2021-2022学年安徽省安庆一中等重点中学高二下学期期末考试物理试题（Word版）

安庆市安庆一中等重点中学2021-2022学年高二下学期期末考试物理试卷

满分：100分  考试时间：90分钟

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。

3.请按照题序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域的答案无效；在草稿纸、试题卷上的答题无效。

4.保持答题卡卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

5.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题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。第1题有两题，为选择性必修第一册和选择性必修第三册，请选做一题。

1.[选择性必修第一册]一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，此时波恰好传到平衡位置为x=12m处的P点，t=1s时x=12m处的P点第一次达到波峰位置。下列说法正确的是

A.波源的起振方向沿y轴负方向

B.该波的传播速度大小为24m/s

C.若增大波源的振动频率，则该波的波长将减小

D.若增大波源的振动频率，则该波的传播速度增大

1.[选择性必修第三册]关于下列四幅图涉及的“近代物理学”知识的说法，正确的是

A.向右移动滑动变阻器的滑片，微安表的示数一定增大

B.卢瑟福通过“α粒子散射实验”确定原子半径的数量级为m

C.原子从高能级向低能级跃迁时，辐射光子的能量等于两能级的差值

D.氘核和氚核聚变生成氦核和中子的过程质量守恒

2.5G技术是“第五代移动通信技术”的简称，采用了3300~5000MHz（1M=106）频段的无线电波，某发射5G无线电波的LC电磁振荡电路如图所示。下列说法正确的是

A.无线电波的频率越大，在真空中传播的速度越大

B.5G通信技术采用的无线电波属于毫米波

C.图示时刻，电感线圈储存的磁场能正在增加

D.图示时刻，电容器两极板带的电荷量正在增加

3.如图甲所示，正方形金属线圈abcd处于垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，若磁场方向垂直线圈平面向外时磁感应强度为正。下列说法正确的是

甲                              乙

A. 0~t1时间内，线圈中感应电流的方向为adcba

B. t1~t2和t2~t3时间内，线圈中感应电流的方向相反

C. t3~t4时间内，线圈ad边受到的安培力向右

D. 0~t1和t2~t3时间内，线圈ad边受到的安培力方向相同

4.一辆汽车静止在平直的公路上，某时刻启动后其位移x随时间t的变化规律如图所示，0~t0内的图线为一条过原点的抛物线。已知2s内汽车行驶的位移为6m，t0时刻速度达到18m/s后做匀速运动。则汽车在0~8s内平均速度的大小为

A.12m/s    B.11.25m/s    C.9m/s    D.8.25m/s

5.如图所示，空间某一区域存在平行纸面的匀强磁场，在磁场中A、B、C处垂直纸面放置三根轻质长直导线a、b、c，如图所示，A、B、C位于正三角的顶点，O为BC边的中点。将导线b、c固定，通入垂直纸面向外的恒定电流，导线a中电流垂直纸面向里，三导线中电流大小相等，导线a未固定但恰好受力平衡。已知通电直导线产生的磁场的磁感应强度，式中k为常数，r是直导线到该点的距离。下列说法正确的是

A.匀强磁场垂直OA向右

B.匀强磁场沿AO方向

C.导线b受到的安培力沿BC方向

D.导线c受到的安培力沿AC方向

6.如图所示，圆心为O、半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。氦核（）和质子（）先后从A点沿AO的方向射入磁场，均从C点射出磁场，OA与OC的夹角为106°。氦核（）的质量为m、电荷量为q，不计粒子的重力，sin53°=0.8。下列说法正确的是

A.质子与氦核在磁场中运动的时间相等

B.质子在磁场中运动的时间是氦核的2倍

C.氦核（）的速度大小为

D.质子（）的速度大小为

7.自耦变压器是一种线圈匝数可通过滑动触头而改变的变压器。如图所示，一种自耦变压器（可视为理想变压器）的线圈均匀绕在圆环型铁芯上，AB间、BP间的线圈匝数分别为n1和n2。热敏电阻RT的阻值随温度的降低而增大，R0为定值电阻，电流表为理想交流电表。当滑动触头P处在图示位置时，接在AB间的保险丝熔断，下列说法正确的是

A.为使保险丝不熔断，可适当逆时针转动滑动触头P

B.为使保险丝不熔断，可适当降低热敏电阻RT的温度

C.滑动触头P调节好后，电流表A1和A2的示数之比为

D.滑动触头P调节好后，电流表A1和A2的示数之比为

8.图甲为交流发电机的原理图，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，从图示位置开始计时，发电机的电动势随时间的变化规律如图乙所示。交流发电机与理想交流电流表和定值电阻相连，已知该发电机线圈匝数n=10匝，线圈面积为S=0.1m2，线圈所在处的磁感应强度大小为。下列说法正确的是

