山东省东营市2021-2022学年高二物理下学期期末考试试题（Word版附解析）

高二物理一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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.硼中子俘获治疗技术（简称BNCT）是近年来国际肿瘤治疗领域新兴的精准诊疗技术。治疗时，先给病人注射一种含硼（）的药物，随后用中子照射，硼俘获一个中子后产生X，X衰变生成粒子Y和锂（）离子，并伴随有高杀伤力的γ射线，下列说法正确的是（　　）A.X应该是B.X应该是C.Y是α粒子D.Y是β粒子【答案】C【解析】【详解】根据质量数和电荷数守恒可知X应该是，且Y的质量数和电荷数分别为即Y是α粒子，故ABD错误，C正确。故选C。2.一定质量0℃的冰在熔化过程中，下列关于其产生的冰水混合物说法正确的是（　　）A.分子的平均动能变大，内能变大B.分子的平均动能不变，内能不变C.分子势能变大，内能变大D.分子势能不变，内能不变【答案】C【解析】【详解】一定质量0℃的冰在熔化过程中，其产生的冰水混合物温度也为0℃，所以分子的平均动能不变，但熔化过程中吸热，所以内能增大，则分子势能增大，故ABD错误，C正确。故选C。3.用如图所示的电路研究光电效应。当用光子能量为的光照射阴极K，调节滑动变阻器，当电压表示数为时，电流表示数刚好变为零。换用光子能量为的光照射阴极K，当滑动变阻器的触头从最左端滑至最右端的过程中，电流表示数（　　）\nA.先逐渐减小到零，后保持零不变B.一直持续减小C.一直为零D.先逐渐增大，后保持不变【答案】A【解析】【详解】当用光子能量为的光照射阴极K时，遏止电压为3V，根据动能定理和爱因斯坦光电效应方程可得所以光电管阴极材料的逸出功为换用光子能量为的光照射阴极K，同样可以发生光电效应，当滑动变阻器的触头从最左端滑至最右端的过程中，光电管两端反向电压从零开始逐渐增大，到达阳极的光电子数先减少，电流表示数先逐渐减小，当反向电压增大至遏止电压后所有光电子将无法到达阳极，电流表示数为零，且保持不变。故选A。4.如图所示，两端封闭的细玻璃管竖直放置，用一段水银将管内空气分成a、b两部分，玻璃管导热良好。若缓慢转动玻璃管至水平位置，则转动过程中（　　）\nA.a气体压强变小，吸收热量B.a气体压强变大，放出热量C.b气体吸收的热量等于a气体放出的热量D.b气体吸收热量小于a气体放出的热量【答案】B【解析】【详解】AB．根据平衡条件易知开始时b气体压强大于a气体压强，玻璃管水平时，a、b气体压强相等，所以转动过程中a气体压强变大，b气体压强变小，根据玻意耳定律可知a气体体积减小，外界对a气体做功，b气体体积增大，b气体对外界做功。a、b气体温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律可知，a气体放出热量，b气体吸收热量，故A错误，B正确；CD．根据热力学第一定律可知，b气体吸收的热量等于对外界做的功，而外界对a气体做的功等于放出的热量，且b体积的增加量等于a体积的减小量，而玻璃管从竖直状态缓慢转动到水平状态的过程中，b气体压强始终大于a气体压强，则根据可知b气体吸收的热量大于a气体放出的热量，故CD错误。故选B。5.氢原子能级示意图如图所示。大量处于n＝4能级的氢原子，向低能级跃迁会辐射多种波长的光子，这些光子的最长和最短波长分别为、，则与的比值约为（　　）\nA.4B.15C.18D.19【答案】D【解析】【详解】从n=4向n=3跃迁时辐射的光子能量最小，波长最长，所以从n=4向n=1跃迁时辐射的光子能量最大，波长最短，所以由以上两式解得故选D6.航天器上常用的核电池为“钚238”核热电池，其原理为：电池芯部的“钚238”衰变产生热量，通过“热电转换器”将热能转化为电能。已知“钚238”（）衰变产生α粒子和新核X，质量为M的“钚238”经时间发生衰变的质量为，则（　　）A.产生的α射线有很强的穿透能力B.X核内有143个中子C.“钚238”的半衰期为D.电池工作时内部处于高温，“钚238”的半衰期变短【答案】C【解析】【详解】A．α射线穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住，故A错误；B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数和电荷数分别为所以中子数为\n故B错误；C．设“钚238”的半衰期为t，由题意可得解得故C正确；D．