江苏省南京市六校2021-2022学年高二下学期期末联考物理试卷(含答案)

江苏省南京市六校2021-2022学年高二下学期期末联考物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、氮3大量存在于月球表面月壤中，是未来的清洁能源。两个氦3聚变的核反应方程是，则X为(   )

A.电子 B.氘核 C.中子 D.质子

2、如图所示为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于的激发态，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子a；当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子b，下列说法正确的是(   )

A.由于跃迁所发射的谱线仅有2条 B.光子a的能量大于光子b的能量

C.光子a的波长小于光子b的波长 D.光子a的动量小于光子b的动量

3、某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度，得到了图甲所示的图线（规定竖直向上为正方向），为了简化问题研究，将图线简化为图乙所示的图像。已知时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是(   )

A.时电梯处于失重状态 B.8~9s内电梯在做减速运动

C.10~15s内电梯在上行 D.时电梯速度最大

4、甲、乙两车沿同一直道行驶，时刻，两车并排，乙车由静止开始做匀变速直线运动。它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示，两图线交点的坐标为（12s，144m）。则(   )

A.甲车做匀加速直线运动 B.时两车速度相同

C.时两车相距32m D.时乙车的速度大小为18km/h

5、2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，并为全球提供服务。北斗三号系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星组成。其中，中圆地球轨道卫星距地面高度约为，地球静止轨道卫星距地面高度约为，它们都绕地球做近似的匀速圆周运动。则(   )

A.中圆地球轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度

B.地球静止轨道卫星的加速度大于

C.中圆地球轨道卫星的周期大于地球静止轨道卫星的周期

D.中圆地球轨道卫星的角速度大于地球静止轨道卫星的角速度

6、一定质量的理想气体分别经历和两个变化过程，如图所示。过程，气体对外做功为，与外界变换的热量为；过程，气体对外做功为，与外界变换的热量为，则两过程中(   )

A.气体吸热， B.气体吸热，

C.气体放热， D.气体放热，

7、用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.6eV的光照射到光电管上时，电流表G有读数。移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.9V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是(   )

A.光电子的初动能可能为0.8eV

B.光电管阴极的逸出功为0.9eV

C.电键S断开后，电流表G示数为0

D.改用能量为2eV的光子照射，电流表G有读数

8、“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。小张同学在实验中缓慢推动活塞，根据实验数据作出图线如图所示，图线弯曲的可能原因是(   )

A.活塞与筒壁间存在摩擦 B.实验中用手握住了注射器前端

C.未在注射器活塞上涂润滑油 D.压强传感器与注射器的连接处漏气

9、如图所示，甲、乙两运动员在水平冰面上训练滑冰，恰好同时到达虚线PQ，然后分别沿半径为和（）的滑道做匀速圆周运动，运动半个圆周后匀加速冲向终点线。设甲、乙两运动员质量相等，他们做圆周运动时向心力大小相等，直线冲刺时的加速度大小也相等。下列判断中正确的是(   )

A.在做圆周运动时，甲的线速度大小比乙的大

B.在做圆周运动时，甲的向心加速度大小比乙的小

C.在直线冲刺阶段，甲所用的时间比乙的长

D.在直线冲刺阶段，甲动能的变化量比乙的大

10、如图甲所示为某缓冲装置模型，劲度系数为k（足够大）的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力为定值f。轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作。一质量为m的小车以速度撞击弹簧后，轻杆恰好向右移动l，此过程其速度v随时间t变化的图像如图乙所示。已知在时间内，图线为曲线，在时间内，图线为直线。已知装置安全工作时，轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面间的摩擦。下列说法正确的是(   )

A.在时间内，小车运动的位移为

B.在时刻，小车速度

C.在时间内，轻杆摩擦产生热

D.在时刻，小车恰好离开轻弹簧

二、实验题

11、某同学利用如图所示装置做“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验。在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块通过绕过两个滑轮的细绳与弹簧测力计相连，实验时改变钩码的质量，读出弹簧测力计的不同示数F，不计细绳与滑轮之间的摩擦力。

（1）根据实验原理图，本实验________（选填“需要”或“不需要”）将带滑轮的气垫导轨右端垫高，以平衡摩擦力：实验中_______（选填“一定要”或“不必要”）保证钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量；实验中_______（选填“一定要”或“不必要”）用天平测出所挂钩码的质量；滑块（含遮光条）的加速度_______（选填“大于”“等于”或“小于”）钩码的加速度。

