吉林省长春市北师大附属学校2021-2022学年高二下学期期末考试物理试题（Word版含答案）

长春市北师大附属学校2021-2022学年高二下学期期末考试
物理学科试卷
考试时间： 90分钟 满分： 100 分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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．科学训练可以提升运动成绩，某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中，速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知（　　）
A．t3时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做加速运动
B．0 t1时间内，训练后运动员的平均加速度大
C．0 t2时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等
D．t2 t3时间内，训练后运动员的平均速度小
2．如图所示四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　）
A．甲图中微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．乙图中食盐晶体在熔化时要吸热，因此晶体在熔化过程中分子平均动能增加
C．丙图中小草上的露珠看起来比较明亮是光在水中的全反射现象
D．丁图中两个分子的间距从极近逐渐增大到的过程中，它们的分子势能逐渐增大
3．分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容，下列说法正确的是（　　）
A．晶体都具有固定的熔点，物理性质表现为各向异性
B．用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象
C．从单一热源吸热并把它全部用来对外做功，这是不可以实现的
D．液体表面层分子间的分子力表现为引力，使液体表面有一种收缩趋势
4．下列关于简谐振动和机械波的说法正确的是（　　）
A．一弹簧连接一物体沿水平方向做简谐运动，则该物体做的是匀变速直线运动
B．单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，则外力的频率越大，单摆的振幅越大
C．大街上警车尖叫着从行人旁疾驰而去，行人听到警笛声音由高变低，可利用此现象的原理来进行测速
D．机械波在某种介质中传播时，在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长
5．关于光现象，下列说法正确的是（　　）
A．图中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象
B．图中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的折射现象
C．图中肥皂膜上出现彩色条纹是光的衍射现象
D．图中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象
6．有几名少年在荡秋千，现把秋千看成单摆模型，图为小明在荡秋千时的振动图像，则下列说法正确的是（　　）
A．小明荡秋千时，其周期为
B．该秋千的绳子长度约为10 m
C．小明荡到图中对应的b点时，速度最小
D．图中a点对应荡秋千时的最高点，此时回复力为零
7．如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1:2，变压器原线圈两端所接电压U按图乙正弦规律变化，定值电阻R=5 Ω，相同的灯泡L1、L2电阻恒为10 Ω，下列说法正确的是（　　）
A．当开关闭合时，理想电压表示数为7.07 V
B．当开关闭合时，理想电流表示数为1 A
C．当开关由闭合到断开，L1变亮，L2变暗
D．当开关由闭合到断开，原线圈输入功率变大
8．在足够高的塔顶上以v0= 20m/s的初速度竖直上抛一个小球（不计空气阻力，g = 10m/s2），从抛出至位移大小为15m这段时间内，小球（　　）
A．平均速度可能为5m/s，方向竖直向下 B．通过的路程可能为55m
C．平均速率可能为5m/s D．平均速度可能为15m/s，方向竖直向下
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20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．“玉兔二号”月球车在太阳光照射不到时，由同位素电池为其保暖供电。Pu238衰变时放出粒子，生成X原子核，产生大量的射线，Pu238半衰期为88年，则（　　）
A．X原子核的核子数为234
B．射线的电离能力最强
C．X原子核和粒子的结合能之和大于Pu238原子核的结合能
D．经过44年后，电池中的Pu238原子核数将剩为原来的一半
10．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100 kW，发电机的电压U1=250 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220 V。已知输电线上损失的功率P线=5 kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．发电机输出的电流 B．输电线上的电流
C．降压变压器的匝数比 D．用户得到的电流
11．氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，其中只有频率为va、vb两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为va、vb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是（　　）
A．用能量为13eV的光子照射可以使处于基态的氢原子跃迁到第4能级
B．这群氢原子向低能级跃迁时可以最多辐射4种不同频率的电磁波
C．图丙中的图线b所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的
D．若，则光电管的逸出功为11.43eV
12．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C、D后再回到状态A．其中AB和CD为等温过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是（　　）
A．AB过程中，气体吸收热量
B．BC过程中，气体体积变化量与气体温度变化量成正比
C．CD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
D．DA过程中，气体分子的平均动能减小