半衰期由核内部自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件均无关，所以电池工作时内部处于高温，“钚238”的半衰期不变，故D错误。故选C。7.一定质量理想气体状态变化的图像如图所示，处于a状态的气体，经过程1到达b状态，也可经过程2到达c状态，其中ac的延长线过坐标原点，ab和bc分别与T轴和V轴平行。气体在状态b和状态c的压强分别为和，在过程1和2中放出的热量分别为和，则（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】状态b和状态c\n根据理想气体状态方程，则经过ab到达状态b或经过ac到达状态c，温度变化相同，所以内能变化相同，经过ac到达状态c，体积减小，外界对气体做功，即根据热力学第一定律，则放出的热量经过ab到达状态b，体积不变，对外不做功，即根据热力学第一定律，则放出的热量所以故选C。8.某探究小组测试一发电机性能的电路如图甲所示，灯泡L两端的电压随时间变化的关系如图乙所示。已知发电机线圈的电阻为6，匝数为500匝，灯泡L的电阻为44，下列说法正确的是（　　）A.线圈转动的角速度为B.穿过线圈磁通量的最大值为C.发电机产生电动势瞬时值表达式为D.线圈转动一周产生的总电能为50J\n【答案】B【解析】【详解】A．由乙图可知发动机线圈转动的周期为根据解得故A错误；B．根据解得又联立，可得故B正确；C．发电机产生的电动势瞬时值表达式为故C错误；D．线圈转动一周产生的总电能为又\n联立，可得故D错误。故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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.人类对事物的认识往往是从宏观到微观逐步深入，下列对热现象的解释中正确的是（　　）A.温度越高布朗运动越剧烈，是因为固体小颗粒分子的热运动越剧烈B.单晶体具有各向异性，是因为组成晶体的原子排列具有空间上的周期性C.封闭在注射器中的压缩气体难以再被压缩，是因为气体分子间存在斥力D.液体具有表面张力，是因为液体表面层分子间距大于液体内部分子间距【答案】BD【解析】【详解】A．温度越高布朗运动越剧烈，是因为液体或气体分子的热运动越剧烈，故A错误；B．组成单晶体的原子排列具有空间上的周期性，且不同方向上的周期性不同，从而表现出各向异性，故B正确；C．气体分子间的距离很大，分子间的作用力几乎可以忽略不计，封闭在注射器中的压缩气体难以再被压缩，是因为气体压强较大的缘故，故C错误；D．液体具有表面张力，是因为液体表面层分子间距大于液体内部分子间距，表面层液体分子间作用力表现为引力，从而使液体表面绷紧，故D正确。故选BD。10.实际变压器的原、副线圈有直流电阻，可将实际变压器看作原、副线圈上分别串联其直流电阻的理想变压器，如图中虚线框内电路所示。某变压器的直流电阻分别为、，匝数比，所接定值电阻。当a、b两端接电压为的正弦交流电时，理想交流电流表的示数，下列说法正确的是（　　）\nA.电流表的示数B.电流表的示数C.a、b两端的电压D.a、b两端的电压【答案】AD【解析】【详解】AB．根据理想变压器变流规律可得解得故A正确，B错误；CD．根据闭合电路欧姆定律可得副线圈电压为根据理想变压器变压规律可得解得根据闭合电路欧姆定律可得\n故C错误，D正确。故选D。11.如图甲所示，在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。磁场方向向上为正，磁感应强度B随时间t按图乙变化，下列分析正确的是（　　）A.t＝1s时环中的磁通量为零，环内的感应电流为零B.0～2s内环上小段导体受到的安培力始终指向圆心C.0～2s内环上小段导体受到的安培力先变小后变大D.0～2s内感应电流的功率不变【答案】CD【解析】【详解】A．t＝1s时环中的磁通量为零，但磁通量的变化率不为零，所以感应电流不为零，故A错误；B．0～1s内环中的磁通量减小，根据楞次定律可知环有扩张的趋势，环上小段导体受到的安培力方向背离圆心；1~2s内环中的磁通量增大，同理可知环有收缩的趋势，环上小段导体受到的安培力指向圆心，故B错误；CD．0～2s内环中磁通量的变化率不变，所以感应电流恒定，而磁感应强度B先减小后增大，根据可知0～2s内环上小段导体受到的安培力先变小后变大，根据可知0～2s内感应电流的功率不变，故CD正确。故选CD。12.一种简易LC振荡回路如图所示，L为线圈，C为固定在真空中的平行板电容器。