2021-2022年湖南省長沙市雅禮教育集團(tuán)高二（下）期末物理試題（解析版）

1、 雅禮教育集團(tuán)2022年上學(xué)期期末考試試卷高二物理時(shí)量：75分鐘：分值：100分一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1. 大家耳熟能詳?shù)墓?jié)氣歌“春雨驚春清谷天，夏滿芒夏暑相連，秋處露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒”反映了古人的智慧，里面涉及與節(jié)氣有關(guān)的物理現(xiàn)象。下列說法正確的是（）A. 夏天氣溫比春天高，所以夏天大氣中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)速率均比春天大B. 冬天低溫下會(huì)結(jié)冰，如果一定質(zhì)量的0水變成0的冰，體積會(huì)增大，分子勢能會(huì)增大C. 荷葉上小水珠呈球狀是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小的趨勢D. 食鹽受潮時(shí)會(huì)粘在一起，受潮后的食鹽

2、是非晶體【答案】C【解析】【詳解】A夏天氣溫比春天高，夏天大氣中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率比春天大，并不是所有分子的熱運(yùn)動(dòng)速率均比春天大，故A錯(cuò)誤；B冬天低溫下會(huì)結(jié)冰，一定質(zhì)量的0水變成0的冰，分子平均動(dòng)能不變，但該過程會(huì)放出熱量，且體積增大對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知內(nèi)能一定減小，則分子勢能減小，故B錯(cuò)誤；C荷葉上小水珠呈球狀是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小的趨勢，故C正確；D食鹽顆粒受潮粘連成食鹽塊時(shí)，形狀不規(guī)則，但仍是晶體，故D錯(cuò)誤。故選C。2. 幽門螺桿菌這種致病菌，很容易誘發(fā)胃腸疾病，近幾年列入全民普查體檢項(xiàng)目，碳14呼氣試驗(yàn)是目前常用的檢測方法之一，病人需要口服尿素碳14膠

3、囊。碳14半衰期是5730年，而且大部分是衰變，其衰變方程為：。下列說法正確的是（）A. 比多一個(gè)質(zhì)子B. 粒子來自于原子核外部C. 含的化合物比單質(zhì)衰變得慢些D. 2個(gè)經(jīng)過5730年會(huì)有1個(gè)發(fā)生衰變【答案】A【解析】【詳解】A由衰變規(guī)律，方程中是，由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，的電荷數(shù)為7，質(zhì)量數(shù)為14，所以比多一個(gè)質(zhì)子，少一個(gè)中子，A正確；B粒子來自原子核，是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子釋放出來形成粒子，B錯(cuò)誤；C原子核的半衰期由原子核內(nèi)部自身因素決定，跟原子所處的外部條件、化合物還是單質(zhì)都沒有關(guān)系，C錯(cuò)誤；D半衰期是大量原子核統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對少量原子核的衰變不適用，D錯(cuò)誤。故選

4、A。3. 利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系。若某次實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的圖像。已知普朗克常量為h，下列說法正確的是（）A. 電源的左端為正極B. K極金屬的逸出功為C. 保持入射光的頻率不變，增大入射光的強(qiáng)度，則遏止電壓增大D. 滑動(dòng)變阻器滑片移至最左端，電流表示數(shù)為零【答案】B【解析】【詳解】A測量遏止電壓U與入射光頻率的關(guān)系時(shí)，A、K之間應(yīng)加反向電壓，使光電子受到的電場力指向陰極，則A應(yīng)與電源負(fù)極相連，所以電源的左端為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B由題圖乙可知K極金屬的截止頻率為，所以遞出功為故B正確；C根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程和動(dòng)能定理綜合可得由上式可知遏止電壓與入射光強(qiáng)度無關(guān)，

