江西省宜春市2021-2022学年高二下学期期末质量检测物理试题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 江西省宜春市2021-2022学年高二下学期期末质量检测物理试题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-01 08:12:17 | ||
图片预览
文档简介
宜春市2021-2022学年高二下学期期末质量检测
物理试卷
I必做题（共84分）
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分；第1-7小题只有一个选项正确；第8-10小题有多个选项正确，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.下列有关物理学的发展史说法正确的是（ ）
A.法拉第电磁感应定律是由法拉第通过实验总结出来的。
B.场的概念是由法拉第最先提出的。
C.爱因斯坦最先提出能量子概念，并成功地解释了光电效应现象
D.玻尔原子模型结构能解释所有原子光谱实验规律。
2.如图所示是氢原子能级图，现用一束单色光照射大量处于基态的氢原子；停止光照后，氢原子辐射出的光中有3种频率的光能让逸出功为3.20eVp的钙发生光电效应。已知光速c=3×108m/s、普朗克常量为h=6.63×10-34J.s则下列选项中正确的是（ ）
A.基态氢原子吸收光子后，核外电子动能增大。
B.停止光照后，氢原子可辐射出10种不同频率的光子。
C.钙产生光电效应时，光电子最大初动能为9.55ev。
D.照射基态氢原子单色光光子动量为p=6.8×10-8kg.m/s。
3.以下四个反应方程中，哪个是核裂变反应方程（ ）
A. B.
C. D.
4.我国的航天事业正飞速发展，“天宫”空间站正环绕地球运行，“天问一号”环绕器正环绕火星运行。假设它们都是圆形轨道运行，地球与火星质量之比为p，“天宫”空间站与“天问一号”环绕器的轨道半径之比为k。“天宫”空间站与“天问一号”环绕器的（ ）
A.运行周期之比为 B.加速度之比为pk2
C.动能之比为 D.运行速度之比为
5.质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动.已知重力加速度为g。当小车和滑轮间的细绳与水平方向成夹角θ2时（如图），下列判断正确的是（ ）
A.P的速率为v B.P的速率为vsinθ2
C.运动过程中P处于超重状态 D.线的拉力始终等于mgsinθ1
6.风电是一种清洁、绿色的可再生能源，中国的风电装机容量目前处于世界领先地位。下图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与杠固连的永磁铁转动，磁铁下方有匝数为20匝电阻不计的线圈与电压传感器相风叶连。在某一风速时，传感器显示的图如图乙所示，则（ ）
A.该交变电流的频率为5Hz B.磁铁的转速为5r/s
C.穿过线圈的磁通量的最大值为0.12wb D.t=0.1s时穿过线圈的磁通量最大。
7.如图甲所示为理想变压器原副线圈电路图，电流表及二极管都是理想的，灯泡的电阻为，电动机额定电压为V、额定功率W，内阻为r=15Ω。现在A、B两端接如图乙所示的交流电，同时接通副线圈所在电路的开关S，发现电动机正常工作。工作过程中各表及各用电原件都完好，则原线圈电流表示数为（ ）
A.6A B.1.2A C.1.1A D.5A
8.在如图所示的电路中，L1、L2、L3是三盏相同的灯泡。当a、b两端接交流9V时，三盏灯的发光情况相同。若将a、b两端接直流9V时，观察到的现象是（ ）
A.刚接通时L3比L2先亮 B.刚接通时L1、L2、L3同时亮
C.稳定后L1不亮，L2比L3亮 D.稳定后L1不亮，L2、L3的亮度相同
9.如图所示，光滑绝缘的水平面正上方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为2T；现将一质量为0.5kg，带电量为+0.25c的带电小球静置于水平面上。为使电荷离开水平面，人为对其施加一水平向右的恒力F=1N。（重力加速度为g=10m/s2），则下列说法正确的是（ ）
A.带电小球离开水平面前做变加速运动
B.当带电小球速度达到10m/s时将离开水平面
C.带电小球离开水平面前在水平面上运动的时间为5s
D.带电小球离开水平面前在水平面上所发生的位移为25m
1O.如图在光滑绝缘的正方形水平桌面ABCD上，存在平行于AB边向右的匀强电场，从桌面中心处同时释放两个带电小球a和b，两球初速度等大反向，且大小为0.5m/s。已知带正电小球a质量为0.5Kg、电荷量为+0.2C，负电小球b质量为1Kg、电荷量为-0.1C；以释放小球为t=0时刻，在t=1s时刻小球a的速度达到最小且为0.3m/s，在t=1.5s时刻小球a从AB边离开桌面。小球可视为质点且可忽略两球间的相互作用。则（ ）
A.正方形水平桌面的边长为0.45m。 B.匀强电场的场强大小为1N/C。
C.小球b先离开桌面。 D.小球b离开桌面时的速度大小为0.4m/s。
二、实验与填空题（本大题包括2小题，每空2分，共16分）
11.为了探究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）
（1）实验时，以下操作正确且一定要进行的是___________。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计示数
D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）该同学在实验中得到了如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个计时点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为f=50HZ的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为___________m/s2（结果保留小数点后面两位）
（3）某同学按正确的实验步骤操作后，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，量出图线与横轴的夹角为θ，通过算出图线的斜率为k，则小车的质量为（ ）