将单刀双掷开关K拨至触点a，使电容器与直流电源E接通。稳定后，位于两水平金属板中间P处的带电液滴恰能静止。将K拨至触点b并开始计时，当t＝0.02s时液滴的加速度第1次等于重力加速度g，不计回路的能量损失且液滴未到达两金属板，下列说法正确的是（　　）\nA.液滴带负电B.t＝0.03s时，电容器上极板带正电且电荷量正在增大C.t＝0.06s时，线圈L中磁场的方向向上且磁场能最大D.t＝0.07s时，线圈L中磁场的方向向下且下极板带正电【答案】BC【解析】【详解】A．液滴静止时所受电场力竖直向上，而此时下极板带正电，所以液滴带正电，故A错误；B．将K拨至触点b并开始计时，当t＝0.02s时液滴的加速度第1次等于重力加速度g，即此时电容器所带电荷量为零，则电容器刚好完成第一次放电，由此可推知LC振荡回路的周期为0.08s，则t＝0.03s时，电容器正在经历第一次充电，此时电容器上极板带正电且电荷量正在增大，故B正确；C．t＝0.06s时，电容器刚好完成第二次放电，此时线圈L的电流最大，磁场能最大，且电流方向从上至下，根据安培定则可知磁场方向向上，故C正确；D．t＝0.07s时，电容器正在经历第二次充电，此时电容器下极板带正电，线圈L的电流方向从上至下，根据安培定则可知磁场方向向上，故D错误。故选BC。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某小组用油膜法估测油酸分子的大小，请完成以下问题：（1）如图所示的四个图是实验中的四个步骤，将其按操作先后顺序排列应是______（用符号表示）；\n（2）实验中用p毫升的油酸与一定量酒精配制成q毫升的油酸酒精溶液，并测得n滴该溶液的总体积为V；将一滴该溶液滴入浅盘，稳定后在坐标纸上得到如下图所示的轮廓，已知坐标纸上每个小正方形的边长为a。估算油膜分子的直径为________；（3）某同学测得的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是________。A.油酸中含有大量酒精B.痱子粉撤太多，油膜未能充分展开C.计算油膜面积时，将所有不完整的方格都当作一格保留【答案】①.acbd②.③.B【解析】【详解】（1）[1]按操作先后顺序排列应是a．测量一滴纯油酸的体积。c．取一滴油酸酒精溶液滴入水中。b．在玻璃板上画出单分子油膜的轮廓。d．通过数格子的方法得出油膜的面积。（2）[2]一滴纯油酸的体积为估算出油酸薄膜的面积为\n油膜分子直径为（3）[3]A．酒精可以融入水中，所以油酸中含有大量酒精不会影响油酸分子直径的测量。故A错误；B．痱子粉撤太多，油膜未能充分展开，会使多层油酸分子堆积在一起，造成油膜面积的估算值偏小，所以油酸分子直径的测量偏大。故B正确；C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都当作一格保留，造成油膜面积的估算值偏大，所以油酸分子直径的测量偏小。故C错误。故选B。14.炎热的夏季，养殖户用自动控温通风系统对养殖场进行控温。要求当养殖场内的温度升高到27℃时，通风系统立即启动。某同学设计的通风系统工作原理如图甲所示：虚线框内的两接线柱间接测温电阻RT。当R1两端的电压升高到3V时，控制电路恰能启动通风系统，低于3V时，通风系统立即停止工作。提供的器材为：直流电源（电动势E=5V，内阻忽略不计）；电阻箱R1、R2（阻值范围均为）；控制电路模块（电阻可视为无穷大）；两测温电阻RT1、RT2（工作特性分别如图乙、丙所示）。根据原理，选择器材，并完成调试：（1）图甲中测温电阻应选用______（选填“RT1”或“RT2”）；（2）接好测温电阻后，为实现27℃时开启通风系统，对电路进行调试，先将开关K2拨到触点b，并将电阻箱R2的阻值调至______kΩ、电阻箱R1的阻值调至______kΩ，再闭合开关K1，\n测试通风系统能否正常工作。若能正常工作，再将开关K2拨回触点a即可。（本问结果均保留2位有效数字）（3）若长时间使用电阻箱R1老化后的电阻率会变大，若不对其阻值进行调整，当通风系统再次启动时，养殖场内的实际温度要______（选填“高”或“低”）于设定的启动温度27℃。【答案】①.RT1②.12kΩ③.18kΩ④.低【解析】【详解】（1）[1]由于当R1两端的电压升高到3V时，控制电路恰能启动通风系统，低于3V时，通风系统立即停止工作。则测温电阻的阻值必定随温度的升高而减小，则图甲中测温电阻应选用RT1。