北京市昌平区高二下学期期末物理试题

昌平区2021-2022学年第二学期高二年级期末质量抽测物理试卷第一部分本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.以下运动中加速度大小和方向都变化的是（）A.简谐振动 B.匀速圆周运动C.平抛运动 D.匀速直线运动【答案】A【解析】【详解】A．做简谐运动的物体所受合外力的大小和方向是变化的，则加速度的大小和方向都变化，故A正确；B．做匀速圆周运动的物体所受合力大小不变，始终指向圆心，则加速度的大小不变，方向变化，故B错误；C．平抛运动是仅受重力的运动，加速度的大小和方向都不变，故C错误；D．匀速直线运动的加速度为零，故D错误。故选A。2.如图所示为一束红光经过狭缝装置得到的图样，下列说法正确的是（）A.图为干涉图样 B.图为衍射图样C.只减小狭缝宽度，中央亮纹会变窄 D.只将红光换成蓝光，中央亮纹会变宽【答案】B【解析】【详解】AB．由题图可以看到，其条纹的特点是中央条纹最宽最亮，且条纹间距不相等，所以图为衍射图样，而不是干涉图样，故A错误，B正确；CD．由衍射图样的特征可知，中央亮条纹的宽度与入射光的波长和单缝宽窄有关，入射光波长越长，单缝越窄，中央亮条纹的宽度越大，而红光的波长比蓝光的波长要长，故CD错误。故选B。3.如图为气体速率分布图，纵坐标表示该速率的分子占总分子数的百分比，图线下的面积为，图线下的面积为，下列说法正确的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【分析】【详解】AB．由图可知，T2中速率大分子占据的比例较大，则说明T2对应的平均动能较大，故T2对应的温度较高，，故A错误，B正确。CD．曲线下的面积表示分子速率从0-∞所有区间内分子数的比率之和，均为1，相等，即，故CD错误；故选B。4.一定质量的理想气体从状态a开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态b和c，其状态变化过程的p-V图线如图所示。下列说法正确的是（）A.从a到b，气体的温度升高B.从a到b，气体分子热运动的速率不变C.从b到c，气体对外界做功，内能减少D.从b到c，气体从外界吸收热量，内能增加【答案】D【解析】【详解】AB．从a到b，体积不变，压强减小，所以气体的温度降低，气体分子热运动的速率减小，故AB错误；CD．从b到c，压强不变，体积增大，则气体对外界做功，温度升高，内能增大，由知气体从外界吸收热量，故C错误，D正确。故选D。5.如图所示，取一条较长的软绳，用手握住O点连续上下抖动，在绳上形成一列简谐横波，某一时刻绳上a、b、c三个质点均处于平衡位置。已知O点完成一次全振动所用的时间为T。下列说法正确的是（）A.a、b两质点间的距离等于波长 B.a、b两质点振动方向时刻相反C.再经，b质点将到达波峰位置 D.再经，b质点将运动到c质点位置【答案】B【解析】【详解】A．O点完成一次全振动所用的时间为T。在一个周期内振动传播的距离等于波长，即a、c两质点间的距离等于波长，a、b两质点间的距离等于半个波长，A错误；B．由波的传播规律，a、b两质点间的距离等于半个波长，由上下坡特点可知，a、b两质点振动方向时刻相反，B正确；C．由题意可知，该波沿水平向右方向传播，此时质点b从平衡位置向下振动，再经，b质点将到达波谷位置，C错误；D．参与波传播的质点，只在各自的平衡位置附近振动，不会随波传播的方向移动，D错误。故选B。6.如图所示，用激光笔从A点照射半圆形玻璃砖的圆心O点，发现有OB、OC两条细光束。当入射光束AO绕O点顺时针转动小角度，OB、OC也会随之转动。则（）A.光束OB顺时针转动的角度等于 B.光束OC逆时针转动的角度小于C.光束OB逐渐变亮 D.光束OC逐渐变亮【答案】D【解析】【详解】A．由图可知，OB为折射光线，光从光密介质到光疏介质，入射角小于折射角，当入射光束AO绕O点顺时针转动，OB为折射光线也顺时针转动，但转动的更快，所以光束OB顺时针转动的角度大于，故A错误；B．由图可知，光束OC为反射光线，转动方向与入射光线相反，但转动快慢相同，故B错误；CD．当入射光线AO转动到一定程度时，入射角等于临界角，发生全发射，折射光线会消失，这一过程中，折射光线变暗，反射光线变亮，故C错误，D正确。故选D7.分子势能随分子间距离r变化的图像如图所示，取r趋于无穷大时为零，若甲分子固定在坐标原点O处，乙分子从处由静止释放运动到的过程中，下列说法正确的是（）A.