新疆维吾尔自治区昌吉州行知高级中学校2021-2022学年高二下学期期末考试物理试题（PDF版含答案）

昌吉州行知学校 6.一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后(加速电压为 U)，该粒子的德
布罗意波长为( )
2021-2022 学年第二学期高二年级期末考试
A． B． C． D．
物 理 试 卷
7.如图是氢原子能级示意图，一群氢原子处于 n＝4 的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下
试卷满分：100 分 考试时间：90 分钟 说法符合玻尔理论的有( )
A． 氢原子向低能级跃迁时，动能减小
B． 氢原子向低能级跃迁时，电势能增大
一、单选题(共 10 小题,每小题 3分,共 30 分)
C． 由 n＝4跃迁到 n＝1时发出光子的频率最小
1.如图所示，物体 B 被钉牢在放于光滑水平地面的平板小车上，物体 A 以速率 v 沿水平粗糙车板向着 B
D． 这群氢原子向低能级跃迁时，能辐射 6种不同频率的光子
运动并发生碰撞．则( )
8.一炮艇总质量为 M，以速度 v0匀速行驶，从艇上以相对海岸的水平速度 v 沿前进方向射出一质量为 m
A． 对于 A 与 B 组成的系统动量守恒 B． 对于 A 与小车组成的系统动量守恒
的炮弹，发射炮弹后艇的速度为 v′，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是( )
C． 对于 A、B与小车组成的系统动量守恒 D． 以上说法都不对
A．Mv0＝(M－m)v′＋mv B．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v0)
2.如图所示，是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电动势的图象，根据
C．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v′) D．Mv0＝Mv′＋mv
图象可知( )
9. U 经过 m次α衰变和 n次β衰变，变成 Pb，则( )
A． 此交变电动势的瞬时表达式为 e＝200sin 0.02tV
B． 此交变电动势的瞬时表达式为 e＝200sin 100πtV A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4 C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18
C．t＝0.01 s 时，穿过线圈的磁通量为零 10.原子质量单位为 u,1 u 相当于 931.5 MeV 的能量，真空中光速为 c，当质量分别为 m1和 m2的原子核
D．t＝0.02 s 时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 结合为质量为 M的原子核时释放出的能量是( )
2
3.质量为 m 的铁锤从高 h 处落下，打在水泥桩上，铁锤与水泥桩撞击的时间是 t，撞击时，铁锤对桩的 A． (M－m1－m2)u·c B． (m1＋m2－M)u×931.5 J
2
平均冲击力大小为( ) C． (m1＋m2－M)c D． (m1＋m2－M)×931.5 eV
二、多选题(共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分)
A． ＋mg B． －mg C． ＋mg D． －mg
11.对于物体内能的理解，下列说法正确的是( )
4.下列关于原子结构的说法中，正确的是( ) A． 一定量气体的内能等于其所有分子热运动的动能和分子之间势能的总和
A． 电子的发现说明原子是可再分的 B． 做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大
B． 玻尔的原子理论完全否定了原子的核式结构学说 C． 内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
C． 玻尔的原子理论能成功解释各种原子发光现象 D． 物体的内能跟物体的温度和体积有关 E.物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变
D． 大量氢原子从 n＝5的激发态向低能态跃迁时，最多可以产生 15 种不同频率的光子 12.如图所示，一绝热容器被隔板 K 隔成 a、b 两部分.已知 a 内有一定质量的稀薄气体，b 内为真空.抽
5.用三种不同的单色光照射同一金属做光电效应实验，得到的光电流与电压的关系如图所示，则下列说 离隔板 K 后，a 内气体进入 b，最终达到平衡状态.在此过程中( )
法正确的是( ) A． 气体对外界做功，内能减少 B． 气体不做功，内能不变
A． 单色光 A和 B是颜色相同、强度不同的光 C． 气体压强变小，温度降低 D． 气体压强变小，温度不变