5、與入射光頻率有關(guān)，只有增大入射光頻率時(shí)遏止電壓才增大，故C錯(cuò)誤；D滑動(dòng)變阻器滑片移至最左端，反向電壓為零，光電子可以到達(dá)陽極形成光電流，電流表示數(shù)不為零，故D錯(cuò)誤。故選B。4. 2022年2月2日，在率先開賽的北京冬奧會(huì)冰壺混合團(tuán)體比賽中，中國隊(duì)以7：6擊敗瑞士隊(duì)取得開門紅。在某次冰壺比賽中，時(shí)間時(shí)，球員跪式推動(dòng)冰壺自本壘圓心由靜止向前滑行，推至前衛(wèi)線時(shí)，放開冰壺使其自行滑行，冰壺恰好到達(dá)營壘中心并停止運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過程冰壺一直沿直線運(yùn)動(dòng)，其位移x隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，圖像中的、兩段曲線均為拋物線。對冰壺的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，下列說法正確的是（）A. 時(shí)間內(nèi)冰壺做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B. 時(shí)間內(nèi)加速度大小

6、等于加速度大小C. 冰壺的最大速度為D. 時(shí)刻，冰壺的速度為【答案】C【解析】【詳解】AB，由靜止開始，曲線為拋物線，設(shè)此時(shí)加速度為，則有，末速度為零，逆向看作是初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)這段時(shí)間內(nèi)的加速度，則有解得，由上可知在時(shí)間內(nèi)冰壺的加速度發(fā)生了變化，故在時(shí)間內(nèi)冰壺做不是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)地，故AB錯(cuò)誤；C冰壺在時(shí)刻速度達(dá)到最大速度C正確；D，末速度為零，逆向看作是初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則在時(shí)刻，冰壺的速度為故D錯(cuò)誤。故選C。5. 如圖甲所示為電流天平，此裝置可以測定螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的橫臂（圖乙）能繞轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，軸的兩側(cè)臂長度相等。在軸的右側(cè)，沿著橫臂的邊緣固定著一條U形絕緣

7、導(dǎo)線，天平最右端導(dǎo)線CD的長度為。先調(diào)整天平處于平衡，把U形導(dǎo)線端放入待測的磁場中（如圖內(nèi)所示），給U形導(dǎo)線和螺線管分別通以大小為和的電流（螺線管內(nèi)部磁場可視為勻強(qiáng)磁場）。CD段導(dǎo)線由于受到安培力作用面使天平右臂向下傾斜，在天平的另一端可以加適當(dāng)?shù)捻来a，使天平恢復(fù)平衡。設(shè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣?。下列說法正確的是（）A. 在螺線管內(nèi)部與螺線管軸線平行的一條通電導(dǎo)線所受安培力為B. 若在電流天平的左端增加砝碼質(zhì)量為m，天平恢復(fù)平衡，則長螺線管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為C. 若螺線管內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.05T，CD段導(dǎo)線的長度為3cm，U形導(dǎo)線通電電流I=2.0A，為使天平保持平衡，應(yīng)在左端懸掛的砝碼D. 假

8、如僅使通過CD段導(dǎo)線的電流反向，仍可以通過懸掛砝碼的方式測量磁感應(yīng)強(qiáng)度【答案】B【解析】【詳解】A螺線管內(nèi)部的磁場方向平行于螺線管軸線，對同樣平行于螺線管軸線的導(dǎo)線沒有力的作用，故A錯(cuò)誤；B當(dāng)電流天平兩端平衡時(shí)，由于力臂相等，兩端的受力相等，則有得故B正確；C砝碼質(zhì)量為故C錯(cuò)誤；D當(dāng)CD段導(dǎo)線電流反向時(shí)，根據(jù)左手定則，安培力變?yōu)橄蛏?，則不能通過懸掛砝碼的方式測量磁感應(yīng)強(qiáng)度，故D錯(cuò)誤。故選B。6. 如圖所示，豎直平面內(nèi)在A、D兩點(diǎn)各固定一顆光滑釘子，一個(gè)由細(xì)軟導(dǎo)線制成的閉合導(dǎo)線框掛在兩顆釘子上，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)線框的電阻為r，圓的半徑為R。從時(shí)刻開始，將導(dǎo)線上的C點(diǎn)繞圓心O以恒定角速

