江苏省镇江市句容高级中学2021-2022学年高二下学期期末模拟考试物理试卷（Word版含答案）

江苏省镇江市句容高级中学2021-2022学年高二下学期物理期末模拟考试
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意
1.下列说法正确的是（　　）
A．液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性
B．随着科技的进步，我国绝大部分品牌的冲锋衣都可实现面料不沾雨水功能，该功能体现了不浸润现象
C．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是单晶体
D．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子受到液体内部分子的吸引力作用
2.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为α粒子散射图，图中实线表示α粒子的运动轨迹。则关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）
A．图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大
B．图中的α粒子反弹是因为α粒子与原子核发生了碰撞
C．绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小
D．根据α粒子散射实验，还可以知道原子核由质子和中子组成
3.一定质量的氧气分子在温度T1和T2时，各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图所示，已知T1A．曲线I对应的氧气温度为T2
B．曲线Ⅱ对应的氧气分子平均动能较大
C．曲线Ⅱ对应的氧气分子动能较小
D．从图可以得到任意速率区间的氧气分子数
4.如图所示，用一根粗细均匀的细铜导线做成一个半径为r的闭合圆环，把圆环的一半置于均匀变化的匀强磁场中，磁场方向始终垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化规律为B=B0+kt（B0 不变，k为一恒量且满足0< k <1T/s），a、b为圆环的一条直径的两端点，圆环的总电阻为R ，则（　　）
A．圆环中产生顺时针方向的感应电流
B．圆环具有扩张的趋势
C．a、b两点间的电势差
D．在t = 0时，右半圆环受到的安培力大小为
5.倾角为θ的光滑固定斜面体处于竖直向下的匀强磁场中，在斜面上有一根长为L、质量为m的导线，导线与磁场垂直，导线中电流为I，方向如图所示，导线恰能保持静止，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为（　　）
A． B． C． D．
6.如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是（　　）
A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
B．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
C．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小
D．粒子所带电荷量相同时，打在胶片上的位置越靠近狭缝P，表明其质量越大
7.如图所示，水平的平行虚线间距为d，中间有沿水平方向的匀强磁场．一个阻值为的正方形金属线圈边长，线圈质量为m，线圈在磁场上方某一高度处由静止释放，保持线圈平面与磁场方向垂直，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，不计空气阻力，重力加速度为，则（　　）
A．线圈进，出磁场过程中感应电流均沿逆时针方向
B．线圈下边缘刚进入磁场时的加速度最小
C．线圈在进入磁场和穿出磁场过程中，通过导线截面的电荷量相等
D．线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热之和为0
8.在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素Na发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．轨迹1是新核的径迹 B．轨迹2是新核的径迹
C．Na发生的是α衰变 D．新核沿顺时针方向旋转
9.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中 （　　）
导体棒做匀减速直线运动
B. 导体棒中感应电流的方向为
C. 电阻R消耗的总电能为
D. 导体棒克服安培力做的总功小于
10.如图所示,竖直面内有一个闭合导线框ACDE(由柔软细导线制成)挂在两固定点A、D上,水平线段AD为半圆的直径,在导线框的E处有一个动滑轮,动滑轮下面挂一重物,使导线处于绷紧状态。在半圆形区域内,有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。设导线框的电阻为r,圆的半径为R,在将导线上的C点以恒定角速度ω(相对圆心O)从A点沿圆弧移动的过程中,若不考虑导线中电流间的相互作用,则下列说法正确的是(　　)。
A.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中,导线框中感应电流的方向先逆时针,后顺时针
B.当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时,导线框中产生的感应电动势最大
C.在C从A点沿圆弧移动到图中∠ADC=30°位置的过程中,通过导线上C点的电荷量为
D.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中,动滑轮的位置固定不动
二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11.小明把家中的节能灯拿到学校实验室,要精确测量它在额定电压下的电阻,灯的铭牌上标注额定电压为3 V,正常工作时电阻约为500 Ω。实验室提供的器材有:
A.电流表(量程为3 mA,内阻RA=15 Ω);
B.定值电阻R1(阻值为1985 Ω);
C.滑动变阻器R(取值范围0~10 Ω);
D.电压表(量程为12 V,内阻RV=1 kΩ);
E.蓄电池E(电动势为12 V,内阻r很小);
F.开关S一个;
G.导线若干。
(1)要精确测定节能灯正常工作时的电阻,应采用下面电路图中的　　　　。
(2)选择正确电路进行实验,若电压表的示数用U表示,电流表的示数用I表示。写出测量节能灯电阻的表达式为Rx=　　　　　　　　(用题目中给出的相应字母表示)。当电流表中的电流I=　　　　mA时,记下电压表的示数U并代入表达式,其计算结果即节能灯正常工作时的电阻。
12.如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。
13.某个兴趣小组为了研究圆柱体铁芯的涡流热功率，构建了如图所示的分析模型，电阻率为ρ的硅钢薄片绕成一个内径为r、高度为h的圆柱面，其厚度为d<（1）感应电动势的有效值E；
（2）发热功率P
14. 如图所示，绝缘传送带固定在竖直平面内，与水平面间的夹角，传送带两端、之间的距离，整个空间存在匀强电场，场强大小，方向垂直传送带表面斜向上.现将一质量为、电荷量为的小物块无初速地放到传送带上处，物块与传送带间的动摩擦因数，传送带以恒定速度沿顺时针方向传动，重力加速度取.
