意；
C．原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，选项C符合题意。
（3）若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系
若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为
考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为6.5V。故选D。
（4）把变压器和R等效为一个电阻R1，R0当作电源内阻，当内外电阻相等，即
此时输出功率最大，根据
得
代入
解得由得
17．【答案】2.5×105 m3
解析：设放射性同位素原有质量为m0，10天后其剩余质量为m，水库存水量为Q，由每分钟衰变次数与其质量成正比可得＝，由半衰期公式得m＝m0，由以上两式联立代入数据得＝＝，解得水库的存水量为Q＝2.5×105 m3。
18．【答案】（1）ω＝100π rad/s（2）230:11
【解析】（1）发电机的最大感应电动势：Em＝nBSω
电压表的示数：
解得：ω＝100π rad/s
（2）升压变压器的输出电压：
输送电流：
在输送电路上有：U3＝U2-IR=4600V
对降压变压器有：
19. 【答案】（1）123℃；（2）
【解析】（1）根据理想气态方程
解得即
（2）根据题意得
解得
得
20. 【答案】（1）；（2）Q=0.6J；（3）
【解析】（1）令ab棒刚进入磁场区域Ⅰ时的速度大小为，通过它的电流大小为i，则根据动能定理得
解得
通过棒的电流强度为
解得
（2）令ab棒从磁场区域Ⅰ上边界到磁场区域Ⅱ上边界过程中产生的热量为Q，已知ab棒在先后穿过两个磁场区域的过程中，流过棒的电流及其变化情况相同。由能量守恒定律得
解得Q=0.6J
（3）由上可得，令ab棒到达磁场区域Ⅰ下边界时速度大小为，由能量守恒定律得
解得
由题意知ab棒穿过磁场区域Ⅰ和Ⅱ所用的时间相同，设为t，令ab棒穿过磁场区域Ⅰ过程中的平均电动势大小为、平均电动势大小为、则有
根据动量定理得
解得