江蘇省鹽城市高二下學(xué)期期末考試物理試題

絕密★啟用前2021-2022學(xué)年江蘇省鹽城市高二（下）期末物理試卷第I卷（選擇題）一、單選題（本大題共10小題，共分）天宮課堂中，航天員王亞平先做了一個水球，然后她將女兒用紙做的小花輕輕放在水球表面，紙花迅速綻放．紙花綻放的原因是(

)A.水球表面分子力表現(xiàn)為引力 B.水球表面分子力表現(xiàn)為斥力

C.紙花分子間分子力表現(xiàn)為引力 D.紙花分子間分子力表現(xiàn)為斥力如圖所示，螺旋管中通入正弦交流電，將電子沿軸線方向射入后，電子在螺旋管中的運動情況是(

)

A.勻速圓周運動 B.往復(fù)運動 C.勻速直線運動 D.勻變速直線運動LC振蕩電路中電容器兩端的電壓u隨時間t變化的關(guān)系如圖所示，則(

)A.在t1時刻，電路中的電流最大

B.在t2時刻，電路的磁場能最大

C.t2～t3如圖所示，訓(xùn)練者跨步蹲，雙手各自正握同一材質(zhì)的兩繩一端，在豎直方向上下甩動，在繩子上交替做出不同的波動，其運動狀態(tài)可視為簡諧運動。由于初練者雙手肌肉力量不一致，左手每秒抖動4下，右手每秒抖動5下，則在左、右兩繩上傳播的波(

)A.周期之比為4：5 B.速度之比為5：4

C.振幅之比為4：5 D.波長之比為5：4如圖所示，在xOy平面內(nèi)有兩個沿z軸方向(垂直xOy平面)做簡諧運動的點波源S1(0,0)和S2(4,0)，振動方程分別為zs1=Asin(πt+π2A.2處 B.3處 C.4處 D.5處μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為μ氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。如圖為μ氫原子的能級示意圖，假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n=2能級的μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為v1、v2、v3、v4、v5和A.h(v3-v1) B.某同學(xué)疫情隔離在家，偶然發(fā)現(xiàn)一根不可伸長的細(xì)線垂到窗沿，他想利用單擺原理粗測細(xì)線的總長度。先將線的下端系上一個小球，當(dāng)小球靜止時，細(xì)線恰好與窗子上沿接觸且保持豎直，球在最低點B時，球心到窗上沿的距離為1m。他打開窗戶，讓小球在垂直于墻的豎直平面內(nèi)作小角度擺動，如圖所示。從小球第1次通過圖中的B點開始計時，到第31次通過B點共用時60s，g=10m/A.8m B.9m C.10m放射性元素A、B的半衰期分別為T和2T。在t=0時刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N，在t=4T時刻，衰變的原子核總數(shù)為78N，則剛開始AA.1：2 B.2：1 C.1：3 D.3：1系統(tǒng)誤差是由于實驗原理等原因而產(chǎn)生的誤差，在“測電源電動勢和內(nèi)阻”實驗中由于電表的內(nèi)阻所產(chǎn)生的誤差即為系統(tǒng)誤差。關(guān)于該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生原因以及影響，以下正確的是(

)

A.電流表分壓，測得的電源電動勢偏大 B.電流表分壓，測得的電源電動勢偏小

C.電壓表分流，測得的電源電動勢偏大 D.電壓表分流，測得的電源電動勢偏小安裝適當(dāng)?shù)能浖螅弥悄苁謾C中的磁傳感器可以測量磁感應(yīng)強度B。如圖，在手機上建立直角坐標(biāo)系，手機顯示屏所在平面為xOy面。某同學(xué)在某地對地磁場進(jìn)行了四次測量，每次測量時y軸指向不同方向而z軸正向保持豎直向上。根據(jù)表中測量結(jié)果可推知(

)測量序號BBB11520020-0325004--0A.測量地點位于南極極點附近 B.測量地點位于北極極點附近

C.當(dāng)?shù)氐牡卮艌龃笮〖s為25μT D.第3次測量時y第II卷（非選擇題）二、實驗題（本大題共1小題，共分）小明同學(xué)做“探究變壓器原、副線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗。

(1)本實驗采用的科學(xué)探究方法是______。

(2)以下給出的器材中，不需要的一項器材為______。(填選項字母)

(3)實驗前，小明將可拆變壓器拆下，他觀察到鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成，組成鐵芯的硅鋼片相疊時應(yīng)平行于平面______。(選填“S1”、“S2”或“S3”)

(4)某次實驗中，用匝數(shù)na=400匝和nb=800匝的線圈實驗，測量的數(shù)據(jù)如下表所示，通過比較，判斷出原線圈的匝數(shù)為______。(選填“na”U0.921.802.803.804.905.88U1.994.006.018.029.9812.00(5)實驗發(fā)現(xiàn)，原、副線圈上的電壓之比與匝數(shù)之比并不嚴(yán)格相等，有微小的差別，可能的原因是什么，請寫出兩點理由。三、計算題（本大題共4小題，共分）細(xì)長薄玻璃管用長l0=6.8cm的水銀柱封閉一定質(zhì)量的空氣。當(dāng)玻璃管開口向上豎直放置時，空氣柱長度為l1=27.5cm；緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管，當(dāng)其到達(dá)水平位置時，空氣柱長度變?yōu)閘2=30cm。設(shè)環(huán)境溫度保持不變，此過程中氣體對外做功W=0.8J。求：