A. B.2tanθ C.k D.
12.某物理兴趣小组为了测量一段金属丝的电阻率（金属丝的阻值约为10Ω且发热功率不能超过0.2W）实验室准备了以下器材。
①电源：电动势为E=3V内阻不计
②开关、导线、待测金属丝
③电流表A1:量程3mA，内阻r1=10.0Ω
④电流表A2:量程100mA，内阻约为2Ω
⑤滑动变阻器R1:最大阻值为5.0Ω
⑥定值电阻Ra=20.0Ω
⑦定值电阻Rb=990.0Ω
⑧定值电阻Rc=9990.0Ω
（1）小组中一同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则直径D=____________mm。
（2）为了测量金属丝的电阻尽可能地准确，选择合适的实验器材，在虚线框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上。
（3）通过调节滑动变阻器，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据；以I2为横坐标，以I1为纵坐标，作出I1一I2图象并求出图象的斜率k，写出金属丝电阻的表达式Rx=____________；（用斜率k和所给电阻的符号表述）。
（4）如果用导线代替定值电阻Ra，会导致的两个后果是____________。
A.可能因电流过大烧坏电流表A1。
B.可能因电流过大烧坏金属丝。
C.滑动变阻器允许的调节范围变小。
D.金属丝两端电压的可调节范围变小。
（5）测得导电材料的长度为L，可求得金属丝的电阻率为ρ=____________（用Rx、L、D三个物理量表述）
三、计算题（本大题包括3小题，13、14各8分，15题12分，共28分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）。
13.一座小型水电站通过理想升压变压器和理想降压变压器向较远处的用户输送电能，如图所示。已知发电机的输出电压U1=480V，输出功率P=20kW；用户处的电压U4=220V，消耗的功率P用=19.50kW，输送导线总电阻R=20Ω，其余线路电阻不计，求：
（1）输送电流I2。
（2）升压变压器原副线圈匝数比。
14.如图甲所示，在某星球水平面上静置一个质量为m的物体，现对该物体施加一变化的水平推力，推力F随位移x变化的图象如图乙所示，最终物体运动了2x0位移停止；已知物体与星球水平面间的动摩擦因数为μ，m，F0，x0均为已知量且各物理量单位均为国际单位。
（1）该星球表面的重力加速度为多大？
（2）若该星球与另一星球组一孤立的双星系统且知道该星球半径为R0及双星球心距离和双星公转周期T0，则另一星球质量为多大？（万有引力常量为G，不考虑星球的自转。）。
15.如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属导机相距为L=0.2m，导轨平面与水平面成θ=30°角，导轨一接有一阻值R=1.4Ω的电阻。质量为m=0.10kg、阻值为r=0.20Ω的金属棒ab长也为L，放在两导轨上，棒与导轨垂直且保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，不计其他电阻，取重力加速度g=10m/s2。若所加磁场的磁感应强度大小恒为B，通过小电动机对金属棒施加平行于导轨向上的力，使金属棒沿导轨向上做匀加速直线运动，经过0.5s电动机的输出功率达到5W，此后保持电动机的输出功率不变。金属棒运动的v-t图如图乙所示，试求：
（1）磁感应强度B的大小。
（2）在0-0.5s时间内金属棒的加速度a的大小。
（3）如果在0-0.5s时间内电阻R产生的热量为0.162J，则这段时间内电动机对杆做的功。（结果保留小数点后面三位）
I选做题（共16分）
（考生从选修3-3和选修3-4两个模块中任选一模块做答，多做无效）
【选修3-3】
16.（4分）下列关于液体的相关知识说法正确的是（ ）
A.水黾能停在水面上是由于水的表面张力作用，所以表面张力的方向垂直液面。
B.王亚平在航空舱中做实验，发现水滴在航空舱中处于悬浮状态且成球形，这是由于水滴此时不受重力而仅在表面张力作用下的结果。
C.毛细管越细，毛细现象越明显。
D.压强越大，沸点越高；大气压一定时，温度越高，汽化热越大。
17.（4分）（多选）下图是一定质量氧气在两不同温度下分子各速率区间的分子数占比分布图，由图可知（ ）
占总分子数的百分比
A.②曲线的温度比①曲线的温度要低。
B.随着温度的升高所有分子的速率均增大。
