辽宁省部分中学2021-2022学年高二下学期期末考试
物 理 试 题
考生注意：考试时间75分钟，试卷满分100分
第Ⅰ卷 选择题（满分46分）
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题意）
1．牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是
A．伽利略研究了第谷的行星观测记录，提出了行星运动定律
B．牛顿通过月地检验，验证了万有引力定律
C．哈雷在实验室中准确地得出了引力常量G的数值，使得万有引力定律有了现实意义
D．卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律
2．蹦床是学生们非常喜爱的一种户外运动，其原理可简化如图所示，两条橡皮绳上端点A、B等高固定在金属柱上，下端系于某同学身上。橡皮绳处于ACB时为原长状态。把该同学向下拉，使橡皮绳处于ADB状态，放手后，该同学向上运动恰好到达E点。不计空气阻力，则该同学
A．在D点加速度为零，速度为零
B．在C点加速度为零，速度最大
C．从D点到C点，加速度一直减小
D．从D点到C点，速度先增大后减小
3．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能EP随位移x变化的关系如图所示，其中Ox2段是对称的曲线，x2x3段是直线，则下列说法错误的是
A．粒子在Ox2段做匀变速运动，x2x3段做匀速直线运动
B．x1、x2、x3处的电势的关系为1＞2＞3
C．x1处电场强度为零
D．x2x3段是匀强电场
4．关于机械波的描述，下列说法正确的是
A．当两列波发生干涉时，如果两列波的波峰在某点相遇，则该处质点的位移始终最大
B．当机械波发生反射时，其频率不变，波长、波速均发生变化
C．测速雷达向行进中的车辆发射频率已知的超声波同时测量反射波的频率，根据反射波的频率变化的多少就能得到车辆的速度，这利用的是多普勒效应
D．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越小衍射越明显
5．图甲是某小型家用电器电源部分的主要工作电路图，工作时Ⅰ部分变压器原线圈A、B两端与输出电压为220 V的交流电源相连接，通过电路元件的工作最后在Ⅲ部分E、F两端输出6.0 V的直流电．当A、B两端输入如图乙所示的交变电压时，在Ⅱ部分的M、N两端输出的电压如图丙所示．Ⅲ部分的自感线圈L的直流电阻可忽略不计．关于该电路及其工作过程，下列说法中正确的是
甲 乙 丙
A．Ⅰ部分的变压器是降压变压器
B．Ⅲ部分的自感线圈L的作用是阻碍直流成分，导通交流成分
C．Ⅲ部分的电容器C的作用是阻碍交流成分，导通直流成分
D．M、N两端输出电压的有效值为2U0
6．一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做了如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定于O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点的竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力F大小随时间t的变化规律如图乙所示，F1=3F2，设R、m、引力常量G和F1为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是
A．该星球表面的重力加速度为
B．星球的密度为
C．卫星绕该星球运行的最小周期为
D．该星球的第一宇宙速度为
7．如图所示,长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与可变电阻R相连．在垂直前后侧面的方向上有一匀强磁场,磁感应强度大小为B．发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出．由于运动的电离气体受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势（设电阻定律适用于此物理过程）．若不计离子间相互作用及气体流动时的阻力，则可变电阻R消耗电功率的最大值为
A． B． C． D．
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题意，全部选对得6分，部分选对得3分，有选错的得0分）
8．氘核H可通过一系列聚变反应释放能量，其反应式，同时释放出43.15 MeV的能量。已知氘核H的质量为1876.1 MeV/c2（c为真空中的光速），氦核He质量为3728.4 MeV/c2，中子的质量为939.6 MeV/c2，1 L海水中含有的氘核约为1.0×1022个，而1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J，下列说法正确的是
