2021-2022年湖南省长沙市雅礼教育集团高二（下）期末物理试题（解析版）

1、 雅礼教育集团2022年上学期期末考试试卷高二物理时量：75分钟：分值：100分一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. 大家耳熟能详的节气歌“春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒”反映了古人的智慧，里面涉及与节气有关的物理现象。下列说法正确的是（）A. 夏天气温比春天高，所以夏天大气中所有分子的热运动速率均比春天大B. 冬天低温下会结冰，如果一定质量的0水变成0的冰，体积会增大，分子势能会增大C. 荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小的趋势D. 食盐受潮时会粘在一起，受潮后的食盐

2、是非晶体【答案】C【解析】【详解】A夏天气温比春天高，夏天大气中分子热运动的平均速率比春天大，并不是所有分子的热运动速率均比春天大，故A错误；B冬天低温下会结冰，一定质量的0水变成0的冰，分子平均动能不变，但该过程会放出热量，且体积增大对外做功，根据热力学第一定律可知内能一定减小，则分子势能减小，故B错误；C荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小的趋势，故C正确；D食盐颗粒受潮粘连成食盐块时，形状不规则，但仍是晶体，故D错误。故选C。2. 幽门螺杆菌这种致病菌，很容易诱发胃肠疾病，近几年列入全民普查体检项目，碳14呼气试验是目前常用的检测方法之一，病人需要口服尿素碳14胶

3、囊。碳14半衰期是5730年，而且大部分是衰变，其衰变方程为：。下列说法正确的是（）A. 比多一个质子B. 粒子来自于原子核外部C. 含的化合物比单质衰变得慢些D. 2个经过5730年会有1个发生衰变【答案】A【解析】【详解】A由衰变规律，方程中是，由电荷数和质量数守恒知，的电荷数为7，质量数为14，所以比多一个质子，少一个中子，A正确；B粒子来自原子核，是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来形成粒子，B错误；C原子核的半衰期由原子核内部自身因素决定，跟原子所处的外部条件、化合物还是单质都没有关系，C错误；D半衰期是大量原子核统计规律，对少量原子核的衰变不适用，D错误。故选

4、A。3. 利用图甲所示的实验装置测量遏止电压与入射光频率的关系。若某次实验中得到如图乙所示的图像。已知普朗克常量为h，下列说法正确的是（）A. 电源的左端为正极B. K极金属的逸出功为C. 保持入射光的频率不变，增大入射光的强度，则遏止电压增大D. 滑动变阻器滑片移至最左端，电流表示数为零【答案】B【解析】【详解】A测量遏止电压U与入射光频率的关系时，A、K之间应加反向电压，使光电子受到的电场力指向阴极，则A应与电源负极相连，所以电源的左端为负极，故A错误；B由题图乙可知K极金属的截止频率为，所以递出功为故B正确；C根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理综合可得由上式可知遏止电压与入射光强度无关，

5、与入射光频率有关，只有增大入射光频率时遏止电压才增大，故C错误；D滑动变阻器滑片移至最左端，反向电压为零，光电子可以到达阳极形成光电流，电流表示数不为零，故D错误。故选B。4. 2022年2月2日，在率先开赛的北京冬奥会冰壶混合团体比赛中，中国队以7：6击败瑞士队取得开门红。在某次冰壶比赛中，时间时，球员跪式推动冰壶自本垒圆心由静止向前滑行，推至前卫线时，放开冰壶使其自行滑行，冰壶恰好到达营垒中心并停止运动，整个过程冰壶一直沿直线运动，其位移x随时间变化的图像如图所示，图像中的、两段曲线均为抛物线。对冰壶的整个运动过程，下列说法正确的是（）A. 时间内冰壶做匀变速直线运动B. 时间内加速度大小

