濮陽市2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期期末考試物理（解析版）

濮陽市2021-2022學(xué)年下學(xué)期學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測高二物理第I卷（選擇題，共48分）一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求。1.如圖是某電場中的一條電場線，a、b是這條線上的兩點(diǎn)，一負(fù)電荷只受電場力作用，沿電場線從a運(yùn)動(dòng)到b．則在這個(gè)過程中，電荷的速度－時(shí)間圖線如圖所示，請(qǐng)比較a、b兩點(diǎn)電勢的高低和場強(qiáng)的大小（）A.φa>φb，Ea<EbB.φａ<φｂ，Ea=EbC.φａ<φｂ，Ea>EbD.φa>φb，Ea=Eb【答案】D【解析】【詳解】負(fù)電子從a運(yùn)動(dòng)到b，由速度時(shí)間圖線得到負(fù)電荷做減速運(yùn)動(dòng)，故電場力向左，因負(fù)電荷受到的電場力與場強(qiáng)方向相反，故場強(qiáng)向右，沿場強(qiáng)方向，電勢降低，故；因?yàn)閳D線的斜率不變，故加速度不變，因此電場力不變，所以電場強(qiáng)度不變，即，D正確．2.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為0.02s，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場方向，線圈電阻為。從線圈平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過60°時(shí)的感應(yīng)電流為1A。那么任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，線圈平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過60°時(shí)的感應(yīng)電流為1A，則感應(yīng)電流的最大值為根據(jù)歐姆定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為由于勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為0.02s，則任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為故ABC錯(cuò)誤D正確。故選D。3.1998年6月18日，清華大學(xué)對(duì)富康轎車成功地進(jìn)行了中國轎車史上的第一次碰撞安全性實(shí)驗(yàn)，成功“中華第一撞”，從此，我國汽車整體安全性碰撞實(shí)驗(yàn)開始與國際接軌，在碰撞過程中，關(guān)于安全氣囊的保護(hù)作用認(rèn)識(shí)正確的是（）A.安全氣囊作用減小了駕駛員的動(dòng)量變化B.安全氣囊減小了駕駛員受到撞擊力的沖量C.安全氣囊主要是減小了駕駛員的動(dòng)量變化率D.安全氣囊延長了撞擊力的作用時(shí)間，從而使得動(dòng)量變化更大【答案】C【解析】【分析】【詳解】在碰撞過程中，人的動(dòng)量的變化量是一定的，而使用安全氣囊后增加了作用的時(shí)間，根據(jù)動(dòng)量定理可以知道，作用時(shí)間t增加，駕駛員受到的沖擊力F則變小，即減少了駕駛員的動(dòng)量變化率。故選C。4.下列說法錯(cuò)誤的是（）A.普朗克在研究黑體的熱輻射問題時(shí)提出了能量子假說B.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾恼丈鋾r(shí)間太短C.康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的粒子性D.任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體，大到太陽、地球，小到電子、質(zhì)子，都與一種波相對(duì)應(yīng)，這就是物質(zhì)波，物質(zhì)波是概率波【答案】B【解析】【詳解】A．普朗克在研究黑體的熱輻射問題時(shí)提出了能量子假說，故A正確，不符合題意；B．發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的光照時(shí)間無關(guān)，故B錯(cuò)誤，符合題意；C．康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的粒子性，故C正確，不符合題意；D．無論是大到太陽、地球，還是小到電子、質(zhì)子，都與一種波相對(duì)應(yīng)，這就是物質(zhì)波，物質(zhì)波是概率波，故D正確，不符合題意。故選B。5.根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。如圖所示為α粒子散射圖，圖中實(shí)線表示α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。則關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A.圖中大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子的電勢能先減小后增大B.圖中的α粒子反彈是因?yàn)棣亮Ｗ优c原子核發(fā)生了碰撞C.絕大多數(shù)α粒子沿原方向繼續(xù)前進(jìn)說明了帶正電的原子核占據(jù)原子的空間很小D.根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，還可以知道原子核由質(zhì)子和中子組成【答案】C【解析】【詳解】A．圖中大角度偏轉(zhuǎn)的粒子受到的電場力先做負(fù)功，后做正功，則其電勢能先增大后減小，故A錯(cuò)誤；B．