2020-2021学年山东省菏泽市高二下学期期末联考物理试题（A） word版

菏泽市2020—2021学年度第二学期期末考试

高二物理试题（A）

注意事项：

1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号、班级、座号填写在相应位置。

2. 选择题答案必须使用2B 铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3. 请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。

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. 下列说法正确的是（    ）

A. 射线、射线、射线均为带电粒子流

B. 电磁波的波长越长，其穿透能力越强

C. 贝克勒尔发现天然放射现象，揭示了原子内部存在复杂的结构

D. 各种原子吸收光谱中的每一条暗线与明线光谱中的每一条亮线一一对应，可用于光谱分析

2. 不同原子核的比结合能是不一样的，如图所示是按照实际测量结果画的原子核的比结合能曲线，由此可知下列说法正确的是（    ）

A. 发生重核裂变时只会吸收能量，发生轻核聚变时只会放出能量

B. 两个核聚变结合成核的过程会放出能量

C. 、、三者相比，的比结合能最大

D. 核的结合能大于核的结合能，因此核更稳定

3. 如图所示为氢原子的能级图，巴耳末系是吸收光子能量的原子进入激发态（）后返回的量子状态时释放出的谱线，下列说法正确的是（    ）

A. 巴耳末系中的最小频率与最大频率之比

B. 处于能级的氢原子可以吸收能量为的光子

C. 一个氢原子从能级向基态跃迁时，可发出6种不同频率的光子

D. 氢原子由能级跃迁到能级时，原子的电势能增加，产生的电磁波的波长最长

4. 如图所示，某一分子固定在坐标原点，另一个分子位于轴上的处，两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，、、、为轴上四个位置。现把处分子由静止释放，到达处时速度再次变为0，规定无限远处分子势能为零，则（    ）

A. 整个过程中两分子间同时存在引力和斥力

B. 分子在向左运动到达处之前只受引力作用

C. 分子在处时引力势能最小

D. 分子在处时引力势能为正值

5. 如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为的活塞密封一部分理想气体，活塞导热良好且能无摩擦地滑动，容器的横截面积为，将整个装置放在大气压强恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当环境温度变化时，气体从外界吸收热量后，活塞缓慢上升后再次平衡。下列判断正确的是（    ）

A. 气体对外做功的数值等于

B. 气体对外做功的数值为

C. 外界气体的温度升高了

D. 此过程中的密闭气体的内能增加了

6. 如图所示，一回路的线圈电感，电容器电容，电容器两板最大电压为。在电容器开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，则（    ）

A. 此振荡电路的周期为

B. 前内的平均电流约为

C. 当时，电路中磁场能最大

D. 当时，电容器上板带正电荷

7. 下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是（    ）

A. 图甲说明可以通过是否存在固定的熔点来判断固体是晶体或非晶体

B. 图乙液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的

C. 图丙水黾可以在水面自由活动，说明其受到的浮力大于重力

D. 图丁中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润

8. 如图所示，一竖直放置的型玻璃管，各段粗细均匀，上端均开口。内部左右两侧有水银，水银柱竖直高度均为，底部水平管内封闭一段长的气柱，气柱紧贴左侧竖直管。已知管导热良好，周围环境温度不变，大气压强为。现在右侧管中再缓慢加入长的水银柱，稳定后，下列判断正确的是（    ）

A. 两侧水银面最上端仍然齐平

B. 气柱的压强为，且长度变小

C. 两侧水银面最上端高度差为

D. 左侧再加入长的水银柱，则气柱将到达左侧竖直管最低端

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. 2021年开始实行的“十四五”规划提出，把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象，在量子通信技术方面，中国已有量子通信专利数超3000项，领先美国。下列有关说法正确的是（    ）

A. 玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念

B. 动能相同的一个质子和电子，质子的德布罗意波长比电子短

C. 康普顿效应表明光子不仅具有能量，还具有动量

D. 普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性

10. 约里奥—居里夫妇用射线轰击铝箔，发现当源移去后，铝箔有放射性，其强度也随时间按指数规律下降，首次发现了人工放射性同位素，反应方程式为：。如图所示，静止的在匀强磁场中的点会衰变成原子核和，衰变方程为，已知做圆周运动的半径为，的半衰期为3分钟，则下列说法正确的是（    ）

