宁乡市2021-2022学年高二下学期期末考试
物理答案
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1.如图所示是游客体验“风洞”的情境。图中风洞喷出竖直向上的气流将游客向上加速“托起”，此过程中
A．游客处于失重状态
B．气流对游客的作用力大于游客受到的重力
C．游客受到的重力与气流对游客的作用力是一对平衡力
D．游客受到的重力和游客对气流的作用力是一对作用力与反作用力
【答案】B
2．如图是某电力机车雨刷器的示意图．雨刮器由刮水片和雨刮臂链接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨利臂的链接点，雨刮臂绕O轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是（ C ）
A. P点的向心加速度始终不变
B. P点的线速度不变
C. M、N两点的线速度相同
D. M、N两点的运动周期不同
3．年月日，中国空间站“天宫课堂”第一课开讲。空间站轨道可简化为高度约的圆轨道，认为空间站绕地球做匀速圆周运动。在的高空也有非常稀薄的空气，为了维持空间站长期在轨道上做圆周运动，需要连续补充能量。下列说法中正确的是
A. 假设不补充能量，空间站将做离心运动
B. 假设不补充能量，系统的机械能将减小
C. 实际空间站的运行速度大于第一宇宙速度
D. 实际空间站的运行速度大于第二宇宙速度
【答案】B
4．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，磁感应强度相当于地磁场的万亿倍，磁感线分布类似于地磁场，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是
A. “磁星”内部不存在磁场
B. “磁星”表面任意位置的磁场方向都与星体表面平行
C. “磁星”附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交
D. “磁星”表面可以找到磁通量为零的闭合区域
【答案】D
5．如图，理想变压器的原线圈接入如图的正弦交变电压。副线圈接个并联的彩色灯泡，每个灯泡的额定电压为、额定电流为。若灯泡都正常工作，则
A. 图中交流电的频率为 B. 图中电压的有效值为
C. 图中原副线圈的匝数比为 D. 图中原线圈上的电流为
【答案】C
6．下列说法正确的是（B）
A．温度越高的物体，其内能也越大。
B．理想气体在绝热膨胀过程中，其内能可以不变。
C．恒温池中，将玻璃杯倒扣着缓慢从空气中压入池底，将玻璃杯中的空气视为理想气体，则玻璃杯中的气体分子平均速率不变，并且将吸收热量。
D．两个分子从相距最近开始相互远离的过程中（在分子间作用范围内）分子间的引力在不断减小，分子间的势能也不断减小。
【答案】B（本题原来有两个答案，且给定的答案错误，把题目和C选项进行了修改）
7．如图为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁感应强度可通过励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是
A. 仅增大电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变小
B. 仅增大电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期变大
C. 仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变小
D. 同时增大电子枪的加速电压和励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期可能不变
【答案】C
8．大小相同、带异种电荷的小球静止在光滑的水平地面上，带电荷量，质量，开始时两球相距。现将两球由静止释放，两球相向运动，一段时间后发生弹性碰撞，假设碰撞瞬间电荷量立即发生转移，下列说法正确的是( D )
A.碰前瞬间A球的速度是B球速度的2倍
B.碰撞点到球的出发点的距离为
C.碰后瞬间，两球的速度方向可能相同
D.碰后球和球能同时回到出发点
【答案】D
二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）
9．如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为的小球，从离弹簧上端高处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴，作出小球所受弹力大小随小球下落的位置坐标的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为，以下判断正确的是
A．小球动能的最大值为
B．最低点的坐标为
C．小球受到的弹力最大值大于
D．当，重力势能与弹性势能之和最小
【答案】CD
10．下列四幅图为光的相关现象，关于它们说法正确的是
A．图甲为、两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样，在同种均匀介质中，光的传播速度比光的大
B．图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小
C．图丙为薄膜干涉示意图，两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于光在空气薄膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D．图丁中，用自然光照射透振方向箭头所示互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮
【答案】AC
11．如图所示，四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是
A. 图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B. 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
C. 图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D. 图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
【答案】AB
12. 如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中：
A. PQ两端电压先减小后增大
B. PQ中电流先减小后增大
C.PQ上拉力的功率先减小后增大
D.线框消耗的电功率先减小后增大
12【答案】BC
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
13．用伏安法测量金属丝的电阻阻值约为，实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：
电流表量程，内阻约；
电流表量程，内阻约；
电压表量程，内阻约；
电压表量程，内阻约；
