江西省景德镇市2021-2022学年高二下学期期末质量检测物理试题（Word版含答案）

景德镇市2021-2022学年度高二物理期末考试卷
全卷满分：100分 考试时间：90分钟
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共计40分。其中1-6是单选题，7-10是多选题。)
1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下关于物理研究方法和物理学史的叙述中，正确的是（　　）
A．用质点来代替实际物体的研究方法叫微元法
B．伽利略通过斜面实验直接得到了自由落体运动的速度与时间成正比
C．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D．库仑通过扭秤实验，定性地研究出真空中两点电荷的相互作用关系
2．质量为m的物体用轻绳悬挂于天花板上，将另一轻绳系在绳上的O点，轻绳保持水平向右拉O点，使与竖直方向成一定角度且物体始终处于平衡状态。若保持O点位置不变，用T和F分别表示绳段和段拉力的大小（　　）
A．逆时针转动至竖直方向的过程中，F先减小再增大，T逐渐变小
B．逆时针转动至竖直方向的过程中，F逐渐变大，T逐渐变大
C．顺时针转动至接近方向的过程中，F逐渐变小，T逐渐变大
D．顺时针转动至接近方向的过程中，F逐渐变大，T逐渐变小
3．如图，1、2两个小球以相同的速度水平抛出。球1从左侧斜面上抛出，经过时间落回斜面上，球2从某处抛出，经过时间恰好垂直撞在右侧的斜面上，已知左右两侧斜面的倾角为，则（　　）
A． B． C． D．t1:t2=2:3
4．经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为。则可知（　　）
A．、做圆周运动的角速度之比为3∶2
B．、做圆周运动的向心力之比为1∶1
C．、做圆周运动的半径之比为3∶2
D．、做圆周运动的线速度之比为1∶1
5．如图，M、N是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，R为滑动变阻器，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S，电容器极板带电量为Q，小球静止时悬线与竖直方向的夹角为。下列判断正确的是（　　）
A．若只将变阻器滑片P缓慢地向b端移动，则角将减小
B．若只将变阻器滑片P缓慢地向b端移动，则电容器带电量Q将减小
C．若只将电容器M极板靠近N极板，则角将增大
D．若只将电容器M极板靠近N极板，则电容器电量Q不变
6．如图，边长为，匝数为，电阻不计的正方形线圈abcd固定在水平面内，磁感应强度为B的匀强磁场绕线圈的轴以恒定角速度顺时针转动，轴垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为和。下列判断正确的有（　　）
A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势为
B．电压表示数为
C．穿过变压器原、副线圈的磁通量的变化率之比等于
D．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，变压器的输入功率变小
7．下列说法中正确的是（　　）
A．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素
B．菜地要保持地下水分，就要把土壤弄实以减少毛细现象的发生
C．雾是空气中的水蒸气液化成的小水珠悬浮在地面附近的空气中形成的，与雾霾有本质的区别
D．相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中的水蒸气已达饱和状态
8．在医疗诊断中，常用能放射正电子的半衰期为的同位作为示踪原子。是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击获得，同时还产生另一个粒子。下列说法正确的是（　　）
A．发生衰变时会生成与和正电子
B．质子轰击获得的同时会产生
C．2g同位素经过1h还有0.5g没有发生衰变
D．医疗诊断中选用作为示踪原子，是因为它的半衰期比天然放射性物质短得多，放射性废料容易处理
9．一辆小汽车在水平路面上由静止匀加速启动，功率到达额定功率P=45kW后保持不变，其v-t图像如图所示，已知汽车的质量为1500kg，汽车受到地面的阻力f=1500N。g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．汽车在前5s内的加速度大小为
B．汽车在前5s内的牵引力为4500N
C．汽车的最大速度为20m/s
D．汽车的最大速度为30m/s
10．如图所示，水平向右的匀强电场中，一带电粒子从A点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A在同一水平线上的C点，粒子从A到B过程中克服重力做功2.0 J，电场力做功3.0 J，则（ ）
A．粒子做匀变速曲线运动 B．粒子在B点速度为零
C．粒子在C点的机械能比在A点多9.0 J D．粒子在C点的动能为14.0 J
二、实验题（本题共9空，每空2分，共计18分。）
11．某物理兴趣小组在“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中，对课本中的实验方案作了一些改进，采用如图甲所示实验装置。
（1）下列说法正确的是___________。
A．需要挂上砂桶，并调节长木板的倾角，以平衡摩擦力 B．需要用天平测出砂和砂桶的总质量
C．需要保持定滑轮至小车间的轻绳与倾斜的长木板平行 D．需要控制砂和砂桶的总质量远小于小车质量
（2）如图乙为实验中得到的一条纸带，0~6为计数点，测得，根据纸带数据，求出1计数点的瞬时速度________m/s，小车的加速度________。（结果都保留两位有效数字，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz）
（3）以弹簧测力计的读数F为横坐标，通过纸带计算出的加速度a为纵坐标，画出的图象如图丙所示，则小车的质量为________kg。
