精品解析：山東省濰坊市2021-2022學年高二（下）期末物理試題（解析版）.docx

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高二物理試卷注意事項：1.答題前，考生先將自己的學校、姓名、班級、座號、考號填涂在相應位置。2.選擇題答案必須使用2B鉛筆（按填涂樣例）正確填涂；非選擇題答案必須使用0.5毫米黑色簽字筆書寫，繪圖時，可用2B鉛筆作答，字體工整、筆跡清楚。3.請按照題號在各題目的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。保持卡面清潔，不折疊、不破損。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.硼中子俘獲治療技術（簡稱BNCT）是近年來國際腫瘤治療領域新興的精準診療技術。治療時，先給病人注射一種含硼（）的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲一個中子后產(chǎn)生X，X衰變生成粒子Y和鋰（）離子，并伴隨有高殺傷力的γ射線，下列說法正確的是（　　）A.X應該是B.X應該是C.Y是α粒子D.Y是β粒子【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知X應該是，且Y的質量數(shù)和電荷數(shù)分別為即Y是α粒子，故ABD錯誤，C正確。故選C。2.一定質量0℃的冰在熔化過程中，下列關于其產(chǎn)生的冰水混合物說法正確的是（　　）A.分子的平均動能變大，內能變大B.分子的平均動能不變，內能不變C.分子勢能變大，內能變大D.分子勢能不變，內能不變【答案】C【解析】【詳解】一定質量0℃的冰在熔化過程中，其產(chǎn)生的冰水混合物溫度也為0℃，所以分子的平均動能不變，但熔化過程中吸熱，所以內能增大，則分子勢能增大，故ABD錯誤，C正確。故選C。 3.用如圖所示的電路研究光電效應。當用光子能量為的光照射陰極K，調節(jié)滑動變阻器，當電壓表示數(shù)為時，電流表示數(shù)剛好變?yōu)榱?。換用光子能量為的光照射陰極K，當滑動變阻器的觸頭從最左端滑至最右端的過程中，電流表示數(shù)（　?。〢.先逐漸減小到零，后保持零不變B.一直持續(xù)減小C.一直為零D.先逐漸增大，后保持不變【答案】A【解析】【詳解】當用光子能量為光照射陰極K時，遏止電壓為3V，根據(jù)動能定理和愛因斯坦光電效應方程可得所以光電管陰極材料的逸出功為換用光子能量為的光照射陰極K，同樣可以發(fā)生光電效應，當滑動變阻器的觸頭從最左端滑至最右端的過程中，光電管兩端反向電壓從零開始逐漸增大，到達陽極的光電子數(shù)先減少，電流表示數(shù)先逐漸減小，當反向電壓增大至遏止電壓后所有光電子將無法到達陽極，電流表示數(shù)為零，且保持不變。故選A。4.如圖所示，兩端封閉的細玻璃管豎直放置，用一段水銀將管內空氣分成a、b兩部分，玻璃管導熱良好。若緩慢轉動玻璃管至水平位置，則轉動過程中（　?。?A.a氣體壓強變小，吸收熱量B.a氣體壓強變大，放出熱量C.b氣體吸收的熱量等于a氣體放出的熱量D.b氣體吸收的熱量小于a氣體放出的熱量【答案】B【解析】【詳解】AB．根據(jù)平衡條件易知開始時b氣體壓強大于a氣體壓強，玻璃管水平時，a、b氣體壓強相等，所以轉動過程中a氣體壓強變大，b氣體壓強變小，根據(jù)玻意耳定律可知a氣體體積減小，外界對a氣體做功，b氣體體積增大，b氣體對外界做功。a、b氣體溫度不變，則內能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知，a氣體放出熱量，b氣體吸收熱量，故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)熱力學第一定律可知，b氣體吸收的熱量等于對外界做的功，而外界對a氣體做的功等于放出的熱量，且b體積的增加量等于a體積的減小量，而玻璃管從豎直狀態(tài)緩慢轉動到水平狀態(tài)的過程中，b氣體壓強始終大于a氣體壓強，則根據(jù)可知b氣體吸收的熱量大于a氣體放出的熱量，故CD錯誤。