（1）若物块从运动到的时间最短，求传送带的速度至少多大；
（2）若传送带的速度，求物块从运动到的过程中摩擦力对物块所做的功。
15.如图所示，在无限长的竖直边界AC和DE间，上、下部分分别充满方向垂直于ADEC平面向外的匀强磁场，上部分区域的磁感应强度大小为B0，OF为上、下磁场的水平分界线．质量为m、带电荷量为＋q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于AC边界射入上方磁场区域，经OF上的Q点第一次进入下方磁场区域，Q点与O点的距离为3a.不考虑粒子重力．
(1)求粒子射入磁场时的速度大小；
(2)要使粒子不从AC边界飞出，求下方磁场区域的磁感应强度应满足的条件；
(3)若下方区域的磁感应强度B＝3B0，粒子最终垂直DE边界飞出，求边界DE与AC间距离的可能值．
1.【答案】B
【解析】
A．液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故A错误；
B．随着科技的进步，我国绝大部分品牌的冲锋衣都可实现面料不沾雨水功能，该功能体现了不浸润现象，故B正确；
C．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母各向异性，是晶体，故C错误；
D．液体表面张力产生的原因是在液体的表面层里，由于分子间距比液体内部大，分子间引力占优势，故D错误。
故选B。
2.【答案】C
【解析】
【详解】
A．图中大角度偏转的粒子受到的电场力先做负功，后做正功，则其电势能先增大后减小，故A错误；
B．图中的粒子反弹是因为粒子与原子核之间的库仑斥力作用，并没有发生碰撞，故B错误；
C．从绝大多数粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的物质只占整个原子的很小空间，故C正确；
D．卢瑟福的粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，不能证明原子核是由质子和中子组成的，故D错误。
故选C。
3.【答案】B
【解析】
A．一定质量的氧气分子，温度越高时，速率大的分子所占比例大，故曲线I对应的氧气温度为T1，故A错误；
B．曲线Ⅱ对应的速率大的分子所占比例大，温度较大，分子平均动能较大，故B正确；
C．分子数一定，曲线Ⅱ对应的氧气分子平均动能较大，则曲线Ⅱ对应的氧气分子动能较大，故C错误；
D．曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故D错误。
故选B。
4.【答案】D
【解析】
解析AB．由于磁场均匀增大，线圈中的磁通量变大，根据楞次定律可知线圈中电流为逆时针，同时为了阻碍磁通量的变化，线圈将有收缩的趋势，AB错误；
C．根据法拉第电磁感应定律得电动势为
所以电流为
ab两端电压为
C错误；
D．根据安培力公式
D正确。
故选D。
5.【答案】C
【解析】
解析导线的受力情况如图
受重力、斜面的支持力、安培力，根据共点力平衡有
又
解得
ABD错误，C正确。
故选C。
6.【答案】B
【解析】
A．根据带电粒子在磁场中的偏转方向，由左手定则知，该粒子带正电，则在速度选择器中粒子受到的电场力水平向右，则洛伦兹力水平向左，根据左手定则知，磁场方向垂直纸面向外，故A错误，符合题意；
B．在速度选择器中，能通过狭缝P的带电粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡，有
解得
故B正确，不符合题意；
CD．粒子进入偏转电场后，有
解得
知r越小，比荷越大；电量相同时，r越小，m越小，故CD错误，符合题意。
故选B
7.【答案】C
【解析】
A．根据楞次定律可知，线圈进磁场过程中感应电流沿逆时针方向，线圈出磁场过程中感应电流沿顺时针方向，A错误；
B．正方形金属线圈边长，正方形完全进入磁场中后，只受重力作用加速，且下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，可知金属线圈进入磁场过程中做减速运动，设加速度为，则有
即
可知，金属框在进入磁场过程中作加速度减小的减速运动，线圈下边缘刚进入磁场时的加速度并非最小，B错误；
C．由
可得
线圈在进入磁场和穿出磁场过程中，磁通量变化量的大小相同，即通过导线截面的电荷量相等，C正确；
D．根据能量转化与守恒定律可知，线圈从下边缘刚进入磁场到刚穿出磁场过程中线圈减少的机械能转化为焦耳热
又因为其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热相同，产生的焦耳热之和为