9、度從A點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)到D點(diǎn)，導(dǎo)線始終繃緊。此過程導(dǎo)線中（）。A. 張力保持不變B. 感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針后逆時(shí)針C. 感應(yīng)電流隨時(shí)間t的變化關(guān)系為D. 產(chǎn)生的電熱為【答案】D【解析】【詳解】A對滑輪E分析可知，兩邊繩子拉力總是相等的，則兩邊繩子與豎直方向的夾角總相等，隨著C點(diǎn)沿圓弧從A點(diǎn)移到D點(diǎn)，AC段與CD段繩子之和先增加后減小，則AE段與ED段繩子之和先減小后增加，AE段繩子與ED段繩子的夾角先增加后減小，由可知繩子的拉力先增加后減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B設(shè)C點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度為=t根據(jù)幾何知識(shí)可得，線框上的三角形的面積為S=2RRsin=R2sin磁通量為=BS=BR2sin因角從0度到180，則導(dǎo)

10、線框中的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向，后沿順時(shí)針方向；選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，導(dǎo)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間t的變化關(guān)系為e=BR2cost感應(yīng)電流隨時(shí)間t的變化關(guān)系為故C錯(cuò)誤；D導(dǎo)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為故導(dǎo)線框中產(chǎn)生的電熱為故D正確。故選D。二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7. 我國自主研發(fā)的氫原子鐘現(xiàn)已運(yùn)用于中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中，高性能的原子鐘對導(dǎo)航精度的提高極為重要。氫原子能級(jí)圖如圖所示，大量處于n=4能級(jí)的氫原子，下列說法正

11、確的是（）A. 氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可發(fā)出6種不同頻率的光B. 氫原子由n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)時(shí)發(fā)出的光的波長大于由n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光的波長C. 氫原子躍遷時(shí)發(fā)出的光子的最大能量為0.85eVD. 氫原子躍遷時(shí)對外輻射出的光譜是連續(xù)的【答案】AB【解析】【詳解】A大量處于n=4能級(jí)的氫原子，氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可發(fā)出種不同頻率的光，A正確；B氫原子由n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)時(shí)發(fā)出光子能量為由n=3能級(jí)躍遷至n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出光子的能量為根據(jù)，光子的能量越大頻率越高，所以氫原子由n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)時(shí)發(fā)出光子的頻率小于由n=3能級(jí)躍遷至n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出光子的頻率，頻率

12、高，波長短，B正確；C氫原子躍遷時(shí)發(fā)出的光子的最大能量為C錯(cuò)誤；D氫原子躍遷時(shí)對外輻射出的光譜是不連續(xù)的，D錯(cuò)誤。故選AB。8. 網(wǎng)上熱賣的科普小制作斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)如圖甲所示，它是通過汽缸內(nèi)的氣體經(jīng)過冷卻、壓縮、吸熱、膨脹為一個(gè)周期的循環(huán)來輸出動(dòng)力的，因此又被稱為熱氣機(jī)。如圖乙所示，在斯特林循環(huán)的圖像中，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，整個(gè)過程由兩個(gè)等溫過程和兩個(gè)等容過程組成，下列說法正確的是（）A. AB過程中，氣體從外界吸收熱量B. BC過程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大C. CD過程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少D. 狀態(tài)B氣體的溫度大于狀態(tài)D氣體的

13、溫度【答案】BC【解析】【詳解】A理想氣體從AB過程為等溫過程，則，而體積V變小，則，由熱力學(xué)第一定律可知?jiǎng)t，即氣體向外界放熱，故A錯(cuò)誤；B因BC過程，氣體體積不變而壓強(qiáng)變大，則溫度T升高，故氣體分子的平均動(dòng)能增大，故B正確；C在CD過程為等溫膨脹，T不變，體積V變大，則壓強(qiáng)變小；因T不變，則所有分子運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度不變，而體積V變大，則分子數(shù)密度變小，故位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少，故C正確；D因AB為等溫過程，則，由可知圖的橫縱坐標(biāo)所圍面積為，可得，則有，故狀態(tài)B氣體的溫度小于狀態(tài)D氣體的溫度，故D錯(cuò)誤。故選BC。9. 如圖，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為k，且，交流電源輸出電壓U

