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2021-2022学年陕西省西安市长安区第一中学高二下学期期中质量检测物理试题含答案
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这是一份2021-2022学年陕西省西安市长安区第一中学高二下学期期中质量检测物理试题含答案，共12页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（总分110分，时间100分钟）
一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。在每小题给出的四个选项中，1-11为单项选择题，12-15为多项选择题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．2021年4月，中国科学院近代物理研究所研究团队首次合成新核素铀，并在重核区首次发现强的质子-中子相互作用导致粒子形成的概率显著增强的现象。以下说法正确的是（ ）
A．铀核发生核反应方程为，是核裂变反应
B．若静止的铀核发生衰变，产生的新核速度方向与粒子速度方向可能相同
C．产生的新核从高能级向低能级跃迁时，将发射出射线
D．新核（）的结合能大于铀核的结合能
2．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用强度一定的波长 λ=0.50μm 的单色光照射阴极 K，实验测得流过G表的电流 I 与 AK 之间电势差 UAK满足如图乙所示规律，取 e=1.6×10-19 C，h=6.63×10-34 J·s。，下列说法正确的是（ ）
A．若用波长 λ=0.30μm 的单色光照射阴极 K，则乙图图线与横轴的交点会向右移动
B．若只增大入射光的强度，则乙图图线与横轴的交点会向左移动
C．每秒钟阴极发射的光电子数约为 4.0×1010个
D．光电子飞出阴极 K 时的最大初动能约为 9.6×10-20 J
3.图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150 kg的建筑材料被吊车竖直向上拉起过程的简化运动图象，g取10 m/s2，下列判断正确的是( )
A.前10 s悬线的拉力恒为1 500 N B.46 s末材料离地面的距离为22 m
C.在30～36 s钢索最容易发生断裂 D.36～46 s材料处于超重状态
4.汽车的刹车距离s是衡量汽车性能的重要参数，与刹车时的初速度v、路面与轮胎之间的动摩擦因数μ有关。测试发现同一汽车在冰雪路面和在干燥路面沿水平直线行驶时，s与v的关系图象如图所示，两条图线均为抛物线。若汽车的初速度相同，在冰雪路面的刹车过程中( )
A.所用的时间是干燥路面的4倍 B.汽车做加速度减小的减速直线运动
C.所受摩擦力是干燥路面的0.5倍 D.克服摩擦力做的功是干燥路面的0.5倍
5．2021年10月7日，神舟十三号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，于北京时间6时56分，采用自主径向快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱（船）组合体。天舟二号、天舟三号货运飞船与天和核心舱是前向和后向交会对接，飞船与组合体在轨道同一水平面上，运动较为稳定。而径向交会对接方式，也就是以垂直的方式、径向的方式，垂直向上，从下面和组合体来进行交会对接，难度非常大。如图所示.两者对接后所绕轨道视为圆轨道，绕行角速度为ω，距地高度为H，R为地球半径，万有引力常量为G。下列说法中正确的是（ ）
A．神舟十三号的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B．神舟十三号在低轨只需沿径向加速可以直接与高轨的天和核心舱实现对接
C．神舟十三号载人飞船成功与天和核心舱对接，翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员顺利进入天和核心舱后处于完全失重状态，所以三者间的万有引力为0
D．地球的密度为
6. 水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面向挡板静止在冰面上，已知运动员的质量为40.0 kg。某时刻他把一质量为5.0 kg的静止物块以大小为4.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为4.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。若反弹的物块不能再追上运动员，不计冰面的摩擦力，该运动员推出物块的次数为（ ）
A. 3次B. 4次C. 5次D. 6次
7.绝缘光滑水平面上有A、O、B三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为-2m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度v0由A点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）（ ）
A．负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大
B．负点电荷在B点速度大于v0
C．负点电荷在AO段的平均速度大于在OB段的平均速度
D．当负点电荷分别处于x=-m和x=m时，电场力的功率相等