12．112．在“金属丝电阻率的测量”的实验中：
①用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中一次测量的示数如图所示，则该次金属丝直径的测量值d=__________mm。
②用伏安法测量金属丝的电阻Rx（阻值约为5Ω），实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：
电流表A1（量程0~0.6A，内阻约0.1）；
电流表A2（量程0~3A，内阻约0.01）；
电压表V1（量程0~3V，内阻约3k）；
电压表V2（量程0~15V，内阻约20kΩ）；
滑动变阻器R（0~20）；
电源E（电动势为3.0V，内阻不计）。
为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选_________，电压表应选_________。
③根据所选用的实验器材，应选用以下哪个电路图进行实验？__________。
④若通过测量可知，金属丝接入电路的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=_______。（用题目所给字母表示）
三、解答题（本题共4小题，其中第13题8分，第14题10分，第15、16题各12分。）
13．某同学利用数字化信息系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图所示的p V图像。已知该气体在状态A时的温度为27℃。求：
（1）该气体在状态C时的温度是多少；
（2）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热，传递的热量是多少。
14．如图所示，半径的竖直半圆形光滑轨道与水平面相切，距离质量的小滑块1放在半圆形轨道末端的点，另一质量也为的小滑块2，从点以的初速度在水平面上滑行，两滑块相碰，碰撞时间极短，碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。已知滑块2与水平面之间的动摩擦因数，取重力加速度，两滑块均可视为质点。求：
（1）碰前的速度大小；
（2）在点轨道对两滑块的作用力。
15．如图所示，足够长光滑导轨倾斜放置，导轨平面与水平面夹角，导轨间距，其下端连接一个定值电阻，其它电阻不计。两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度。一质量为的导体棒（其电阻不计）垂直于导轨放置，现将导体棒由静止释放，取重力加速度，，。
（1）求导体棒下滑的最大速度；
（2）求棒速度为时的加速度a；
（3）若导体棒从静止加速到的过程中，通过R的电量，求R产生的热量Q。
16．如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，在x轴上的a点以速度v0与x轴负方向成53°角射入磁场，从y=L处的b点沿垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上x=2L处的c点。不计粒子重力。求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）电场强度E的大小；
（3）带电粒子在磁场和电场中的运动时间之比。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．用质点来代替实际物体的研究方法叫理想模型法，故A错误；
B．伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，故B错误；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故C错误；
D．库仑通过扭秤实验，定性的研究出真空中两点电荷的相互作用关系，故D正确。
故选D。
2．A
【解析】
【详解】
对点受力分析，如图所示。由图可知，若保持O点位置不变，逆时针转动至竖直方向的过程中，F先减小再增大，T逐渐变小；顺时针转动至接近方向的过程中，F、T都逐渐变大。故A正确，BCD错误。
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
对球1，小球位移与水平方向的夹角的正切值
对球2，速度与水平方向夹角为，故其正确值
解得
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
A．由题意，、做圆周运动的周期相同，所以角速度之比为1∶1，故A错误；
B．、做圆周运动的向心力均由二者之间的万有引力提供，所以向心力之比为1∶1，故B正确；
C．根据向心力公式有
解得
故C错误；
D．根据
可知、做圆周运动的线速度之比为
故D错误。
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
小球处于平衡状态可知
AB．若只将变阻器滑片P缓慢地向b端移动，两极板之间的电压增大，根据匀强电场电场强度与电势差关系，可知电场强度增大，故则角将增大；电容器的带电荷量为，可知电容器带电量Q将增大，故AB错误；
CD．若只将电容器M极板靠近N极板，根据匀强电场电场强度与电势差关系，可知减小极板间的距离，电场强度增大，故则角将增大；根据平行板电容器的决定式
可知减小极板间的距离，电容器的电容增大，电容器带电荷量为，可知电容器带电量Q将增大，故C正确，D错误。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势为
A错误；
B．电压表的示数为有效值，图示位置时线圈中的感应电动势为峰值
由此可知，电压表的示数为
B错误；
C．理想变压器原、副线圈的磁通量、磁通量变化率均相同，即穿过变压器原、副线圈的磁通量的变化率之比为，C错误；
D．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据
可知，当电压保持不变时，电阻阻值变大，变压器的输出电功率减小，又因为是理想变压器，变压器的输入功率和输出功率相同，即变压器的输入功率减小，D正确。