14、保持恒定，定值電阻的阻值分別為、，電流表、電壓表均為理想電表。開始時(shí)，滑動(dòng)變阻器的觸頭位于某一位置，電流表、電壓表的示數(shù)分別用和表示；現(xiàn)將變阻器的觸頭向b端移動(dòng)后，電流表、電壓表的示數(shù)分別用和表示，電流表、電壓表示數(shù)變化分別用和表示。下列表達(dá)式正確的是（）A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【詳解】AB根據(jù)歐姆定律得將變阻器的觸頭向b端移動(dòng)后，R增大，則A錯(cuò)誤，B正確；CD根據(jù)變壓器原理可得則有，在原線圈電路中有即整理可得則有C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。10. 質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，大量粒子飄入加速電場，其初速度幾乎為0，經(jīng)過加速后，通過寬為L的狹縫MN沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁

15、場中，最后打到照相底片上。在一次測試中，大量的某種粒子經(jīng)加速電場加速后剛進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)的速度大小均為v，打在底片上的位置到M點(diǎn)的最小距離為，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，不考慮粒子的重力及它們之間的相互作用。則（）A. 粒子的比荷為B. 加速電場的電壓為C. 粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D. 大量粒子所經(jīng)過磁場區(qū)域最窄處的寬度為【答案】ACD【解析】【詳解】A粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為根據(jù)牛頓第二定律可得解得故A正確；B粒子在電場中加速，根據(jù)動(dòng)能定理可得聯(lián)立，可得故B錯(cuò)誤；C粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為聯(lián)立，可得故C正確；D粒子在磁場中經(jīng)過的區(qū)域?yàn)閳D中的陰影部

16、分，如圖根據(jù)幾何關(guān)系有最窄處的寬度為聯(lián)立，可得故D正確。故選ACD。三、非選擇題：本題共5小題，共56分11. 某實(shí)驗(yàn)小組利用手機(jī)的錄像功能拍下小球在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程。為便于記錄小球各個(gè)時(shí)刻在斜面上的位置，將錄像中時(shí)間間隔為T的連續(xù)7幅畫面合成到同一張圖中，示意如圖。依次測得小球各相鄰位置間的距離為、。寫出小球在位置1的速度表達(dá)式_。要求充分利用測量數(shù)據(jù)，寫出小球運(yùn)動(dòng)過程中的加速度表達(dá)式_。在測量小球相鄰位置間距時(shí)由于實(shí)驗(yàn)者讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是_誤差。（填“偶然”或“系統(tǒng)”）【答案】 . . . 偶然【解析】【分析】【詳解】1勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻速度等于平均速度，所以1位置的速度

17、為2題中要求充分利用數(shù)據(jù)，利用逐差法求解加速度，則解得加速度為3讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是人為因素造成的，屬于偶然誤差。【點(diǎn)睛】一般來說，偶然誤差是主觀因素引起的誤差，比如讀數(shù)錯(cuò)誤，操作錯(cuò)誤等；系統(tǒng)誤差是客觀因素造成的，比如測量工具本身的精確度不夠，測量方法帶來的不可避免的誤差等。12. 用如圖a所示電路測量鉑熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系（1）開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移至_端（填“A”或“B”）（2）實(shí)驗(yàn)測得不同溫度下的阻值，并繪得如圖b的Rt-t關(guān)系圖線，根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的Rt-t關(guān)系式：Rt =_（）（3）鉑的電阻對溫度變化很靈敏，可以制成電阻溫度計(jì)請利用開關(guān)、導(dǎo)線、鉑熱敏電阻、圖a中某一

18、電表和圖c所示的恒流源（調(diào)節(jié)旋鈕時(shí)可以選擇不同的輸出電流，且輸出電流不隨外部條件的變化而變化），設(shè)計(jì)一個(gè)簡易電阻溫度計(jì)并在圖d的虛線框內(nèi)畫出電路原理圖_（4）結(jié)合圖b的關(guān)系圖線，選擇恒流源的輸出電流為0.15A，當(dāng)選用的電表達(dá)到滿偏時(shí)，電阻溫度計(jì)所測溫度為_如果要提高該溫度計(jì)所能測量的最高溫度值，請?zhí)岢鲆环N可行的方法：_【答案】 . B . 50+t . . 50 將恒流源的輸出電流調(diào)小【解析】【詳解】（1）開關(guān)閉合前，為了保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于阻值最大處，故滑片應(yīng)移至B端；（2）由圖象可知，鉑絲電阻Rt的阻值與溫度的關(guān)系式：Rt50+t；（3）直流恒流電源正常工作時(shí)，其輸出電流不隨

