内蒙古自治区乌兰察布市集宁新世纪中学2021-2022学年高二下学期期末考试物理试题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 内蒙古自治区乌兰察布市集宁新世纪中学2021-2022学年高二下学期期末考试物理试题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 580.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-08-28 06:03:12 | ||
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文档简介
新世纪中学2021-2022学年高二下学期期末考试
物理试题
（考试时间：90分钟；满分：100分 ）
一、单选题(本题8小题，每小题4 分，共 32分。每小题只有一个选项符合题意)
1．如图所示，相同规格和长度的电阻丝分别制成单匝正方形和圆形线框a、b，将两线框水平放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度随时间均匀增加，则某时刻（ ）
A．通过a、b线框的磁通量之比为4：π B．a、b线框的感应电动势之比为π:4
C．a、b线框中的感应电流之比为4：π D．a、b线框中的电功率之比为π：4
2．4月1日由于太阳光不能照射到太阳能电池板上，“玉兔二号”月球车开始进入第十六个月夜休眠期。在之后的半个月内，月球车采用同位素Pu电池为其保暖供电。Pu是人工放射性元素，可用Np吸收一个中子得到。Pu衰变时只放出α射线，其半衰期为88年，则（ ）
A．Np吸收中子后放出电子生成Pu
B．Pu经一次衰变会有两个质子转变为两个中子
C．Pu经一次衰变形成的新核含有144个中子
D．Pu在月球环境下半衰期会发生变化
3．分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（ ）
A．从到分子间引力、斥力都在减小
B．从到分子力的大小先减小后增大
C．从到分子动能先增大后减小
D．从到分子势能先减小后增大
4．如图所示，光滑倾斜滑道OM与粗糙水平滑道MN平滑连接。质量为1kg的滑块从O点由静止滑下，在N点与缓冲墙发生碰撞，反弹后在距墙1m的P点停下。已知O点比M点高1.25m，滑道MN长4m，滑块与滑道MN的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小g取，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．滑块运动到M点的速度大小为6m/s B．滑块运动到N点的速度大小为4m/s
C．缓冲墙对滑块的冲量大小为10N·s D．缓冲墙对滑块做的功为－2.5J
5．在光滑的水平面上有静止的物体A和B，物体A的质量是B的2倍，两物体与中间用细绳束缚的处于压缩状态的轻质弹簧相连。当把细绳剪断，弹簧在恢复原长的过程中（ ）
A．A的速率是B的2倍 B．A的动量大小大于B的动量大小
C．A受到的合外力大于B受到的合外力 D．A、B组成的系统的总动量为零
6．图乙是降压变压器图甲给用户供电的电路示意图，表示输电线的总电阻、假设用户端为纯电阻用电器，总电阻为R。若变压器视为理想变压器、输入电压恒定，电表视为理想电表，当用户使用的用电器减少时，则（ ）
A．用户总电阻R减少 B．电压表示数增大
C．用电器R两端电压升高 D．电流表示数保持不变
7．如图所示，矩形导线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场。电阻不计的线框通过电刷、导线与变压器原线圈构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以大小为的角速度逆时针转动，已知线框匀速转动时产生的感应电动势最大值为，原、副线圈的匝数比为，副线圈通过电阻接两个相同的灯泡，开关闭合。下列说法正确的是（ ）
A．从图示中线框与磁感线平行的位置开始计时，线框中感应电动势表达式为
B．副线圈上电压的有效值为
C．将开关断开后，电阻两端电压升高
D．保持开关闭合，若线框转动角速度增大，灯泡变亮
8．利用光电管研究光电效应的实验电路图如图所示，用波长为的光照射某种金属，发生光电效应时，光电子的最大初动能为；若用波长为的光照射该金属发生光电效应时光电子的最大初动能为。则该金属的极限波长为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项正确，全对得4分，漏选得2分，选错或不选得0分）
9．如图所示，电源输出电压不变，要使电路中电流表示数变大，可采用的方法（ ）
A．将R上的滑片向上移动 B．将R上的滑片向下移动
C．将开关S掷向1 D．将开关S掷向2
10．如图所示，光滑金属导轨DCEF固定在水平面并处于竖直向下的匀强磁场中，CD、EF平行且足够长，CE是粗细均匀、电阻率一定的导体，且与EF夹角为θ（θ<90°），CD和EF的电阻不计。导体棒MN与CE的材料、粗细均相同，用外力F使MN向右匀速运动，从E点开始计时，运动中MN始终与EF垂直且和导轨接触良好。若图中闭合电路的电动势为E，电流为I，消耗的电功率为P，下列图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．如图所示，小车质量为M，置于光滑水平地面上，小车顶端有半径为R的四分之一光滑圆，质量为m的小球（可视为质点）从圆弧顶端由静止释放，重力加速度为g。对此运动过程分析，下列说法中正确的是（ ）