C.两温度下的曲线与横轴所围的面积相等。
D.若两状态下压强相等，则①的分子数密度要大。
18.（8分）如图所示，质量为M的绝热活塞在绝热汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，汽缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离汽缸底部为h0，细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ，大气压强为p0，汽缸横截面积为S，重力加速度为g。
（1）求U形细管内两侧水银柱的高度差
（2）通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞上升△h0，求此时的温度；若加热过程中，气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化量。
【选修3-4】
16.（4分）关于机械振动及机械波说法正确的是（ ）
A.机械振动的物体在振动过程经过平衡位置时合力为零。
B.有机械振动就一定有机械波。
C.机械波在传播过程中，介质中的质点随波移动。
D.机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去。
17.（4分）（多选）A、B两列简谐波沿x轴相向传播，波速均为10m/s，某时刻两列波在x轴上各自传播到的位置及部分波形图如图所示，则以下说法正确的是（ ）
A.从图示时刻开始再经1s两列波相遇
B.相遇处的质点起振方向向下
C.两列波相遇后可产生稳定的波形图
D.从图示位置开始计时，t=4s时y=-5m处的质点处于平衡位置。
18.（8分）如图所示，底部半径及高均为h的圆柱形薄壁容器中装有一定量的水，水面距容器底部距离为h。在容器底部中心处有一单色光点光源，点光源发出的光有部分可从水中折射出来。发现一条与竖直方向成53°的折射光线刚好可从容器顶部射出。
（1）水中该单色光的折射率是多少？
（2）若要使整个液面都有光线折射出来，则水面距容器底部距离至少为多少？
宜春市2021-2022学年高二下学期期末质量检测
物理答案
1．答案：B
解析：法拉第电磁感应定律时由纽曼核韦伯分析得出的，A错；场这一概念最早是由法拉第提出的，B对；能量子概念最早由普朗克提出，C错；波尔原子模型只可解释氢原子光谱实验规律，故D错。
2．答案：C
解析：通过分析可知，基态氢原子吸收光子后应该跃迁到量子数为4的能级。能级越高核外电子动能越小，故A错误。氢原子在向基态跃迁时可放出6种不同频率的光子，因此B错误。单色光与跃迁放出的能量最高的光子为同种光子，由跃迁条件可知能量为12．75eV，根据爱因斯坦光电效应方程可知，C对。单色光光子动量，所以D错误。
3．答案：C
4．答案A
解析根据万有引力提供向心力有，解得，，，所以运行周期之比为，运行速度之比为，加速度之比为，选项A正确，B、C错误；“天宫”空间站与“天问一号”环绕器的质量关系未知，无法求得动能之比，选项D错误。
5．答案C
解析：将小车P的速度沿细绳和垂直细绳方向分解，可知沿细绳方向分速度表达式为，由此可知A、B错误。由于小车往右运动，可知逐渐减小，因此在逐渐增大，所以P往上做加速运动，故C对D错。
6．答案：C
解析：由图像可知，交变电流周期为0.4s，则频率为2.5HZ，A错；根据周期可知角速度为，由角速度与转速关系可得转速为，所以B错；根据可得C正确；磁通量最小，故D错
7．答案：C
解析：由于电动机正常工作，所以副线圈两端电压为。灯泡与二极管连接，所以灯泡在一个周期内只有半个周期在工作，设电流表示数为I，则有，通过计算可知C正确。
8．答案：AC
解析：接直流时，由于L自感故灯慢慢变亮，最终稳定，所以A对B错。稳定后电容器相当于断路，故不亮。支路直流阻碍大于支路直流阻碍，所以稳定后比亮，因此C正确。
9．答案：BCD
解析：带电小球离开之前合力始终为F，因此离开之前一直做匀加速运动，加速度为。离开时重力与洛伦兹力等大反向，可得离开时速度为10m/s，B对；根据离开前匀变速运动可知C、D均对。
10．答案：BCD
解析：本题考察带电物体在电场中的偏转问题．处理抛体运动问题设定DA为y轴方向，AB为x轴方向．a球的y轴分速度，x轴分速度，1.5s离开桌面研究a球在y轴方向运动，所以边长，A错误；1s时刻小球a的x轴方向速度为0，，得，，得，B正确；先求b球的加速度假设b球从CD边离开桌面，则离开时间也为s，计算在x轴方向的位移大于，则b球先从BC射出，C选项正确：利用动能定理得，D正确。
