山東省德州市2021學年下學期高二年級期末考試物理試卷

山東省德州市2020-2021學年下學期高二年級期末考試物理試卷本試卷滿分100分，考試用時90分鐘。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。1關于近代物理知識的描述，下列說法正確的是（）A溫度越高，元素的半衰期越短 B核反應方程為衰變C原子核裂變過程，原子核的比結合能變大D原子核聚變過程，原子核的比結合能變小2關于電磁波，下列說法正確的是（）A手機放在一個真空玻璃罩中不能接收到信號，我們隔著玻璃罩看不到來電顯示，沒法聽到來電音樂B手機放在一個真空玻璃罩中能接收到信號，我們隔著玻璃罩只能看到來電顯示，沒法聽到來電音樂C載有信號的電磁波只能在真空中傳播D電磁振蕩停止后，其發(fā)射到空間的電磁波隨即消失3一匝數(shù)為50匝的矩形線圈，在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動時，穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖所示。下列結論正確的是（）A該線圈產(chǎn)生交變電壓的表達式為（V）B該線圈產(chǎn)生交變電壓的表達式為（V）C在時，磁通量最大，感應電動勢最大D在時，磁通量為0，電流方向發(fā)生改變4下列說法正確的是（）A晶體具有各向異性，非晶體具有各向同性B晶體和非晶體不能相互轉化C分子熱運動的平均速率不可能為0D一種液體是否浸潤某種固體，取決于液體自身的性質5溫度傳感器廣泛應用于家用電器中，它是利用金屬熱電阻的阻值隨溫度變化的特性來工作的。圖甲所示為某裝置中的傳感器工作原理圖，已知電源的電動勢，內(nèi)電阻不計，G為靈敏電流表，其內(nèi)阻保持不變；R為金屬熱電阻，其阻值隨溫度的變化關系如圖乙所示。閉合開關S，當R的溫度等于20℃時，電流表示數(shù)；當電流表的示數(shù)時，金屬熱電阻的溫度是（）℃ ℃ ℃ ℃6氫原子的能級如圖所示，下列說法正確的是（）A一個處于能級的氫原子，可以吸收一個能量為的光子B大量處于能級的氫原子，躍遷到基態(tài)的過程中可以釋放出12種不同頻率的光子C氫原子從高能級向低能級躍遷的過程中釋放的光子的能量不可能大于D用能量為和的兩種光子同時持續(xù)照射大量處于基態(tài)的氫原子，有可能使個別氫原子電離7如圖甲所示，U形導線框的平面與水平面成角，導體棒與、垂直且接觸良好。磁場的方向豎直向上，且磁感應強度B隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，在時間內(nèi)，導體棒始終靜止，下列說法可能正確的是（）回路消耗的電功率一直增大導體棒所受的摩擦力先減小后增大8一含有理想變壓器的電路如圖甲所示，圖中理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為，電阻和的阻值分別為和，a、b輸入端輸入的電壓如圖乙所示，下列說法正確的是A電阻兩端電壓的有效值為 B流過電阻電流的有效值為C流過電阻電流的有效值為 ~內(nèi)，電阻產(chǎn)生的焦耳熱為二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷過程到達狀態(tài)E，其中的延長線經(jīng)過原點，與橫軸平行，與縱軸平行。下列說法正確的是（）過程中氣體的體積變小過程氣體與外界沒有熱交換10如圖所示，為一臺發(fā)電機通過升壓和降壓變壓器給用戶供電的示意圖。已知發(fā)電機的輸出電壓為250V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是，兩變壓器之間輸電導線的總電阻為4Ω，向用戶供220V交流電，若變壓器是理想變壓器，當發(fā)電機的輸出電功率為時。下列說法正確的是（） C降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比 D若用戶用電量增大則降壓變壓器輸出電壓增大、B把豎直放置的絕熱氣缸分成體積相等的三部分，在氣缸頂部和處有固定卡環(huán)，分別限制活塞A、B向上、向下運動，如圖所示。初始狀態(tài)下，甲、乙兩部分氣體的壓強均為大氣壓強的倍，溫度均為27℃，活塞與氣缸壁間的摩擦及活塞厚度均不計，現(xiàn)用電熱絲對甲部分氣體緩慢加熱，下列說法正確的是（）A乙中氣體的溫度有可能增加B甲部分氣體的溫度為87℃時，活塞A已經(jīng)上升C如果甲部分氣體的溫度超過77℃，電熱絲產(chǎn)生的熱量等于甲氣體內(nèi)能增加量D甲部分氣體的溫度為337℃時，乙部分氣體的內(nèi)能大于初始狀態(tài)12如圖甲所示，一電阻不計且足夠長的固定光滑平行金屬導軌、間距，下端接有阻值的電阻，導軌平面與水平面間的夾角。整個裝置處于方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中。一質量、阻值的金屬棒垂直于導軌放置并用絕緣細線通過光滑的定滑輪與質量的重物相連，左端細線沿方向。棒由靜止釋放后，沿方向位移與時間t之間的關系如圖乙所示，其中為直線。