A．当小球滑到圆弧最低点时，小球的水平位移为R
B．当小球滑到圆弧最低点时，小球的水平位移为
C．当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为
D．当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为
12．如图，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下面说法正确的是（ ）
A．闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常
B．闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮
C．闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后一样亮
D．断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭
三、实验题（共14分）
13．（6分）某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。
（1）下列实验器材必需要用的有___________（选填字母代号）。
A．干电池组 B．学生电源
C．多用电表 D．直流电压表
E．滑动变阻器 F．条形磁体
G．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
（2）下列说法正确的是___________（选填字母代号）。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
C．测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
（3）该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：___________。
实验次数 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V
1 1600 400 12.1 2.90
2 800 400 10.2 4.95
3 400 200 11.9 5.92
14．（8分）（1）在探究碰撞中的不变量时，采用如图所示的实验装置，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，则下列说法中正确的是______；
A．第一、二次入射小球的落点依次是B、A
B．第一、二次入射小球的落点依次是C、B
C．第二次入射小球和被碰小球落地时间相同
D．第二次入射小球和被碰小球落地时间不相同
（2）入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量m1和m2的关系应是m1______m2；
（3）安装和调整实验装置的要求是：斜槽末端切线①______；入射小球每次应从②______释放；
（4）设入射小球被碰小球的质量分别为m1、m2，不放球m2，球m1 从槽上滚下，落到B，与O点距离记为OB；放上球m2，落点分别为A和C，与O点距离分别记为OA和OC，则验证两球撞前后动量守恒的表达式为______。
四、解答题（共38分）
15．（8分）如图所示，竖直静止放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内。已知水银柱a长h1为10cm，水银柱b两个液面间的高度差h2为5cm，大气压强为75cmHg，求空气柱A、B的压强分别是多少。
16．（8分）总质量为M的列车，沿水平直轨道匀速前进，其末节车厢质量为m，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶了时间t，于是立即关闭油门。设运动的阻力与重量成正比，机车牵引力恒定，当列车两部分都停止时，机车比末节车厢多运动了多长时间。
17．（10分）如图甲所示，放在水平地面上的木块与一轻弹簧相连，现用手水平拉弹簧，拉力F与时间t的函数关系如图乙所示，则0.8 s内拉力的冲量为多大。
18．（12分）如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为；在到时间内，磁感应强度大小随时间t的变化关系为。求：
（1）时金属框所受安培力的大小；
（2）在到时间内金属框产生的焦耳热。
试卷第1页，共3页
答案：
1．B 2．A 3．C 4．D 5．D 6．C 7．D 8．B 9．AD 10．AB 11．BC
12．BD
13． BCG BC##CB
14． AC#CA 大于 水平 同一高度静止释放 m1OB=m1OA+m2OC
15．65cmHg，60cmHg
【详解】根据题意，设管的横截面积为S，选a的下端面为参考液面，由平衡条件有 解得
再选b的左下端面为参考液面，由平衡条件有
解得
16．
【详解】脱节后，机车、末节车厢受力分析如图所示
设列车前进的方向为正方向，匀速前进时速度为v，由题知，机车受到的摩擦力
末节车厢受到的摩擦力（k为比例常数）。列车匀速前进时由平衡条件可得，牵引力F＝kMg
设脱节后，至停下来，机车的运动时间为t1，由动量定理得
即 解得
设脱节后，至停下来，末节车厢的运动时间为t2，由动量定理得
即 所以 机车比末节车厢多运动了
17．20 N·s