滑动变阻器；
电源电动势为，内阻不计。
（1）为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选_________，电压表应选_________。
（2）根据所选用的实验器材，应选用以下哪个电路图进行实验？__________
13【答案】；；甲；（每空2分）
14．实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验。量角器中心点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门。实验装置如图所示。本实验需要测的物理量有：小球的直径，细线长度，小球通过光电门的时间，小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为。
（1）用螺旋测微器测量小球的直径为，其中一次测量的示数如图所示，则该次金属丝直径的测量值__________。
（2）小球通过光电门的时间为。若在实验误差允许的范围内，满足_____________________，即可验证机械能守恒定律用题给字母表示，当地重力加速度为。
通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角，测出对应情况下，小球通过光电门的速度，为了直观地判断机械能是否守恒，应作_______________图象。
14【答案】； ；（每空3分）
四、计算题（本大题共3小题，共33分）
15．（10分）如图所示，在坐标系的第一象限内存在磁感强度为B匀强磁场。一带电粒子在点以与轴正方向成的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于轴射出磁场。已知带电粒子质量为、电荷量为，。不计重力。求：
（1）带电粒子在磁场中运动的速率
（2）带电粒子在磁场中运动的时间
【解析】（1）利用左手定则画出初末位置的洛伦兹力的方向，由此判断出圆心的所在位置：
根据几何关系可得：，所以。（2分）
在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，即：， （2分）
（2分）
粒子在磁场中运动的周期：
（2分）
（2分）
16．（11分）竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E.在该匀强电场中，用轻质丝线悬挂质量为的带电小球，小球距离右侧板的距离为，丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡，如图所示重力加速度为，求：
小球所带电荷量是多少？
若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？
【答案】
由题图知小球处于平衡状态时所受电场力水平向右，则小球带正电，对小球受力分析如图所示．
（1分）
（1分） （1分）
由联立得，（1分）
故．（1分）
由第问中的方程知， （1分）
而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线对小球的拉力大小相等、方向相反，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于，（1分）
小球的加速度大小，（1分）
小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板时，它的位移为；（1分）
又有，（1分）
得．（1分）
17．（12分）首钢滑雪大跳台如图甲所示又称“雪飞天”，是北京年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪比赛场地，谷爱凌和苏翊鸣在此圆梦冠军。为研究滑雪运动员的运动情况，建立如图乙所示的模型。跳台滑雪运动员从滑道上的点由静止滑下，从跳台点沿水平方向飞出。已知点是斜坡的起点，点与点在竖直方向的距离为，斜坡的倾角为，运动员的质量为。重力加速度为。不计一切摩擦和空气阻力。求：
运动员经过跳台时的速度大小；
从离开点到落在斜坡上，运动员在空中运动的时间；
从离开点到落在斜坡上，运动员在空中运动的过程中动量的变化量。
【答案】
解：从到根据动能定理可知，（2分）
解得；（2分）
离开点，运动员做平抛运动，根据平抛运动规律有：，（2分）
根据几何关系有：
联立解得：；（2分）
根据平抛运动规律可知平抛运动速度的变化（2分）
则动量的变化；（2分）绝密★启用前
宁乡市2021-2022学年高二下学期期末考试
物理试题卷
考试时量：75分钟 满分：100分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（本大题共8小题，共32分）
1.如图所示是游客体验“风洞”的情境。图中风洞喷出竖直向上的气流将游客向上加速“托起”，此过程中
A．游客处于失重状态
B．气流对游客的作用力大于游客受到的重力
C．游客受到的重力与气流对游客的作用力是一对平衡力
D．游客受到的重力和游客对气流的作用力是一对作用力与反作用力
2．如图是某电力机车雨刷器的示意图．雨刮器由刮水片和雨刮臂链接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨利臂的链接点，雨刮臂绕O轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是
A. P点的向心加速度始终不变
B. P点的线速度不变
C. M、N两点的线速度相同
D. M、N两点的运动周期不同
3．中国空间站轨道可简化为高度约的圆轨道，认为空间站绕地球做匀速圆周运动。在的高空也有非常稀薄的空气，为了维持空间站长期在轨道上做圆周运动，需要连续补充能量。下列说法中正确的是
A. 假设不补充能量，空间站将做离心运动
B. 假设不补充能量，系统的机械能将减小
C. 实际空间站的运行速度大于第一宇宙速度
D. 实际空间站的运行速度大于第二宇宙速度
4．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，磁感应强度相当于地磁场的万亿倍，磁感线分布类似于地磁场，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是
A. “磁星”内部不存在磁场
B. “磁星”表面任意位置的磁场方向都与星体表面平行
C. “磁星”附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交
D. “磁星”表面可以找到磁通量为零的闭合区域
5．如图，理想变压器的原线圈接入如图的正弦交变电压。副线圈接个并联的彩色灯泡，每个灯泡的额定电压为、额定电流为。若灯泡都正常工作，则
A. 图中交流电的频率为
B. 图中电压的有效值为
C. 图中原副线圈的匝数比为
D. 图中原线圈上的电流为
6．下列说法正确的是
A．温度越高的物体，其内能也越大。
B．理想气体在绝热膨胀过程中，其内能可以不变。
C．恒温池中，将玻璃杯倒扣着缓慢从空气中压入池底，将玻璃杯中的空气视为理想气体，则玻璃杯中的气体分子平均速率不变，并且将吸收热量。
D．两个分子从相距最近开始相互远离的过程中（在分子间作用范围内）分子间的引力在不断减小，分子间的势能也不断减小。
