高二物理期末考试参考答案
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 C D A B D A A C ACD ABD ACD AC
实验题
13.（1）____如图______；
（2）①___ 向右偏 _____；②__向左偏 ______；（3）___BD______。
14．（1）_ __m（保留一位有效数字）。
（2）____B__（3）___C_______。
三、计算题
15.（1）旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意尔定律可知
解得旋转后上部分气体压强为
旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为，则
解得旋转后下部分气体压强为
（2）对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知
解得活塞的质量为
16.（1）鱼在深海处的压强代入数据解得Pa
（2）为使一层水箱压强达到,二层水箱中的气体压强为
带入数据解得Pa
将外界压强为,体积的空气注入一层水箱,根据波意耳定律,有:
代入数据解得L
17.（1）带电粒子做类平抛运动，有
由牛顿第二定律得
解得
（2）带电粒子在磁场中的运动轨迹如图，由几何关系知
解得
由牛顿第二定律
解得
（3）由几何关系知，轨迹所对应的圆心角为60°，则
电场方向
解得
18.（1）细金属杆M以初速度向右刚进入磁场时，产生的动生电动势为
电流方向为，电流的大小为
则所受的安培力大小为 安培力的方向由左手定则可知水平向左；
（2）①金属杆N在磁场内运动过程中，由动量定理有
且 联立解得通过回路的电荷量为
②设两杆在磁场中相对靠近的位移为，有
整理可得 联立可得
若两杆在磁场内刚好相撞，N到的最小距离为
（3）两杆出磁场后在平行光滑长直金属导轨上运动，若N到的距离与第（2）问初始时刻的相同、到的距离为，则N到ab边的速度大小恒为，根据动量守恒定律可知
解得N出磁场时，M的速度大小为
由题意可知，此时M到cd边的距离为
若要保证M出磁场后不与N相撞，则有两种临界情况：
①M减速到时出磁场，速度刚好等于N的速度，一定不与N相撞，对M根据动量定理有
联立解得
②M运动到cd边时，恰好减速到零，则对M由动量定理有
同理解得
综上所述，M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围为2021-2022临沂市高二下学期教学质量检测(模拟）
物 理 2022年6月
本试卷满分100分，考试用时90分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（非选择题 共40分）
单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．2016年在贵州建成了500米口径的球面射电望远镜——“中国天眼”，这是世界上单口径最大、灵敏度最高的射电望远镜，它对电磁波的各个波段都具有良好的接收能力。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．频率越高的电磁波越容易发生明显的衍射现象
B．频率越高的电磁波在真空中的传播速度越大
C．在水中紫外线的传播速度小于红外线的传播速度
D．红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线
2．如图甲所示，气缸内封闭了一定质量的气体（可视为理想气体），可移动活塞与容器壁光滑接触，开始时活塞处于Ⅰ位置静止，经历某个过程后，活塞运动到Ⅱ位置（图中未标出）重新静止，活塞处于这两个位置时，气缸内各速率区间的气体分子数n占总分子数N的百分比（）与分子速率v之间的关系分别如图乙中Ⅰ（实线）和Ⅱ（虚线）所示，忽略大气压强的变化，则下列说法中正确的是（ ）
A．气体在状态Ⅰ时温度较高 B．气体在状态Ⅱ时压强较大
C．在此过程中外界对气体做正功 D．在此过程中气体从外界吸热
3．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为，降压变压器的原副线圈匝数比为，输电线的电阻为，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为，若由于用户的负载变化，使电压表的示数增大了，则下列判断正确的是（ ）
A．电流表的示数减小了 B．输电线损失的功率减小了
C．电流表的示数减小了 D．输电线损失的功率减小了
4．某潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m3和2.1kg/m3，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏加德罗常数。若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数约为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，图为振荡电路，通过点的电流如图，规定通过点向左的电流方向为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，线圈中的磁场能最大 B．在时刻，电容器的电场能最大
C．0到电容器正在充电，上极板带正电 D．到电容器正在放电，上极板带负电
6．如图所示，坐标系的第一象限存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度的大小为1.0T，磁场边界的曲线方程为（）。现有一单匝正方形导线框在拉力的作用下，从图示位置开始沿x轴正方向以的速度做匀速直线运动，已知导线框边长为，总电阻值为，则导线框穿过磁场的过程拉力做的功为（ ）
A．0.25J B．0.375J C．0.5J D．1.0J
7．如图为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场。带电粒子（不计重力）第一次以速度v1（沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转60°角；该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°角。则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的（ ）
A．半径之比为 B．半径之比为
C．时间之比为 D．时间之比为
8．如图，间距为l的光滑平行金属导轨，水平放置在方向竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，一质量为m的金属杆放在导轨上。金属杆在水平外力作用下以速度v0向右做匀速直线运动，此时金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为u0。设金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，除了电阻R以外不计其它电阻。某时刻撤去外力，经过一段时间，自由电子沿金属杆定向移动的速率变为，下列说法正确的是（ ）