A. 为，为

B.10个经过3分钟的衰变剩余5个

C. 衰变后和做圆周运动的半径之比为

D. 和在匀强磁场中做圆周运动的轨迹为外切圆

11. 一定质量的某种理想气体从状态开始经回到初始状态，在各状态时的参数如图中所示，已知在状态时的压强为，下列说法正确的是（    ）

A. 在状态时的压强为

B. 在过程中气体向外界放出热量

C. 在过程中气体对外界做功的数值为

D. 在过程中气体从外界吸收热量且内能不变

12. 如图所示，由竖直圆轨道和水平直轨道平滑连接组成两条光滑平行的金属导轨，导轨间距为。水平直轨所在水平面内有磁感应强度的竖直向上的匀强磁场，左端用阻值的电阻连接。金属棒放在水平直轨的右端（在磁场内）并始终与导轨接触良好，其长度、质量、电阻。质量的绝缘棒从圆弧轨道上高出水平轨道处由静止释放，与碰撞后粘在一起继续运动直到都停止运动的全过程中，未与左侧电阻接触，不计导轨电阻，重力加速度大小为，则（    ）

A. 碰后的最大速度大小为

B. 全过程中的位移大小为

C. 到停止运动时，系统损失的机械能为

D. 到停止运动时，通过电阻的电荷量为

三、非选择题（共60分）

13.（6分）某实验小组的同学利用如下所示的实验研究光的波粒二象性。

（1）利用甲图所示的电路研究阴极的遏止电压与照射光频率的关系。若实验测得钠（）的遏止电压与照射光频率的关系图像如图乙所示，已知钠的极限频率为，钙的极限频率为，则下列说法中正确的是__________。

A. 需将单刀双掷开关置于端

B. 需将单刀双掷开关置于端

C. 钙的遏止电压与照射光的频率的关系图线应该是①

D. 钙的遏止电压与照射光的频率的关系图线应该是②

（2）从图乙中可以看出两种金属中的___________（填写“钠”或者“钙”）更容易发生光电效应。已知普朗克常量，电子的电荷量，那么该实验所用光电管的极材料钙的逸出功为__________（结果保留两位有效数字）

14.（8分）某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的石子的体积。

实验步骤：

①将石块装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与传感器连接；

②移动活塞，通过活塞所在的刻度读取了多组气体体积，同时记录对应的传感器数据；

③建立直角坐标系。

（1）在实验操作中，下列说法正确的是：__________

A. 图甲中，传感器为压强传感器

B. 在步骤①中，将注射器与传感器连接前，应把注射器活塞移至注射器最右端位置

C. 操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变

D. 若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，应立即将活塞插入注射器继续实验

（2）为了在坐标系中获得直线图像，若取轴为，则轴为__________（选填“”或“”）。

（3）选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到图像如图乙所示，若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则石块的体积为____________；若考虑该误差影响，测得软管容积为，则石块的体积为___________。

15.（8分）我国可控核聚变技术已经走在了世界前列，“东方超环”是全超导托卡马克核聚变实验装置，又被称为“人造太阳”。其原理是让海水中大量存在的氘和氚原子在高温高密度条件下，像太阳一样发生核聚变，为人类提供源源不断的能源。氘核（）和氚核（）结合成氦核（）时，要放出某种质量的粒子，同时释放出能量。已知氘核质量，氚核质量，氦核质量，根据爱因斯坦的质能方程可知相当于，阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量。

（1）写出该核聚变反应的核反应方程式，并计算一次核聚变反应中释放的核能；（保留2位有效数字）

（2）未来建设一座应用此反应的热核发电站，若该发电站的功率万千瓦，计算理论上该发电站一年（），大约需要多少千克的氘？

16.（10分）2020年11月10日8时12分，中国研发的万米载人潜水器“奋斗者号”在马里亚纳海沟成功坐底10909米，刷新中国载人深潜的新纪录。某科技小组受启发，动手制作了潜水器模型如图1所示，高压气瓶通过细管与压载水箱连接，压载水箱通过通海口（细管）通向外界，连接各部分的细管容积不计。压载水箱中有一厚度不计的轻活塞，在地面先将高压空气充入高压气瓶中，关闭阀门，此时活塞在压载水箱最右端。压载水箱通过通海口装满水后，潜水器下沉到水下某一深度处悬停，通过遥控器将阀门打开，高压气瓶中的气体缓慢膨胀推动活塞，刚好能够将压载水箱中的水全部排出。已知高压气瓶的容积为，压载水箱的容积为，大气压强为，整个变化过程可由传感器测出气瓶与水箱内的气体图像如图2所示，活塞与水箱的摩擦力忽略不计，求：