7．如图为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁感应强度可通过励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是
A. 仅增大电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变小
B. 仅增大电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期变大
C. 仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变小
D. 同时增大电子枪的加速电压和励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期可能不变
8．大小相同、带异种电荷的小球静止在光滑的水平地面上，带电荷量，质量，开始时两球相距。现将两球由静止释放，两球相向运动，一段时间后发生弹性碰撞，假设碰撞瞬间电荷量立即发生转移，下列说法正确的是
A.碰前瞬间A球的速度是B球速度的2倍
B.碰撞点到球的出发点的距离为
C.碰后瞬间，两球的速度方向可能相同
D.碰后球和球能同时回到出发点
二、多选题（本大题共4小题，共20分）
9．如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为的小球，从离弹簧上端高处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴，作出小球所受弹力大小随小球下落的位置坐标的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为，以下判断正确的是
A．小球动能的最大值为
B．最低点的坐标为
C．小球受到的弹力最大值大于
D．当，重力势能与弹性势能之和最小
10．下列四幅图为光的相关现象，关于它们说法正确的是
A．图甲为、两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样，在同种均匀介质中，光的传播速度比光的大
B．图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小
C．图丙为薄膜干涉示意图，两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于光在空气薄膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D．图丁中，用自然光照射透振方向箭头所示互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮
11．如图所示，四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是
A. 图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B. 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
C. 图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D. 图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
12. 如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中：
A. PQ两端电压先减小后增大
B.PQ中电流先减小后增大
C.PQ上拉力的功率先减小后增大
D.线框消耗的电功率先减小后增大
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
13．用伏安法测量金属丝的电阻阻值约为，实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：
电流表量程，内阻约；
电流表量程，内阻约；
电压表量程，内阻约；
电压表量程，内阻约；
滑动变阻器；
电源电动势为，内阻不计。
（1）为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选_________，电压表应选_________。
（2）根据所选用的实验器材，应选用以下哪个电路图进行实验？__________
14．实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验。量角器中心点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门。实验装置如图所示。本实验需要测的物理量有：小球的直径，细线长度，小球通过光电门的时间，小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为。
（1）用螺旋测微器测量小球的直径为，其中一次测量的示数如图所示，则该次金属丝直径的测量值__________。
（2）小球通过光电门的时间为。若在实验误差允许的范围内，满足______________，即可验证机械能守恒定律用题给字母表示，当地重力加速度为。
（3）通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角，测出对应情况下，小球通过光电门的速度，为了直观地判断机械能是否守恒，应作_______________图象。
四、计算题（本大题共3小题，共33分）
15．如图所示，在坐标系的第一象限内存在磁感强度为B匀强磁场。一带电粒子在点以与轴正方向成的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于轴射出磁场。已知带电粒子质量为、电荷量为，。不计重力。求：
（1）带电粒子在磁场中运动的速率
（2）带电粒子在磁场中运动的时间
16．竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E.在该匀强电场中，用轻质丝线悬挂质量为的带电小球，小球距离右侧板的距离为，丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡，如图所示重力加速度为，求：
（1）小球所带电荷量是多少？
（2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？
17．首钢滑雪大跳台如图甲所示又称“雪飞天”，是北京年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪比赛场地，谷爱凌和苏翊鸣在此圆梦冠军。为研究滑雪运动员的运动情况，建立如图乙所示的模型。跳台滑雪运动员从滑道上的点由静止滑下，从跳台点沿水平方向飞出。已知点是斜坡的起点，点与点在竖直方向的距离为，斜坡的倾角为，运动员的质量为。重力加速度为。不计一切摩擦和空气阻力。求：
（1）运动员经过跳台时的速度大小；
（2）从离开点到落在斜坡上，运动员在空中运动的时间；
（3）从离开点到落在斜坡上，运动员在空中运动的过程中动量的变化量。
高二物理 第4页共6页
