2020-2021学年吉林省长春市第二实验中学高二下学期期末考试物理试题含答案

吉林省长春市第二实验中学2020-2021学年高二下学期期末考试物理试卷

2021年7月

本试卷分客观题和主观题两部分共17题，共100分，共4页。考试时间为90分钟。考试结束后，只交答题卡。

第Ⅰ卷  客观题

一、选择题（1-8单选，9-12多选，每题4分，共计48分，漏选2分，错选或不选0分）

1、黑体辐射的实验规律如图所示，以下判断错误的是(    )

A. 在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大
B. 在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，

也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间
C. 温度越高，辐射强度的极大值就越大
D. 温度越高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

2、下列说法正确的是(　     　)

A．在一定温度下，当人们感到潮湿时，水蒸发慢，空气的绝对湿度一定较大

B．脱脂棉脱脂的目的在于使它从可以被水浸润变为不被水浸润，以便吸取药液

C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体

D．在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用

3、某手持式考试金属探测器如图所示，它能检查出考生违规携带的电子通讯储存设备。工作时，探测环中的发射线圈通以正弦式电流，附近的被测金属物中感应出电流，感应电流的磁场反过来影响探测器线圈中的电流，使探测器发出警报。则（       ）

A．被测金属物中产生的是恒定电流

B．被测金属物中产生的是交变电流

C．探测器与被测金属物相对静止时不能发出警报

D．违规携带的手机只有发出通讯信号时才会被探测到

4、如图甲所示，固定闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的磁场中，磁感线分布均匀，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)

A．t＝1 s时，ab边受到的安培力方向向右

B．t＝1 s时，ab边受到的安培力方向向左

C．t＝2 s时，ab边受到的安培力最大

D．t＝4 s时，ab边受到的安培力最大                 

5、如图所示，M为理想变压器，电表为理想电表，导线电阻忽略不计，原线圈接稳定的正弦式交流电源。当滑动变阻器滑片P向下移动时，下列说法正确的是(　　)

A．A1 的读数减小 

B．V1的读数减小   

C．A2的读数增大  

D．V2的读数增大

6、一半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环用一根长为L的绝缘轻细杆悬挂于O1点，杆所在直线过圆环圆心，在O1点的正下方有一半径为L＋2r的圆形匀强磁场区域，其圆心O2与O1点在同一竖直线上，O1点在圆形磁场区域边界上，如图所示。现使绝缘轻细杆从水平位置由静止释放，下摆过程中金属圆环所在平面始终与磁场垂直，已知重力加速度为g，不计空气阻力及其他摩擦阻力，则下列说法正确的是(　　  )

A．金属圆环最终会静止在O1点的正下方

B．金属圆环最终会在磁场区域内做往复运动

C．金属圆环在整个过程中产生的焦耳热为mgL

D．金属圆环在整个过程中产生的焦耳热为mg(L＋r)/2       

7、下列有关半衰期的说法正确的是(　　)

A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快

B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下的未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变短

C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度

D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度

8、如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转。则以下说法正确的是（     ）

A. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大
B. 如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数
C. 将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，

电流表的示数一定增大
D. 将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动

变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零

9、物体体积变化时，分子间距离会随之变化，分子势能也会发生变化。下图为分子势能Ep与分子间距离r的关系曲线，以下判断正确的是（     ）

A．当r＝r1时，分子势能最小

B．当r＝r2时，分子引力与斥力大小相等

C．当r>r2时，分子间作用力的合力表现为引力

D．当r由r2变到r1过程中，分子间作用力的合力做正功

10、目前无线电力传输技术已经成熟，如图所示为一种非接触式电源供应系统。这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置。利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电。下列说法正确的是(　　)

A．只要A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势

B．只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势

C．A中电流越大，B中感应电动势越大

D．A中电流变化越快，B中感应电动势越大  

11、如图所示，倒悬的导热汽缸中有一个可无摩擦上下移动且不漏气的活塞A，活塞A的下面吊着一个重物，汽缸中封闭着一定质量的理想气体.起初各部分均静止不动，大气压强保持不变.对于汽缸内的气体，当其状态缓慢发生变化时，下列判断正确的是(　　)

A．若环境温度升高，则气体的压强一定增大

B．若环境温度不变，当活塞缓慢向下移动时，气体内能不变

C．保持环境温度不变，缓慢增加重物的质量，气体一定会吸热

D．若环境温度降低，缓慢增加重物的质量，气体体积可能保持不变               

12、如图所示，在MN、QP间存在一匀强磁场，t＝0时，一正方形光滑金属线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F随时间t变化的图线如图乙所示。已知线框质量m＝1 kg、电阻R＝2 Ω，则 (　　)

A．磁场宽度为4 m

B．匀强磁场的磁感应强度为 T

C．线框穿过磁场过程中，通过线框的电荷量为2 C

D．线框穿过磁场过程中，线框产生的热量为1 J

第Ⅱ卷  主观题

二、实验题（共16分）

13（10分）(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数依次是________mm、________A、________V.