11．答案（1）BD （2） （3）D
12．答案：（1） （2）如右图
（3） （4）BC （5）
解析：器材中没有电压表，结合电源电动势将电流表通过串接定值电阻改装成量程为3V的电压表，电流表采用外接。所以补全的电路图如下所示。对补全的电路分析可得，题中已知I1－I2图象的斜率k，故。如果用导线代替定值电阻，通过计算可知加在上的电压不可超过1.4V，而电源电动势为3V，滑动变阻器的调节范围较小，且容易导致金属丝烧断，但是金属丝两端电压范围并未减小，另外改装后的电压表并不会超过量程，电流表并不会被烧掉，故答案为BC。由可得..
13答案：（1） （2）
解析：（1）由题可知输电线上损失的功率为（2分）
代入数据可得（2分）
（2）由于变压器是理想变压器，所以升压变压器副线圈的功率（1分）
代入数据可知（1分）
理想变压器（2分）
14．答案：（1） （2）
解析：（1）由动能定理可列（2分）
可得（1分）
（2）令该星球质量为，有
（1分）
令另星球质量为M
分别对两星列万有引力提供向心力方程
对 （1分）
对M （1分）
（1分）
由以上各式可得（1分）
15．答案：（1） （2） （3）
解析：（1）由图可知金属棒ab最终以的速度匀速上升
匀速上升是有（1分）
根据电磁感应及闭合电路知识可知（1分）
（1分）
由以上三式得（1分）
（2）设运动加速为a，则s时的速度为
由于0.5s时功率已达额定功率，则此时电动机对棒的拉力为（1分）
对导体棒运用牛顿第二定律可得（2分）
将相应数据代入方程可得（1分）
（2）由于R与r形成串联，所以r该过程中的热量为
（1分）
根据能量守恒，该过中电动机所做的功使R、r产生内能，同时使导体棒动能和重力势能增大。
由能量守恒可列（1分）
代入数据可得（2分）
II选做题（共16分）
【选修3—3】
16．答案：C
解析：表面张力的方向与液面平行，故A错。水滴仍受重力，悬浮的原因时水滴处于完全失重状态，B错。毛细管越细，毛细现象越明显，C对。温度越高，汽化热越小，D错。
17．答案：AC
解析：②曲线的温度比①曲线的温度要低，A对。温度升高，大量分子速率会增大，但仍有少量分子速率会减小，B错。所围得面积都为1，C对。根据理想气体状态方程可知①的体积大，故分子数密度小，D错。
18．答案：（1） （2） （3）
解析：（1）对活塞分析列平衡方程由（1分）
对U型管分析可知（1分）
由以上两式可得：（2分）
（2）此过程为等压变化
可列（1分）
可得（1分）
由热力学第一定律可列（1分）
代入数据的（1分）
【选修3—4】
16．答案：D
解析：经过平衡位置时回复力为零，不是合力为零，A错；有机械振动还需有介质才会形成机械波；B错；机械波在传播过程中，介质中质点在各自平衡位置附件振动，C错；D为波的特性，D正确。
17．答案：AD
解析：两列波的传播速度大小一样，经过两波相遇，A正确；图中所示A波到达m，m处的质点向上起振，可知振源的起振方向向上；B波同样的道理，波源起振方向向上；根据波传播过程中各质点起振方向均与波源起振方向相同这一特点，可知两列相遇时，相遇处的质点叠加后的起振方向向上，故B错误；由于两列波的频率不同，所以两列波相遇后不能产生稳定的波形图，C错误；通过计算可知D正确。
18．答案：（1） （2）
解析：（1）设与竖直方向成53°的折射光线所对应的入射角为
由数学几何知识可知（1分）
代入数据可知（1分）
折射率（2分）
（2）光线刚好在容器边缘发生全反射
则临界角（2分）
由几何知识可知（2分）
物理试卷
I必做题（共84分）
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分；第1-7小题只有一个选项正确；第8-10小题有多个选项正确，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.下列有关物理学的发展史说法正确的是（ ）
A.法拉第电磁感应定律是由法拉第通过实验总结出来的。
B.场的概念是由法拉第最先提出的。
C.爱因斯坦最先提出能量子概念，并成功地解释了光电效应现象
D.玻尔原子模型结构能解释所有原子光谱实验规律。
2.如图所示是氢原子能级图，现用一束单色光照射大量处于基态的氢原子；停止光照后，氢原子辐射出的光中有3种频率的光能让逸出功为3.20eVp的钙发生光电效应。已知光速c=3×108m/s、普朗克常量为h=6.63×10-34J.s则下列选项中正确的是（ ）