B． 单色光 A的频率大于单色光 C的频率 13.关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )
C． 单色光 A的遏止电压大于单色光 C的遏止电压 A． 金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
D．A光对应的光电子最大初动能大于 C 光对应的光电子最大初动能 B． 晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的
C． 单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D． 单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
14.如图所示，四支两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当 (1)实验中打出的纸带如图乙所示，并测得各计数点间距标在图上，则应选__________段计算 A 的碰前
玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动 速度；应选__________段计算 A和 B碰后的共同速度(填“BC”、“CD”或“DE”)．
的是( ) (2)已测得小车 A的质量 m1＝0.20 kg，小车 B 的质量 m2＝0.10 kg，由以上测量结果可得：碰前 A、B 两
小车质量和速度的乘积之和为________ kg·m/s；碰后 A、B 两小车质量和速度的乘积之和为
A． B． C． D．
__________ kg·m/s.(计算结果均保留三位有效数字)
15.如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电压 u1＝220 sin 100πt(V)，则下列表述正确的是( ) 六、计算题(共 4 小题,第 18 题 8 分，第 19 题 12 分，第 20 题 8 分，第 21 题 6 分，共 34 分)
A．U1U4 B．U1＝220 V 18.如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数 n1＝1 100 匝．接入电压 U1＝220 V 的电路中．
C． 若 U2提高为原来的 10 倍，输电线上损失的功率为原来的 (1)要求在两个副线圈上分别得到电压 U2＝6 V，U3＝110 V，它们的匝数 n2、n3
D． 用户得到的交变电流频率为 25 Hz 分别为多少？（4分）
三、实验题(共 2 小题,每空 2分,共 16 分) (2) 若在两副线圈上分别接上“6 V,20 W”“110 V,60 W”的两个用电器，
16.某同学用图甲所示装置通过半径相同的 A、B 两球的碰撞来寻找不变量，图中 CQ 是斜槽，QR 为水平 原线圈的输入电流为多少？（4分）
槽，二者平滑相接，调节实验装置，使小球放在 QR 上时，恰能保持静止，实验时先使 A 球从斜槽上某
一固定位置 G 由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作 10 次，得 19.在光滑水平面上静置有质量均为 m的木板 AB 和滑块 CD，木板 AB 上表面粗糙，滑块 CD 上表面是光滑
到 10 个落点痕迹．然后把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让 A 球仍从位置 G 由静止开始滚下， 的 圆弧，其始端 D 点切线水平且在木板 AB 上表面内，它们紧靠在一起，如图所示．一可视为质点的物
和 B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作 10 次． 块 P，质量也为 m，从木板 AB 的右端以初速度 v0滑上木板 AB，过 B 点时速度为 ，又滑上滑块 CD，最
图中 O 是水平槽末端 R 在记录纸上的垂直投影点，P 为未放被碰球 B 时 A 球的平均落点，M 为与 B 球碰 终恰好能滑到滑块 CD 圆弧的最高点 C处．已知物块 P与木板 AB 间的动摩擦因数为μ.求：
后 A 球的平均落点，N 为被碰球 B 的平均落点．若 B 球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平 (1)物块滑到 B处时木板的速度 vAB；（4分）
行于 OP.米尺的零点与 O点对齐． (2)木板的长度 L；（4分） (3)滑块 CD 圆弧的半径．（4分）
(1)入射球 A的质量m 和被碰球 B的质量m 的关系是m ________ (选填“>”“<”或“＝”)．A B A mB
(2)碰撞后 B球的水平射程约为________cm. 20.质量分别为 m1＝1 kg，m2＝3 kg 的小车 A 和 B 静止在水平面上，小车 A 的右端水平连接一根轻弹