(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10 Ω，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约为20 kΩ，电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电源电动势E＝4.5 V，内阻较小．则以下电路图中，________(填 “甲”或“乙”)电路为本次实验应当采用的最佳电路，但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏________(填“大”或“小”)．

(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA＝2.0 Ω，那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应选用上图中的图______（填“甲”或“乙”）电路．此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx＝________(用题中字母符号表示)．

14（6分）有一个小电珠上标有“4 V　2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个电珠的I­U图线，现有下列器材供选用：

A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)

B．电压表(0～15 V，内阻20 kΩ)

C．电流表(0～3 A，内阻0.4 Ω)

D．电流表(0～0.6 A，内阻1.0 Ω)

E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)

F．滑动变阻器(500 Ω，1 A)

G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干

(1)实验时，选用图______（填“甲”或“乙”）来完成实验。

(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用字母序号表示)

(3)把图2中所示的实验器材按图1用笔画线代替导线连接成实物电路图．

三、计算题（共计36分）

15（10分）如图甲所示，A车原来临时停在一水平路面上，B车在后面匀速向A车靠近，A车司机发现后启动A车，以A车司机发现B车为计时起点(t＝0)，A、B两车的v­t图像如图乙所示。已知B车在第1 s内与A车的距离缩短了x1＝12 m。

(1)求B车运动的速度vB和A车的加速度a的大小。

(2)若A、B两车不会相遇，则A车司机发现B车时(t＝0)两车的距离x0应满足什么条件？

16(10分）如图1所示，竖直放置的均匀细U形管，左管上端封闭，长OA＝30 cm，右管足够长且上端开口，底部管长AB＝20 cm。初始时左右两管水银面等高、且水银柱高为10 cm，左管中封闭气体温度为27 ℃。已知大气压强为p0＝76 cmHg，g取10 m/s2。请计算下列问题（结果保留2位有效数字）.

(ⅰ)若对左管中封闭气体加热，直至左、右管中水银面形成4 cm长的高度差，则此时封闭气体的温度为多少摄氏度？

(ⅱ)若保持封闭气体温度为27 ℃不变。使U形管在竖直面内沿水平方向做匀加速直线运动，则当左管的水银恰好全部进入AB内时，封闭气体的压强为多大？

17（16分）同一水平面上的两根正对平行金属直轨道MN、M′N′，如图所示放置，两轨道之间的距离l＝0.5 m，轨道的MM′端之间接一阻值R＝4 Ω 的定值电阻，轨道的电阻可忽略不计，NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接，两半圆轨道的半径均为R0＝0.5 m，水平直轨道MK、M′K′段粗糙，KN、K′N′段光滑，且KNN′K′区域恰好处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.64 T，磁场区域的宽度d＝1 m，且其右边界与NN′重合。现有一质量m＝0.2 kg、电阻r＝1 Ω的导体杆ab静止在距磁场左边界s＝2 m处，在与杆垂直的水平恒力F＝2 N作用下开始运动，导体杆ab与粗糙导轨间的动摩擦因数μ＝0.1，当运动至磁场的左边界时撤去F，结果导体杆ab恰好能通过半圆形轨道的最高处PP′。已知导体杆在运动过程中与轨道始终垂直且接触良好，g取10 m/s2。求：

 (1)导体杆刚进入磁场时，通过导体杆的电流大小和方向；

 (2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R的电荷量；

 (3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热。

2020-2021学年度下学期期末考试

高二物理试题答案

   2021年7月

13（10分）

B．0.999  （2分）　 ；    0.42     （2分）   ； 　2.20（2分）　

C．甲    （1分）   ；　  小       （1分）

D．乙    （1分）　 ；   －RA      （1分）

14（6分）(1)甲（1分）　(2)A（1分）　 D（1分）　E（1分）　(3)见解析图（2分）

15（10分）

(1)在t1＝1 s时A车刚启动，两车间缩短的距离x1＝vBt1  （1分）

代入数据解得B车的速度vB＝12 m/s （1分）

A车的加速度a＝   （1分）

将t2＝5 s和其余数据代入解得A车的加速度大小a＝3 m/s2（1分）

（2）两车的速度达到相等时，两车的距离达到最小，对应于v­t图像的t2＝5 s时刻（2分）

此时两车已发生的相对位移为梯形的面积，则x＝vB(t1＋t2)（2分）

代入数据解得x＝36 m （1分）

因此，若A、B两车不会相遇，则两车的距离x0应满足条件：x0>36 m（1分）

16（10分）

答案　(ⅰ)74 ℃　(ⅱ)51cmHg

解析　(ⅰ)设U形管的横截面积为S，以左侧封闭气体为研究对象

状态一：V1＝20 cm×S、T1＝273＋t1＝300 K、p1＝p0＝76 cmHg    (1分)

状态二：V2＝22 cm×S、T2＝273＋t2、p2＝p0＋4 cm Hg＝80 cmHg  (1分)

由理想气体状态方程有＝   (2分)

解得t2≈74 ℃   (2分)

(ⅱ)左管的水银恰好全部进入AB时

状态三：V3＝30 cm×S、p3

由玻意耳定律有p1V1＝p3V3   (2分)

解得p3≈51cmHg   (2分)

17（16分）

答案　(1)0.384 A　由b向a　(2)0.064 C　(3)1.1 J

解析　(1)设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时速度为v1，

由动能定理得 ： (F－μmg)s＝mv－0（2分）

代入数据解得 ： v1＝6 m/s

导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势E＝Blv1（1分）       

E＝1.92 V

此时通过导体杆的电流I＝ （1分）

I＝0.384 A（1分）

根据右手定则知，电流方向由b向a（1分）

 (2)设导体杆在磁场中运动的时间为t，产生的感应电动势的平均值为，则由法拉第电磁感应定律有

＝＝（1分）

通过电阻R的感应电流的平均值＝（1分）

通过电阻R的电荷量q＝t（1分）

代入数据q＝＝0.064 C（1分）

(3)设导体杆离开磁场时的速度大小为v2，运动到半圆形轨道最高处的速度为v3，因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高处，则在轨道最高处时，由牛顿第二定律有mg＝m（2分）

代入数据解得v3＝ m/s

杆从NN′运动至PP′的过程，根据机械能守恒定律有mv＝mv＋mg·2R0（2分）

代入数据解得v2＝5 m/s

导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能ΔE＝mv－mv（1分）

ΔE＝＝1.1 J

此过程中电路中产生的焦耳热Q热＝ΔE＝1.1 J（1分）