8.如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料。ABCD面带正电，EFGH面带负电。从ABCD平面的一小孔P从左向右沿水平方向以相同速度射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最后分别落在BCGF面上的1、2、3三点。则下列说法正确的是（ ）
A.三个液滴在真空盒中都做平抛运动 B．三个液滴在真空盒中都做匀变速运动
C．三个液滴的运动时间不一定相同 D．三个液滴落到底板时的速率相同
9.如图所示，三根长为L，电流大小均为I的直线电流在空间构成等边三角形，其中A、B电流的方向均垂直纸面向外，C电流的方向垂直纸面向里。A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力为（ ）
A．0B．，方向水平向右
，方向水平向左D．，方向水平向右
10.一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，为半圆，ac、bd与直径ab共线，ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子，在纸面内从c点垂直于ac射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为（ ）
A． B． C． D．
11. 教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机内阻可忽略通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为。若发电机线圈的转速变为原来的，则（ ）
A. R消耗的功率变为 QUOTE \* MERGEFORMAT B. 电压表V的读数变为
C. 电流表A的读数变为2I QUOTE \* MERGEFORMAT D. 通过R的交变电流频率不变
12.如图所示，用粗细均匀的铜导线制成半径为r、电阻为4R的圆环，PQ为圆环的直径，在PQ的左右两侧均存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，但方向相反。一根长为2r、电阻为R的金属棒MN绕着圆心O以角速度ω顺时针匀速转动，金属棒与圆环紧密接触。下列说法正确的是（ ）
A．金属棒MN中的电流大小为 QUOTE \* MERGEFORMAT B．图示位置金属棒MN两端的电压为
C．金属棒MN在转动一周的过程中电流方向不变
D．在转动一周的过程中，金属棒MN上产生的焦耳热为
13.在平直公路上甲、乙两车在相邻车道上行驶。甲、乙两车并排行驶瞬间，前方有事故发生，两车同时开始刹车，刹车过程中两车速度的二次方v2随刹车位移x的变化规律如图所示，则( )
A.乙车先停止运动 B.甲、乙两车刹车过程中加速度大小之比为4∶1
C.从开始刹车起经eq \f(4,3) s，两车恰好相遇 D.甲车停下时两车相距12.75 m
14.一定质量的理想气体从a状态开始，经历三个过程ab、bc、ca回到a状态，其p-t图像如图所示，图中ba的延长线过原点O，bc平行于t轴，ca的延长线过点（-273.15℃，0）。下列判断正确的是（ ）
A．过程ca中气体体积不变 B．过程ca中外界对气体做功
C．过程ab中气体对外不做功
D．b状态与c状态相比，c状态容器壁单位面积单位时间受到气体分子撞击的次数较少
15.某同学用如图1所示装置研究带电小球在重力场和电场中具有的势能（重力势能、电势能之和）情况。两个带同种电荷的小球1、2放在竖直放置的绝缘圆筒中，1固定在圆筒底部，2从靠近1位置处释放，测出的位置和速度，利用能量守恒可以得到势能图像。图2中Ⅰ图是小球图像，Ⅱ图是计算机拟合的图线Ⅰ的渐近线，实验中一切摩擦可忽略，小球的电荷量不会发生变化，，则2小球（ ）
A．上升过程速度一直变大 B．上升过程速度先变大后变小
C．质量为 D．从处运动至处电势能减少
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共计20分）
16.用如图装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的相同物块A、B，物块B上放置一金属薄片C，轻绳穿过C中心的小孔。铁架台上固定一金属圆环，圆环处于物块B的正下方。系统静止时，金属薄片C与圆环间的高度差为h。系统由静止释放，当物块B穿过圆环时，金属薄片C被搁置在圆环上。两光电门固定在铁架台的P1、P2两点处，可以测出物块B通过P1、P2这段高度的时间。（测时原理：光电门P1被挡光时开始计时，光电门P2被挡光时停止计时）。
（1）若测得P1、P2之间的距离为d。光电门记录物块B通过这段距离的时间为t，则物块B刚穿过圆环后的速度表示为v=_____；
（2）若物块A、B的质量均为M，金属薄片C的质量为m，在不计滑轮大小、质量、摩擦及空气阻力等次要因素的情况下，该实验应验证机械能守恒定律的表达式为：_________（用M、m、重力加速度g、h及v表示）
（3）改变物块B的初始位置，使物块B由不同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差h以及物块B通过P1、P2这段距离d的时间为t，以h为纵轴，以_______（填“”或“”）为横轴，通过描点作出的图线是一条这坐标原点的直线，若此直线的斜率为k，且M=2m，则重力加速度g=_______（用k、d表示）。
17.某同学把量程为500μA但内阻未知的微安表G改装成量程为2V的电压表，他先测量出微安表G的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准电压表，对改装后的电压表进行检测。