【详解】根据I=F·t 可知F-t图像中图线与t轴所围图形的面积等于变力F的冲量大小，则有
18．（1）；（2）
【详解】（1）金属框的总电阻为，金属框中产生的感应电动势为
金属框中的电流为
磁感应强度为
金属框处于磁场中的有效长度为
所以金属框所受安培力大小为
（2）金属框产生的焦耳热为
答案第1页，共2页
物理试题
（考试时间：90分钟；满分：100分 ）
一、单选题(本题8小题，每小题4 分，共 32分。每小题只有一个选项符合题意)
1．如图所示，相同规格和长度的电阻丝分别制成单匝正方形和圆形线框a、b，将两线框水平放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度随时间均匀增加，则某时刻（ ）
A．通过a、b线框的磁通量之比为4：π B．a、b线框的感应电动势之比为π:4
C．a、b线框中的感应电流之比为4：π D．a、b线框中的电功率之比为π：4
2．4月1日由于太阳光不能照射到太阳能电池板上，“玉兔二号”月球车开始进入第十六个月夜休眠期。在之后的半个月内，月球车采用同位素Pu电池为其保暖供电。Pu是人工放射性元素，可用Np吸收一个中子得到。Pu衰变时只放出α射线，其半衰期为88年，则（ ）
A．Np吸收中子后放出电子生成Pu
B．Pu经一次衰变会有两个质子转变为两个中子
C．Pu经一次衰变形成的新核含有144个中子
D．Pu在月球环境下半衰期会发生变化
3．分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（ ）
A．从到分子间引力、斥力都在减小
B．从到分子力的大小先减小后增大
C．从到分子动能先增大后减小
D．从到分子势能先减小后增大
4．如图所示，光滑倾斜滑道OM与粗糙水平滑道MN平滑连接。质量为1kg的滑块从O点由静止滑下，在N点与缓冲墙发生碰撞，反弹后在距墙1m的P点停下。已知O点比M点高1.25m，滑道MN长4m，滑块与滑道MN的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小g取，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．滑块运动到M点的速度大小为6m/s B．滑块运动到N点的速度大小为4m/s
C．缓冲墙对滑块的冲量大小为10N·s D．缓冲墙对滑块做的功为－2.5J
5．在光滑的水平面上有静止的物体A和B，物体A的质量是B的2倍，两物体与中间用细绳束缚的处于压缩状态的轻质弹簧相连。当把细绳剪断，弹簧在恢复原长的过程中（ ）
A．A的速率是B的2倍 B．A的动量大小大于B的动量大小
C．A受到的合外力大于B受到的合外力 D．A、B组成的系统的总动量为零
6．图乙是降压变压器图甲给用户供电的电路示意图，表示输电线的总电阻、假设用户端为纯电阻用电器，总电阻为R。若变压器视为理想变压器、输入电压恒定，电表视为理想电表，当用户使用的用电器减少时，则（ ）
A．用户总电阻R减少 B．电压表示数增大
C．用电器R两端电压升高 D．电流表示数保持不变
7．如图所示，矩形导线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场。电阻不计的线框通过电刷、导线与变压器原线圈构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以大小为的角速度逆时针转动，已知线框匀速转动时产生的感应电动势最大值为，原、副线圈的匝数比为，副线圈通过电阻接两个相同的灯泡，开关闭合。下列说法正确的是（ ）
A．从图示中线框与磁感线平行的位置开始计时，线框中感应电动势表达式为
B．副线圈上电压的有效值为
C．将开关断开后，电阻两端电压升高
D．保持开关闭合，若线框转动角速度增大，灯泡变亮
8．利用光电管研究光电效应的实验电路图如图所示，用波长为的光照射某种金属，发生光电效应时，光电子的最大初动能为；若用波长为的光照射该金属发生光电效应时光电子的最大初动能为。则该金属的极限波长为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项正确，全对得4分，漏选得2分，选错或不选得0分）
9．如图所示，电源输出电压不变，要使电路中电流表示数变大，可采用的方法（ ）
A．将R上的滑片向上移动 B．将R上的滑片向下移动
C．将开关S掷向1 D．将开关S掷向2
10．如图所示，光滑金属导轨DCEF固定在水平面并处于竖直向下的匀强磁场中，CD、EF平行且足够长，CE是粗细均匀、电阻率一定的导体，且与EF夹角为θ（θ<90°），CD和EF的电阻不计。导体棒MN与CE的材料、粗细均相同，用外力F使MN向右匀速运动，从E点开始计时，运动中MN始终与EF垂直且和导轨接触良好。若图中闭合电路的电动势为E，电流为I，消耗的电功率为P，下列图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．如图所示，小车质量为M，置于光滑水平地面上，小车顶端有半径为R的四分之一光滑圆，质量为m的小球（可视为质点）从圆弧顶端由静止释放，重力加速度为g。对此运动过程分析，下列说法中正确的是（ ）
A．当小球滑到圆弧最低点时，小球的水平位移为R
B．当小球滑到圆弧最低点时，小球的水平位移为
C．当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为
D．当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为
