2021-2022学年辽宁省朝阳市建平县高二（下）期末物理试卷（Word解析版）

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2021-2022学年辽宁省朝阳市建平县高二（下）期末物理试卷

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1. 一个质点做初速度为零的直线运动，其位移速度关系图像如图所示，图像为抛物线，则质点从静止开始运动后，第末的速度大小为(    )

A.  B.  C.  D.

2. 年月日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆“天问一号”到达火星时，经过多次变轨进入环火圆轨道Ⅰ，图为变轨示意图，为椭圆轨道Ⅱ近火点，为椭圆轨道Ⅱ的远火点，设“天问一号”的质量保持不变，则下列说法正确的是(    )

A. “天问一号”在轨道Ⅱ上的线速度一定比在轨道Ⅰ上线速度小轨道
B. “天问一号”在轨道Ⅰ上的加速度一定比在轨道Ⅱ上加速度小
C. “天问一号”在轨道Ⅱ上的机械能一定比在轨道Ⅲ上机械能小
D. “天问一号”在轨道Ⅱ上的运行周期一定比在轨道Ⅲ上运行周期大

3. 某同学在家卫生大扫除中用拖把拖地，沿推杆方向对拖把施加推力，如图所示，此时推力与水平方向的夹角为，且拖把刚好做匀速直线运动，则(    )
    

A. 拖把所受地面的摩擦力为
B. 地面对拖把的作用力方向与水平向左的夹角小于
C. 从某时刻开始保持力的大小不变，减小与水平方向的夹角，地面对拖把的支持力变小
D. 同学对推杆的作用力与推杆对拖把的作用力是一对平衡力

4. 一个单摆由甲地移到乙地后，发现走时变快了，其变快的原因及调整的方法是(    )

A. ，将摆长缩短 B. ，将摆长放长
C. ，将摆长缩短 D. ，将摆长放长

5. 不带电的导体置于电场强度方向向右的电场中，其周围电场线分布如图所示，导体表面处的电场线与导体表面垂直，、为电场中的两点，则(    )

A. 点的电势等于点的电势
B. 点的电场强度小于点的电场强度
C. 导体内部的电场强度大于点的电场强度
D. 正试探电荷在点的电势能比在点的电势能大

6. 中国环流器二号装置的内部结构如图所示，这种“人造太阳”进行的热核反应方程式为，已知H、H、的质量分别为、、，应中释放的核能为，光速为，下列说法正确的是(    )

A. 要使这种热核反应发生，必须克服H、之间巨大的核力
B. 反应的产物有污染
C. 两个轻核结合成质量较大的核，比结合能较聚变前增大，反应后的产物结构更稳定
D. 核的质量为

7. 一个圆形线圈的匝数，线圈面积，线圈的电阻，线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图所示，则(    )

A. 前内的感应电动势为
B. 在开始的内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C. 前内通过电阻的电流由下至上
D. 后内电路中的感应电流大小为

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8. 在“利用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验装置按如图所示安装在光具座上，单缝保持竖直方向，并选用缝间距为的双缝，并使单缝与双缝保持平行，调节实验装置使光屏上出现清晰干涉条纹。下列说法正确的是(    )

A. 滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，看到彩色的干涉条纹
B. 若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
C. 若测得个亮条纹中心间的距离为，则相邻两条亮条纹间距
D. 光通过单缝发生衍射，再通过双缝发生干涉，可认为是从单缝通过多列频率相同且相位差恒定的光波，在屏上叠加形成的

9. 如图所示，波源从平衡位置开始竖直向上振动，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为。经过一段时间后，、两点开始振动，已知，，波的振动频率为，则下列说法正确的是(    )

A. 波的周期为
B. 波的波长为
C. A、两点的起振方向均竖直向上
D. 当质点开始振动时，质点已振动了个周期

10. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比：：，为理想交流电表，灯泡电阻，两端所接交变电流如图乙所示．下列说法正确的是(    )

A. 电流频率为
B. 的读数为
C. 时产生该正弦求交流电的线圈正处于中性面位置
D. 变压器输入功率为

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）

11. 某同学设计了如图所示的装置测量物体的质量。用跨过定滑轮的细线连接物体、，开始时系统静止，物体离地面的高度为，由静止释放并开始计时，测得落地的时间为，完成下列问题：
    系统的加速度______用、表示；
    已知当地重力加速度，忽略一切阻力。若物体的质量为，则物体的质量______用、、、表示；
    试分析该实验系统误差产生的原因：______写出一条即可。
12. 要精确测量电阻阻值约为的阻值，某同学设计了如图甲所示的实验电路图。
    