A.线圈在磁场中转动的周期为0.1s   B. 1s内通过电阻的电流方向改变10次

C. 0.125s时，交流电流表的读数为0   D. 0.175s时，线圈平面与匀强磁场垂直

9. 2022年4月16日，神舟十三号载人飞船顺利脱离“天和”核心舱返回地面。将神舟十三号的返回过程简化为如图所示轨道模型，神舟十三号载人飞船与“天和”核心舱一起在轨道I上绕地球做匀速圆周运动，神舟十三号载人飞船与“天和”核心舱在B点分离后进入椭圆轨道II，随后从A点进入近地圆轨道III。设地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，圆轨道I的半径为地球半径的k倍，不考虑地球自转和公转的影响。下列说法正确的是

A.宇航员在轨道III上的机械能小于在轨道I上的机械能

B.载人飞船在轨道II上B点的加速度大小为

C.由题目信息可得载人飞船在轨道II上的运行周期

D.载人飞船在A点由轨道II进入轨道III时需加速

10.霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。某型号霍尔元件（导电自由电荷为电子）左右长度为a，前后宽度为b，上、下两个面之间的距离为h。将此霍尔元件前后两面的C点、A点通过导线连接一个理想电压表，置于图示竖直向下的匀强磁场中。连接电路，闭合电键，进行测试，下列判断中正确的是

A.A点导线应与电压表的正接线柱相连

B.在保证电流大小不变的前提下，电压表的示数与h成反比

C.向左移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数减小

D.若仅增大霍尔元件自由电荷的浓度，则电压表示数减小

二、实验题：本题共2小题，共15分。

11.（6分）

某学习小组同学利用如图甲电路测量一根金属丝的电阻率。

甲                             乙                    丙

（1）请用笔画线代替导线，将图乙的实物电路连接完整；

（2）将单刀双掷开关S2拨向1，闭合开关S1，记下毫安表的读数I；将S2拨向2，调节电阻箱R2，使电流表的读数仍为I。此时电阻箱R2的读数如图丙所示，则金属丝的电阻R=         Ω；

（3）若测得金属丝的长度L=120cm，直径d=0.40mm，则金属丝的电阻率ρ=         Ω•m（π≈3.14，计算结果保留三位有效数字）。

12.（9分）

某学习小组同学利用图甲所示的装置测量物块的质量。操作步骤如下：

甲                  乙                       丙

①将光电门固定在铁架台上，将挡光片固定在待测物块上，用20分度游标卡尺测量挡光片的宽度d，示数如图乙所示；

②将质量为M（标示值）的钩码和待测物块用绕过光滑轻质定滑轮的轻绳连接；

③测量挡光片与光电门间的竖直高度h；

④由静止释放钩码，钩码向下运动，物块向上运动，读取挡光片通过光电门的挡光时间t；

⑤改变挡光片与光电门间的竖直高度，重复步骤③④。

（1）挡光片的宽度d=        mm；

（2）物块通过光电门时的速度大小v=         （用测量物理量的符号表示）；

（3）学习小组同学根据测量的多组数据作出如图丙所示的图像，为一条过原点、斜率为k的倾斜直线。当地的重力加速度为g，忽略挡光片的质量，则待测物块的质量m=         （用相关物理量的符号表示）。

（4）若钩码的质量M小于标示值，则待测物块质量的测量值        （填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。

三、解答题：共4小题，共45分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。第14题有两题，为选择性必修第一册和选择性必修第三册，请选做一题，并在答题卡相应位置用2B铅笔填涂。

13.（10分）

北京冬奥会上，花样滑冰双人滑运动员隋文静、韩聪组合获得金牌。如图所示，韩聪拉着隋文静在水平面内做匀速圆周运动，若此时隋文静的脚对冰面的压力恰好为0且韩聪恰好不滑动。若隋文静的质量为m1=40kg，韩聪的质量为m2=60kg，韩聪手臂伸直时与竖直方向的夹角θ=53°，隋文静身体的重心到韩聪的水平距离为l=1.2m。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8。求：

（1）冰面对韩聪的支持力的大小；

（2）隋文静做圆周运动的周期以及韩聪的冰鞋与冰面之间的动摩擦因数。

14.[选择性必修第一册]（10分）

某次冰壶训练中使用的红冰壶和蓝冰壶的质量均为m=20kg，初始时蓝冰壶静止在冰面上，红冰壶以速度v0与蓝冰壶发生正碰，碰后红冰壶继续向前运动的位移为x1=2.5m，蓝冰壶的位移为x2=10m。若碰撞时间极短，两冰壶与冰面间的动摩擦因数均为μ=0.02，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）碰撞后瞬间两冰壶的速度大小；