（1）该同学利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻，实验中可供选择的器材如下：
A．滑动变阻器R1（0~5kΩ） B．滑动变阻器R2（0~20kΩ）
C．电阻箱R'（0~9999.9Ω） D．电源E1（电动势为1.5V）
E.电源E2（电动势为9V） F.开关、导线若干
具体实验步骤如下：
a.按电路原理图甲连接好线路；
b.将滑动变阻器R的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R的阻值，使微安表G的指针满偏；
c.闭合S2，保持R不变，调节R'的阻值，使微安表G的示数为250μA，此时R'的示数为1900.0Ω；
回答下列问题：
（1）①为减小实验误差，实验中电源应选用________（填E1或E2），滑动变阻器应选用________（填R1或R2）;
②由实验操作步骤可知微安表G内阻的测量值Rg=________Ω，与微安表内阻的真实值相比________（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）；
（2）若按照（1）中测算的Rg，将上述微安表G改装成量程为2V的电压表需要串联一个阻值为________Ω的电阻R0；
（3）用图乙所示电路对改装电压表进行校对，由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为2V时，改装电压表中微安表G的示数为495μA，为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，R0的阻值应调至________Ω（结果保留1位小数）。
三、计算题（本题共3小题，18题8分，19题10分,20题12分，共计30分）
18.如图所示，上端带有卡口的横截面积为S、高为L的导热性能良好的气缸中用一光滑的活塞B封闭着一定质量的理想气体A，气缸底部与U形水银气压计（U形管内气体体积忽略不计）相连，已知气体内能U与热力学温度T的关系为，其中为已知常数，活塞B的质量为m，重力加速度为g，大气压强为，水银的密度为，环境热力学温度为T0时，活塞离缸底的距离为。求：
（1）环境温度为时，U形气压计两侧水银面的高度差；
（2）环境温度由缓慢升高至过程中，气体吸收的热量。
19.粮食安全是社会稳定的压舱石，我们国家一直高度重视，并提倡“厉行节约，反对浪费”。如图甲为某粮库运送粮食的传送带，图乙是其简化图，该传送带以速度v0＝2 m/s匀速传送，倾斜段AB长为20 m，与水平面夹角θ＝30°。将一谷粒在A点由静止释放，谷粒将随传送带向上运动，观察发现谷粒向上运动2 m后与传送带相对静止。已知每颗谷粒的质量约为m＝0.04 g，不考虑谷粒滚动，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10 m/s2。
(1)谷粒在倾斜段AB运动的总时间是多少，谷粒与传送带间的动摩擦因数μ1多大；
(2)大量谷粒将自然堆成圆锥状，观察发现，谷堆越高，相应占地面积越大，测量某个谷堆，谷堆高为3 m，占地面积约为16π m2，由此估算谷粒与谷粒之间动摩擦因数μ2多大。
20.为了探测带电粒子，研究人员设计了如图甲所示的装置。纸面内存在一个半径为R、圆心为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，该磁场区域在垂直纸面的方向上足够长。以右边的O点为坐标原点建立一平面直角坐标系，O和两点间距离为2R。y轴与连线垂直，x轴（图甲中未画出）正方向垂直纸面向里，在平面内存在一个足够大的探测屏.圆形磁场区域正下方存在一个长度为R且与y轴垂直的粒子源，该粒子源各处均能持续不断地发射质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子发射时的速度大小均为，方向均沿y轴正方向，从粒子源中点发射的粒子速度方向恰好指向，已知粒子在圆形磁场中做圆周运动的半径为R，不计粒子重力和粒子间相互作用力。
（1）求圆形匀强磁场区域的磁感应强度大小B；
（2）求从粒子源右端点N发射的粒子从进入磁场到打到屏上所经历的时间t；
（3）若在圆形区域内再加上一个沿x轴正方向、场强为且足够长的匀强电场，此时从粒子源中点及左右端点M、N发射的粒子打在屏上、、三点上，如图乙所示；
①请指出从M点发射的粒子打在屏上哪一点；（不要求写推导过程）
②求打在屏上的所有粒子中与O点相距最远的粒子在屏上的坐标。
长安一中2021—2022学年度第二学期期中考试
高二物理答案
（总分110分，时间100分钟）
一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。在每小题给出的四个选项中，1-11为单项选择题，12-15为多项选择题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
16.（1） （2） 2mgh=（2M+m）v2 （3）
17. (1) E2 R2 1900 偏小 （2）2100 （3） 2059.6
18.【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设稳定后汽缸内气体的压强为，对活塞，根据平衡条件得（1分）
对水银柱，有（1分）
解得（1分）
（2）缓慢升高环境温度，活塞B上升，气体发生等压变化，U形导管内侧水银面的高度差不变，设活塞B刚好到达容器口时，温度为，由盖—吕萨克定律得（1分）
解得（1分）
之后，气体温度由升高到，气体发生等容变化。整个过程中，外界对气体做的功（1分）
由热力学第一定律得（1分）
解得（2分）
19.