故選B。5.氫原子能級示意圖如圖所示。大量處于n＝4能級的氫原子，向低能級躍遷會輻射多種波長的光子，這些光子的最長和最短波長分別為、，則與的比值約為（　　）A.4B.15C.18D.19【答案】D 【解析】【詳解】從n=4向n=3躍遷時輻射的光子能量最小，波長最長，所以從n=4向n=1躍遷時輻射的光子能量最大，波長最短，所以由以上兩式解得故選D。6.航天器上常用的核電池為“钚238”核熱電池，其原理為：電池芯部的“钚238”衰變產(chǎn)生熱量，通過“熱電轉換器”將熱能轉化為電能。已知“钚238”（）衰變產(chǎn)生α粒子和新核X，質量為M的“钚238”經(jīng)時間發(fā)生衰變的質量為，則（　?。〢.產(chǎn)生的α射線有很強的穿透能力B.X核內有143個中子C.“钚238”的半衰期為D.電池工作時內部處于高溫，“钚238”的半衰期變短【答案】C【解析】【詳解】A．α射線穿透能力較弱，在空氣中只能前進幾厘米，用一張紙就能把它擋住，故A錯誤；B．根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X的質量數(shù)和電荷數(shù)分別為所以中子數(shù)為故B錯誤；C．設“钚238”的半衰期為t，由題意可得 解得故C正確；D．半衰期由核內部自身的因素決定，與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件均無關，所以電池工作時內部處于高溫，“钚238”的半衰期不變，故D錯誤。故選C。7.一定質量理想氣體狀態(tài)變化的圖像如圖所示，處于a狀態(tài)的氣體，經(jīng)過程1到達b狀態(tài)，也可經(jīng)過程2到達c狀態(tài)，其中ac的延長線過坐標原點，ab和bc分別與T軸和V軸平行。氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強分別為和，在過程1和2中放出的熱量分別為和，則（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【詳解】狀態(tài)b和狀態(tài)c根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，則經(jīng)過ab到達狀態(tài)b或經(jīng)過ac到達狀態(tài)c，溫度變化相同，所以內能變化相同，經(jīng)過ac到達狀態(tài)c，體積減小，外界對氣體做功，即根據(jù)熱力學第一定律，則放出的熱量經(jīng)過ab到達狀態(tài)b，體積不變，對外不做功，即 根據(jù)熱力學第一定律，則放出的熱量所以故選D。8.某探究小組測試一發(fā)電機性能的電路如圖甲所示，燈泡L兩端的電壓隨時間變化的關系如圖乙所示。已知發(fā)電機線圈的電阻為6，匝數(shù)為500匝，燈泡L的電阻為44，下列說法正確的是（　?。〢.線圈轉動的角速度為B.穿過線圈磁通量的最大值為C.發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢瞬時值表達式為D.線圈轉動一周產(chǎn)生的總電能為50J【答案】B【解析】【詳解】A．由乙圖可知發(fā)動機線圈轉動的周期為根據(jù)解得故A錯誤；B．根據(jù) 解得又聯(lián)立，可得故B正確；C．發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢瞬時值表達式為故C錯誤；D．線圈轉動一周產(chǎn)生的總電能為又聯(lián)立，可得故D錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.人類對事物的認識往往是從宏觀到微觀逐步深入，下列對熱現(xiàn)象的解釋中正確的是（　?。〢.溫度越高布朗運動越劇烈，是因為固體小顆粒分子的熱運動越劇烈B.單晶體具有各向異性，是因為組成晶體的原子排列具有空間上的周期性C.封閉在注射器中的壓縮氣體難以再被壓縮，是因為氣體分子間存在斥力D.液體具有表面張力，因為液體表面層分子間距大于液體內部分子間距 【答案】BD【解析】【詳解】A．