(3)下列选项中，属于本次实验必须测量的是________(填选项前的字母)． 簧，小车 B 以水平向左的初速度 v0向 A 驶，与轻弹簧相碰之后，小车 A 获得的最大速度为 v＝6 m/s，
A．水平槽上未放 B球时，测量 A球平均落点位置到 O点的距离 如果不计摩擦，也不计相互作用过程中机械能的损失，求：
B．A球与 B球碰撞后，测量 A球平均落点位置到 O点的距离 (1)小车 B的初速度 v0；（4分）
C．测量 A球或 B球的直径 D．测量 A球和 B球的质量 (2)A 和 B 相互作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能．（4分）
E．测量 G点相对于水平槽面的高度
(4)若 mv 为不变量，则需验证的关系式为_____________________________． 21.（1）如图甲所示，C、D 液面水平且等高，液体密度为ρ，重力加速度为 g，其他条件已标于图上，
17.某同学设计了一个探究碰撞中的不变量的实验：将打点计时器固定在光滑的长木板的一端，把纸带 试求封闭气体 A的压强．（3分）
穿过打点计时器，连在小车 A 的后面．让小车 A 运动，小车 B 静止．在两小车的碰撞端分别装上撞针和 (2)在图乙中，汽缸置于水平地面上，汽缸横截面积为 S，活塞质量
橡皮泥，如图甲，碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘合成一体．在安装好实验装置后，先接通电源然后 为 m，汽缸与活塞之间无摩擦，设大气压强为 p0，重力加速度为 g，
轻推小车 A，使 A获得一定的速度，电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点，已知电源频率为 50 Hz. 试求封闭气体的压强．（3分）
7.【答案】D
答案解析
【解析】 当氢原子从第 4能级向低能级跃迁时，原子的能量减小，轨道半径减小，电子的动能增大，
1.【答案】C
电势能减小，A、B 错误；由 n＝4跃迁到 n＝1 时辐射的光子能量最大，发出光子的频率最大，C 错误；
【解析】对于 A与 B组成的系统，由于受到小车对 A 的摩擦力作用，因此系统合外力不为零，系统动量
根据 C ＝6知，这群氢原子能辐射 6种不同频率的光子，D正确．
不守恒，A 错误；对于 A 与小车组成的系统，受到 B 施加给小车的力的作用，系统动量不守恒，B 错
8.【答案】A
误；对于 A、B 与小车组成的系统，摩擦力属于内力，系统合外力为零，系统动量守恒，C 正确，D 错
【解析】炮艇与炮弹组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律可得 Mv0＝(M－m)v′＋mv，A 项正确．
误．
9.【答案】B
2.【答案】B
【解析】根据题意有：235－4m＝207,92－2m＋n＝82，解两式得 m＝7，n＝4，选项 B正确．
【解析】根据正弦式交变电流产生的规律得出 e－t 图象是正弦曲线，即 e＝Emsinωt，其中ω是角速
10.【答案】C
度，不是周期；感应电动势与磁通量的变化率同步变化．
E mc2【解析】在核能计算时，如果质量的单位是 kg，则用Δ ＝Δ 进行计算，如果质量的单位是 u，则利
3.【答案】A
用 1 u 相当于 931.5 MeV 的能量计算，即ΔE＝Δm×931.5 MeV 进行计算，故 C正确，A、B、D错．
【解析】根据 2gh v2＝ 得：铁锤碰前的速度为：v＝ ，
11.【答案】ACD
取向下为正方向，对铁锤由动量定理得：(mg－F)t＝0－mv
【解析】 一定量气体的内能等于其所有分子热运动的动能和分子之间势能的总和，选项 A 正确；做加
解得：F＝ ＋mg， 速运动的物体，其宏观动能逐渐增大，但是物体的温度未必升高，所以分子的平均动能变化情况不能确
定，选项 B 错误；内能不同的物体，只要温度相同，它们分子热运动的平均动能就相同，选项 C正确；
由牛顿第三定律可得，铁锤对桩的作用力：F′＝F＝ ＋mg，A 正确．
物体的内能与分子动能和分子势能有关，即与温度和体积有关，选项 D正确；温度是分子平均动能的标
4.【答案】A 志，物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变，选项 E错误。
【解析】电子的发现说明原子是可以再分的．故 A 正确．玻尔原子理论并未完全否定原子核式结构，认 12.【答案】BD
为电子还是绕核旋转．故 B错误．玻尔原子理论不能解释所有原子的发光现象．故 C 错误．根据数学组 【解析】抽离隔板 K，a 内气体体积变大，由于 b 内为真空，所以 a 内气体不做功，由热力学第一定律
合公式 C ＝10，知最多可以产生 10 种不同频率的光子．故 D错误． 可得 B正确.内能不变，故温度不变，体积变大，由玻意耳定律可知压强变小，所以 D正确.
