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（含解析）

2021-2022学年第二学期六校期末联考试题

高二物理

一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。每题只有一个选项最

符合题意。

1.氮3大量存在于月球表面月壤中，是未来的清洁能源。两个氢3聚变的核反应方程是

；He+；Hef：He+2X+12.86MeV,则*为（）

A.电子B.笊核C.中子D.质子

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.如图所示为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于〃=3的激发态，当氢原子从〃=3能

级跃迁到〃=2能级时，辐射出光子当氢原子从〃=3能级跃迁到〃=1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。的能量大于光子。的能量

C.光子。的波长小于光子b的波长

D.光子〃的动量小于光子人的动量

答案：D

解析：A.大量氢原子所于n=3能级时跃迁所发射的谱线即光子的种类为

C；=3

故A错误；

B.由题意可知，光子。的能量为氢原子从〃=3能级跃迁到”=2能级时所放出的能量，光子

b的能量为氢原子从〃=3能级跃迁到〃=1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

E=hv=h—

A

即能量大的光子，波长短，则光子。的波长大于光子人的波长，故C错误；

h

D.由公式/l=一可知，波长长的动量小，则光子〃的动量小于光子〃的动量，故D正确。

P

故选Do

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。己知U0

时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（

图乙

A.仁5s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./=6.5s时电梯速度最大

答案：C

解析：A.由图乙可知，仁5s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0Tos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，49.0s时，电梯的速度最大，故D错误。

故选C。

4.甲、乙两车沿同一直道行驶，f=0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r变化的关系如图所示，两图线交点的坐标为（12s,1441.）。则（）

x/m

o12t/s

A.甲车做匀加速直线运动B.f=12s时两车速度相同

C./=4s时两车相距32mD.f=5s时乙车的速度大小为18km/h

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f=12s时乙车的速度大于甲车的速度，B错误；

C.由

12

x=-at

2

解得

a=2m/s2

故f=4s时，乙车的位移大小为

1,

x,=—x2x4-m=16m

乙2

由图像可知，，=4s时甲车的位移大小为48m,可得u4s时。两车相距32m,C正确；

D.f=5s时，乙车的速度大小为

v=at=10m/,y=36km/h

D错误。

故选Co

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2.2x104km,地球静止轨道卫星距地面高度

约为3.6x104km,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9.8m/s2

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

答案：D

解析：A.由公式

GMmv2

——=m—

rr

得

由于中圆地球轨道卫星半径大于地球半径，则中圆地球轨道卫星运行速度小于第一宇宙速

度，故A错误；

B.由公式

GMm

——z-=ma

可知，随高度的增大，重力加速度减小，故B错误;

C.由开普勒第三定律叁=%可知,由于中圆地球轨道卫星的半径小于地球静止轨道卫星

的半径，则中圆地球轨道卫星的周期小于地球静止轨道卫星的周期，故c错误；

2兀

D.由公式（y=—可知，中圆地球轨道卫星的周期小于地球静止轨道卫星的周期，则中圆

T

地球轨道卫星的角速度大于地球静止轨道卫星的角速度，故D正确。

故选D。

6.一定质量的理想气体分别经历ATBT。和ATC—。两个变化过程，如图所示。ATBTO

过程，气体对外做功为阳，与外界变换的热量为ATC—O过程，气体对外做功为卬2,

与外界变换的热量为Q2,则两过程中（）

A.气体吸热，B.气体吸热，叶1=卬2

C.气体放热，。|=。2D.气体放热，W|>W2

答案：A

解析：p-y图像中，图线与V轴所包围面积为气体对外所做的功，所以W|>W2；根据热

力学第一定律，由于两过程的初、末状态pH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

△U=W+Q

W<0,At/=O

可知两过程气体吸热，且故A正确，BCD错误。

故选Ao

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

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

iUc=0-琢皿

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

叱广hv-Ekmax=(3.6—0.9)eV=2.7eV

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Ao

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()

O

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

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Bo

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

半径为八和5(r2>n)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

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，2＞外,

根据由向心力公式

可知

V2＞V]

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

F=ma

可得甲的向心加速度和乙的大小相等，故B错误；

C、由于V2＞也，且直线冲刺时的加速度大小相等，根据运动学公式

12

x=vot+—at

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

AEk=F：；s=ma2s

故甲、乙动能的变化量相等，故D错误。

故选Co

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人轻杆向右移动不超过/时，装置可安

全工作。一质量为机的小车以速度W撞击弹簧后，轻杆恰好向右移动/,此过程其速度V随

时间r变化的^一/图像如图乙所示。已知在0〜八时间内，图线为曲线，在A〜女时间内，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（)

/轻杆

LCr~OJ

甲

f

A.在。〜〃时间内，小车运动的位移为2乙

K

B.在4时刻，小车速度0=Jv；-

Vm

C.在0〜介时间内，轻杆摩擦产生热Q=/7

D.在八十f2时刻，小车恰好离开轻弹簧

答案：C

解析：A.在0~九时间内，小车压缩弹簧轻杆保持静止，在人时刻，弹力等于最大静摩擦力,

则在0~fi时间内，小车运动的位移为弹簧的形变量有

X-L

k

A错误；

B.在A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/,由动能定理有

“12

解得

所以在h时刻,小车速度为V1B错误;