溫度越高布朗運動越劇烈，是因為液體或氣體分子的熱運動越劇烈，故A錯誤；B．組成單晶體的原子排列具有空間上的周期性，且不同方向上的周期性不同，從而表現(xiàn)出各向異性，故B正確；C．氣體分子間的距離很大，分子間的作用力幾乎可以忽略不計，封閉在注射器中的壓縮氣體難以再被壓縮，是因為氣體壓強較大的緣故，故C錯誤；D．液體具有表面張力，是因為液體表面層分子間距大于液體內部分子間距，表面層液體分子間作用力表現(xiàn)為引力，從而使液體表面繃緊，故D正確。故選BD。10.實際變壓器的原、副線圈有直流電阻，可將實際變壓器看作原、副線圈上分別串聯(lián)其直流電阻的理想變壓器，如圖中虛線框內電路所示。某變壓器的直流電阻分別為、，匝數(shù)比，所接定值電阻。當a、b兩端接電壓為的正弦交流電時，理想交流電流表的示數(shù)，下列說法正確的是（　?。〢.電流表的示數(shù)B.電流表的示數(shù)C.a、b兩端的電壓D.a、b兩端的電壓【答案】AD【解析】【詳解】AB．根據(jù)理想變壓器變流規(guī)律可得 解得故A正確，B錯誤；CD．根據(jù)閉合電路歐姆定律可得副線圈電壓為根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律可得解得根據(jù)閉合電路歐姆定律可得故C錯誤，D正確。故選D。11.如圖甲所示，在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一圓形導體環(huán)。磁場方向向上為正，磁感應強度B隨時間t按圖乙變化，下列分析正確的是（　?。〢.t＝1s時環(huán)中的磁通量為零，環(huán)內的感應電流為零B.0～2s內環(huán)上小段導體受到的安培力始終指向圓心C.0～2s內環(huán)上小段導體受到的安培力先變小后變大D.0～2s內感應電流的功率不變【答案】CD【解析】【詳解】A．t＝1s時環(huán)中的磁通量為零，但磁通量的變化率不為零，所以感應電流不為零，故A錯誤；B．0～1s 內環(huán)中的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知環(huán)有擴張的趨勢，環(huán)上小段導體受到的安培力方向背離圓心；1~2s內環(huán)中的磁通量增大，同理可知環(huán)有收縮的趨勢，環(huán)上小段導體受到的安培力指向圓心，故B錯誤；CD．0～2s內環(huán)中磁通量的變化率不變，所以感應電流恒定，而磁感應強度B先減小后增大，根據(jù)可知0～2s內環(huán)上小段導體受到的安培力先變小后變大，根據(jù)可知0～2s內感應電流的功率不變，故CD正確。故選CD。12.一種簡易的LC振蕩回路如圖所示，L為線圈，C為固定在真空中的平行板電容器。將單刀雙擲開關K撥至觸點a，使電容器與直流電源E接通。穩(wěn)定后，位于兩水平金屬板中間P處的帶電液滴恰能靜止。將K撥至觸點b并開始計時，當t＝0.02s時液滴的加速度第1次等于重力加速度g，不計回路的能量損失且液滴未到達兩金屬板，下列說法正確的是（　?。〢.液滴帶負電B.t＝0.03s時，電容器上極板帶正電且電荷量正在增大C.t＝0.06s時，線圈L中磁場的方向向上且磁場能最大D.t＝0.07s時，線圈L中磁場的方向向下且下極板帶正電【答案】BC【解析】【詳解】A．液滴靜止時所受電場力豎直向上，而此時下極板帶正電，所以液滴帶正電，故A錯誤；B．將K撥至觸點b并開始計時，當t＝0.02s時液滴的加速度第1次等于重力加速度g，即此時電容器所帶電荷量為零，則電容器剛好完成第一次放電，由此可推知LC振蕩回路的周期為0.08s，則t＝0.03s時，電容器正在經(jīng)歷第一次充電，此時電容器上極板帶正電且電荷量正在增大，故B正確；C．t＝0.06s時，電容器剛好完成第二次放電，此時線圈L的電流最大，磁場能最大，且電流方向從上至下，根據(jù)安培定則可知磁場方向向上，故C正確；D．t＝0.07s時，電容器正在經(jīng)歷第二次充電，此時電容器下極板帶正電，線圈L的電流方向從上至下，根據(jù)安培定則可知磁場方向向上，故D錯誤。故選BC。 