20.【答案】（1）；（2）；（3）①P3；②（，）
【解析】（1）粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，故有（1分）
解得（2分）
（2）设从M点发射的粒子，在E点进入磁场，从N点发射的粒子，在A点进入磁场，从C点离开磁场，打在屏上的D点，圆周运动的圆心为O1，如图所示
由于粒子源长度为R，并与y轴垂直，且中点发射的粒子速度方向恰好指向，所以（1分）
故有（1分）
由题意可得
由几何知识可得
所以（1分）
粒子在磁场中的运动时间为（1分）
粒子从C点到D点的运动时间为（1分）
所以粒子源右端点N发射的粒子从进入磁场到打到屏上所经历的时间（2分）
（3）未加电场时，从M点发射的粒子从E点进入磁场，从C点离开磁场，打在屏上的F点，从MN中点发射的粒子会打在O点，如图所示
在磁场区域加上一个沿x轴正方向的电场时，粒子会在x轴方向加速，由于粒子在x轴方向的分速度与磁场方向平行，所以该分速度不受洛伦兹力，故粒子在x轴方向仅受电场力作用，做匀加速直线运动，在图甲所示的平面内的运动情况与未加电场时相同，所以从M点发射的粒子打在屏上的P3点；
由图可知，从M点发射的粒子打在屏上时与O点相距最远，在x轴方向（1分）
又因（1分）
所以（1分）
由几何知识可得，（1分）
所以粒子在磁场中的运动时间（1分）
粒子在x轴方向的位移为
粒子在y轴方向的位移为（1分）
所以所有粒子中与O点相距最远的粒子在屏上的坐标为（，）。（1分）
题目
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
D
B
A
D
C
C
题目
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
B
C
B
B
BD
BC
AD
BCD
（总分110分，时间100分钟）
一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。在每小题给出的四个选项中，1-11为单项选择题，12-15为多项选择题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．2021年4月，中国科学院近代物理研究所研究团队首次合成新核素铀，并在重核区首次发现强的质子-中子相互作用导致粒子形成的概率显著增强的现象。以下说法正确的是（ ）
A．铀核发生核反应方程为，是核裂变反应
B．若静止的铀核发生衰变，产生的新核速度方向与粒子速度方向可能相同
C．产生的新核从高能级向低能级跃迁时，将发射出射线
D．新核（）的结合能大于铀核的结合能
2．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用强度一定的波长 λ=0.50μm 的单色光照射阴极 K，实验测得流过G表的电流 I 与 AK 之间电势差 UAK满足如图乙所示规律，取 e=1.6×10-19 C，h=6.63×10-34 J·s。，下列说法正确的是（ ）
A．若用波长 λ=0.30μm 的单色光照射阴极 K，则乙图图线与横轴的交点会向右移动
B．若只增大入射光的强度，则乙图图线与横轴的交点会向左移动
C．每秒钟阴极发射的光电子数约为 4.0×1010个
D．光电子飞出阴极 K 时的最大初动能约为 9.6×10-20 J
3.图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150 kg的建筑材料被吊车竖直向上拉起过程的简化运动图象，g取10 m/s2，下列判断正确的是( )
A.前10 s悬线的拉力恒为1 500 N B.46 s末材料离地面的距离为22 m
C.在30～36 s钢索最容易发生断裂 D.36～46 s材料处于超重状态
4.汽车的刹车距离s是衡量汽车性能的重要参数，与刹车时的初速度v、路面与轮胎之间的动摩擦因数μ有关。测试发现同一汽车在冰雪路面和在干燥路面沿水平直线行驶时，s与v的关系图象如图所示，两条图线均为抛物线。若汽车的初速度相同，在冰雪路面的刹车过程中( )
A.所用的时间是干燥路面的4倍 B.汽车做加速度减小的减速直线运动
C.所受摩擦力是干燥路面的0.5倍 D.克服摩擦力做的功是干燥路面的0.5倍
5．2021年10月7日，神舟十三号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，于北京时间6时56分，采用自主径向快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱（船）组合体。天舟二号、天舟三号货运飞船与天和核心舱是前向和后向交会对接，飞船与组合体在轨道同一水平面上，运动较为稳定。而径向交会对接方式，也就是以垂直的方式、径向的方式，垂直向上，从下面和组合体来进行交会对接，难度非常大。如图所示.两者对接后所绕轨道视为圆轨道，绕行角速度为ω，距地高度为H，R为地球半径，万有引力常量为G。下列说法中正确的是（ ）
A．神舟十三号的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B．神舟十三号在低轨只需沿径向加速可以直接与高轨的天和核心舱实现对接