（2）某同学实验时，未挂细绳和钩码，接通气源，推一下滑块使其从轨道右端向左运动，发现遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间，该同学疏忽大意，未采取措施调节导轨，继续进行其他实验步骤（其他实验步骤没有失误），则该同学作出的滑块（含遮光条）加速度a与弹簧测力计拉力F的图像可能是_______（填图像下方的字母）。

（3）若该同学作出的图像中图线的斜率为k，则滑块（含遮光条）的质量为_______。

三、计算题

12、在正负电子对撞机中，一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对γ光子。设正、负电子的质量在对撞前均为m，对撞前的动能均为E，光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h。

（1）写出方程式；

（2）求对撞后转化成γ光子的波长。

13、根据某种轮胎说明书可知，轮胎内气体压强的正常值在至之间，轮胎的容积。已知当地气温，大气压强，设轮胎的容积和充气过程轮胎内气体的温度保持不变。

（1）若轮胎中原有气体的压强为，求最多可充入压强为的气体的体积V；

（2）充好气的轮胎内气压，被运送到气温的某地。为保证轮胎能正常使用，请通过计算说明是否需要充气。

14、在粗糙水平面上固定一半径的光滑四分之一圆弧槽。距圆弧槽最低点右侧处有一个质量、长度的薄木板，薄木板与圆弧槽最低点平齐。圆弧槽最低点放置一可视为质点的质量的小物块Q，现让一质量也为m的小物块P（可视为质点）以的水平初速度从右端滑上薄木板。当小物块运动至薄木板左端时，薄木板左端恰好与圆弧槽相撞，同时小物块P与Q碰撞并粘连在一起。已知小物块P与薄木板间的动摩擦因数，重力加速度，求：

（1）从P开始运动到与Q发生碰撞所经历的时间t；

（2）薄木板与水平面间的动摩擦因数；

（3）P、Q碰撞后运动的最大高度H。

15、如图所示，框架的水平细杆OM粗糙，竖直细杆ON光滑，质量分别为m、2m的金属环a、b用长为L的轻质细线连接，分别套在水平杆和竖直杆上。a、b处于静止状态，细线与水平方向的夹角。已知a环与水平杆间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，、。

（1）求水平细杆对a环的支持力大小；

（2）若细线与水平方向的夹角始终为45°，框架绕竖直杆ON匀速转动，求转动的角速度ω满足的条件；

（3）若细线与水平方向的夹角，框架绕竖直杆ON从静止起缓慢加速转动，使a环缓慢向右移动，直到细线与水平杆间夹角的位置，求此过程中a环与水平杆OM间产生的内能Q及对整个装置做的功W。

参考答案

1、答案：D

解析：根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为1，为质子。

故选D。

2、答案：D

解析：A.大量氢原子所于能级时跃迁所发射的谱线即光子的种类为，故A错误；

B.由题意可知，光子a的能量为氢原子从能级跃迁到能级时所放出的能量，光子b的能量为氢原子从能级跃迁到能级时放出的能量，则光子a的能量小于光子b的能量，故B错误；

C.光子能量为，即能量大的光子，波长短，则光子a的波长大于光子b的波长，故C错误；

D.由公式可知，波长长的动量小，则光子a的动量小于光子b的动量，故D正确。

故选D。

3、答案：C

解析：A.由图乙可知，时加速度方向向上，即电梯处于超重状态，故A错误；

B.由图乙可知，8~9s内加速度方向向上，结合电梯前面的运动可知，8~9s内电梯在做加速度减小的加速运动，故B错误；

C.由图乙可知，10~15s内电梯加速度为0，且0~10s内电梯一直向上运动，所以10~15s内电梯在上行，故C正确；

D.由图乙可知，时，电梯的速度最大，故D错误。

故选C。

4、答案：C

解析：A.由图像可知甲车做匀速直线运动，A错误；

B.图像的斜率等于速度，可知时乙车的速度大于甲车的速度，B错误；

C.由，解得，故时，乙车的位移大小为，由图像可知，时甲车的位移大小为48m，可得时。两车相距32m，C正确；

D.时，乙车的速度大小为，D错误。

故选C。

5、答案：D
解析：

6、答案：A

解析：图像中，图线与V轴所包围的面积为气体对外所做的功，所以；根据热力学第一定律，由于两过程的初、末状态pV乘积相同，由理想气体状态方程可得初、末状态温度相同，则初、末状态气体内能相同；根据热力学第二定律，，，可知两过程气体吸热，且，故A正确，BCD错误。