A.基态氢原子吸收光子后，核外电子动能增大。
B.停止光照后，氢原子可辐射出10种不同频率的光子。
C.钙产生光电效应时，光电子最大初动能为9.55ev。
D.照射基态氢原子单色光光子动量为p=6.8×10-8kg.m/s。
3.以下四个反应方程中，哪个是核裂变反应方程（ ）
A. B.
C. D.
4.我国的航天事业正飞速发展，“天宫”空间站正环绕地球运行，“天问一号”环绕器正环绕火星运行。假设它们都是圆形轨道运行，地球与火星质量之比为p，“天宫”空间站与“天问一号”环绕器的轨道半径之比为k。“天宫”空间站与“天问一号”环绕器的（ ）
A.运行周期之比为 B.加速度之比为pk2
C.动能之比为 D.运行速度之比为
5.质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动.已知重力加速度为g。当小车和滑轮间的细绳与水平方向成夹角θ2时（如图），下列判断正确的是（ ）
A.P的速率为v B.P的速率为vsinθ2
C.运动过程中P处于超重状态 D.线的拉力始终等于mgsinθ1
6.风电是一种清洁、绿色的可再生能源，中国的风电装机容量目前处于世界领先地位。下图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与杠固连的永磁铁转动，磁铁下方有匝数为20匝电阻不计的线圈与电压传感器相风叶连。在某一风速时，传感器显示的图如图乙所示，则（ ）
A.该交变电流的频率为5Hz B.磁铁的转速为5r/s
C.穿过线圈的磁通量的最大值为0.12wb D.t=0.1s时穿过线圈的磁通量最大。
7.如图甲所示为理想变压器原副线圈电路图，电流表及二极管都是理想的，灯泡的电阻为，电动机额定电压为V、额定功率W，内阻为r=15Ω。现在A、B两端接如图乙所示的交流电，同时接通副线圈所在电路的开关S，发现电动机正常工作。工作过程中各表及各用电原件都完好，则原线圈电流表示数为（ ）
A.6A B.1.2A C.1.1A D.5A
8.在如图所示的电路中，L1、L2、L3是三盏相同的灯泡。当a、b两端接交流9V时，三盏灯的发光情况相同。若将a、b两端接直流9V时，观察到的现象是（ ）
A.刚接通时L3比L2先亮 B.刚接通时L1、L2、L3同时亮
C.稳定后L1不亮，L2比L3亮 D.稳定后L1不亮，L2、L3的亮度相同
9.如图所示，光滑绝缘的水平面正上方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为2T；现将一质量为0.5kg，带电量为+0.25c的带电小球静置于水平面上。为使电荷离开水平面，人为对其施加一水平向右的恒力F=1N。（重力加速度为g=10m/s2），则下列说法正确的是（ ）
A.带电小球离开水平面前做变加速运动
B.当带电小球速度达到10m/s时将离开水平面
C.带电小球离开水平面前在水平面上运动的时间为5s
D.带电小球离开水平面前在水平面上所发生的位移为25m
1O.如图在光滑绝缘的正方形水平桌面ABCD上，存在平行于AB边向右的匀强电场，从桌面中心处同时释放两个带电小球a和b，两球初速度等大反向，且大小为0.5m/s。已知带正电小球a质量为0.5Kg、电荷量为+0.2C，负电小球b质量为1Kg、电荷量为-0.1C；以释放小球为t=0时刻，在t=1s时刻小球a的速度达到最小且为0.3m/s，在t=1.5s时刻小球a从AB边离开桌面。小球可视为质点且可忽略两球间的相互作用。则（ ）
A.正方形水平桌面的边长为0.45m。 B.匀强电场的场强大小为1N/C。
C.小球b先离开桌面。 D.小球b离开桌面时的速度大小为0.4m/s。
二、实验与填空题（本大题包括2小题，每空2分，共16分）
11.为了探究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）
（1）实验时，以下操作正确且一定要进行的是___________。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计示数
D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）该同学在实验中得到了如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个计时点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为f=50HZ的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为___________m/s2（结果保留小数点后面两位）
（3）某同学按正确的实验步骤操作后，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，量出图线与横轴的夹角为θ，通过算出图线的斜率为k，则小车的质量为（ ）