当时，分子引力与分子斥力大小相等B.当时，分子引力大于分子斥力C.从到分子力对乙做正功，分子势能减少D.从到分子力对乙做负功，分子势能减少【答案】C【解析】【详解】B．为平衡位置，分子引力等于斥力，B错误；A．当时，分子力表现为斥力，分子斥力大于分子引力，A错误；C．从到，分子力为引力，分子力对乙做正功，分子势能减小，C正确；D．从到，分子力为斥力，分子力对乙做负功，分子势能增大，D错误；故选C。8.某同学在探究变压器原、副线圈电压规律时，自己绕制了两个线圈，套在可拆变压器的铁芯上，组成了一个新变压器，如图所示。原线圈连接到学生电源的交流输出端并保持电压不变，副线圈接灯泡，灯泡正常发光。若将该变压器视为理想变压器，不考虑导线电阻，下列说法正确的是（）A.适当增加原线圈的匝数，灯泡会变暗B.适当增加原线圈的匝数，灯泡会变亮C.将一定值电阻与灯泡并联，灯泡会变暗D.将一定值电阻与灯泡并联，灯泡会变亮【答案】A【解析】【详解】AB．根据变压器电压匝数关系有可知，当原线圈两端电压一定时，增加原线圈的匝数，副线圈两端电压减小，则灯泡会变暗，A正确，B错误；C．将一定值电阻与灯泡并联时，根据电压匝数关系，副线圈两端电压不变，灯泡两端电压不变，则灯泡亮度不变，CD错误。故选A。9.如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A由静止释放并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。下列说法正确的是（）A.该弹簧振子的振幅为2A B.经时间，小球向上运动的距离小于C.时刻，小球的速度和加速度均最大 D.如果A少量增大，周期T也将增大【答案】B【解析】【详解】A．该弹簧振子的振幅为A，故A错误；B．内小球的平均速度小于的平均速度，故在内小球向上运动的距离小于，故B正确；C．时刻，小球位于平衡位置，速度最大，加速度为零，故C错误；D．弹簧振子的周期与振幅无关，所以如果A少量增大，周期T不变，故D错误。故选B。10.摆动是生活中常见的一种运动形式，如钟摆的运动、秋千的运动都是摆动。如图所示为某同学荡秋千情景，该同学的质量为m，重力加速度为g。秋千在摆动过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.最低时，秋千对该同学的作用力等于mgB.最低时，秋千对该同学的作用力小于mgC.最高时，该同学的速度和加速度均为零D.最高时，该同学的速度为零，加速度小于g【答案】D【解析】【详解】AB．最低时，设某同学的速度为v，则可知秋千对该同学的作用力大于mg。给AB错误；CD．最高时，该同学的速度为零，设绳与竖直方向上的夹角为，垂直绳方向有解得故C错误，D正确。故选D。11.如图所示，有一只小船停靠在湖边码头，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，进行了如下操作：首先测量船长为L；然后轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船，测出船相对码头后退的距离d、水的阻力忽略不计。要想达到实验目的，该同学还只需测量（）A.当地的重力加速度 B.从船头走到船尾所用时间C.自身的质量 D.自身相对码头前进的距离【答案】C【解析】【详解】由“人船模型”可知所以要测出船的质量，需要测量人自身的质量。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。12.2022年2月5日，北京冬奥会短道速滑项目在首都体育馆开赛，中国队以2分37秒348夺得混合团体冠军，比赛中“接棒”运动员（称为“甲”）在前面滑行，“交棒”运动员（称为“乙”从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程，如图所示。假设交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上，忽略运动员与冰面之间的摩擦。在交接棒过程，下列说法正确的是（）A.乙对甲的作用力大于甲对乙的作用力B.甲、乙两运动员相互作用力的冲量之和一定等于零C.甲、乙两运动员相互作用力做功之和一定等于零D.甲、乙两运动员组成的系统动量和机械能均守恒【答案】B【解析】【详解】AB．