濮阳市2021-2022学年高二下学期期末考试物理（解析版）

濮阳市2021-2022学年下学期学业质量监测高二物理第I卷（选择题，共48分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.如图是某电场中的一条电场线，a、b是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从a运动到b．则在这个过程中，电荷的速度－时间图线如图所示，请比较a、b两点电势的高低和场强的大小（）A.φa>φb，Ea<EbB.φａ<φｂ，Ea=EbC.φａ<φｂ，Ea>EbD.φa>φb，Ea=Eb【答案】D【解析】【详解】负电子从a运动到b，由速度时间图线得到负电荷做减速运动，故电场力向左，因负电荷受到的电场力与场强方向相反，故场强向右，沿场强方向，电势降低，故；因为图线的斜率不变，故加速度不变，因此电场力不变，所以电场强度不变，即，D正确．2.如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为0.02s，转轴垂直于磁场方向，线圈电阻为。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A。那么任意时刻线圈中的感应电动势为（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】根据题意可知，线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A，则感应电流的最大值为根据欧姆定律可知，感应电动势的最大值为由于匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为0.02s，则任意时刻线圈中的感应电动势为故ABC错误D正确。故选D。3.1998年6月18日，清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次碰撞安全性实验，成功“中华第一撞”，从此，我国汽车整体安全性碰撞实验开始与国际接轨，在碰撞过程中，关于安全气囊的保护作用认识正确的是（）A.安全气囊作用减小了驾驶员的动量变化B.安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量C.安全气囊主要是减小了驾驶员的动量变化率D.安全气囊延长了撞击力的作用时间，从而使得动量变化更大【答案】C【解析】【分析】【详解】在碰撞过程中，人的动量的变化量是一定的，而使用安全气囊后增加了作用的时间，根据动量定理可以知道，作用时间t增加，驾驶员受到的冲击力F则变小，即减少了驾驶员的动量变化率。故选C。4.下列说法错误的是（）A.普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说B.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短C.康普顿效应进一步证实了光的粒子性D.任何一个运动物体，大到太阳、地球，小到电子、质子，都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波【答案】B【解析】【详解】A．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，故A正确，不符合题意；B．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的光照时间无关，故B错误，符合题意；C．康普顿效应进一步证实了光的粒子性，故C正确，不符合题意；D．无论是大到太阳、地球，还是小到电子、质子，都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波，故D正确，不符合题意。故选B。5.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为α粒子散射图，图中实线表示α粒子的运动轨迹。则关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（）A.图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大B.图中的α粒子反弹是因为α粒子与原子核发生了碰撞C.绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小D.根据α粒子散射实验，还可以知道原子核由质子和中子组成【答案】C【解析】【详解】A．图中大角度偏转的粒子受到的电场力先做负功，后做正功，则其电势能先增大后减小，故A错误；B．图中的粒子反弹是因为粒子与原子核之间的库仑斥力作用，并没有发生碰撞，故B错误；C．从绝大多数粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的物质只占整个原子的很小空间，故C正确；D．卢瑟福的粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，不能证明原子核是由质子和中子组成的，故D错误。故选C。6.一个氢原子中的电子从一半径为的轨道自发地直接跃迁到另一半径为的轨道，已知，则在此过程中（）A.原子要放出某一频率的光子B.原子要吸收某一频率的光子C.原子可能要放出一系列频率的光子D.原子可能要吸收一系列频率的光子【答案】A【解析】【详解】根据题意有则一个氢原子中的电子从一半径为的轨道自发地直接跃迁到另一半径为的轨道，能量减小，向外辐射光子，由于能级差固定，则只能放出某一频率的光子，故BCD错误A正确。故选A。7.在元素周期表中查到铅原子序数为82，一个铅原子质量数为207，下列说法正确的是（）A.核外有82个电子，核内有207个质子B.核内有82个电子、125个中子C.核内有82个质子、207个中子D.核内有82个质子、207个核子【答案】D【解析】【详解】在元素周期表中查到铅原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子数为82个。根据质量数（核子数）等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数为故D正确ABC错误。故选D。8.下面是列出的一些核反应方程：,，；以下选项中正确的是A.X是质子，Y是中子，Z是正电子 B.X是正电子，Y是质子，Z是中子C.X是中子，Y是正电子，Z是质子 D.X是正电子，Y是中子，Z是质子【答案】D【解析】【详解】核反应方程是遵循质量数守恒、电荷数守恒，由此规律可得，X质量数是0，电荷数是+1，X是正电子，Y质量数是1，电荷数是0，Y是中子，Z质量数是1，电荷数是+1，Z是质子，故D正确，ABC错误。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车足够长，下列说法正确的是()A.木块的最终速度为v0B.由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒C.车表面越粗糙，木块减少的动量越多D.小车获得的冲量与车表面的粗糙程度无关【答案】AD【解析】【详解】A、以小车和木块组成的系统为研究对象所受合外力为零，因此系统动量守恒，由于摩擦力的作用，m速度减小，M速度增大，m速度减小到最小时，M速度达最大，最后m、M以共同速度运动．有：，解得：，故A正确，B错误；