已知棒在0~內(nèi)通過的電荷量是~內(nèi)通過電荷量的2倍，g取，下列說法正確的是（）點的縱坐標是 B棒在0~內(nèi)通過的電荷量是C磁感應強度 在0~內(nèi)產(chǎn)生的熱量三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13（8分）在“探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關系”實驗中，可拆變壓器如圖所示。（1）變壓器鐵芯的結構和材料是_____；（填字母代號）絕緣的硅鋼片疊成（2）為了人身安全，實驗中交流電源的電壓不要超過_____；（填字母代號） （3）本實驗要通過改變原、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關系，實驗中需要運用的科學方法是_____；（填字母代號）A控制變量法 B等效替代法 C類比法（4）實驗中原、副線圈的電壓之比與它們的匝數(shù)之比有微小差別。原因不可能為_____。（填字母代號）A原、副線圈上通過的電流發(fā)熱 B鐵芯在交變磁場作用下發(fā)熱C變壓器鐵芯漏磁 D原線圈輸入電壓發(fā)生變化14（6分）如圖為“研究一定質量氣體在壓強不變的條件下，體積變化與溫度變化的關系”的實驗裝置示意圖。在瓶A中封住一定質量的氣體，初始時左右兩管中水銀面等高（1）若氣體溫度升高，為使瓶內(nèi)氣體的壓強不變，應將右管_____（填“向上”或“向下”）移動，直至_____。（填字母代號）左右兩管中水銀面等高（2）實驗中多次改變氣體溫度，用表示氣體升高的攝氏溫度，用表示左管內(nèi)水銀面高度的改變量。根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖線是（）A B C D15（8分）如圖所示，其水平放置的矩形線圈的面積為，共有匝，線圈總電阻為，只在線圈平面上方有磁感應強度為的勻強磁場，磁場方向水平，線圈可繞與磁場方向垂直的固定對稱軸轉動，在轉動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的電阻連接，其余電阻不計。在外力作用下線圈以恒定的角速度繞軸勻速轉動（不計轉動軸及滑環(huán)與電刷的摩擦）。（1）求發(fā)電機線圈由圖示位置開始轉動產(chǎn)生的感應電動勢瞬時值表達式及電流表讀數(shù)；（2）求線圈從圖示位置轉過的過程中流經(jīng)電阻R的電荷量。16（10分）如圖，、為足夠長的光滑平行的水平金屬導軌，電阻，置于豎直向下的有界勻強磁場中，為磁場邊界，磁場磁感應強度，導軌間距，質量的導體棒垂直置于導軌上且與導軌接觸良好，導體棒接入電路的電阻為。時刻，導體棒在的水平拉力作用下從左側某處由靜止開始運動，時棒進入磁場繼續(xù)運動，導體棒始終與導軌垂直。（1）求導體棒時刻進入磁場瞬間的加速度a的大小及回路的電功率；（2）若導體棒進入磁場瞬間立即撤去力F，求導體棒在運動過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。17（12分）新冠疫情期間，武漢市醫(yī)療物資緊缺，全國各地紛紛支援，其中北方某地支援武漢大批鋼瓶氧氣。每瓶鋼瓶容積為，在北方測得氧氣壓強為，溫度為℃。長途運輸?shù)结t(yī)院后，溫度升到℃，經(jīng)質量測量發(fā)現(xiàn)漏氣2%。實際使用過程中，先用如圖所示的活塞式抽氣筒與氧氣瓶連通緩慢抽氣，再充到真空小鋼瓶中，然后供病人使用。（不考慮抽氣分裝過程中的漏氣和溫度變化，0℃對應的熱力學溫度為273K）（1）氧氣瓶運到醫(yī)院后氧氣的壓強為多少；（2）若活塞式抽氣筒第一次抽氣時，抽出氧氣體積為，為了使第二次抽出氧氣的質量與第一次相同，第二次抽氣時，抽氣筒內(nèi)氧氣體積應為多少18（16分）如圖所示，間距為的光滑平行導軌固定在豎直面內(nèi)，導軌足夠長電阻不計。在導軌的區(qū)域存在垂直導軌平面向里的磁場，磁感應強度隨坐標（以m為單位）的分布規(guī)律為（T）。完全相同的兩金屬棒、與導軌垂直并接觸良好，每條金屬棒長度為，質量為，電阻為。金屬棒在處獲得一個豎直向上的初速度后，在豎直方向拉力作用下沿導軌向上運動的過程中，始終能保證放置在處的金屬棒靜止，g取。求：（1）金屬棒在運動過程中的感應電動勢大?。唬?）金屬棒速度隨坐標（以m為單位）的變化關系；（3）金屬棒從運動到用的時間；（4）金屬棒從運動到過程中拉力做的功。山東省德州市2020-2021學年下學期高二年級期末考試物理試卷參考答案 13（1）D（2）B（3）A（4）D（每空2分）14（1）向下C（2）A（每空2分）15（8分）解：（1）電動勢峰值（1分）（V）（1分）電動勢有效值（1分）電流表讀數(shù)（1分）（2）電動勢平均值（1分）電流平均值（1分）通過電阻的電荷量（1分）解得（1分）16（10分）解：（1）有牛頓第二定律速度（1分）感應電動勢電流（1分） （2分）回路功率（1分）解得（1分）（2）由能量守恒（2分）R產(chǎn)生的熱量（2分）17（12分）解：（1）選擇氧氣瓶到醫(yī)院后剩余氣體為研究對象，這部分氣體在北方時的體積為，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程（2分）代入數(shù)據(jù)解得（2分）（2）第一次抽氣，根據(jù)玻意耳定律（2分）第二次抽氣，根據(jù)玻意耳定律（2分）兩次抽出