C．神舟十三号载人飞船成功与天和核心舱对接，翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员顺利进入天和核心舱后处于完全失重状态，所以三者间的万有引力为0
D．地球的密度为
6. 水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面向挡板静止在冰面上，已知运动员的质量为40.0 kg。某时刻他把一质量为5.0 kg的静止物块以大小为4.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为4.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。若反弹的物块不能再追上运动员，不计冰面的摩擦力，该运动员推出物块的次数为（ ）
A. 3次B. 4次C. 5次D. 6次
7.绝缘光滑水平面上有A、O、B三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为-2m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度v0由A点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）（ ）
A．负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大
B．负点电荷在B点速度大于v0
C．负点电荷在AO段的平均速度大于在OB段的平均速度
D．当负点电荷分别处于x=-m和x=m时，电场力的功率相等
8.如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料。ABCD面带正电，EFGH面带负电。从ABCD平面的一小孔P从左向右沿水平方向以相同速度射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最后分别落在BCGF面上的1、2、3三点。则下列说法正确的是（ ）
A.三个液滴在真空盒中都做平抛运动 B．三个液滴在真空盒中都做匀变速运动
C．三个液滴的运动时间不一定相同 D．三个液滴落到底板时的速率相同
9.如图所示，三根长为L，电流大小均为I的直线电流在空间构成等边三角形，其中A、B电流的方向均垂直纸面向外，C电流的方向垂直纸面向里。A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力为（ ）
A．0B．，方向水平向右
，方向水平向左D．，方向水平向右
10.一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，为半圆，ac、bd与直径ab共线，ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子，在纸面内从c点垂直于ac射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为（ ）
A． B． C． D．
11. 教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机内阻可忽略通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为。若发电机线圈的转速变为原来的，则（ ）
A. R消耗的功率变为 QUOTE \* MERGEFORMAT B. 电压表V的读数变为
C. 电流表A的读数变为2I QUOTE \* MERGEFORMAT D. 通过R的交变电流频率不变
12.如图所示，用粗细均匀的铜导线制成半径为r、电阻为4R的圆环，PQ为圆环的直径，在PQ的左右两侧均存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，但方向相反。一根长为2r、电阻为R的金属棒MN绕着圆心O以角速度ω顺时针匀速转动，金属棒与圆环紧密接触。下列说法正确的是（ ）
A．金属棒MN中的电流大小为 QUOTE \* MERGEFORMAT B．图示位置金属棒MN两端的电压为
C．金属棒MN在转动一周的过程中电流方向不变
D．在转动一周的过程中，金属棒MN上产生的焦耳热为
13.在平直公路上甲、乙两车在相邻车道上行驶。甲、乙两车并排行驶瞬间，前方有事故发生，两车同时开始刹车，刹车过程中两车速度的二次方v2随刹车位移x的变化规律如图所示，则( )
A.乙车先停止运动 B.甲、乙两车刹车过程中加速度大小之比为4∶1
C.从开始刹车起经eq \f(4,3) s，两车恰好相遇 D.甲车停下时两车相距12.75 m
14.一定质量的理想气体从a状态开始，经历三个过程ab、bc、ca回到a状态，其p-t图像如图所示，图中ba的延长线过原点O，bc平行于t轴，ca的延长线过点（-273.15℃，0）。下列判断正确的是（ ）