圖中的粒子反彈是因?yàn)榱Ｗ优c原子核之間的庫侖斥力作用，并沒有發(fā)生碰撞，故B錯(cuò)誤；C．從絕大多數(shù)粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可以推測使粒子受到排斥力的核體積極小，所以帶正電的物質(zhì)只占整個(gè)原子的很小空間，故C正確；D．盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，不能證明原子核是由質(zhì)子和中子組成的，故D錯(cuò)誤。故選C。6.一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為的軌道自發(fā)地直接躍遷到另一半徑為的軌道，已知，則在此過程中（）A.原子要放出某一頻率的光子B.原子要吸收某一頻率的光子C.原子可能要放出一系列頻率的光子D.原子可能要吸收一系列頻率的光子【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)題意有則一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為的軌道自發(fā)地直接躍遷到另一半徑為的軌道，能量減小，向外輻射光子，由于能級(jí)差固定，則只能放出某一頻率的光子，故BCD錯(cuò)誤A正確。故選A。7.在元素周期表中查到鉛原子序數(shù)為82，一個(gè)鉛原子質(zhì)量數(shù)為207，下列說法正確的是（）A.核外有82個(gè)電子，核內(nèi)有207個(gè)質(zhì)子B.核內(nèi)有82個(gè)電子、125個(gè)中子C.核內(nèi)有82個(gè)質(zhì)子、207個(gè)中子D.核內(nèi)有82個(gè)質(zhì)子、207個(gè)核子【答案】D【解析】【詳解】在元素周期表中查到鉛原子序數(shù)為82，即一個(gè)鉛原子中有82個(gè)質(zhì)子，由于原子是電中性的，則核外電子數(shù)為82個(gè)。根據(jù)質(zhì)量數(shù)（核子數(shù)）等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和可知，鉛原子核的中子數(shù)為故D正確ABC錯(cuò)誤。故選D。8.下面是列出的一些核反應(yīng)方程：,，；以下選項(xiàng)中正確的是A.X是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子 B.X是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子C.X是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子 D.X是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子【答案】D【解析】【詳解】核反應(yīng)方程是遵循質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，由此規(guī)律可得，X質(zhì)量數(shù)是0，電荷數(shù)是+1，X是正電子，Y質(zhì)量數(shù)是1，電荷數(shù)是0，Y是中子，Z質(zhì)量數(shù)是1，電荷數(shù)是+1，Z是質(zhì)子，故D正確，ABC錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16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(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9.如圖所示，質(zhì)量為M的小車置于光滑的水平面上，車的上表面粗糙，有一質(zhì)量為m的木塊以初速度v0水平地滑至車的上表面，若車足夠長，下列說法正確的是()A.木塊的最終速度為v0B.由于車表面粗糙，小車和木塊所組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒C.車表面越粗糙，木塊減少的動(dòng)量越多D.小車獲得的沖量與車表面的粗糙程度無關(guān)【答案】AD【解析】【詳解】A、以小車和木塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象所受合外力為零，因此系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由于摩擦力的作用，m速度減小，M速度增大，m速度減小到最小時(shí)，M速度達(dá)最大，最后m、M以共同速度運(yùn)動(dòng)．有：，解得：，故A正確，B錯(cuò)誤；

C、根據(jù)A選項(xiàng)分析，木塊減少的動(dòng)量與車面粗糙程度無關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)A選項(xiàng)分析，小車M獲得動(dòng)量與車面粗糙程度無關(guān)，故D正確．【點(diǎn)睛】應(yīng)用動(dòng)量守恒定律時(shí)要清楚研究的對(duì)象和守恒條件，把動(dòng)量守恒和能量守恒結(jié)合起來列出等式求解是常見的問題．10.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是A.增大入射光強(qiáng)度，光電流增大B.減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C.改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D.改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大【答案】AD【解析】【分析】光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，根據(jù)光電效應(yīng)方程判斷影響光電子最大初動(dòng)能的因素．【詳解】A．