根据牛顿第三定律可知，两运动员之间的相互作用力大小相等，方向相反，且作用时间相等，根据I=Ft可知两运动员相互作用力的冲量大小相等，方向相反，冲量之和一定为零。故A错误；B正确；C．两运动员相互作用时，相对地面的位移不一定相同，因此相互作用力的功之和不一定等于零。故C错误；D．两运动员组成的系统动量守恒，但“交棒”运动员从后面用力推前方“接棒”运动员的过程中要消耗人体的化学能，转化为系统的机械能，则机械能不守恒。故D错误。故选B。13.为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由电感L与电容构成的回路中产生振荡电流。当储罐中的液面上升时（）A.电容器的电容减小 B.电容器的电容不变C.LC回路的振荡频率减小 D.LC回路的振荡频率增大【答案】C【解析】【详解】AB．根据平行板电容器的电容表达式有当储罐中的不导电液体的液面上升时，相当于插入电介质，介电常数增大，则电容增大，AB错误；CD．根据LC回路的振荡频率表达式有可知，电容增大，频率减小，C正确，D错误。故选C。14.激光制冷技术在很多领域得到了广泛的应用。由分子动理论可知，分子或原子运动越激烈，物体温度越高。激光制冷的原理就是利用大量光子（光子说认为光是一份一份的，每一份为一个光子）阻碍原子运动，使其减速，从而降低物体的温度。如图所示，某时刻一个原子位于Oxyz坐标系的原点，两束完全相同的激光，沿x轴从相反的方向对原子进行照射。根据多普勒效应，当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。下列说法正确的是（）A.为使原子减速，所用激光的频率应等于原子的固有频率B.为使原子减速，所用激光的频率应大于原子的固有频率C.假设原子可以吸收光子，当原子向x轴正向运动时，a激光可使原子减速D.假设原子可以吸收光子，当原子向x轴负向运动时，a激光可使原子减速【答案】D【解析】【详解】设原子动量大小为，激光的光子动量大小为，因为原子动量需要减小为，则根据动量守恒定律可知，为了使原子动量减小，激光的照射方向应与原子的运动方向相反。根据多普勒效应，原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。则所用激光的频率应小于原子的固有频率。故ABC错误，D正确。故选D。第二部分本部分共6题，共58分。15.某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，他先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；再用注射器吸取一段油酸酒精溶液，测量并计算出1滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积后，接下来又进行了下列操作：①根据画有油膜形状玻璃板上的坐标方格，计算出油膜的面积；根据油酸的体积和面积计算出油酸分子的直径。②在浅盘里倒入适量水，将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。③待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状。④用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，形成一块油膜。（1）以上操作合理的顺序是___________（填写步骤前面的数字）。（2）本实验需做一些理想化的近似，其中必要的是___________。A.将在水面上的油膜视为单分子油膜B.将油膜分子视为紧密排列的球形分子C.将油酸酒精溶液视为纯油酸（3）某同学取用的油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有液滴50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，在玻璃板上描出油酸的轮廓，形状如图所示。坐标纸中正方形小方格的边长为20mm。由此可知，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为___________mL；估测油酸分子的直径为___________m（结果保留1位有效数字）。【答案】①.②④③①②.AB##BA③.④.【解析】【详解】（1）[1]实验操作合理的顺序②④③①。