A．过程ca中气体体积不变 B．过程ca中外界对气体做功
C．过程ab中气体对外不做功
D．b状态与c状态相比，c状态容器壁单位面积单位时间受到气体分子撞击的次数较少
15.某同学用如图1所示装置研究带电小球在重力场和电场中具有的势能（重力势能、电势能之和）情况。两个带同种电荷的小球1、2放在竖直放置的绝缘圆筒中，1固定在圆筒底部，2从靠近1位置处释放，测出的位置和速度，利用能量守恒可以得到势能图像。图2中Ⅰ图是小球图像，Ⅱ图是计算机拟合的图线Ⅰ的渐近线，实验中一切摩擦可忽略，小球的电荷量不会发生变化，，则2小球（ ）
A．上升过程速度一直变大 B．上升过程速度先变大后变小
C．质量为 D．从处运动至处电势能减少
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共计20分）
16.用如图装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的相同物块A、B，物块B上放置一金属薄片C，轻绳穿过C中心的小孔。铁架台上固定一金属圆环，圆环处于物块B的正下方。系统静止时，金属薄片C与圆环间的高度差为h。系统由静止释放，当物块B穿过圆环时，金属薄片C被搁置在圆环上。两光电门固定在铁架台的P1、P2两点处，可以测出物块B通过P1、P2这段高度的时间。（测时原理：光电门P1被挡光时开始计时，光电门P2被挡光时停止计时）。
（1）若测得P1、P2之间的距离为d。光电门记录物块B通过这段距离的时间为t，则物块B刚穿过圆环后的速度表示为v=_____；
（2）若物块A、B的质量均为M，金属薄片C的质量为m，在不计滑轮大小、质量、摩擦及空气阻力等次要因素的情况下，该实验应验证机械能守恒定律的表达式为：_________（用M、m、重力加速度g、h及v表示）
（3）改变物块B的初始位置，使物块B由不同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差h以及物块B通过P1、P2这段距离d的时间为t，以h为纵轴，以_______（填“”或“”）为横轴，通过描点作出的图线是一条这坐标原点的直线，若此直线的斜率为k，且M=2m，则重力加速度g=_______（用k、d表示）。
17.某同学把量程为500μA但内阻未知的微安表G改装成量程为2V的电压表，他先测量出微安表G的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准电压表，对改装后的电压表进行检测。
（1）该同学利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻，实验中可供选择的器材如下：
A．滑动变阻器R1（0~5kΩ） B．滑动变阻器R2（0~20kΩ）
C．电阻箱R'（0~9999.9Ω） D．电源E1（电动势为1.5V）
E.电源E2（电动势为9V） F.开关、导线若干
具体实验步骤如下：
a.按电路原理图甲连接好线路；
b.将滑动变阻器R的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R的阻值，使微安表G的指针满偏；
c.闭合S2，保持R不变，调节R'的阻值，使微安表G的示数为250μA，此时R'的示数为1900.0Ω；
回答下列问题：
（1）①为减小实验误差，实验中电源应选用________（填E1或E2），滑动变阻器应选用________（填R1或R2）;
②由实验操作步骤可知微安表G内阻的测量值Rg=________Ω，与微安表内阻的真实值相比________（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）；
（2）若按照（1）中测算的Rg，将上述微安表G改装成量程为2V的电压表需要串联一个阻值为________Ω的电阻R0；
（3）用图乙所示电路对改装电压表进行校对，由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为2V时，改装电压表中微安表G的示数为495μA，为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差，R0的阻值应调至________Ω（结果保留1位小数）。
三、计算题（本题共3小题，18题8分，19题10分,20题12分，共计30分）
18.如图所示，上端带有卡口的横截面积为S、高为L的导热性能良好的气缸中用一光滑的活塞B封闭着一定质量的理想气体A，气缸底部与U形水银气压计（U形管内气体体积忽略不计）相连，已知气体内能U与热力学温度T的关系为，其中为已知常数，活塞B的质量为m，重力加速度为g，大气压强为，水银的密度为，环境热力学温度为T0时，活塞离缸底的距离为。求：
（1）环境温度为时，U形气压计两侧水银面的高度差；
（2）环境温度由缓慢升高至过程中，气体吸收的热量。