故选A。

7、答案：A

解析：A.由题意可知，当电压表的示数大于或等于0.9V时，电流表读数为0，即遏止电压为0.9eV，对光电子由动能定理可得

即光电子的最大初动能为0.9eV，所以光电子的初动能可能为0.8eV，故A正确；

B.由爱因斯坦光电效应方程

可得

故B错误；

C.由题意可知，当用光子能量为3.6eV的光照射到光电管上时，电流表G有读数，即有光电子逸出，电键S断开后，光电子仍然能达到阳极即能形成光电流，故C错误；

D.由于2eV小于阴极的逸出功，故改用能量为2eV的光子照射，不能发生光电效应，即电流表G没有读数，故D错误。

故选A。

8、答案：B

解析：当增大时，V减小，p增加的程度不是线性关系，当斜率增大时，压强增加程度增大，导致这一现象的是实验过程中用手握住注射器前端，导致注射器中气体温度升高，则图像的斜率会增大，而未在注射器活塞上涂润滑油、压强传感器与注射器的连接处漏气都会导致斜率减小，活塞与筒壁间存在摩擦不会影响压强与体积，故斜率不会变化，ACD错误，B正确。

故选B。

9、答案：C

解析：A.由于甲、乙两运动员质量相等，他们做圆周运动时向心力大小也相等，且，根据由向心力公式

可知

即在做圆周运动时，甲的线速度大小比乙的小，故A错误；

B、由于甲、乙两运动员质量相等，他们做圆周运动时向心力大小也相等，根据

可得甲的向心加速度和乙的大小相等，故B错误；

C、由于，且直线冲刺时的加速度大小相等，根据运动学公式

可得，甲所用的时间比乙的长，故C正确；

D.在直线冲刺阶段，由动能定理可得

故甲、乙动能的变化量相等，故D错误。

故选C。

10、答案：C

解析：A.在时间内，小车压缩弹簧轻杆保持静止，在时刻，弹力等于最大静摩擦力，则在时间内，小车运动的位移为弹簧的形变量有

A错误；

B.在时刻后，小车与轻杆一起做匀减速运动到速度为0，移动的位移为l，由动能定理有

解得

所以在时刻，小车速度为，B错误；

C.在时间内，轻杆摩擦产生热为

C正确；

D.在时间内，小车先做加速度增大的减速运动，在时间内，后与轻杆一起做匀减速运动，最后弹簧反弹小车时其做加速减小的加速运动，则小车恰好离开轻弹簧时所用的时间比大，所以在时刻，小车还末离开轻弹簧，D错误；

故选C。

11、

（1）答案：不需要；不必要；不必要；大于

解析：此实验用的是气垫导轨，导轨水平时滑块与导轨之间没有摩擦力，所以不需要垫高气垫导轨右端来平衡摩擦力；滑块受到的拉力可以用弹簧测力计测出，故不必要满足钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量，也不必要用天平测出所挂钩码的质量：钩码挂在动滑轮上，则滑块的加速度为钩码加速度的2倍，即滑块（含遮光条）的加速度大于钩码的加速度。

（2）答案：C

解析：遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间，说明滑块做减速运动，导轨的左端偏高，则作出的滑块（含遮光条）加速度a与弹簧测力计拉力F的图像可能是C。

（3）答案：

解析：根据，知，解得。

12、答案：（1）（2）

解析：（1）该反应方程为

（2）由于光子的静止质量为零，所以质量的亏损为

由质能方程，对应的能量为

根据能量守恒可知

即有

所以光子在真空中波长

13、答案：（1）（2）需要充气

解析：（1）设最多可充入压强为的气体的体积为V，轮胎内气体压强达到，由玻意耳定律得

解得

（2）设轮胎运送到某地后，轮胎内气体压强为，由查理定律得

解得

因为，所以需要充气。

14、答案：（1）（2）（3）

解析：（1）对小物块P，根据牛顿第二定律：

根据运动学公式：

联立可得：

（2）对薄木板，根据牛顿第二定律：

根据运动学公式：

联立可得：

（3）小物块P运动至刚与Q发生碰撞时的速度：

对P、Q系统，碰撞瞬间根据动量守恒定律：

沿圆弧面继续运动过程，根据能量守恒：

联立以上各式可得：

15、答案：（1）（2）（3），

解析：（1）对a、b环由整体法且由平衡条件可知

（2）对a、b环由整体法可得

且，框架绕竖直杆ON匀速转动，半径为

根据b环受力分析可得

对a环，当摩擦力水平方向右时有

当摩擦力水平方向左时有

联立解得

（3）对b环受力分析可得

又

转动的半径为

产生的内能为

根据能量守恒可得，对整个装置做的功W为

解得