C.在0~f2时间内，轻杆摩擦产生热为

Q=#

C正确;

D.在0~4时间内，小车先做加速度增大的减速运动，在乙~q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

时间比八大，所以在外+h时刻，小车还末离开轻弹簧，D错误；

故选C。

二、非选择题：本题共5小题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必

要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数

值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11.如图所示，某同学利用图示装置做“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

簧秤相连，C为弹簧秤，实验时改变钩码的质量，读出弹簧秤的不同示数F,不计细绳与滑

轮之间的摩擦力.

光t光电遮光条

气柴等轨田冷块口

定布轮口刻度尺

钩码

（1）根据实验原理图，本实验（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（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（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（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与弹簧秤拉力F的图象可能是（填图象下方的字母）.

（3）若该同学作出的a-F图象中图线的斜率为k,则滑块（含遮光条）的质量为.

答案：①.不需要②.不必要③.不必要④.大于⑤.C-

k

解析：（1）此实验用气垫导轨，导轨水平时滑块与导轨之间没摩擦力，所以不需要垫高木板

的一端平衡摩擦力：滑块受到的拉力可以用弹簧秤测出，故不需要满足钩码的质量远小于滑

块和遮光条的总质量，也不需要用天平测出所挂钩码的质量；因钩码挂在动滑轮上，则滑块

的加速度等于钩码加速度的2倍，即滑块（含遮光条）的加速度大于钩码的加速度.

（2）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，则加外力时，需到达一定的值才能使滑块加速运动，则作出的滑块（含遮光条）加

速度a与弹簧秤拉力F的图象可能是C.

（3）根据。=」-尸，则口-=左，解得

MMk

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/光子。设正、

负电子的质量在对撞前均为加，对撞前的动能均为E，光在真空中的传播速度为普朗

克常量为

（1）写出方程式；

（2）求对撞后转化成y光子的波长。

答案：⑴_；e++：e—>27；⑵一

mc~+E

解析：（1）该反应方程为

上++；227

（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

△E=2〃2c2

根据能量守恒可知

2加=2E+AE

即有

—=2E+2mc2

A

所以光子在真空中波长

.he

4=—;---

mc~+E

13.根据某种轮胎说明书可知,轮胎内气体压强的正常值在2.4xl()5pa至2.5xl()5pa之间，

轮胎的容积匕=2.5xl(r2m3。己知当地气温务=27℃,大气压强=1.0xl()5pa,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Po，求最多可充入压强为Po的气体的体积V；

⑵充好气的轮胎内气压p,=2.5xl05Pa,被运送到气温4=-3℃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。

答案：⑴V=3.75xlO-2m3；(2)需要充气

解析：(1)设最多可充入压强为Po气体的体积为匕轮胎内气体压强达到2.5xl()5Pa，由

玻意耳定律得

解得V=3.75x10-2n?

(2)设轮胎运送到某地后，轮胎内气体压强为由查理定律得

ToTt

解得P2=2.25x1()5pa

因为p?=2.25x1CTpa<2.4x1()5Pa,所以需要充气。

14.在粗糙水平面上固定一半径R=2.75m的光滑四分之一圆弧槽。距圆弧槽最低点右侧

%=0.75m处有一个质量1.0kg、长度L=5.75m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〃?=3.0kg的小物块Q,现让一质量也为加

的小物块可视为质点)以%=14m/s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。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4=040,重力加速度g=10m/s2,求:

(1)从P开始运动到与Q发生碰撞所经历的时间h

(2)薄木板与水平面间的动摩擦因数〃2；

(3)P、。碰撞后运动的最大高度”。

答案：(l)t=0.5s；(2)A2=0.15；(3)H=1.8m

解析：(1)对小物块P,根据牛顿第二定律：

H\ing=mat

根据运动学公式：

,12

L+xo=vot--alt

联立可得：

r=0.5s

(2)对薄木板，根据牛顿第二定律：

HMg一4(加+M)g=

根据运动学公式：

1,2

xo=~2卬

联立可得：

=0.15

(3)小物块产运动至刚与Q发生碰撞时的速度：

丫=%一卬

对P、Q系统，碰撞瞬间根据动量守恒定律：

/wv=(/n+/72)vl

沿圆弧面继续运动过程，根据能量守恒:

£0

—2mv^=2mgH

联立以上各式可得:

H=1.8m

15.如图所示，框架的水平细杆0M粗糙，竖直细杆ON光滑，质量分别为〃?、2,联的金属

环a、b用长为乙的轻质细线连接，分别套在水平杆和竖直杆上。a、b处于静止状态，细线

与水平方向的夹角仇=53°。已知a环与水平杆间的动摩擦因数为〃=0.5,设最大静摩擦力等

于滑动摩擦力，重力加速度为g,