增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)增加，光電流增大，A正確；B．光電效應(yīng)現(xiàn)象是否消失與光的頻率有關(guān)，而與照射強(qiáng)度無關(guān)，B錯(cuò)誤；C．用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率較小的光照射時(shí)，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知，增加照射光頻率，光電子的最大初動(dòng)能也增大，D正確．11.圖中豎直虛線框所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場。已知從左方水平射入的電子，穿過這區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電子重力忽略不計(jì)，則在這區(qū)域中的E和B的方向可能是（）

A.E和B都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)的方向相同B.E平行紙面豎直向上，B垂直紙面向外C.E平行紙面豎直向上，B垂直紙面向里D.E垂直紙面向外，B豎直向下【答案】ABD【解析】【詳解】A．若E和B都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向相同，則有電子所受電場力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，而由于電子運(yùn)動(dòng)方向與B方向相互平行，所以不受磁場力，因此穿過此區(qū)域不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A正確；B．若E豎直向上，B垂直于紙面向外，則有電場力豎直向下，而磁場力由左手定則可得方向豎直向上，所以當(dāng)兩力大小相等時(shí)，電子穿過此區(qū)域不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B正確；C．若E豎直向上，B垂直于紙面向里，則有電場力方向豎直向下，而磁場力方向由左手定則可得豎直向下，所以兩力不能使電子做直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．若E垂直紙面向外，B豎直向下，則有電場力方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶铮艌隽Ψ较蛴勺笫侄▌t可得垂直于紙面向外，所以當(dāng)兩力大小相等時(shí)，電子穿過此區(qū)域不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故D正確。故選ABD。12.如圖，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻．線框下落過程形狀不變，ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO′平行，線框平面與磁場方向垂直．設(shè)OO′下方磁場區(qū)域足夠大，不計(jì)空氣阻力影響，則下列圖像不可能反映線框下落過程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律（）

A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】線框先做自由落體運(yùn)動(dòng)，ab邊進(jìn)入磁場做減速運(yùn)動(dòng)，加速度應(yīng)該是逐漸減小，而A圖象中的加速度逐漸增大．故A錯(cuò)誤．線框先做自由落體運(yùn)動(dòng)，ab邊進(jìn)入磁場后做減速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橹亓π∮诎才嗔?，?dāng)加速度減小到零做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊進(jìn)入磁場做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為g．故B正確．線框先做自由落體運(yùn)動(dòng)，ab邊進(jìn)入磁場后因?yàn)橹亓Υ笥诎才嗔Γ黾铀俣葴p小的加速運(yùn)動(dòng)，cd邊離開磁場做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為g，故C正確．線框先做自由落體運(yùn)動(dòng)，ab邊進(jìn)入磁場后因?yàn)橹亓Φ扔诎才嗔?，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊離開【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵能夠根據(jù)物體的受力判斷物體的運(yùn)動(dòng)，即比較安培力與重力的大小關(guān)系，結(jié)合安培力公式、切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢公式進(jìn)行分析．第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共14分。13.某小組在做“尋求碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車甲、乙的碰撞端分別裝上撞針與橡皮泥。