故选D。
7．ACD
【解析】
【详解】
A.在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料参入其他元素，故A正确；
B.保持地下水分，就要把土壤疏松以减少毛细现象的发生，故B错误；
C.空气中的水蒸气液化成小水珠悬浮在地面附近的空气中，这就是雾，但雾霾不是，主要是一些固体颗粒悬浮在空中，一般来说，雾有明显的边界（一团雾），太阳一出来就“烟消云散”，雾霾没有明显的边界，不会随太阳出来而散去，故C正确；
D.根据相对湿度公式知，相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中的水蒸气的实际压强等于饱和气压，故D正确；
E.“破镜不能重圆”是因为镜片裂开处分子间的距离大于分子力作用的范围，故E错误。
故选ACD。
8．BD
【解析】
【详解】
A．由电荷数守恒和质量数守恒可知
A错误；
B．质子轰击有
B正确；
C．由题可知的半衰期为，是3个半衰期，经3个半衰期后剩余原来的，即没有发生衰变，C错误；
D．放射性物质的半衰期越短，衰变进行较快，放射性废料越容易处理，D正确。
故选BCD。
9．ABD
【解析】
【详解】
A．汽车在前5s内的加速度大小为
故A正确；
B．设汽车在前5s内的牵引力为F，根据牛顿第二定律有
解得
故B正确；
C．D．当汽车以最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，则
解得
故D正确。
故选ABD。
10．AD
【解析】
【分析】
水平受Eq向右，一直做初速度为0的匀加速直线运动，竖直受mg向下，做竖直上抛运动，互不影响．抓住竖直上升到最高点的时间等于从最高点落回抛出高度的时间．结合水平位移关系求出整个过程中电场力做功的大小．从而通过动能定理求出物体折回通过与A点在同一水平线上的C点时的动能大小，电场力做功与电势能的关系，求电势能；除重力做功外，其他力做功对应机械能的变化．
【详解】
A项：由于粒子受重力，恒定的电场力作用力，所以粒子的加速度恒定，故粒子做匀变速曲线运动，故A正确；
B项：从A到B粒子在竖直方向上做匀减速运动，水平方向做匀加速运动，B为最高点，所以粒子在B点的竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，故B错误；
C、D项：竖直方向：粒子做竖直上抛运动，则运动时间
水平方向：粒子做初速度为零的匀加速直线运动
水平位移：
上升的过程电场力做功：W1=qEx1
最高点时，竖直方向的速度为0，故小球的动能与电场力做的功相等，即：W1=3J
下降的过程中，竖直方向做自由落体运动，与竖直上抛是对称的所以下降的时间：t2=t1
水平方向的总位移：
全过程中电场力做功：W2=qEx2=4qEx1=4W1=12J
全过程中，重力做功为0，根据动能定理：W2=EK末-EK初
所以：EK末=EK初+W2=2+12=14J
除重力做功外，其他力做功对应机械能的变化，所以粒子在A点的机械能比在C点少12.0J
故C错误，D正确．
【点睛】
解决本题的关键知道小球在竖直方向和水平方向上的运动规律，结合等时性进行求解，注意不一定求动能就把速度求出来，有时只需要知道速度之比即可，难度适中．
11． C 0.36 1.6 0.2
【解析】
【详解】
（1）[1]A．平衡摩擦力时，不能挂砂桶，故A错误；
B．小车受到的拉力可以通过测力计测得，无需测量砂和砂桶的总质量，故B错误；
C．为保证小车受到的拉力不变，需要保持定滑轮至小车间的轻绳与倾斜的长木板平行，故C正确；
D．小车受到的拉力可以通过测力计测得，不需要控制砂和砂桶的总质量远小于小车质量，故D错误。
故选C。
（2）[2]由图发现相邻计数点间的时间间隔为
1计数点的瞬时速度
[3]根据逐差法可得
（3）[4]根据牛顿第二定律
结合图像可知
解得
0.382~0.385 A1 V1 甲
【解析】
【详解】
①[1]金属丝直径的测量值
d=0+0.382mm=0.382mm（0.382~0.385都正确）
②[2][3]电源电动势为3.0V，因此电压表选择电压表V1（量程0~3V，内阻约3k）；
测量金属丝的电阻阻值约为5Ω，则电路中的最大电流
因此电流表应选电流表A1（量程0~0.6A，内阻约0.1）。
③[4]由于电流表内阻约0.1较小，因此应选用电流表外接法，即应选用电路图甲进行实验。
④[5]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
联立解得
13．（1）℃；（2）吸热200J
【解析】
【详解】
（1）根据理想状态方程，针对A点和C点
解得
即C点的温度为27℃。
（2）A到B过程为等容变化，因此对外不做功，B到C过程为等压变化，外界对气体做功为
A和C的温度相同，因此内能不发生变化，根据热力学定律
即
故吸收的热量为200J。
14．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）根据题意，滑块2在段运动过程中，由动能定理有
代入数据解得
（2）两滑块由B点运动到C点，根据机械能守恒定律有
在C点，由牛顿第二定律有
联立代入数据解得
15．（1）；（2）2m/s2；（3）0.04J
【解析】
【详解】
（1）设导体棒的速度为，则感应电动势为
感应电流为
导体棒受到的安培力为
当安培力与重力沿斜面向下的分力相等时，速度最大，棒做匀速运动，即
解得
（2）棒速度为时的加速度为a，则有
解得
（3）导体棒从静止加速到的过程中的位移为，通过的电荷量表示为
解得
由能量转化与守恒可得
解得
16．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）带电粒子在磁场中运动轨迹如图，由几何关系可知
r＋rcos53°=L
解得
又因为
qv0B=m
解得
（2）带电粒子在电场中运动时，沿x轴有
2L=v0t2
沿y轴有
L=at22
又因为
qE=ma
解得
E=
（3）带电粒子在磁场中运动时间为
带电粒子在电场中运动时间为
t2=
所以带电粒子在磁场和电场中运动时间之比为
=
答案第1页，共2页
答案第9页，共9页