A. B.2tanθ C.k D.
12.某物理兴趣小组为了测量一段金属丝的电阻率（金属丝的阻值约为10Ω且发热功率不能超过0.2W）实验室准备了以下器材。
①电源：电动势为E=3V内阻不计
②开关、导线、待测金属丝
③电流表A1:量程3mA，内阻r1=10.0Ω
④电流表A2:量程100mA，内阻约为2Ω
⑤滑动变阻器R1:最大阻值为5.0Ω
⑥定值电阻Ra=20.0Ω
⑦定值电阻Rb=990.0Ω
⑧定值电阻Rc=9990.0Ω
（1）小组中一同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则直径D=____________mm。
（2）为了测量金属丝的电阻尽可能地准确，选择合适的实验器材，在虚线框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上。
（3）通过调节滑动变阻器，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据；以I2为横坐标，以I1为纵坐标，作出I1一I2图象并求出图象的斜率k，写出金属丝电阻的表达式Rx=____________；（用斜率k和所给电阻的符号表述）。
（4）如果用导线代替定值电阻Ra，会导致的两个后果是____________。
A.可能因电流过大烧坏电流表A1。
B.可能因电流过大烧坏金属丝。
C.滑动变阻器允许的调节范围变小。
D.金属丝两端电压的可调节范围变小。
（5）测得导电材料的长度为L，可求得金属丝的电阻率为ρ=____________（用Rx、L、D三个物理量表述）
三、计算题（本大题包括3小题，13、14各8分，15题12分，共28分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）。
13.一座小型水电站通过理想升压变压器和理想降压变压器向较远处的用户输送电能，如图所示。已知发电机的输出电压U1=480V，输出功率P=20kW；用户处的电压U4=220V，消耗的功率P用=19.50kW，输送导线总电阻R=20Ω，其余线路电阻不计，求：
（1）输送电流I2。
（2）升压变压器原副线圈匝数比。
14.如图甲所示，在某星球水平面上静置一个质量为m的物体，现对该物体施加一变化的水平推力，推力F随位移x变化的图象如图乙所示，最终物体运动了2x0位移停止；已知物体与星球水平面间的动摩擦因数为μ，m，F0，x0均为已知量且各物理量单位均为国际单位。
（1）该星球表面的重力加速度为多大？
（2）若该星球与另一星球组一孤立的双星系统且知道该星球半径为R0及双星球心距离和双星公转周期T0，则另一星球质量为多大？（万有引力常量为G，不考虑星球的自转。）。
15.如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属导机相距为L=0.2m，导轨平面与水平面成θ=30°角，导轨一接有一阻值R=1.4Ω的电阻。质量为m=0.10kg、阻值为r=0.20Ω的金属棒ab长也为L，放在两导轨上，棒与导轨垂直且保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，不计其他电阻，取重力加速度g=10m/s2。若所加磁场的磁感应强度大小恒为B，通过小电动机对金属棒施加平行于导轨向上的力，使金属棒沿导轨向上做匀加速直线运动，经过0.5s电动机的输出功率达到5W，此后保持电动机的输出功率不变。金属棒运动的v-t图如图乙所示，试求：
（1）磁感应强度B的大小。
（2）在0-0.5s时间内金属棒的加速度a的大小。
（3）如果在0-0.5s时间内电阻R产生的热量为0.162J，则这段时间内电动机对杆做的功。（结果保留小数点后面三位）
I选做题（共16分）
（考生从选修3-3和选修3-4两个模块中任选一模块做答，多做无效）
【选修3-3】
16.（4分）下列关于液体的相关知识说法正确的是（ ）
A.水黾能停在水面上是由于水的表面张力作用，所以表面张力的方向垂直液面。
B.王亚平在航空舱中做实验，发现水滴在航空舱中处于悬浮状态且成球形，这是由于水滴此时不受重力而仅在表面张力作用下的结果。
C.毛细管越细，毛细现象越明显。
D.压强越大，沸点越高；大气压一定时，温度越高，汽化热越大。
17.（4分）（多选）下图是一定质量氧气在两不同温度下分子各速率区间的分子数占比分布图，由图可知（ ）
占总分子数的百分比
A.②曲线的温度比①曲线的温度要低。
B.随着温度的升高所有分子的速率均增大。
C.两温度下的曲线与横轴所围的面积相等。
D.若两状态下压强相等，则①的分子数密度要大。