（2）两冰壶在碰撞过程中损失的机械能。

14.[选择性必修第三册]（10分）

一只保温杯的容积为V=480mL，环境温度为T1=300K，大气压强为。现向保温杯中倒入一部分热水并快速拧紧杯盖，上方的气体稳定后温度达到t=57℃。已知标准状态（0℃、）下气体的摩尔体积为Vmol=22.4L/mol，阿伏伽德罗常数，热力学温度和摄氏温度之间的关系式为，忽略水蒸汽的影响和热水的体积变化。求：

（1）倒入热水前该保温杯内空气的分子数N；

（2）倒入热水拧紧杯盖稳定后，保温杯内剩余空气的压强p。

15.（12分）

如图所示，在坐标系xOy的第一象限内存在沿x轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E；第二象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为；第三象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为+q的带电粒子从第一象限点由静止释放，从x轴点进入第三象限，恰好沿x轴正方向进入第四象限，不计粒子重力。求：

（1）带电粒子抵达M时的速度大小；

（2）磁感应强度B的大小和粒子在第三象限运动的时间。

16.（13分）

如图甲所示，MN、PQ是足够长、粗糙的水平导轨，导轨平行且间距l=1m，PM间连接阻值R=3Ω的定值电阻和理想电压表。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度随时间均匀增大，关系式为。t=0时刻，将一根质量m=0.25kg、阻值r=1Ω的金属棒ab放置在距离PM为d=1m的导轨上，t=10s时金属棒ab即将沿导轨滑动。如图乙所示，然后将整个装置左端抬高，使导轨平面与水平面间的夹角θ=37°并固定，保持磁感应强度B0=2T不变，磁场方向仍垂直导轨平面向下，让金属棒ab沿导轨由静止开始滑动。导轨的电阻均不计，金属棒与导轨垂直且接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6。求：

（1）金属棒ab与导轨间的动摩擦因数μ；

（2）图乙中，电压表的最大示数是多少；

（3）图乙中，金属棒ab沿导轨运动x=4m的过程中（金属棒ab的速度已稳定），电阻R上产生的焦耳热。

甲                              乙

高二物理参考答案

1-5 CDDBA  6.C  7.BD  8.AD  9.AC  10.BD 

11.（6分）

【答案】（1）见解析（2分）  （2）7.5（2分）  （3）（2分）

【解析】（1）根据电路图连接实物图，如图所示。

（2）本实验采用替代法测电阻，所以金属丝的电阻等于电阻箱的读数，即；

（3）根据电阻定律得。

12.（9分）

【答案】（1）5.30（2分） （2）（2分） （3）（3分） （4）大于（2分）

【解析】（1）挡光片的宽度即游标卡尺的读数为；

（2）物块通过光电门时的速度大小；

（3）两个钩码和待测物块组成的系统机械能守恒，则，又，化简得，结合图像可得，所以待测物块的质量为；

（4）若钩码的质量M小于标示值，由计算待测物块的质量时代入的M值偏大，所以待测物块质量的测量值大于真实值。

13.（10分）

【解析】（1）设韩聪对隋文静的拉力为F，

以隋文静为研究对象，在竖直方向由平衡条件得

以韩聪为研究对象，在竖直方向由平衡条件得

解得：

（2）以隋文静为研究对象，在水平方向由牛顿第二定律得

解得

以韩聪为研究对象，在水平方向由平衡条件得

解得

14.【选择性必修第一册】（10分）

【解析】（1）对红冰壶和蓝冰壶，由牛顿第二定律得

对红冰壶，由匀变速直线运动规律得

对蓝冰壶，由匀变速直线运动规律得

解得：

（2）对红冰壶和蓝冰壶，由动量守恒定律得

由能量守恒定律得

解得：

14.【选择性必修第三册】（10分）

【解析】（1）设标况下保温杯内空气的体积为，在标况下温度，

由盖-吕萨克定律得

空气分子数为

解得：

（2）保温杯内剩余气体发生等容变化，倒入热水稳定后温度，

由查理定律得

解得：

15.（12分）

【解析】（1）在第一象限内，由动能定理得

在第二象限内，由动能定理得

解得：

（2）设粒子抵达M时的速度与x轴负方向的夹角为θ，则

解得：

由洛伦兹力提供向心力得

由几何关系得

解得：

粒子在第三象限运动的时间为

解得

16.（13分）

【解析】（1）金属棒ab静止时，由法拉第电磁感应定律得

由闭合电路欧姆定律得

对金属棒ab，即将运动时，此时

解得：

（2）当金属棒ab的速度达到最大时，电压表的示数最大，此时金属棒ab的加速度为0，

对金属棒ab，由平衡条件得

电压表的最大示数为

解得：

（3）由法拉第电磁感应定律得

由闭合电路欧姆定律得

由能量守恒定律得

电阻R上产生的焦耳热为

解得：