三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.某小組用油膜法估測油酸分子的大小，請完成以下問題：（1）如圖所示的四個圖是實驗中的四個步驟，將其按操作先后順序排列應是______（用符號表示）；（2）實驗中用p毫升的油酸與一定量酒精配制成q毫升的油酸酒精溶液，并測得n滴該溶液的總體積為V；將一滴該溶液滴入淺盤，穩(wěn)定后在坐標紙上得到如下圖所示的輪廓，已知坐標紙上每個小正方形的邊長為a。估算油膜分子的直徑為________；（3）某同學測得的油酸分子直徑明顯偏大，可能的原因是________。A油酸中含有大量酒精B.痱子粉撤太多，油膜未能充分展開C.計算油膜面積時，將所有不完整的方格都當作一格保留【答案】①.acbd②.③.B【解析】【詳解】（1）[1]按操作先后順序排列應是a．測量一滴純油酸的體積。c．取一滴油酸酒精溶液滴入水中。b．在玻璃板上畫出單分子油膜的輪廓。d．通過數(shù)格子的方法得出油膜的面積。（2）[2]一滴純油酸的體積為 估算出油酸薄膜的面積為油膜分子直徑為（3）[3]A．酒精可以融入水中，所以油酸中含有大量酒精不會影響油酸分子直徑的測量。故A錯誤；B．痱子粉撤太多，油膜未能充分展開，會使多層油酸分子堆積在一起，造成油膜面積的估算值偏小，所以油酸分子直徑的測量偏大。故B正確；C．計算油膜面積時，將所有不完整的方格都當作一格保留，造成油膜面積的估算值偏大，所以油酸分子直徑的測量偏小。故C錯誤。故選B。14.炎熱的夏季，養(yǎng)殖戶用自動控溫通風系統(tǒng)對養(yǎng)殖場進行控溫。要求當養(yǎng)殖場內的溫度升高到27℃時，通風系統(tǒng)立即啟動。某同學設計的通風系統(tǒng)工作原理如圖甲所示：虛線框內的兩接線柱間接測溫電阻RT。當R1兩端的電壓升高到3V時，控制電路恰能啟動通風系統(tǒng)，低于3V時，通風系統(tǒng)立即停止工作。提供的器材為：直流電源（電動勢E=5V，內阻忽略不計）；電阻箱R1、R2（阻值范圍均為）；控制電路模塊（電阻可視為無窮大）；兩測溫電阻RT1、RT2（工作特性分別如圖乙、丙所示）。根據(jù)原理，選擇器材，并完成調試：（1）圖甲中測溫電阻應選用______（選填“RT1”或“RT2”）；（2）接好測溫電阻后，為實現(xiàn)27℃時開啟通風系統(tǒng)，對電路進行調試，先將開關K2撥到觸點b，并將電阻箱R2的阻值調至______kΩ、電阻箱R1的阻值調至______kΩ，再閉合開關K1 ，測試通風系統(tǒng)能否正常工作。若能正常工作，再將開關K2撥回觸點a即可。（本問結果均保留2位有效數(shù)字）（3）若長時間使用電阻箱R1老化后的電阻率會變大，若不對其阻值進行調整，當通風系統(tǒng)再次啟動時，養(yǎng)殖場內的實際溫度要______（選填“高”或“低”）于設定的啟動溫度27℃。【答案】①.RT1②.12kΩ③.18kΩ④.低【解析】【詳解】（1）[1]由于當R1兩端的電壓升高到3V時，控制電路恰能啟動通風系統(tǒng)，低于3V時，通風系統(tǒng)立即停止工作。則測溫電阻的阻值必定隨溫度的升高而減小，則圖甲中測溫電阻應選用RT1。（2）[2][3]由圖乙可知，溫度為27℃時為實現(xiàn)27℃時開啟通風系統(tǒng)，對電路進行調試，先將開關K2撥到觸點b，并將電阻箱R2的阻值調至12kΩ，此時R1兩端電壓U1=3V根據(jù)閉合電路歐姆定律有解得，（3）[4]若長時間使用電阻箱R1老化后的電阻率會變大，則其阻值增大，即當測溫電阻RT1的阻值比較大時，即溫度還比較低時，電阻箱R1兩端電壓已經(jīng)達到3V，通風系統(tǒng)開始啟動，此時，養(yǎng)殖場內的實際溫度要低于于設定的啟動溫度27℃。15.一質量為M的汽缸，用活塞封閉一定質量的理想氣體，當汽缸水平橫放時，空氣柱長為L0（如圖甲所示），已知大氣壓強為p0，活塞的橫截面積為S，它與汽缸之間無摩擦且不漏氣，且氣體溫度保持不變，重力加速度為g。若將汽缸按圖乙所示豎直放置，靜止時，求：（1）缸內氣體的壓強；（2）氣柱的長度。 【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）若將汽缸按圖乙所示豎直放置，設缸內氣體的壓強為p1，根據(jù)平衡條件可得解得（2）當汽缸水平橫放時，缸內氣體的壓強等于大氣壓強p0。