18.（8分）如图所示，质量为M的绝热活塞在绝热汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，汽缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离汽缸底部为h0，细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ，大气压强为p0，汽缸横截面积为S，重力加速度为g。
（1）求U形细管内两侧水银柱的高度差
（2）通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞上升△h0，求此时的温度；若加热过程中，气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化量。
【选修3-4】
16.（4分）关于机械振动及机械波说法正确的是（ ）
A.机械振动的物体在振动过程经过平衡位置时合力为零。
B.有机械振动就一定有机械波。
C.机械波在传播过程中，介质中的质点随波移动。
D.机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去。
17.（4分）（多选）A、B两列简谐波沿x轴相向传播，波速均为10m/s，某时刻两列波在x轴上各自传播到的位置及部分波形图如图所示，则以下说法正确的是（ ）
A.从图示时刻开始再经1s两列波相遇
B.相遇处的质点起振方向向下
C.两列波相遇后可产生稳定的波形图
D.从图示位置开始计时，t=4s时y=-5m处的质点处于平衡位置。
18.（8分）如图所示，底部半径及高均为h的圆柱形薄壁容器中装有一定量的水，水面距容器底部距离为h。在容器底部中心处有一单色光点光源，点光源发出的光有部分可从水中折射出来。发现一条与竖直方向成53°的折射光线刚好可从容器顶部射出。
（1）水中该单色光的折射率是多少？
（2）若要使整个液面都有光线折射出来，则水面距容器底部距离至少为多少？
宜春市2021-2022学年高二下学期期末质量检测
物理答案
1．答案：B
解析：法拉第电磁感应定律时由纽曼核韦伯分析得出的，A错；场这一概念最早是由法拉第提出的，B对；能量子概念最早由普朗克提出，C错；波尔原子模型只可解释氢原子光谱实验规律，故D错。
2．答案：C
解析：通过分析可知，基态氢原子吸收光子后应该跃迁到量子数为4的能级。能级越高核外电子动能越小，故A错误。氢原子在向基态跃迁时可放出6种不同频率的光子，因此B错误。单色光与跃迁放出的能量最高的光子为同种光子，由跃迁条件可知能量为12．75eV，根据爱因斯坦光电效应方程可知，C对。单色光光子动量，所以D错误。
3．答案：C
4．答案A
解析根据万有引力提供向心力有，解得，，，所以运行周期之比为，运行速度之比为，加速度之比为，选项A正确，B、C错误；“天宫”空间站与“天问一号”环绕器的质量关系未知，无法求得动能之比，选项D错误。
5．答案C
解析：将小车P的速度沿细绳和垂直细绳方向分解，可知沿细绳方向分速度表达式为，由此可知A、B错误。由于小车往右运动，可知逐渐减小，因此在逐渐增大，所以P往上做加速运动，故C对D错。
6．答案：C
解析：由图像可知，交变电流周期为0.4s，则频率为2.5HZ，A错；根据周期可知角速度为，由角速度与转速关系可得转速为，所以B错；根据可得C正确；磁通量最小，故D错
7．答案：C
解析：由于电动机正常工作，所以副线圈两端电压为。灯泡与二极管连接，所以灯泡在一个周期内只有半个周期在工作，设电流表示数为I，则有，通过计算可知C正确。
8．答案：AC
解析：接直流时，由于L自感故灯慢慢变亮，最终稳定，所以A对B错。稳定后电容器相当于断路，故不亮。支路直流阻碍大于支路直流阻碍，所以稳定后比亮，因此C正确。
9．答案：BCD
解析：带电小球离开之前合力始终为F，因此离开之前一直做匀加速运动，加速度为。离开时重力与洛伦兹力等大反向，可得离开时速度为10m/s，B对；根据离开前匀变速运动可知C、D均对。
10．答案：BCD
解析：本题考察带电物体在电场中的偏转问题．处理抛体运动问题设定DA为y轴方向，AB为x轴方向．a球的y轴分速度，x轴分速度，1.5s离开桌面研究a球在y轴方向运动，所以边长，A错误；1s时刻小球a的x轴方向速度为0，，得，，得，B正确；先求b球的加速度假设b球从CD边离开桌面，则离开时间也为s，计算在x轴方向的位移大于，则b球先从BC射出，C选项正确：利用动能定理得，D正确。
11．答案（1）BD （2） （3）D
12．答案：（1） （2）如右图
（3） （4）BC （5）
解析：器材中没有电压表，结合电源电动势将电流表通过串接定值电阻改装成量程为3V的电压表，电流表采用外接。所以补全的电路图如下所示。对补全的电路分析可得，题中已知I1－I2图象的斜率k，故。如果用导线代替定值电阻，通过计算可知加在上的电压不可超过1.4V，而电源电动势为3V，滑动变阻器的调节范围较小，且容易导致金属丝烧断，但是金属丝两端电压范围并未减小，另外改装后的电压表并不会超过量程，电流表并不会被烧掉，故答案为BC。由可得..