19.粮食安全是社会稳定的压舱石，我们国家一直高度重视，并提倡“厉行节约，反对浪费”。如图甲为某粮库运送粮食的传送带，图乙是其简化图，该传送带以速度v0＝2 m/s匀速传送，倾斜段AB长为20 m，与水平面夹角θ＝30°。将一谷粒在A点由静止释放，谷粒将随传送带向上运动，观察发现谷粒向上运动2 m后与传送带相对静止。已知每颗谷粒的质量约为m＝0.04 g，不考虑谷粒滚动，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10 m/s2。
(1)谷粒在倾斜段AB运动的总时间是多少，谷粒与传送带间的动摩擦因数μ1多大；
(2)大量谷粒将自然堆成圆锥状，观察发现，谷堆越高，相应占地面积越大，测量某个谷堆，谷堆高为3 m，占地面积约为16π m2，由此估算谷粒与谷粒之间动摩擦因数μ2多大。
20.为了探测带电粒子，研究人员设计了如图甲所示的装置。纸面内存在一个半径为R、圆心为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，该磁场区域在垂直纸面的方向上足够长。以右边的O点为坐标原点建立一平面直角坐标系，O和两点间距离为2R。y轴与连线垂直，x轴（图甲中未画出）正方向垂直纸面向里，在平面内存在一个足够大的探测屏.圆形磁场区域正下方存在一个长度为R且与y轴垂直的粒子源，该粒子源各处均能持续不断地发射质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子发射时的速度大小均为，方向均沿y轴正方向，从粒子源中点发射的粒子速度方向恰好指向，已知粒子在圆形磁场中做圆周运动的半径为R，不计粒子重力和粒子间相互作用力。
（1）求圆形匀强磁场区域的磁感应强度大小B；
（2）求从粒子源右端点N发射的粒子从进入磁场到打到屏上所经历的时间t；
（3）若在圆形区域内再加上一个沿x轴正方向、场强为且足够长的匀强电场，此时从粒子源中点及左右端点M、N发射的粒子打在屏上、、三点上，如图乙所示；
①请指出从M点发射的粒子打在屏上哪一点；（不要求写推导过程）
②求打在屏上的所有粒子中与O点相距最远的粒子在屏上的坐标。
长安一中2021—2022学年度第二学期期中考试
高二物理答案
（总分110分，时间100分钟）
一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。在每小题给出的四个选项中，1-11为单项选择题，12-15为多项选择题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
16.（1） （2） 2mgh=（2M+m）v2 （3）
17. (1) E2 R2 1900 偏小 （2）2100 （3） 2059.6
18.【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设稳定后汽缸内气体的压强为，对活塞，根据平衡条件得（1分）
对水银柱，有（1分）
解得（1分）
（2）缓慢升高环境温度，活塞B上升，气体发生等压变化，U形导管内侧水银面的高度差不变，设活塞B刚好到达容器口时，温度为，由盖—吕萨克定律得（1分）
解得（1分）
之后，气体温度由升高到，气体发生等容变化。整个过程中，外界对气体做的功（1分）
由热力学第一定律得（1分）
解得（2分）
19.
20.【答案】（1）；（2）；（3）①P3；②（，）
【解析】（1）粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，故有（1分）
解得（2分）
（2）设从M点发射的粒子，在E点进入磁场，从N点发射的粒子，在A点进入磁场，从C点离开磁场，打在屏上的D点，圆周运动的圆心为O1，如图所示
由于粒子源长度为R，并与y轴垂直，且中点发射的粒子速度方向恰好指向，所以（1分）
故有（1分）
由题意可得
由几何知识可得
所以（1分）
粒子在磁场中的运动时间为（1分）
粒子从C点到D点的运动时间为（1分）
所以粒子源右端点N发射的粒子从进入磁场到打到屏上所经历的时间（2分）
（3）未加电场时，从M点发射的粒子从E点进入磁场，从C点离开磁场，打在屏上的F点，从MN中点发射的粒子会打在O点，如图所示
在磁场区域加上一个沿x轴正方向的电场时，粒子会在x轴方向加速，由于粒子在x轴方向的分速度与磁场方向平行，所以该分速度不受洛伦兹力，故粒子在x轴方向仅受电场力作用，做匀加速直线运动，在图甲所示的平面内的运动情况与未加电场时相同，所以从M点发射的粒子打在屏上的P3点；
由图可知，从M点发射的粒子打在屏上时与O点相距最远，在x轴方向（1分）
又因（1分）
所以（1分）
由几何知识可得，（1分）
所以粒子在磁场中的运动时间（1分）
粒子在x轴方向的位移为
粒子在y轴方向的位移为（1分）
所以所有粒子中与O点相距最远的粒子在屏上的坐标为（，）。（1分）
题目
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
D
B
A
D
C
C
题目
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
B
C
B
B
BD
BC
AD
BCD
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