A．该核反应中x=2，y=2
B．质子H的质量为960.3 MeV/c2
C．1 L海水中的氘核全部反应损失的质量约为1.3×10-7kg
D．1 L海水中的氘核全部反应释放的能量大于一吨标准煤燃烧释放的热量
9．“拂霞疑电落腾虚状写虹”出自李世民的《咏兴国寺佛殿前幡》描述了虹这一自然现象。如图所示，虹是阳光经过空中的水滴时，再通过折射和反射形成的，其中a、b是两种不同频率的单色光，下列说法正确的是
A．在真空中a的传播速度小于b的传播速度
B．b比a更容易发生衍射现象
C．以相同角度斜射到同一玻璃砖透过平行表面后，a光的侧移量大
D．若两光均能对锌产生光电效应，则a光照射锌时产生的电子的最大初动能更大
10．如图甲所示，质量为M=0.5 kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1 kg的物块以初速度v0=4 m/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到的关系如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为1 m-1。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10 m/s2．则下列说法正确的是
A．若恒力F=0，物块滑出木板时的速度为3 m/s
B．C点纵坐标为1.5 m-1
C．随着F增大，当外力F=1 N时，物块恰好不能木板右端滑出
D．图像中D点对应的外力的值为4 N
第Ⅱ卷 非选择题（满分54分）
三、非选择题（本题共5小题，共54分）
11．（7分）如图甲所示的斜槽，其末端水平且有一定长度，靠在竖直板（前表面贴有白纸）的左侧前边缘，某同学利用该装置研究平抛运动规律，并验证机械能守恒定律。
（1）该同学将小钢球A从轨道的不同高度h处静止释放，斜槽轨道水平末端离落点的高度固定为H，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。
①若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2=________（用H、h表示）。
②图乙中s2-h关系图线a，b，c中，第________条为理论关系图线，第_______条为实验测量结果图线。
（2）接着该同学将质量为0.1 kg的小钢球A由斜槽某位置静止释放，由频闪照相得到如图丙所示的小球位置示意图，O点为小球的水平抛出点。（g取10 m/s2）
①根据小球位置示意图计算出闪光间隔为0.1 s。
②以O点为零势能点，小球A在O点的机械能为EkO=_______J（保留四位小数）；小球A在C点时的机械能为Ekc=_______J，若EkO=Ekc，则说明小球平抛过程机械能守恒。
12．（7分）某同学把量程为500 mV但内阻未知的电压表改装成量程为5 V的电压表，步骤如下：
（1）测量电压表的内阻，测量电路如图甲所示，将R1的滑片移至最左侧闭合开关S1、S2，滑动R1的滑片，使电压表的指针指在500 mV处；断开S2，调节电阻箱R2，使电压表的指针指在300 mV处，此时电阻箱R2的示数如乙图所示为_________Ω，则电压表的内阻RV= _________Ω；
（2）为把电压表改装成量程为5 V的电压表需要_________（选填“并”或“串”）联一个电阻R0的阻值为_________Ω的电阻；
（3）用丙图所示电路对改装电压表进行校对，由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为5 V时，改装电压表示数为0.49 V。为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，R0的阻值应调至_________Ω（小数点后面保留一位）。
13．（9分）如图所示为一粗细均匀的倒立U形管，左管下端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为S，内装有密度为ρ的液体。右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管下端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为T0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压强p0，重力加速度为g。现使左右两管温度同时缓慢降温，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动。求：