13答案：（1） （2）
解析：（1）由题可知输电线上损失的功率为（2分）
代入数据可得（2分）
（2）由于变压器是理想变压器，所以升压变压器副线圈的功率（1分）
代入数据可知（1分）
理想变压器（2分）
14．答案：（1） （2）
解析：（1）由动能定理可列（2分）
可得（1分）
（2）令该星球质量为，有
（1分）
令另星球质量为M
分别对两星列万有引力提供向心力方程
对 （1分）
对M （1分）
（1分）
由以上各式可得（1分）
15．答案：（1） （2） （3）
解析：（1）由图可知金属棒ab最终以的速度匀速上升
匀速上升是有（1分）
根据电磁感应及闭合电路知识可知（1分）
（1分）
由以上三式得（1分）
（2）设运动加速为a，则s时的速度为
由于0.5s时功率已达额定功率，则此时电动机对棒的拉力为（1分）
对导体棒运用牛顿第二定律可得（2分）
将相应数据代入方程可得（1分）
（2）由于R与r形成串联，所以r该过程中的热量为
（1分）
根据能量守恒，该过中电动机所做的功使R、r产生内能，同时使导体棒动能和重力势能增大。
由能量守恒可列（1分）
代入数据可得（2分）
II选做题（共16分）
【选修3—3】
16．答案：C
解析：表面张力的方向与液面平行，故A错。水滴仍受重力，悬浮的原因时水滴处于完全失重状态，B错。毛细管越细，毛细现象越明显，C对。温度越高，汽化热越小，D错。
17．答案：AC
解析：②曲线的温度比①曲线的温度要低，A对。温度升高，大量分子速率会增大，但仍有少量分子速率会减小，B错。所围得面积都为1，C对。根据理想气体状态方程可知①的体积大，故分子数密度小，D错。
18．答案：（1） （2） （3）
解析：（1）对活塞分析列平衡方程由（1分）
对U型管分析可知（1分）
由以上两式可得：（2分）
（2）此过程为等压变化
可列（1分）
可得（1分）
由热力学第一定律可列（1分）
代入数据的（1分）
【选修3—4】
16．答案：D
解析：经过平衡位置时回复力为零，不是合力为零，A错；有机械振动还需有介质才会形成机械波；B错；机械波在传播过程中，介质中质点在各自平衡位置附件振动，C错；D为波的特性，D正确。
17．答案：AD
解析：两列波的传播速度大小一样，经过两波相遇，A正确；图中所示A波到达m，m处的质点向上起振，可知振源的起振方向向上；B波同样的道理，波源起振方向向上；根据波传播过程中各质点起振方向均与波源起振方向相同这一特点，可知两列相遇时，相遇处的质点叠加后的起振方向向上，故B错误；由于两列波的频率不同，所以两列波相遇后不能产生稳定的波形图，C错误；通过计算可知D正确。
18．答案：（1） （2）
解析：（1）设与竖直方向成53°的折射光线所对应的入射角为
由数学几何知识可知（1分）
代入数据可知（1分）
折射率（2分）
（2）光线刚好在容器边缘发生全反射
则临界角（2分）
由几何知识可知（2分）
同课章节目录