D错误。
故选C。
8.【答案】B
【解析】
AB．设质量为m、电荷量为q的粒子在磁感应强度大小为B的匀强磁场中做速率为v、半径为R的匀速圆周运动，则根据牛顿第二定律有

解得

衰变过程动量守恒，系统初动量为零，则根据反冲运动规律可知新核和粒子动量大小相等，而新核的电荷量一定比粒子的电荷量大，所以新核的轨迹半径较小，粒子的轨迹半径较大，则轨迹1是粒子的径迹，轨迹2是新核的径迹，故A错误，B正确；
CD．因为新核带正电，根据左手定则可以判定新核一定沿逆时针方向旋转，所以粒子一定沿顺时针方向旋转，则粒子带负电，Na发生的是β衰变，故CD错误。
故选B。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．导体棒向右运动，根据右手定则，可知电流方向为b到a，再根据左手定则可知，导体棒向到向左的安培力，根据法拉第电磁感应定律，可得产生的感应电动势为
感应电流为
故安培力为
根据牛顿第二定律有
可得
随着速度减小，加速度不断减小，故导体棒不是做匀减速直线运动，故AB错误；
C．根据能量守恒定律，可知回路中产生的总热量为
因R与r串联，则产生的热量与电阻成正比，则R产生的热量为
故C正确；
D．整个过程只有安培力做负功，根据动能定理可知，导体棒克服安培力做的总功等于，故D错误。
故选C。
10.【答案】A
【解析】设C点转过角度θ=ωt,根据几何知识知,线框上部分的三角形的面积 S=×2R×Rsin θ=R2sin θ,磁通量Φ=BR2sin θ=BR2sin ωt,磁通量先增大后减小,根据楞次定律知电流的方向先逆时针,后顺时针,故A项正确;根据E=知e=ωBR2cos ωt=ωBR2cos θ,C沿圆弧移动到圆心O的正上方时,导线框中的感应电动势最小为零,故B项错误;根据q=知q==,故C项错误;滑轮不动时,C点应该在椭圆上移动,故D项错误。
11.【答案】(1)C　(2)　1.5
【解析】(1)实验中将电压表当作电流表使用,电流表与定值电阻串联后当作电压表使用,根据两表的内阻、测量范围及节能灯的阻值关系可确定电路应采用外接方式,故选择C。
(2)由电路的结构可知,Rx==。节能灯的额定电压为3 V,即节能灯正常工作时,有I(R1+RA)=3 V,解得电流表中的电流I=1.5 mA。
12.【答案】T0　(p0S+mg)h
【解析】开始时活塞位于a处,加热后,汽缸中的气体先经历等容过程,直到活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1,压强为p1,根据查理定律有
=
根据力的平衡条件有
p1S=p0S+mg
联立可得
T1=T0
此后,汽缸中的气体经历等压过程,直到活塞刚好达到b处,设此时汽缸中气体的温度为T2;活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有
=
式中V1=SH
V2=S(H+h)
联立解得T2=T0
从开始加热到活塞到达b处的过程中,汽缸中的气体对外所做的功
W=(p0S+mg)h。
13.【答案】（1）；（2）
【解析】
（1）通过圆柱面的截面磁场在变化，所以每一个环形截面都会产生感应电流，由法拉第电磁感应定律可知
正弦式交变电流的有效值是其最大值的，所以硅钢薄片中感应电动势的有效值为
（2）将硅钢薄片展开，是一长为，横截面积为hd的立方体电阻，根据电阻定律，其电阻为
则此硅钢薄片发热功率P为
14.【答案】（1）；（2）
【解析】
【分析】
【详解】（1）设物块沿传送带向上加速运动过程中的加速度大小为，则有
当物块一直加速到点时，所用时间最短，设此时到达点速度，则
联立解得
则传送带的速度至少为.
（2）因为
所以物块从运动到的过程中先加速后匀速，到达点的速度为.
该过程中摩擦力对物块所做的功等于物块机械能的增加量，则
解得
15.【答案】(1)　(2)不小于　(3)4na(n＝1,2,3，…)
【解析】(1)设粒子在OF上方做圆周运动的半径为R，由几何关系可得R＝5a，
由牛顿第二定律可知qvB0＝m，
解得v＝.
(2)当粒子恰好不从AC边界飞出时，设粒子在OF下方做圆周运动的半径为r1，由几何关系得
r1＋r1cos θ＝3a，
cos θ＝，
所以r1＝，
根据qvB1＝m，
解得B1＝，
当B1≥时，粒子不会从AC边界飞出．
(3)当B＝3B0时，根据qvB＝m，
得粒子在OF下方运动的半径r＝a，
设粒子的速度方向再次与射入磁场时的速度方向一致时的位置为P1，则P与P1的连线一定与OF平行，
根据几何关系知：＝4a；
所以若粒子最终垂直DE边界飞出，边界DE与AC间的距离为
L＝n＝4na(n＝1,2,3，…)．