（1）整个排水过程中气体对水做的功；

（2）气瓶中气体看做理想气体，其内能与热力学温度关系为（为常量），已知初始状态该气体内能约为，热力学温度为，请计算膨胀过程需要吸收的热量。

17.（12分）如图所示，某小型交流发电机向远处用户供电，输电时先用理想变压器将电压升高，到达用户区再用理想变压器将电压降下来后供用户使用。已知发电机线圈匝数，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电导线的总电阻为，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区两盏白炽灯均标有“”，电动机标有“”，电灯及电动机均正常工作，电表均为理想表，其余导线电阻可忽略。求：

（1）输电线路上损耗的电功率；

（2）升压变压器原线圈电流；

（3）线圈匀速转动一周的过程中，产生的电能。

18.（16分）新冠病毒具有很强的传染性，转运新冠病人时需要使用负压救护车，其主要装置为车上的负压隔离舱（即舱内气体压强低于外界的大气压强），这种负压舱既可以让外界气体流入，也可以将舱内气体过滤后排出，隔离舱内负压（舱内外压强差）为时效果比较理想，负压小于或者大于时会发生声光报警。若救护车出发时该负压舱容积为，温度为，舱内压强为，转运到某地区后，外界温度变为，外界大气压强为，已知负压舱导热性良好，气体均可视为理想气体，绝对零度取，阿伏加德罗常数。

（1）若初始时气体的摩尔体积为，请粗略估算一下负压仓中内气体分子个数是多少？（保留两位有效数字）

（2）若负压舱运输过程中与外界没有气体交换且气体体积不变，则运送到该地区后负压舱内外压强差是多少？会不会发生报警？

（3）若转运到该地区后负压舱内需保持的稳定负压，需要充入气体。求充入气体的体积。（结果用分数表示）

（4）若在某次转运演练时关闭进气和排气装置，发现救护车启动时原来负压的隔离舱内温度升高，体积视为不变，负压隔离舱会不会发生声光报警？

高二物理试题（A）参考答案

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。

1. D    2. B    3. B    4. A    5. D    6. B    7. A    8. C

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. BC    10. AD    11. BD    12. ACD

三、非选择题（共60分）

13.（1）AD（2分）

（2）钠    （每空2分）

14.（1）AC（2分）

（2）（2分）    （3）   （每空2分）

15.（8分）

解：（1）该核反应方程式为  （1分）

反应中的质量亏损为 （1分）

根据质能方程  （1分）

得：   （1分）

（2）该发电站一年产生的电能  （1分）

   （1分）

理论上该发电站一年需要的氘的质量 （1分）

代入数据解得  （1分）

16.（10分）

解：（1）整个变化过程其气体图像所对应面积即为气体对水做功，则

   （2分）

可得气体对水做功  （1分）

（2）由理想气体状态方程可知  （2分）

可知   （1分）

则：  （2分）

根据热力学第一定律可得：  （1分）

在膨胀过程中，所以：

即吸收的热量   （1分）

17.（12分）

解：（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，灯正常发光，电动机正常工作得：

   （1分）

即

由   （1分）

得

所以输电线路上损耗的电功率  （1分）

   （1分）

（2）由   （1分）

得

升压变压器副线圈两端电压 （1分）

发电机产生的电动势的最大值  （1分）

有效值为  （1分）

由有

得   （1分）

（3）线圈匀速转动一周的过程所用时间为 （1分）

由能量守恒定律可得线圈匀速转动一周的过程中产生的电能

   （1分）

   （1分）

18.（16分）

解：（1）粗略估算负压仓内空气物质的量 （1分）

负压仓中气体分子个数  （1分）

解得个   （1分）

（2）以负压舱内的气体为研究对象，体积不变

初状态 

末状态压强为 

由查理定律得   （2分）

解得舱内压强为  （1分）

此时舱内外压强差为，故会发生报警 （2分）

（3）初状态，，体积为

充入气体的压强为，设充入体积为

末状态，体积仍为

可得  （2分）

解得  （1分）

（4）负压为的隔离仓所处环境温度升高，体积视为不变，设升温前后舱内气体压强差为，

根据查理定律得：，  （2分）

   （1分）

又升温后舱内外压强差  （1分）

解得：，所以不会发生声光报警。 （1分）