設汽缸豎直放置時氣柱的長度為L1，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有解得16.如圖所示，ab、cd、ef是三根相同的導體棒，質量均為m，垂直放在光滑的平行金屬導軌上，導軌水平且間距為L，導體棒連入導軌間的電阻均為R。導軌間有豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B。開始棒均靜止，ab、cd鎖定，用平行于導軌向右的拉力拉ef，使其以加速度a向右勻加速運動，經(jīng)時間t0后撤去拉力，同時解鎖ab、cd棒，已知導軌足夠長，求：（1）施加拉力后t時刻拉力的大小（t＜t0）；（2）撤力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱。 【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）施加拉力后t時刻ef的速度大小為①此時ef產(chǎn)生的感應電動勢大小為②回路總電阻為③通過ef的電流為④對ef根據(jù)牛頓第二定律有⑤聯(lián)立①②③④⑤解得⑥（2）撤去拉力時ef的速度大小為⑦最終通過三根導體棒的電流均為零，則三根導體棒產(chǎn)生的感應電動勢大小均相等，所以速度大小相等，設為v1，三根導體棒組成的系統(tǒng)所受合力為零，根據(jù)動量守恒定律有⑧根據(jù)能量守恒定律可知撤力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱為⑨聯(lián)立⑦⑧⑨解得⑩17.孔明燈在中國有非常悠久的歷史，其“會飛”原因是，燈內燃料燃燒使內部空氣升溫膨脹，一部分空氣從燈內排出，使孔明燈及內部氣體的總重力變小，空氣浮力將其托起。如圖所示，某盞孔明燈燈體（包括燃料）的質量m＝0.2kg，體積恒為V＝1.0m3，點燃后孔明燈勻速升空。已知重力加速度g＝ 10m/s2，大氣密度ρ＝1.2kg/m3，環(huán)境溫度恒為t＝27℃，忽略燃料的質量變化，大氣壓強不變。求：（1）點燃燃料前燈內氣體的質量m1；（2）升空后燈內氣體的質量m2；（3）升空后燈內氣體的溫度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)可得點燃燃料前燈內氣體的質量為（2）升空后孔明燈受力平衡，可得解得（3）孔明燈底部開口，燈內氣體壓強不變，有又聯(lián)立，可得即 18.如圖所示，在O-xyz三維坐標系中以yOz平面為界，x＜0空間有沿x軸正方向的勻強電場，x＞0空間有沿x軸正方向的勻強磁場，磁感應強度大小為B。一質量為m、電量為q的帶正電粒子，由A點（－d，－d，0）沿y軸正方向以大小為v0的速度射出，之后粒子恰好能從O點射入磁場，粒子重力不計，求：（1）勻強電場的電場強度大?。唬?）粒子到達O點時的速度大?。唬?）粒子在磁場中運動時到xOy平面的最大距離；（4）從粒子進入磁場開始計時，其經(jīng)過x軸的時刻及經(jīng)過x軸時的位置坐標?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）；（4），【解析】【詳解】（1）粒子先在xOy平面內做類平拋運動，加速度大小為根據(jù)運動學規(guī)律有聯(lián)立以上三式解得（2）粒子到達O點時的速度方向的反向延長線一定經(jīng)過水平位移的中點，設速度方向與x軸正方向夾角為θ，則 解得粒子在O點處x軸分速度大小為根據(jù)速度的合成可得粒子到達O點時的速度大小為（3）粒子進入磁場后，在沿x方向以vx做勻速直線運動，在yOz平面內做勻速圓周運動，設其運動半徑為R，根據(jù)牛頓第二定律有解得所以粒子在磁場中運動時到xOy平面的最大距離為（4）粒子做勻速圓周運動的周期為粒子在空間中做螺旋運動，從粒子進入磁場開始計時，每經(jīng)過一個周期的時間，粒子經(jīng)過x軸一次，所以其經(jīng)過x軸的時刻為經(jīng)過x軸時粒子到O點的距離為即位置坐標為。