这段时间内电阻R上产生的焦耳热为 m
B.这段时间内电阻R上产生的焦耳热为 m
这段时间内一直在金属杆内的自由电子沿杆定向移动的距离为
这段时间内一直在金属杆内的自由电子沿杆定向移动的距离为
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．如图所示，一个匝数N=20、电阻的矩形线圈，以固定转速50r/s在匀强磁场中旋转，从图示位置开始计时，其产生的交变电流通过一匝数比的理想变压器，给副线圈电路供电，定值电阻，，；灯泡L的电阻恒为，额定电压为24V，灯泡正常工作，可以判断（ ）
A．电阻R消耗的电功率为2.25W B．穿过线圈平面的最大磁通量为
C．矩形线圈的热功率为0.1296W D．时刻流过线圈的电流为零
10．如图甲，绝缘水平面上有一“<”型光滑金属导轨，Oa与Ob夹角为；将质量为m的长直导体棒PQ放在导轨上并与Oa垂直，除轨道Ob上的电阻R外，其余电阻不计，导体棒与导轨接触良好。空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。时刻导体棒与O点间的距离为2L，棒在外力作用下，向左做直线运动，其速度的倒数随位移x变化的关系如图乙所示，导体棒从PQ向左运动距离L到达MN的过程中（ ）
A．流过导体棒的电流恒为 B．导体棒运动的时间为
C．通过回路的电荷量为 D．外力做功为
11．如图，在平面直角坐标系的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为。当时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则（ ）
A．粒子一定带正电
B．当时，粒子也垂直x轴离开磁场
C．粒子入射速率为
D．粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为
12．如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于轴上，另一根由、、三段直导轨组成，其中段与轴平行，导轨左端接入一电阻。导轨上一金属棒沿轴正向以速度保持匀速运动，时刻通过坐标原点，金属棒始终与轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为，金属棒受到安培力的大小为，金属棒克服安培力做功的功率为，电阻两端的电压为，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
第II卷（非选择题 共60分）
注意事项：考生需用0.5毫米黑色签字笔在答题卡中的指定位置，直接写在试卷上的答题内容无效。
非选择题（本题共6小题，共60分）
13.（6分）如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺的导线补接完整__________；
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________；
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针________；
（3）在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将__________。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
14．（6分）在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1.0mL注入1000mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到1000mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为2.0cm的方格纸上。
（1）利用上述具体操作中的有关数据可知油酸分子直径为___________m（保留一位有效数字）。
（2）若阿伏伽德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是___________。
A．1kg油酸所含有分子数为 B．1m3油酸所含分子数为
C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于___________。
A．在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数多记了2滴
B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
D．做实验之前油酸溶液搁置时间过长
15．（10分）水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求：
（i）此时上、下部分气体的压强；
（ii）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。
16．（10分）某科研团队为了研究深海濒危鱼类保护工作，把某种生活在海面下800m深处的濒危鱼类从海里移到如图所示的两层水箱中，为使鱼存活，须给它们创造一个类似深海的压强条件。在一层水箱中有一条鱼，距离二层水箱水面的高度h＝50m，二层水箱水面上部空气的体积V＝30L，与外界大气相通。外界大气压po＝1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，g取10m/s2。（水箱内气体温度恒定）
（1）该类濒危鱼类所需生活环境的压强为多少？
（2）为保证该濒危鱼类正常存活，须将二层水箱关闭前再打进压强为Po、体积为多少的空气？
17．（12分）如图所示为一长方体空间区域，OP、边长均为d，ON边长为。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以初速度沿ON方向从O点入射。粒子重力不计，场的边缘效应和粒子的相对论效应均可忽略。
（1）若空间区域内存在沿方向的匀强电场，粒子恰好能经过点，求该匀强电场的场强大小E；
（2）若空间区域内存在沿方向的匀强磁场，粒子恰好能经过M点，求该匀强磁场的磁感应强度大小B；
（3）要使粒子在（1）中的匀强电场和（2）中的匀强磁场的作用下能经过点，求电场存在的最短时间。
18．（16分）如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
（1）求M刚进入磁场时受到的安培力F的大小和方向；
（2）若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，求：①N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；②初始时刻N到的最小距离x；
（3）初始时刻，若N到的距离与第（2）问初始时刻的相同、到的距离为，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。