12．如图，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下面说法正确的是（ ）
A．闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常
B．闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮
C．闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后一样亮
D．断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭
三、实验题（共14分）
13．（6分）某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。
（1）下列实验器材必需要用的有___________（选填字母代号）。
A．干电池组 B．学生电源
C．多用电表 D．直流电压表
E．滑动变阻器 F．条形磁体
G．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
（2）下列说法正确的是___________（选填字母代号）。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
C．测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
（3）该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：___________。
实验次数 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V
1 1600 400 12.1 2.90
2 800 400 10.2 4.95
3 400 200 11.9 5.92
14．（8分）（1）在探究碰撞中的不变量时，采用如图所示的实验装置，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，则下列说法中正确的是______；
A．第一、二次入射小球的落点依次是B、A
B．第一、二次入射小球的落点依次是C、B
C．第二次入射小球和被碰小球落地时间相同
D．第二次入射小球和被碰小球落地时间不相同
（2）入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量m1和m2的关系应是m1______m2；
（3）安装和调整实验装置的要求是：斜槽末端切线①______；入射小球每次应从②______释放；
（4）设入射小球被碰小球的质量分别为m1、m2，不放球m2，球m1 从槽上滚下，落到B，与O点距离记为OB；放上球m2，落点分别为A和C，与O点距离分别记为OA和OC，则验证两球撞前后动量守恒的表达式为______。
四、解答题（共38分）
15．（8分）如图所示，竖直静止放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内。已知水银柱a长h1为10cm，水银柱b两个液面间的高度差h2为5cm，大气压强为75cmHg，求空气柱A、B的压强分别是多少。
16．（8分）总质量为M的列车，沿水平直轨道匀速前进，其末节车厢质量为m，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶了时间t，于是立即关闭油门。设运动的阻力与重量成正比，机车牵引力恒定，当列车两部分都停止时，机车比末节车厢多运动了多长时间。
17．（10分）如图甲所示，放在水平地面上的木块与一轻弹簧相连，现用手水平拉弹簧，拉力F与时间t的函数关系如图乙所示，则0.8 s内拉力的冲量为多大。
18．（12分）如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为；在到时间内，磁感应强度大小随时间t的变化关系为。求：
（1）时金属框所受安培力的大小；
（2）在到时间内金属框产生的焦耳热。
试卷第1页，共3页
答案：
1．B 2．A 3．C 4．D 5．D 6．C 7．D 8．B 9．AD 10．AB 11．BC
12．BD
13． BCG BC##CB
14． AC#CA 大于 水平 同一高度静止释放 m1OB=m1OA+m2OC
15．65cmHg，60cmHg
【详解】根据题意，设管的横截面积为S，选a的下端面为参考液面，由平衡条件有 解得
再选b的左下端面为参考液面，由平衡条件有
解得
16．
【详解】脱节后，机车、末节车厢受力分析如图所示
设列车前进的方向为正方向，匀速前进时速度为v，由题知，机车受到的摩擦力
末节车厢受到的摩擦力（k为比例常数）。列车匀速前进时由平衡条件可得，牵引力F＝kMg
设脱节后，至停下来，机车的运动时间为t1，由动量定理得
即 解得
设脱节后，至停下来，末节车厢的运动时间为t2，由动量定理得
即 所以 机车比末节车厢多运动了
17．20 N·s
【详解】根据I=F·t 可知F-t图像中图线与t轴所围图形的面积等于变力F的冲量大小，则有
18．（1）；（2）
【详解】（1）金属框的总电阻为，金属框中产生的感应电动势为
金属框中的电流为
磁感应强度为
金属框处于磁场中的有效长度为
所以金属框所受安培力大小为
（2）金属框产生的焦耳热为
答案第1页，共2页
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