6、等于加速度大小C. 冰壶的最大速度为D. 时刻，冰壶的速度为【答案】C【解析】【详解】AB，由静止开始，曲线为抛物线，设此时加速度为，则有，末速度为零，逆向看作是初速为零的匀加速直线运动，设这段时间内的加速度，则有解得，由上可知在时间内冰壶的加速度发生了变化，故在时间内冰壶做不是匀变速曲线运动地，故AB错误；C冰壶在时刻速度达到最大速度C正确；D，末速度为零，逆向看作是初速为零的匀加速直线运动，则在时刻，冰壶的速度为故D错误。故选C。5. 如图甲所示为电流天平，此装置可以测定螺线管中的磁感应强度。它的横臂（图乙）能绕转轴自由转动，轴的两侧臂长度相等。在轴的右侧，沿着横臂的边缘固定着一条U形绝缘

7、导线，天平最右端导线CD的长度为。先调整天平处于平衡，把U形导线端放入待测的磁场中（如图内所示），给U形导线和螺线管分别通以大小为和的电流（螺线管内部磁场可视为匀强磁场）。CD段导线由于受到安培力作用面使天平右臂向下倾斜，在天平的另一端可以加适当的砝码，使天平恢复平衡。设当地重力加速度。下列说法正确的是（）A. 在螺线管内部与螺线管轴线平行的一条通电导线所受安培力为B. 若在电流天平的左端增加砝码质量为m，天平恢复平衡，则长螺线管内部的磁感应强度B为C. 若螺线管内部的磁感应强度B=0.05T，CD段导线的长度为3cm，U形导线通电电流I=2.0A，为使天平保持平衡，应在左端悬挂的砝码D. 假

8、如仅使通过CD段导线的电流反向，仍可以通过悬挂砝码的方式测量磁感应强度【答案】B【解析】【详解】A螺线管内部的磁场方向平行于螺线管轴线，对同样平行于螺线管轴线的导线没有力的作用，故A错误；B当电流天平两端平衡时，由于力臂相等，两端的受力相等，则有得故B正确；C砝码质量为故C错误；D当CD段导线电流反向时，根据左手定则，安培力变为向上，则不能通过悬挂砝码的方式测量磁感应强度，故D错误。故选B。6. 如图所示，竖直平面内在A、D两点各固定一颗光滑钉子，一个由细软导线制成的闭合导线框挂在两颗钉子上，匀强磁场的磁感应强度为B，导线框的电阻为r，圆的半径为R。从时刻开始，将导线上的C点绕圆心O以恒定角速

9、度从A点沿圆弧移动到D点，导线始终绷紧。此过程导线中（）。A. 张力保持不变B. 感应电流的方向先顺时针后逆时针C. 感应电流随时间t的变化关系为D. 产生的电热为【答案】D【解析】【详解】A对滑轮E分析可知，两边绳子拉力总是相等的，则两边绳子与竖直方向的夹角总相等，随着C点沿圆弧从A点移到D点，AC段与CD段绳子之和先增加后减小，则AE段与ED段绳子之和先减小后增加，AE段绳子与ED段绳子的夹角先增加后减小，由可知绳子的拉力先增加后减小，选项A错误；B设C点转过的角度为=t根据几何知识可得，线框上的三角形的面积为S=2RRsin=R2sin磁通量为=BS=BR2sin因角从0度到180，则导

10、线框中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向；选项B错误；C根据法拉第电磁感应定律可知，导线框中感应电动势随时间t的变化关系为e=BR2cost感应电流随时间t的变化关系为故C错误；D导线框中感应电动势的有效值为故导线框中产生的电热为故D正确。故选D。二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7. 我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高极为重要。氢原子能级图如图所示，大量处于n=4能级的氢原子，下列说法正

11、确的是（）A. 氢原子向低能级跃迁时可发出6种不同频率的光B. 氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级时发出的光的波长大于由n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光的波长C. 氢原子跃迁时发出的光子的最大能量为0.85eVD. 氢原子跃迁时对外辐射出的光谱是连续的【答案】AB【解析】【详解】A大量处于n=4能级的氢原子，氢原子向低能级跃迁时可发出种不同频率的光，A正确；B氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级时发出光子能量为由n=3能级跃迁至n=2能级时发出光子的能量为根据，光子的能量越大频率越高，所以氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级时发出光子的频率小于由n=3能级跃迁至n=2能级时发出光子的频率，频率