    除了待测电阻，根据实验电路图，实验室提供了以下器材：电源电动势约为，内阻，双量程电压表内阻很大一个量程为““和““，电阻箱一个，电键一个，导线若干。
    按电路图连接好实物电路，其中电压表应选用量程______填“”或“”，闭合电键后，调节电阻箱，测出多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值，作出图像，得到图像如图乙所示，则被测电阻的阻值为______保留位有效数字。
    分析本实验的系统误差，由于存在电压表______填“分压”或“分流”，使测得的电阻值相对于真实值偏______填“大”或“小”。

四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）

13. 如图所示，圆柱形汽缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体，汽缸的高度为，缸体内底面积为，缸体重力为。轻杆下端固定在桌面上，上端连接活塞，活塞所在的平面始终水平，当热力学温度为时，缸内气体高为，已知大气压强为，不计活塞质量及活塞与缸体的摩擦。现缓慢升温至活塞刚要脱离汽缸。
    求此时缸内气体的温度；
    求该过程缸内气体对汽缸所做的功；
    若该过程缸内气体吸收热量为，则缸内气体内能增加多少？
14. 如图所示，在足够长的光滑水平面上静止着一个质量的滑板，滑板左端固定有竖直挡板，右端是由半径的光滑圆弧面和粗糙水平面在点平滑对接构成。紧挨着滑板的右侧放着一个质量为的方形木块与滑板不连接。现将一质量的滑块可视为质点从圆弧上端无初速释放，与挡板仅发生一次弹性碰撞后，与滑板相对静止于点。已知与滑板间的动摩擦因数。重力加速度。求：
    方形木块与滑板分离时的速度大小和方向；
    滑块最终的速度大小和方向；
    的长度。

15. 如图所示，纸面内有互相垂直的虚线边界、，且与水平方向夹角为，在上方和下方存在方向相反、大小相等的匀强磁场，现有一质量为、电荷量为的粒子从点沿方向以初速度射出。已知，不计粒子重力。
    若仅经两侧磁场各一次偏转，使粒子从经到，求此时的磁感应强度的大小及该过程粒子运动的时间；
    若保持粒子入射速度不变，两侧磁感应强度大小可以调整保持两侧磁场大小始终相等，则为使粒子能始终从经到，求磁感应强度的大小应满足的条件。
    

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：质点做匀加速直线运动，则，根据图线坐标和，代入数据得：，，联立解得，，质点在时的速度大小为，故A正确，BCD错误。
故选：。
质点做匀加速直线运动，根据位移速度公式，根据图线坐标和求出初速度和加速度，再根据即可求解时的速度大小。
本题解题的关键是能根据图象得出初速度和加速度，再根据即可求解时的速度大小。
 

2.【答案】 

【解析】解：、“天问一号”在点的两次变轨都是做向心运动，需点火减速，机械能减小，所以“天问一号”在轨道Ⅱ上的线速度比在轨道Ⅰ上点的线速度大，“天问一号”在轨道Ⅱ上的机械能一定比在轨道Ⅲ上机械能小，故A错误，C正确；
B、根据万有引力定律和牛顿第二定律得，得，知“天问一号”在轨道Ⅰ上经过点的加速度与在轨道Ⅱ上经过点的加速度相等，故B错误；
D、根据万有引力提供向心力有：，解得：，“天问一号”在轨道Ⅲ上的半径小于在轨道Ⅱ上的半径，所以天问一号”在轨道Ⅲ上的周期大于在轨道Ⅱ上的周期，故D错误；
故选：。
着陆器做向心运动时需要减速；由向心加速度公式求着陆器在轨道上的加速度，根据万有引力提供向心力分析周期。
本题关键是明确加速度由合力决定导致同一位置的卫星的加速度相同；然后结合万有引力提供向心力列式分析。
 

3.【答案】 

【解析】解：对拖把进行受力分析如图所示

水平方向根据共点力平衡可得摩擦力为，故A错误；
B.地面对拖把的作用力为支持力和摩擦力的合力，该合力应该与和的合力等大反向，该合力方向与水平向左的夹角大于，故B错误；
C.竖直方向有，所以当减小，减小，故C正确；
D.同学对推杆的作用力与推杆对拖把的作用力方向相同，受力对象不同，不是一对平衡力，故D错误；
故选：。
对拖把进行受力分析，根据平衡条件列方程分析选项；根据作用力与反作用力的特点分析选项。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
 