（2）[2][3]由图乙可知，温度为27℃时为实现27℃时开启通风系统，对电路进行调试，先将开关K2拨到触点b，并将电阻箱R2的阻值调至12kΩ，此时R1两端电压U1=3V根据闭合电路欧姆定律有解得，（3）[4]若长时间使用电阻箱R1老化后的电阻率会变大，则其阻值增大，即当测温电阻RT1的阻值比较大时，即温度还比较低时，电阻箱R1两端电压已经达到3V，通风系统开始启动，此时，养殖场内的实际温度要低于于设定的启动温度27℃。15.一质量为M的汽缸，用活塞封闭一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，空气柱长为L0（如图甲所示），已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变，重力加速度为g。若将汽缸按图乙所示竖直放置，静止时，求：（1）缸内气体的压强；（2）气柱的长度。\n【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）若将汽缸按图乙所示竖直放置，设缸内气体的压强为p1，根据平衡条件可得解得（2）当汽缸水平横放时，缸内气体的压强等于大气压强p0。设汽缸竖直放置时气柱的长度为L1，根据理想气体状态方程有解得16.如图所示，ab、cd、ef是三根相同的导体棒，质量均为m，垂直放在光滑的平行金属导轨上，导轨水平且间距为L，导体棒连入导轨间的电阻均为R。导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始棒均静止，ab、cd锁定，用平行于导轨向右的拉力拉ef，使其以加速度a向右匀加速运动，经时间t0后撤去拉力，同时解锁ab、cd棒，已知导轨足够长，求：（1）施加拉力后t时刻拉力的大小（t＜t0）；（2）撤力后回路中产生的焦耳热。\n【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）施加拉力后t时刻ef的速度大小为①此时ef产生的感应电动势大小为②回路总电阻为③通过ef的电流为④对ef根据牛顿第二定律有⑤联立①②③④⑤解得⑥（2）撤去拉力时ef的速度大小为⑦最终通过三根导体棒的电流均为零，则三根导体棒产生的感应电动势大小均相等，所以速度大小相等，设为v1，三根导体棒组成的系统所受合力为零，根据动量守恒定律有⑧根据能量守恒定律可知撤力后回路中产生的焦耳热为⑨\n联立⑦⑧⑨解得⑩17.孔明灯在中国有非常悠久的历史，其“会飞”原因是，灯内燃料燃烧使内部空气升温膨胀，一部分空气从灯内排出，使孔明灯及内部气体的总重力变小，空气浮力将其托起。如图所示，某盏孔明灯灯体（包括燃料）的质量m＝0.2kg，体积恒为V＝1.0m3，点燃后孔明灯匀速升空。已知重力加速度g＝10m/s2，大气密度ρ＝1.2kg/m3，环境温度恒为t＝27℃，忽略燃料的质量变化，大气压强不变。求：（1）点燃燃料前灯内气体的质量m1；（2）升空后灯内气体的质量m2；（3）升空后灯内气体的温度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据可得点燃燃料前灯内气体的质量为（2）升空后孔明灯受力平衡，可得解得（3）孔明灯底部开口，灯内气体压强不变，有\n又联立，可得即18.如图所示，在O-xyz三维坐标系中以yOz平面为界，x＜0空间有沿x轴正方向的匀强电场，x＞0空间有沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电量为q的带正电粒子，由A点（－d，－d，0）沿y轴正方向以大小为v0的速度射出，之后粒子恰好能从O点射入磁场，粒子重力不计，求：（1）匀强电场的电场强度大小；（2）粒子到达O点时的速度大小；（3）粒子在磁场中运动时到xOy平面的最大距离；（4）从粒子进入磁场开始计时，其经过x轴的时刻及经过x轴时的位置坐标。【答案】（1）；（2）；（3）；（4），【解析】【详解】（1）粒子先在xOy平面内做类平抛运动，加速度大小为根据运动学规律有\n联立以上三式解得（2）粒子到达O点时的速度方向的反向延长线一定经过水平位移的中点，设速度方向与x轴正方向夹角为θ，则解得粒子在O点处的x轴分速度大小为根据速度的合成可得粒子到达O点时的速度大小为（3）粒子进入磁场后，在沿x方向以vx做匀速直线运动，在yOz平面内做匀速圆周运动，设其运动半径为R，根据牛顿第二定律有解得所以粒子在磁场中运动时到xOy平面的最大距离为（4）粒子做匀速圆周运动的周期为粒子在空间中做螺旋运动，从粒子进入磁场开始计时，每经过一个周期的时间，粒子经过x轴一次，所以其经过x轴的时刻为\n经过x轴时粒子到O点的距离为即位置坐标为。