12、高，波长短，B正确；C氢原子跃迁时发出的光子的最大能量为C错误；D氢原子跃迁时对外辐射出的光谱是不连续的，D错误。故选AB。8. 网上热卖的科普小制作斯特林发动机如图甲所示，它是通过汽缸内的气体经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力的，因此又被称为热气机。如图乙所示，在斯特林循环的图像中，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，下列说法正确的是（）A. AB过程中，气体从外界吸收热量B. BC过程中，气体分子的平均动能增大C. CD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少D. 状态B气体的温度大于状态D气体的

13、温度【答案】BC【解析】【详解】A理想气体从AB过程为等温过程，则，而体积V变小，则，由热力学第一定律可知则，即气体向外界放热，故A错误；B因BC过程，气体体积不变而压强变大，则温度T升高，故气体分子的平均动能增大，故B正确；C在CD过程为等温膨胀，T不变，体积V变大，则压强变小；因T不变，则所有分子运动的平均快慢程度不变，而体积V变大，则分子数密度变小，故位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，故C正确；D因AB为等温过程，则，由可知图的横纵坐标所围面积为，可得，则有，故状态B气体的温度小于状态D气体的温度，故D错误。故选BC。9. 如图，理想变压器原副线圈的匝数比为k，且，交流电源输出电压U

14、保持恒定，定值电阻的阻值分别为、，电流表、电压表均为理想电表。开始时，滑动变阻器的触头位于某一位置，电流表、电压表的示数分别用和表示；现将变阻器的触头向b端移动后，电流表、电压表的示数分别用和表示，电流表、电压表示数变化分别用和表示。下列表达式正确的是（）A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【详解】AB根据欧姆定律得将变阻器的触头向b端移动后，R增大，则A错误，B正确；CD根据变压器原理可得则有，在原线圈电路中有即整理可得则有C错误，D正确。故选BD。10. 质谱仪的工作原理如图所示，大量粒子飘入加速电场，其初速度几乎为0，经过加速后，通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁

15、场中，最后打到照相底片上。在一次测试中，大量的某种粒子经加速电场加速后刚进入匀强磁场时的速度大小均为v，打在底片上的位置到M点的最小距离为，匀强磁场的磁感应强度为B，不考虑粒子的重力及它们之间的相互作用。则（）A. 粒子的比荷为B. 加速电场的电压为C. 粒子在磁场中运动的时间为D. 大量粒子所经过磁场区域最窄处的宽度为【答案】ACD【解析】【详解】A粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨道半径为根据牛顿第二定律可得解得故A正确；B粒子在电场中加速，根据动能定理可得联立，可得故B错误；C粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为粒子在磁场中运动的时间为联立，可得故C正确；D粒子在磁场中经过的区域为图中的阴影部

16、分，如图根据几何关系有最窄处的宽度为联立，可得故D正确。故选ACD。三、非选择题：本题共5小题，共56分11. 某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置，将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中，示意如图。依次测得小球各相邻位置间的距离为、。写出小球在位置1的速度表达式_。要求充分利用测量数据，写出小球运动过程中的加速度表达式_。在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是_误差。（填“偶然”或“系统”）【答案】 . . . 偶然【解析】【分析】【详解】1匀变速直线运动中，中间时刻速度等于平均速度，所以1位置的速度

17、为2题中要求充分利用数据，利用逐差法求解加速度，则解得加速度为3读数产生的误差是人为因素造成的，属于偶然误差。【点睛】一般来说，偶然误差是主观因素引起的误差，比如读数错误，操作错误等；系统误差是客观因素造成的，比如测量工具本身的精确度不够，测量方法带来的不可避免的误差等。12. 用如图a所示电路测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至_端（填“A”或“B”）（2）实验测得不同温度下的阻值，并绘得如图b的Rt-t关系图线，根据图线写出该热敏电阻的Rt-t关系式：Rt =_（）（3）铂的电阻对温度变化很灵敏，可以制成电阻温度计请利用开关、导线、铂热敏电阻、图a中某一