（2）[2]该实验中应做以下近似：油膜是呈单分子分布的，把油酸分子看成球形，分子之间没有空隙，紧密排列。故AB正确，C错误。故选AB。（3）[3]每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为[4]油酸面积为油酸分子直径为16.某实验小组用如图所示装置做“用单摆测量重力加速度”实验。（1）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的______（选填选项前的字母）；A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约1cm的匀质铁球D．直径约10cm的匀质木球（2）在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为l，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为______（用字母l、d表示）。将摆球拉离平衡位置小角度由静止释放，摆球通过平衡位置时开始计时并记数为“0”，再次回到平衡位置时记为“1”，……当记数数到“n”用时为t。则重力加速度可表示为______（用字母l、d、n、t等表示）；（3）某同学做实验时，测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，画出了图像，该图像对应下列图中的______图。A.B.C.D.【答案】①.AC②.③.④.C【解析】【详解】（1）[1]AB．单摆的摆线要求质量轻，伸长可以忽略，长在1m左右，A正确，B错误；CD．单摆的摆球要求质量大体积小，即密度大的，C正确，D错误。故选AC；（2）[2][3]单摆的摆长根据周期公式根据计时规律有解得（3）[4]根据（2）可得图像为一次函数的线性关系，ABD错误，C正确。故选C。17.如图所示，一个质量m=50kg的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处。已知运动员与网接触的时间为，重力加速度g取。（1）求运动员与网接触这段时间内动量的变化量；（2）求网对运动员的平均作用力大小；（3）蹦床时，运动员与网作用时通过“曲腿然后用力蹬网”动作使自己越蹦越高，请从物理学角度分析其中的道理。【答案】（1），方向竖直向上；（2）1500N；（3）见解析【解析】【详解】（1）运动员触网前运动员触网后触网过程中动量的变化量解得方向竖直向上（2）触网过程中，有动量定理有解得（3）运动员与网作用时通过“曲腿然后用力蹬网”增大网的弹性势能，在弹性势能转化为动能的过程中，增大运动员离网的速度，从而使自己越蹦越高。18.正方形线框在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动，如图所示。线框边长为L，匝数为N，线框的总电阻为r，外电路的电阻为R，磁感应强度的大小为B。求：（1）转动过程中产生的感应电动势的最大值Em；（2）线圈转动过程中，图中电压表的示数U；（3）从图示位置开始，线圈转过90°的过程中通过电阻R的电量q。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）感应电动势的最大值（2）转动过程中，电压表的示数为有效值又联立可得（3）设从图示位置开始，线圈转过所用时间为，此过程感应电动势的平均值为，电流的平均值为，根据又联立可得19.利用冲击摆可以测量子弹的速度大小。如图所示，长度为l的细绳悬挂质量为M的沙箱，质量为m的子弹沿水平方向射入沙箱并留在沙箱中，测出沙箱偏离平衡位置的最大角度为θ。自子弹开始接触沙箱至二者共速的过程中，忽略沙箱的微小偏离；沙箱上摆的过程中未发生转动，沙子漏出忽略不计。重力加速度为g。求：（1）子弹射入沙箱后的共同速度大小v；（2）子弹射入沙箱前的速度大小v0；（3）若m<<M，估算子弹射入沙箱过程中系统损失的机械能E。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）沙箱（含子弹）上摆角度θ的过程，据机械能守恒定律可得解得子弹射入沙箱后的共同速度大小为（2）子弹射入沙箱的过程，据动量守恒定律可得mv0=(m+M)v联立解得子弹射入沙箱前的速度大小为（3）子弹射入沙箱过程中，根据动量守恒定律可得mv0=(m+M)