4.【答案】 

【解析】解：根据单摆的周期公式，知摆钟变快了，则周期变短了，说明乙地的重力加速度大于甲地的重力加速度，即；
为了增大周期，可以增大摆长；故B正确，、、D错误。
故选：。
将一个单摆由甲地移到乙地后，发现摆钟变快了，知周期变短了，通过单摆的周期公式分析原因和增大周期的方法．
解决本题的关键掌握单摆的周期公式，并能灵活运用．
 

5.【答案】 

【解析】解：沿着电场线，电势逐渐降低，点处于电场线的靠前的位置，即点的电势比高，的电势比高，故点电势高于点的电势，故A错误；
B.由电场线越密的地方，电场强度越大，则知，故B错误；
C.导体内部处于静电平衡状态，场强为，故C错误；
D.正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，正试探电荷在点的电势能比在点的大，故D正确；
故选：。
根据电场线的疏密程度判断电场强度的大小；根据沿着电场线，电势逐渐降低来判断电势的高低；导体内部处于静电平衡状态，场强为，负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，来判断负电荷电势能的大小。
本题关键是根据电场线及其与等势面的关系判断出电势高低、场强大小关系。同时能由电场力做功的正负来确定电势能的增减。
 

6.【答案】 

【解析】解：、核聚变为两个轻核聚合成一个质量更重的原子核，要发生聚变反应，两个原子核要足够近，但并不是必须克服核力做功，而是需要克服两原子核间巨大的库仑斥力做功，故A错误；
B、根据反应过程质量数守恒和电荷数守恒可知的质量数为，质子数为，即反应的产物为氦核，对应的方程式为，比较稳定，无污染，故B错误；
C、两个轻核结合成质量较大的核，比结合能较聚变前增大，反应后的产物结构更稳定，故C正确；
D、根据爱因斯坦质能方程可得：

解得核的质量为
，故D错误；
故选：。
正确理解核反应发生的条件；
根据质量数守恒和电荷数守恒分析出反应的产物类型；
根据质能方程分析出核子的质量。
本题主要考查了爱因斯坦的质能方程，理解核反应过程中的质量数守恒和电荷数守恒，结合质能方程即可完成分析。
 

7.【答案】 

【解析】解：、前内，根据图象是一条直线知，磁感应强度的变化率是不变的，则磁通量的变化率也是相同的，所以产生的感应电动势为定值，
前内磁通量的变化为：，
由法拉第电磁感应定律得：，故A错误，B错误；
C、由楞次定律可知，前内产生的感应电流是逆时针的，通过电阻的电流由下至上，故C正确；
D、由欧姆定律，内电路中的感应电流大小为，
内感应电动势为：，
感应电流，故D错误。
故选：。
根据法拉第电磁感应定律求解前内的感应电动势大小；磁通量的变化量等于末状态的磁通量减去初始时刻的磁通量；根据楞次定律以及右手定则分析回路中的电流方向；根据欧姆定律求解电路中的电流大小。
解决该题需要掌握法拉第电磁感应定律的表达式，掌握磁通量的求解方法，知道用楞次定律分析回路中的感应电流的方向。
 

8.【答案】 

【解析】解：、若取下滤光片，则是两束白光的干涉，光屏上会出现彩色的干涉条纹，故A正确；
B、若将滤光片由绿色换成红色，由于红光的波长大，根据可知，光屏上相邻两条暗纹中心的距离会变大，故B错误；
C、若测得个亮条纹中心间的距离为，则相邻两条亮条纹间距，故C错误；
D、根据光的干涉的本质可知，光通过单缝发生衍射，再通过双缝发生干涉，可认为是从单缝通过多列频率相同且相位差恒定的光波，在屏上叠加形成的干涉条纹，故D正确。
故选：。
掌握利用双缝干涉测量光的波长的实验原理，知道各仪器的作用，明确白光也能发生双缝干涉现象；通过双缝干涉条纹间距公式判断条纹间距的变化；
根据相邻两条亮条纹间距，即可判定求解；明确光的干涉的本质和光的衍射相同，可以认为干涉条纹是从单缝通过多列频率相同且相位差恒定的光波，在屏上叠加形成的。
本题考查双缝干涉实验的原理以及实验数据的处理，会通过公式分析条纹间距的变化，明确干涉与衍射的区别与联系。
 

9.【答案】 

【解析】解：、周期，由波速公式得，波长，故A错误，B正确；
、波源开始振动方向竖直向上，则介质中各起振方向均沿竖直向上方向．
点起振的时刻为，点起振的时刻为，，故C正确，D错误；
故选：。
简谐波的周期等于波源振动的周期，频率由波速公式求出波长．波源开始振动方向竖直向上，则介质中各起振方向均沿竖直向上方向．分析的起振时间从而判断项。．
本题要抓住质点的起振方向与波源的起振方向相同，结合间距分析质点起振所需的时间．
 