13．如图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，质点Q为介质中x=0.5 m处的质点。由图可知（　　）
A．t=0.1 s时刻质点沿y轴负方向运动
B．t=0.15s时刻质点P的加速度最大且沿y轴正方向
C．质点P到达波谷时，质点处于减速状态
D．质点的振动方程为y=0.2sin(10πt+7π/4)
三、实验题(本题2小题，共14分)
14．(6分)某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）若想减小从目镜中观察到的条纹间距，该同学可______。（单选）
A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝
（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，测得第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心之间的距离为 x，则单色光的波长的表达式λ=_______。
（3）在测量某单色光的波长时，所得图样如图乙所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头游标卡尺的示数如图丙所示，读数为_______mm。移动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮条纹B的中心，测量头游标卡尺的示数为16.2mm。已知双缝挡板与光屏间距为0.4m，双缝相距0.2mm，则所测单色光的波长为_______nm。
15．(8分)在做“研究匀变速直线运动”的实验中，实验室提供了以下器材：电磁打点计时器（附导线、50Hz低压交流电源、复写纸、纸带）、长木板（附有滑轮）、小车、重物、细绳、刻度尺、天平。实验装置如图所示，一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，打点计时器固定在长木板右侧，重物通过细绳跨过定滑轮与小车相连，定滑轮右侧的细绳与长木板平行，小车后面与穿过打点计时器的纸带相连。
（1）实验室提供的实验器材中，本实验不需要的是________________________；
（2）实验开始之前，________（填“需要”或“不需要”）对小车进行“平衡摩擦力”操作；
（3）在实验操作过程中，应该先________，然后________，打出的一条清晰纸带如图所示，纸带上标出的点是计数点，每相邻两个计数点间还有4个计时点没有画出。测量数据如下：
，，，，，；
（4）通过研究纸带上的这些实验数据，发现这些实验数据呈现出规律性：、、、、 大致相等，这一规律表明，小车在长木板上的运动属于_____________运动；
（5）在充分利用本实验得到的测量的数据，可以求得小车加速度________，打点计时器在打下P点时小车的速度________（结果均保留2位有效数字）；
（6）如果实验过程中交变电流的实际频率小于50Hz，而处理实验数据的时候是按照电流的频率等于50Hz做的，这将导致求出的加速度a的值比实际值________（填“偏大”或“偏小”）。
四、解答题(本题3小题，共34分)
16．(8分)如图所示，在长为57cm且一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体，管内外气体的温度相同．现将水银从管侧壁缓慢地注入管中，直到水银面与管口相平．外界大气压强p0＝76cmHg，且温度不变．求此时管中封闭气体的压强．
17．(11分)2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气泡，形成了两个同心的球，如图所示，是通过球心O的一条直线，并与球右表面交于C点。一单色细光束平行于从B点射入球体，当没有气泡时，光线从C点射出，已知水球半径为R，光线距的距离为，光在真空中传播速度为c，求：
（1）水对此单色光的折射率；
（2）当球内存在气泡时，光线经过气泡全反射后，仍沿原方向射出水球，若水球半径及入射光线与的距离均不变，求此时气泡的半径大小以及光线在水球中传播时间。
18．(15分)5G自动驾驶是基于5G通信技术实现网联式全域感知、协同决策与智慧云控，相较传统“单车式”无人驾驶，具有革命性演进。通常，无人驾驶单靠传感器，视野局限在100—300米，有了5G技术加持，相当于有了“千里眼”的感知能力。同时，5G网络超低延时的特性，让“汽车大脑”可以实时接收指令，极大提高了汽车运行的安全性。A、B两辆5G自动驾驶测试车，在同一直线上向右匀速运动，B车在A车前，A车的速度大小为v1=8 m/s，B车的速度大小为v2=20 m/s，如图所示。当A、B两车相距x0=28 m时，B车因前方突发情况紧急刹车（已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动），加速度大小为a=2 m/s2，从此时开始计时，求：
（1）A车追上B车之前，两者相距的最大距离？
（2）A车追上B车所用的时间？
（3）如果是“单车式”无人驾驶，B车刹车后A车要0.5 s才开始刹车，在题设条件下，为避免两车相撞，则A车的加速度应满足什么条件？
2021-2022学年度高二物理期末考试答案
选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
答案 A C D C D B C B AC BC CD BD ACD
实验题
14. B (1分) (2分) 11.4 (1分) 600(2分)
15. (1)天平 (2)不需要 (3)接通电源 释放小车 (4)匀变速直线 (5) (6)偏大 (每空1分)
简答题
答案　85cmHg
解析　设玻璃管的横截面积为S，以玻璃管内封闭的气体为研究对象，
初状态p1＝p0＋ph1＝80cmHg，V1＝51cm×S，(2分)
末状态p2＝p0＋ph＝(76＋h) cmHg，V2＝(57cm－h)S，(2分)
气体发生等温变化，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，(2分)
代入数据解得h＝9cm，则p2＝85cmHg.(2分)
17.【答案】（1）；（2），
【解析】（1）无气泡时，光路如图所示
根据折射定律可得
(4分)
（2）当有气泡时，根据光路可逆，光路如图所示
根据几何关系可知
2rcos30°=R (2分)
解得 (1分)
光线在水球中运动路程为s=2r (1分)
光速为 (1分)
运动时间为 (1分)
联立解得 (1分)
18. 【答案】（1）64m；（2）16s；（3）
【解析】（1）当A、B两车速度相等时，相距最远，根据速度关系可得
1 (1分)
代入数据，可得
此时有
(1分)
(1分)
则有
(1分)
（3）B车刹车停止运动所用的时间为 (1分)
所发生的位移为 (1分)
此时有 (1分)
可见此时A车并未追上B车，而是在B车停止后才追上，之后A车的运动时间为
(1分)
故可得时间为
(1分)
（3）B刹车后A做匀速直线运动，位移为
(1分)
当A车刹车减速至0时刚好追上B车时此时B车速度为，A车的加速度最小，即有
(3分)
代入数据解得
(2分)