C、根据A选项分析，木块减少的动量与车面粗糙程度无关，故C错误；

D、根据A选项分析，小车M获得动量与车面粗糙程度无关，故D正确．【点睛】应用动量守恒定律时要清楚研究的对象和守恒条件，把动量守恒和能量守恒结合起来列出等式求解是常见的问题．10.在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是A.增大入射光强度，光电流增大B.减小入射光的强度，光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大【答案】AD【解析】【分析】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素．【详解】A．增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，光电流增大，A正确；B．光电效应现象是否消失与光的频率有关，而与照射强度无关，B错误；C．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，C错误；D．根据可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，D正确．11.图中竖直虚线框所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为的匀强磁场。已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转，电子重力忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是（）

A.E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同B.E平行纸面竖直向上，B垂直纸面向外C.E平行纸面竖直向上，B垂直纸面向里D.E垂直纸面向外，B竖直向下【答案】ABD【解析】【详解】A．若E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同，则有电子所受电场力方向与运动方向相反，而由于电子运动方向与B方向相互平行，所以不受磁场力，因此穿过此区域不会发生偏转，故A正确；B．若E竖直向上，B垂直于纸面向外，则有电场力竖直向下，而磁场力由左手定则可得方向竖直向上，所以当两力大小相等时，电子穿过此区域不会发生偏转，故B正确；C．若E竖直向上，B垂直于纸面向里，则有电场力方向竖直向下，而磁场力方向由左手定则可得竖直向下，所以两力不能使电子做直线运动，故C错误；D．若E垂直纸面向外，B竖直向下，则有电场力方向为垂直于纸面向里，而磁场力方向由左手定则可得垂直于纸面向外，所以当两力大小相等时，电子穿过此区域不会发生偏转，故D正确。故选ABD。12.如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻．线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直．设OO′下方磁场区域足够大，不计空气阻力影响，则下列图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律（）

A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】线框先做自由落体运动，ab边进入磁场做减速运动，加速度应该是逐渐减小，而A图象中的加速度逐渐增大．故A错误．线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后做减速运动，因为重力小于安培力，当加速度减小到零做匀速直线运动，cd边进入磁场做匀加速直线运动，加速度为g．故B正确．线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后因为重力大于安培力，做加速度减小的加速运动，cd边离开磁场做匀加速直线运动，加速度为g，故C正确．线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后因为重力等于安培力，做匀速直线运动，cd边离开【点睛】解决本题的关键能够根据物体的受力判断物体的运动，即比较安培力与重力的大小关系，结合安培力公式、切割产生的感应电动势公式进行分析．第Ⅱ卷（非选择题，共52分）三、实验题：本题共2小题，共14分。13.某小组在做“寻求碰撞中的不变量”实验时，采用了如图1所示的实验装置，小车甲、乙的碰撞端分别装上撞针与橡皮泥。