10.【答案】 

【解析】解：、由图乙可知，交流电周期为，电流频率为，故A错误；
B、输入电压的有效值，根据电压与匝数成正比，可知，，故B正确；
C、时交流电电压为最大值，此时产生该正弦求交流电的线圈正处于垂直中性面位置，故C错误；
D、由功率公式可知，，故D正确。
故选：。
由图乙可明确交流电的周期和最大值，从而确定有效值和频率；根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论。
本题考查变压器原理应用以及交流电公式的应用，要注意掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，明确电压表示数为电压的有效值。
 

11.【答案】   滑轮与轴间的摩擦 

【解析】解：根据位移时间关系可知

可得加速度

根据牛顿第二定律可得


带入加速度可得

实验系统误差产生的原因可能是滑轮与轴间的摩擦。
故答案为：；；滑轮与轴间的摩擦
根据位移时间关系求得加速度表达式；
根据牛顿第二定律结合加速度可知；
主要由于阻力影响产生系统误差。
本题考查牛顿第二定律的应用，结合运动学求得加速度，同时注意运用牛顿第二定律时确定清楚研究对象。
 

12.【答案】    分流  大 

【解析】解：电源电动势约为，选择的电压表，根据得：，结合图像可得，，解得：
由于电压表的分流作用，使得测得的电流偏小，则电阻测量值偏大。
故答案为：，；分流，大
根据实验电路应用欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象求出电阻；
根据电压表的分流作用分析误差。
本题考查了测量电阻的实验，要注意正确根据题意明确实验原理；然后根据所对应的物理规律分析求解即可；对于图象分析问题，要注意根据物理规律确定公式，结合图象的性质分析斜率以及截距的意义
 

13.【答案】解：发生等压变化，根据盖吕萨克定律可得：
解得
设缸内气体原来压强为，
汽缸受力平衡得，解得
根据气体实验定律，气体发生等压变化
气体对缸做功
由热力学第一定律可知，温度升高气体内能变大，得缸内气体内能增量为
答：此时缸内气体的温度为；
该过程缸内气体对汽缸所做的功为；
若该过程缸内气体吸收热量为，则缸内气体内能增加。 

【解析】以气缸为研究对象可知，缸内气体压强不变，根据盖吕萨克定律列式求解；
根据列式求解；
根据热力学第一定律列式求解。
本题考查了气体实验定律和热力学第一定律的综合应用，解题关键是要分析好压强、体积、温度三个参量的变化情况，选择合适的规律解决；另外要注意一定质量的理想气体的内能只与温度有关，以以及外界对气体做功的正负。
 

14.【答案】解：由系统水平方向的动量守恒得
由系统机械能守恒得
方形木块与滑板分离时的速度为，方向水平向右
方形木块与滑板分离后滑板和滑块组成的系统动量守恒
得滑块最终的速度为
即滑块最终的速度大小为，方向水平向左
由滑板和滑块组成的系统能量守恒得
得的长度为
答：方形木块与滑板分离时的速度大小为，方向水平向右；
滑块最终的速度大小为，方向水平向左；
的长度为。 

【解析】由系统水平方向的动量守恒结合机械能守恒定律解得；
根据动量守恒的定律解答；
根据系统机械能守恒定律解答。
本题主要是考查了动量守恒定律和能量守恒定律；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用或合外力为零；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程，再根据能量关系列方程求解。
 

15.【答案】解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示：

此时粒子做匀速圆周运动的半径为
洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
解得：
两侧的圆弧刚好是一个圆周，则运动时间为
根据运动的对称性，粒子能从经到达，运动轨迹如图所示，

根据图示轨迹，由几何知识可知：，其中为每次偏转圆弧对应的弦长，
由几何关系知，偏转圆弧对应的圆心角为或．
设粒子运动轨迹的半径为，由几何关系可得：
解得：
由牛顿第二定律得：
解得：
答：此时的磁感应强度的大小是，该过程粒子运动的时间是；
磁感应强度的大小应满足的条件是。 

【解析】根据题意作出粒子运动轨迹，求出粒子做圆周运动的轨道半径，应用牛顿第二定律求出磁感应强度大小，求出粒子在磁场中转过的圆心角，然后求出粒子的运动时间。
作出粒子运动轨迹，求出粒子做圆周运动的轨道半径，应用牛顿第二定律求出可能的磁感应强度大小。
本题考查了带电粒子在磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程是解题的前提与关键，分析清楚粒子运动过程与运动性质后，应用牛顿第二定律可以解题；解题时注意基础知识的应用。