（1）温度降低到多少时，右管活塞开始离开卡口上升；
（2）温度降低到多少时，左右两管液面高度差为L。
14．（14分）冰壶运动是北京第24届冬奥会上一项比赛项目。如图所示，一蓝壶静止在距大本营圆周边界与中心线的交点Q点位置，其边界恰好与大本营边界相外切；红壶推出后，其前沿经过栏线与中心线交点P点时速度为v0=3.84 m/s，方向沿中心线向蓝壶滑去；滑行一段距离后，两壶发生正碰（碰撞时间极短），碰后红壶速度大小变为v1’=0.50 m/s，方向不发生变化。已知两大本营圆心之间距离L0=34.75 m，栏线与各自大本营圆心之间的距离为L1=7.62 m，红、蓝冰壶质量均为m=20 kg，半径均为r=0.15 m，大本营半径为R=1.83 m，冰壶与赛道间的动摩擦因数μ1=0.025，刷冰后动摩擦因数μ2=0.010，g取10 m/s2。求：
（1）红壶与蓝壶碰撞前速度大小v1；
（2）请通过计算判断，红壶和蓝壶停下后，哪个壶更加接近大本营的圆心O；
（3）若仅在红壶与蓝壶碰撞前刷冰，要让监壶碰后滑出大本营，红队队员应沿中心线至少刷多长的冰面。（碰撞前后两冰壶分离与靠近的速度比值不变，用e表示，即：e=）
15．（17分）如图所示，间距为L=0.4m平行金属导轨MN和PQ水平放置，其所在区域存在磁感应强度为B1=0.5 T的竖直向上的匀强磁场；轨道上cd到QN的区域表面粗糙，长度为s=0.3 m，其余部分光滑。光滑导轨QED与NFC沿竖直方向平行放置，间距为L，由半径为r=m的圆弧轨道与倾角为θ=37°的倾斜轨道在E、F点平滑连接组成，圆弧轨道最高点、圆心与水平轨道右端点处于同一竖直线上；倾斜轨道间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B2=1.0 T。质量为m1=0.2 kg的金属棒ef光滑；质量为m2=0.1 kg的金属棒ab粗糙，与导轨粗糙部分的动摩擦因数为μ=0.2，两棒粗细相同、阻值均为R=0.1Ω；倾斜轨道端点CD之间接入的电阻R0=0.3Ω；初始时刻，ab棒静止在水平导轨上，ef棒以v0=2 m/s的初速度向右运动。若不计所有导轨的电阻，两金属棒与导轨始终保持良好接触，水平轨道与圆弧轨道交界处竖直距离恰好等于金属棒直径，忽略感应电流产生的磁场及两个磁场间的相互影响，取重力加速度g=10 m/s2，sin37°=0.6、cos37°=0.8，求：
（1）两棒在水平轨道运动过程中，通过ab棒的最大电流；
（2）若两棒的距离增加x=0.5 m时，ef棒恰好到达QN位置，求此时两棒的速度大小；
（3）初始时刻至ef棒恰好达到稳定状态的过程中系统产生的焦耳热。
物理试题（供高二年级使用） 第 3 页 （共 6 页） 物理试题（供高二年级使用） 第 4 页 （共 6 页）辽宁省部分中学2021-2022学年高二下学期期末考试
物理试题参考答案
选择题：BDACA AB AC BCD BC
11．（1）4Hh a b （2）0.1125 0.1125
12．（1）580 870 （2）串 7830 （3）7656.4
13．解：
（1）设活塞开始离开卡口上升时，右管内气体的压强为p1，对活塞有
得
两侧气体体积不变，对右管气体有
得
（2）设温度下降到T2时，左右两管液面高度差为L
则左管中气体压强
由理想气体状态方程得
得
14．解：
（1）依题意得：两壶碰撞之前，红壶滑行的距离为
此过程由动能定理得
解方程得
（2）设：碰后蓝壶速度为，滑行距离为，在碰撞过程：由动量守恒定律
滑行过程，由动能定理
解方程组得
对于红壶：设碰后滑行的距离为，由动能定理
解得
所以蓝壶距离大本营圆心近。
（3）设：碰后蓝壶速度为时，蓝壶恰好离开大本营，依题意得：蓝壶移动的位移
由动能定理得
设：红壶相碰之前速度为，相碰之后速度为，则两壶相碰过程，由动量守恒定律
依题意得
设：在冰面上刷冰距离为时，蓝壶碰后恰好滑出大本营，由动能定理
联立解得
15．解：
（1）两棒在水平轨道运动过程中，初始时刻有最大电流
解得
（2）当ef棒到达QN前，由于两棒距离增大0.5m，由此判断ab棒在cd的左侧。两棒受合外力等于零，系统动量守恒。设ef棒和ab棒的速度分别为v1和v2
设两棒距离增加x=0.5m用时为，对于ab棒，由动量定理
两棒距离增加x=0.5m时通过回路的平均电流
平均感应电动势
又
联立解得两棒速度的大小为
（3）当ef棒离开水平轨道后，ab棒在cd左侧做匀速直线运动，进入cd右侧后，若一直减速运动到停止，则由动能定理有
解得
假设成立，所以ab棒静止在水平导轨上。
对于ef棒，若恰好能沿圆弧运动的速率为v
解得
<
所以ef棒可以沿圆弧运动。
ef棒沿圆弧运动过程，设ef棒到达圆弧底端的速度为，由动能定理有
解得
ef棒进入倾斜轨道时，由牛顿运动定律有
解得
a=0
即ef棒进入倾斜轨道将做匀速直线运动达到稳定状态。
所以系统产生的焦耳热为
解得