现进行以下操作：把打点计时器固定在光滑水平轨道左侧，将纸带一端穿过打点计时器，另一端连在小车甲的后面；打开打点计时器，轻推一下小车甲，使其获得一定速度，之后与静止的小车乙碰撞粘连成一体；关闭打点计时器，取下纸带，进行相关探究。在某次实验中得到的部分纸带如图2所示，图中的直尺为毫米刻度尺。（1）请判断小车甲是与图示纸带的___________（选填“左端”或“右端”）相连接，并说明理由___________。（2）若测量出小车甲的质量为524.4g，小车乙的质量为510.0g，则在这次碰撞中，小车甲对小车乙的冲量为___________kg·m/s（保留两位有效数字）。【答案】①.右端②.因为甲与乙碰后粘在一起，速度减小，相等时间内的间隔减小，由于纸带右侧速度大，为碰前速度，所以小车甲是与图示纸带的右端相连③.0.10【解析】【详解】（1）[1][2]因为甲与乙碰后粘在一起，速度减小，相等时间内的间隔减小，由于纸带右侧速度大，为碰前速度，所以小车甲是与图示纸带的右端相连。（2）[3]由纸带数据可得，碰后共同速度为碰后乙的动量由动量定理可得小车甲对小车乙的冲量为14.有一根长电阻丝，用多用电表欧姆挡测得其接入电路的电阻Rx约为1kΩ，现某同学利用下列器材测量该电阻丝的电阻率：A.毫米刻度尺;B.螺旋测微器；C.电流表A1(量程为5mA，内阻约为3Ω);D.电流表A2(量程为100mA，内阻约为0.6Ω)；E.电压表V1(量程为5V,内阻约为5kΩ);F.电压表V2(量程为15V,内阻约为15kΩ);G.滑动变阻器R(阻值范围为0〜100Ω，额定电流1.5A)；H.电源E：(电动势为6V，内阻不计)；I开关S，导线若干．(1)他用毫米刻度尺测出电阻丝长度后，用螺旋测微器测电阻丝的直径，其示数如图所示，该电阻丝的直径d=____________cm．(2)为了更准确地测量电阻丝的电阻，且调节方便，实验中应选用电流表______，电压表________．（填写器材前面的字母）(3)在方框内画出测量该电阻丝的电阻R的实验电路原理图．（图中器材用题干中相应的物理量符号标注）_________(4)若电压表的示数为U，电流表的示数为I,电阻丝的长度为l,金属丝的直径为d，则计算电阻丝的电阻率的数学表达式为ρ=_________(用已知量的符号表示）．【答案】①.0.0678②.C③.E④.⑤.【解析】【详解】(1)[1]螺旋测微器主尺读数为0.5mm，分度尺读数为0.178mm，故电阻丝的直径d=0.5mm+0.178mm=0.678mm=0.0678cm(2)[2][3]电源电动势为6V，电阻约为1000Ω，根据闭合电路欧姆定律电路中最大电流为6mA所以电流表选C；因电源电动势为6V，所以电压表应选E；(3)[4]变阻器阻值太小而电阻值太大，应用分压式接法，为了调节方便变阻器应选阻值小的，故选G，由于故电流表应用内接法,电路图如图所示：(4)[5]由欧姆定律可知而联立解得四、论述、计算题：本题共4小题，共38分。解答应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15.如图所示，质量为m、电量为-q的带电粒子在两个等量同种正电荷（电荷量均为Q）连线的中垂面上以某一速度做半径为4L的匀速圆周运动；如果此粒子以同样大小的速度绕电荷量为+Q的点电荷做匀速圆周运动，求粒子的运动半径是多少？粒子重力忽略不计.（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）【答案】【解析】【详解】设带电q粒子在匀速圆周运动的速度为v依题意从几何关系可知，Q和间距（1）粒子在两中垂面作匀速圆周运动∴（2）粒子在以相同速度绕问题匀速圆周运动半径为r∴（3）联立（1）（2）（3），得16.如图所示，两根相同的轻质弹簧的劲度系数为k，静止吊起一根长为L、质量为m的匀质水平金属棒PQ，金属棒处于方向水平向外的匀强磁场中。当金属棒中通有由P端流向Q端的电流I时，弹簧的伸长量为x，重力加速度为g，求匀强磁场的磁感应强度大小。

【答案】【解析】【详解】根据题意，由左手定则可知，金属棒所受安培力方向竖直向下，设金属棒所受安培力的大小为，每根弹簧的弹力为，对金属棒，由平衡条件有由胡克定律有设匀强磁场的磁感应强度大小，根据公式有联立解得17.一个静止的铀核（原子质量为232.0372u