5.【答案】A 13.【答案】BC
【解析】 由题图可知，单色光 A和单色光 B的遏止电压相同，所以它们是同一色光，相同电压时，单 【解析】金刚石、食盐、水晶是晶体，玻璃是非晶体，选项 A 错误；单晶体具有各向异性，多晶体具有
色光 A 对应的光电流更大，说明单位时间内照射的光电子数更多，即单色光 A 更强，故 A 正确；根据 各向同性，选项 D 错误；晶体分子的排列是有规则的，且有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项
eU ＝E ＝hν－W ，可知入射光的频率越高，对应的遏止电压 U 越大，由题图可知单色光 C 的遏止电压 B、C正确.c k 0 c
大于单色光 A 的遏止电压，故单色光 C的频率大于单色光 A的频率，则单色光 C 对应的光电子的最大初 14.【答案】CD
动能大于单色光 A对应的光电子的最大初动能，故 B、C、D错误． 【解析】假设升温后，水银柱不动，则压强要增加，由查理定律，压强的增加量Δp＝ ，而各管原
6.【答案】C
压强 p 相同，所以Δp∝ ，即 T 高，Δp 小，也就可以确定水银柱应向温度高的方向移动，故 C、D 项
2
【解析】加速后的速度为 v，根据动能定理可得：qU＝ mv
正确．
所以 v＝ ， 15.【答案】AC
【解析】远距离采用高压输电，降压后再使用，A 正确；U1为有效值，220 V，B 错误；输电线上损失的
由德布罗意波公式可得：λ＝ ＝ ＝ . 2功率为 P 损＝( ) R 线，C 正确；由交变电流的瞬时值表达式可得交变电流的频率为 f＝ Hz＝50 Hz，
D 错误． (3)由点 D到点 C，滑块 CD 与物块 P组成的系统在水平方向上动量守恒
16.【答案】 (1)> (2)64.7(64.2～65.2 均可) (3)ABD (4)mA·OP＝mA·OM＋mB·ON m· ＋m· ＝2mv 共
【解析】 (1)要使两球碰后都向右运动，A球质量应大于 B球质量，即 mA>mB. 滑块与 CD 组成的系统机械能守恒
(2)将 10 个点圈在圆内的最小圆的圆心作为平均落点，可由米尺测得碰撞后 B球的水平射程约为 64.7cm. mgR m 2 2 2＝ ( ) ＋m( ) － ×2mv 共
(3)从同一高度做平抛运动，飞行的时间 t相同，而水平方向为匀速直线运动，故水平位移 x＝vt，所以
联立解得滑块 CD 圆弧的半径为 R＝ .
只要测出小球飞行的水平位移，就可以用水平位移的测量值代替平抛初速度．故需测出未放 B 球时 A 球
20.【答案】 (1)4 m/s (2) 6 J
飞行的水平距离 OP 和碰后 A、B球飞行的水平距离 OM 和 ON，及 A、B两球的质量，故 A、B、D正确．
【解析】 (1)由题意可得，当 A、B 相互作用后弹簧恢复到原长时 A 的速度达到最大，设此时 B的速度
(4)若 mv 为不变量，需验证的关系式为 mAvA＝mAvA′＋mBvB′，
为 v2，所以由动量守恒定律可得：m2v0＝m1v＋m2v2
将 vA＝ ，vA′＝ ，vB′＝ 代入上式得 mA·OP＝mA·OM＋mB·ON.
2
相互作用前后系统的总动能不变： m2v ＝ m1v ＋ m2v
17.【答案】(1)BC DE (2)0.210 0.209
【解析】(1)A 与 B 碰后粘在一起，速度减小，相等时间内的间隔减小，可知通过 BC 段来计算 A 的碰前 解得：v0＝4 m/s.
速度，通过 DE 段计算 A和 B碰后的共同速度． (2)第一次弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，设此时 A、B 有相同的速度 v′，根据动量守恒定
律有：m2v0＝(m1＋m2)v′
(2)A 碰前的速度：v1＝ ＝ m/s＝1.05 m/s
此时弹簧的弹性势能最大，等于系统动能的减少量：ΔE＝ m2v
2
－ (m1＋m2)v′
碰后共同速度：v＝ ＝ m/s＝0.695 m/s. 解得：ΔE＝6 J.2
21.【答案】 (1)同一水平液面 C、D处压强相同，可得 pA＝p0＋ρgh.
碰前 A、B两小车质量和速度的乘积之和：m1v1＝0.2×1.05 kg·m/s＝0.210 kg·m/s
(2)以活塞为研究对象，受力分析如图，由平衡条件得 mg＋p0S＝pS
碰后的 A、B两小车质量和速度的乘积之和：(m1＋m2)v2＝0.3×0.695 kg·m/s＝0.209 kg·m/s
18.【答案】(1)n2＝30 匝 n3＝550 匝 (2)0.36 A
【解析】(1)由 ＝ 得 n2＝ ·n1＝ ×1 100 匝＝30 匝
n3＝ ·n1＝ ×1 100 匝＝550 匝． 则 p＝p0＋
(2)设原线圈输入电流为 I 【解析】1，由 P 入＝P 出得
U1I1＝U2I2＋U3I3＝P2＋P3
所以 I1＝ ＝ A≈0.36 A.
19.【答案】(1) ，方向向左 (2) (3)
【解析】(1)由点 A到点 B时，取向左为正方向，由动量定恒定律得
mv0＝mvB＋2m·vAB
又 vB＝ ，解得 vAB＝ ，方向向左
(2)由点 A到点 B时，根据能量守恒定律得
mv 2 m 2 m 20 － ×2 ( ) － ( ) ＝μmgL
解得 L＝