現(xiàn)進(jìn)行以下操作：把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑水平軌道左側(cè)，將紙帶一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，另一端連在小車甲的后面；打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，輕推一下小車甲，使其獲得一定速度，之后與靜止的小車乙碰撞粘連成一體；關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，取下紙帶，進(jìn)行相關(guān)探究。在某次實(shí)驗(yàn)中得到的部分紙帶如圖2所示，圖中的直尺為毫米刻度尺。（1）請(qǐng)判斷小車甲是與圖示紙帶的___________（選填“左端”或“右端”）相連接，并說明理由___________。（2）若測量出小車甲的質(zhì)量為524.4g，小車乙的質(zhì)量為510.0g，則在這次碰撞中，小車甲對(duì)小車乙的沖量為___________kg·m/s（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?右端②.因?yàn)榧着c乙碰后粘在一起，速度減小，相等時(shí)間內(nèi)的間隔減小，由于紙帶右側(cè)速度大，為碰前速度，所以小車甲是與圖示紙帶的右端相連③.0.10【解析】【詳解】（1）[1][2]因?yàn)榧着c乙碰后粘在一起，速度減小，相等時(shí)間內(nèi)的間隔減小，由于紙帶右側(cè)速度大，為碰前速度，所以小車甲是與圖示紙帶的右端相連。（2）[3]由紙帶數(shù)據(jù)可得，碰后共同速度為碰后乙的動(dòng)量由動(dòng)量定理可得小車甲對(duì)小車乙的沖量為14.有一根長電阻絲，用多用電表歐姆擋測得其接入電路的電阻Rx約為1kΩ，現(xiàn)某同學(xué)利用下列器材測量該電阻絲的電阻率：A.毫米刻度尺;B.螺旋測微器；C.電流表A1(量程為5mA，內(nèi)阻約為3Ω);D.電流表A2(量程為100mA，內(nèi)阻約為0.6Ω)；E.電壓表V1(量程為5V,內(nèi)阻約為5kΩ);F.電壓表V2(量程為15V,內(nèi)阻約為15kΩ);G.滑動(dòng)變阻器R(阻值范圍為0?100Ω，額定電流1.5A)；H.電源E：(電動(dòng)勢為6V，內(nèi)阻不計(jì))；I開關(guān)S，導(dǎo)線若干．(1)他用毫米刻度尺測出電阻絲長度后，用螺旋測微器測電阻絲的直徑，其示數(shù)如圖所示，該電阻絲的直徑d=____________cm．(2)為了更準(zhǔn)確地測量電阻絲的電阻，且調(diào)節(jié)方便，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表______，電壓表________．（填寫器材前面的字母）(3)在方框內(nèi)畫出測量該電阻絲的電阻R的實(shí)驗(yàn)電路原理圖．（圖中器材用題干中相應(yīng)的物理量符號(hào)標(biāo)注）_________(4)若電壓表的示數(shù)為U，電流表的示數(shù)為I,電阻絲的長度為l,金屬絲的直徑為d，則計(jì)算電阻絲的電阻率的數(shù)學(xué)表達(dá)式為ρ=_________(用已知量的符號(hào)表示）．【答案】①.0.0678②.C③.E④.⑤.【解析】【詳解】(1)[1]螺旋測微器主尺讀數(shù)為0.5mm，分度尺讀數(shù)為0.178mm，故電阻絲的直徑d=0.5mm+0.178mm=0.678mm=0.0678cm(2)[2][3]電源電動(dòng)勢為6V，電阻約為1000Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律電路中最大電流為6mA所以電流表選C；因電源電動(dòng)勢為6V，所以電壓表應(yīng)選E；(3)[4]變阻器阻值太小而電阻值太大，應(yīng)用分壓式接法，為了調(diào)節(jié)方便變阻器應(yīng)選阻值小的，故選G，由于故電流表應(yīng)用內(nèi)接法,電路圖如圖所示：(4)[5]由歐姆定律可知而聯(lián)立解得四、論述、計(jì)算題：本題共4小題，共38分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。15.如圖所示，質(zhì)量為m、電量為-q的帶電粒子在兩個(gè)等量同種正電荷（電荷量均為Q）連線的中垂面上以某一速度做半徑為4L的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；如果此粒子以同樣大小的速度繞電荷量為+Q的點(diǎn)電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求粒子的運(yùn)動(dòng)半徑是多少？粒子重力忽略不計(jì).（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）【答案】【解析】【詳解】設(shè)帶電q粒子在勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度為v依題意從幾何關(guān)系可知，Q和間距（1）粒子在兩中垂面作勻速圓周運(yùn)動(dòng)∴（2）粒子在以相同速度繞問題勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r∴（3）聯(lián)立（1）（2）（3），得16.如圖所示，兩根相同的輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k，靜止吊起一根長為L、質(zhì)量為m的勻質(zhì)水平金屬棒PQ，金屬棒處于方向水平向外的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)金屬棒中通有由P端流向Q端的電流I時(shí)，彈簧的伸長量為x，重力加速度為g，求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。

【答案】【解析】【詳解】根據(jù)題意，由左手定則可知，金屬棒所受安培力方向豎直向下，設(shè)金屬棒所受安培力的大小為，每根彈簧的彈力為，對(duì)金屬棒，由平衡條件有由胡克定律有設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，根據(jù)公式有聯(lián)立解得17.一個(gè)靜止的鈾核（原子質(zhì)量為232.0372u