18、电表和图c所示的恒流源（调节旋钮时可以选择不同的输出电流，且输出电流不随外部条件的变化而变化），设计一个简易电阻温度计并在图d的虚线框内画出电路原理图_（4）结合图b的关系图线，选择恒流源的输出电流为0.15A，当选用的电表达到满偏时，电阻温度计所测温度为_如果要提高该温度计所能测量的最高温度值，请提出一种可行的方法：_【答案】 . B . 50+t . . 50 将恒流源的输出电流调小【解析】【详解】（1）开关闭合前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，故滑片应移至B端；（2）由图象可知，铂丝电阻Rt的阻值与温度的关系式：Rt50+t；（3）直流恒流电源正常工作时，其输出电流不随

19、外部条件的变化而变化，并且可读出其大小，电压表并联在铂丝电阻Rt的两端，如图所示：（4）当恒流源的输出电流为0.15A，所以当电压表示数最大时，即Rt两端的电压Ut15V时，铂丝电阻Rt的阻值最大，由丙图中所画的Rtt图象可知，此时温度计所能测量的温度最高；由I 得铂丝电阻Rt的阻值为：Rt100，则温度计所能测量的最高温度为：tRt501005050直流恒流电源正常工作时，其输出电流不随外部条件的变化而变化，并且可读出其大小，电压表并联在铂丝电阻Rt的两端，如图所示要提高该温度计所能测量的最高温度值，应使铂丝电阻Rt的阻值增大或将恒流源的输出电流调小13. 如图所示，一导热性能良好的气缸放置

20、在水平面上，其横截面积S=40cm2，内壁光滑，固定的卡口A、B与缸底的距离L=1m，厚度不计，活塞在气缸内封闭了一段长为2L的理想气体。环境温度为T0=320K。现缓慢调整气缸开口至竖直向上，稳定时缸内气体高度为1.6m。随着环境温度的降低，活塞与卡口A、B间距离会逐渐变小。取重力加速度g=10m/s2，大气压强为p0=1.0105Pa。求：（1）活塞的质量；（2）当活塞与卡口A、B接触且无作用力时的环境温度。【答案】(1)10kg；(2)200K（或-73）【解析】【详解】(1)气体初态p1=p0V1=2LS设稳定时缸内气体高度为气体末态V2=h1S由波意耳定律p1V1=p2V2代入数据解

21、得m=10kg(2)假定温度降低为T1时活塞与卡口A、B接触且无作用力.气体是等压变化过程，稳定时缸内气体高度为LV3=LS由盖吕萨克定律解得T1=200K（或-73）14. 水平虚线之间是高度为h有界匀强磁场，磁感强度为B，磁场上方的竖直平面有一个梯子形闭合导体框abcd，框宽度、总高。两竖直边导体ab和cd电阻不计，5根等距离分布的水平导体棒电阻都为R。让导体框从离磁场上边缘h高处自由下落，当bc刚进入磁场开始，导体框恰好做匀速直线运动，设重力加速度为g。求：（1）第一条水平棒bc刚进入磁场时速度大小；（2）第一条水平棒bc在磁场中运动时，bc棒上的电流大小；（3）导体框穿过磁场的整个过程中，bc棒上产生的焦耳热。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）线框整体做自由落体运动，由动能定理进入磁场时的速度（2）由法拉第电磁感应由闭合电路欧姆定律由并联电路特点解得（3）线框受力平衡，磁场力等于重力解得由于水平导体间距与磁场宽度相等，当一根导体出磁场时，另一根导体恰好进入磁场，且等效电路结构未变，故总电流也不变，