19、外部條件的變化而變化，并且可讀出其大小，電壓表并聯(lián)在鉑絲電阻Rt的兩端，如圖所示：（4）當(dāng)恒流源的輸出電流為0.15A，所以當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)，即Rt兩端的電壓Ut15V時(shí)，鉑絲電阻Rt的阻值最大，由丙圖中所畫的Rtt圖象可知，此時(shí)溫度計(jì)所能測量的溫度最高；由I 得鉑絲電阻Rt的阻值為：Rt100，則溫度計(jì)所能測量的最高溫度為：tRt501005050直流恒流電源正常工作時(shí)，其輸出電流不隨外部條件的變化而變化，并且可讀出其大小，電壓表并聯(lián)在鉑絲電阻Rt的兩端，如圖所示要提高該溫度計(jì)所能測量的最高溫度值，應(yīng)使鉑絲電阻Rt的阻值增大或?qū)⒑懔髟吹妮敵鲭娏髡{(diào)小13. 如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好的氣缸放置

20、在水平面上，其橫截面積S=40cm2，內(nèi)壁光滑，固定的卡口A、B與缸底的距離L=1m，厚度不計(jì)，活塞在氣缸內(nèi)封閉了一段長為2L的理想氣體。環(huán)境溫度為T0=320K。現(xiàn)緩慢調(diào)整氣缸開口至豎直向上，穩(wěn)定時(shí)缸內(nèi)氣體高度為1.6m。隨著環(huán)境溫度的降低，活塞與卡口A、B間距離會(huì)逐漸變小。取重力加速度g=10m/s2，大氣壓強(qiáng)為p0=1.0105Pa。求：（1）活塞的質(zhì)量；（2）當(dāng)活塞與卡口A、B接觸且無作用力時(shí)的環(huán)境溫度?！敬鸢浮?1)10kg；(2)200K（或-73）【解析】【詳解】(1)氣體初態(tài)p1=p0V1=2LS設(shè)穩(wěn)定時(shí)缸內(nèi)氣體高度為氣體末態(tài)V2=h1S由波意耳定律p1V1=p2V2代入數(shù)據(jù)解

21、得m=10kg(2)假定溫度降低為T1時(shí)活塞與卡口A、B接觸且無作用力.氣體是等壓變化過程，穩(wěn)定時(shí)缸內(nèi)氣體高度為LV3=LS由蓋呂薩克定律解得T1=200K（或-73）14. 水平虛線之間是高度為h有界勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B，磁場上方的豎直平面有一個(gè)梯子形閉合導(dǎo)體框abcd，框?qū)挾?、總高。兩豎直邊導(dǎo)體ab和cd電阻不計(jì)，5根等距離分布的水平導(dǎo)體棒電阻都為R。讓導(dǎo)體框從離磁場上邊緣h高處自由下落，當(dāng)bc剛進(jìn)入磁場開始，導(dǎo)體框恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)重力加速度為g。求：（1）第一條水平棒bc剛進(jìn)入磁場時(shí)速度大小；（2）第一條水平棒bc在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，bc棒上的電流大?。唬?）導(dǎo)體框穿過磁場的整個(gè)過程中，bc棒上產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）線框整體做自由落體運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理進(jìn)入磁場時(shí)的速度（2）由法拉第電磁感應(yīng)由閉合電路歐姆定律由并聯(lián)電路特點(diǎn)解得（3）線框受力平衡，磁場力等于重力解得由于水平導(dǎo)體間距與磁場寬度相等，當(dāng)一根導(dǎo)體出磁場時(shí)，另一根導(dǎo)體恰好進(jìn)入磁場，且等效電路結(jié)構(gòu)未變，故總電流也不變，