如圖所示，工廠按照客戶要求進(jìn)行玻璃異形加工，工人將邊長為a的正方體透明玻璃磚，從底部挖去一部分，挖去部分恰好是以邊長a為直徑的半圓柱?，F(xiàn)將平行單色光垂直于玻璃磚左表面射入，右側(cè)半圓柱面上有光線射出的部分為其表面積的23，不計光線在玻璃磚中的多次反射。已知光在真空中的傳播速度為c。

求：

(1)玻璃磚對該單色光的折射率；

(2)單色光在玻璃磚中傳播的最短時間。研究發(fā)現(xiàn)：靜止的原子核X，吸收慢中子，可以發(fā)生核反應(yīng)X+01n→Y+Z，分裂成運動的新核Y和Z，同時產(chǎn)生一對彼此向相反方向運動的γ光子，這對γ光子的能量均為E。已知X、中子、Y、Z的質(zhì)量分別為m1，m2，m3和m4，已知光在真空中的傳播速度為c。求：

(1)單個γ光子的動量大小p；

(2)如圖所示，在豎直平面內(nèi)的x軸下方存在范圍足夠大、方向水平的磁場，同一高度處磁感應(yīng)強度大小相等，豎直方向上磁感應(yīng)強度隨距離關(guān)系滿足By=ky。將一豎直放置、邊長為L的正方形金屬線框abcd從圖示位置，向右以初速度v0水平拋出，線圈質(zhì)量為m、電阻為R，不計空氣阻力。求：

(1)剛拋出時ab邊切割產(chǎn)生的電動勢大小E；

(2)線圈中的最大電流Im；

(3)線圈下落高度h(已經(jīng)是最大電流

答案和解析1.【答案】A

【解析】解：AB.液體表面層水分子間的平均距離比內(nèi)部分子間的平均距離大，故水球表面上水分子間的作用力表現(xiàn)為引力，收縮導(dǎo)致紙花綻放，故A正確，B錯誤；

CD.紙花綻放是由于液體表面分子力的原因，與紙花分子間的作用力無關(guān)，故CD錯誤．

故選：A．

明確表面張力的成因，知道液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存引力。

2.【答案】C

【解析】【分析】

長通電螺線管中產(chǎn)生的磁場方向平行于螺線管的軸線．根據(jù)電子的運動方向與磁場方向的關(guān)系，分析電子所受洛倫茲力的情況，判斷電子的運動情況。

本題關(guān)鍵是了解通電螺線管磁場方向特點，同時明確當(dāng)帶電粒子與磁場方向平行時不受洛倫茲力。

【解答】

由于長通電螺線管中產(chǎn)生的磁場方向平行于螺線管的中心軸線，與電子的運動方向平行，則電子在磁場中不受洛倫茲力，電子重力又不計，則電子做勻速直線運動，故C正確，ABD錯誤。

故選：C。

3.【答案】B

【解析】解：A、在t1時刻，電容器兩端的電壓最大，電容器所帶電荷量最大，電場能最大，由能量守恒定律可知，磁場能最小，電路中的電流最小，故A錯誤；

B、在t2時刻，電容器兩端的電壓為零，電容器所帶電荷量為零，電場能為零，則電路的磁場能最大，故B正確；

C、t2～t3時間內(nèi)，電容器兩端的電壓增大，電容器所帶電荷量增多，電路的電場能不斷增大，故C錯誤；

D、t3～t4時間內(nèi)，電容器兩端的電壓減小，由Q=CU知電容器的帶電量不斷減小，故D4.【答案】D

【解析】解：A、左手每秒抖動4下，則周期：T=14s，右手每秒抖動5下，則周期T'=15s，所以在左、右兩繩上傳播的波周期之比：TT'=1415=54，故A錯誤；

B、機械波在同種介質(zhì)中傳播的速度相等，故B錯誤；

C、由圖像或已知的周期關(guān)系不能判斷出振幅之間的關(guān)系，故C錯誤；

5.【答案】C

【解析】解：由兩波源的振動方程可知，兩波源的起振方向相反，即相位相反；

由波源的波動方程可知：ω=π，波的周期T=2πω=2ππs=2s，波長λ=vT=0.5×2m=1m，

線段BC上點(2,3)到兩波源的波程差是0，由于波源的起振方向相反，該點振動減弱，

則點(0.5,3)、(1.5,3)、(2.5,3)，(3.5,3)四個點是振動加強點，

即6.【答案】C

【解析】解：因為氫原子發(fā)出6種不同頻率的光子，根據(jù)n(n-1)2=6，知n=4.氫原子處于第4能級，所以吸收的光子能量E=E4-E2，因為v1、v2、v3、v4、v5和v6的光，且頻率依次增大，知分別由n=4到n=3，n=3到n=2，n=4到n=2，n=2到n=1，n=3到n=1，7.【答案】A

【解析】解：從小球第1次通過圖中的B點開始計用入到第31次通過B點共用時60s，則周期為T=6015=4s；

球心到窗上沿的距離l=1m，由于該單擺在左右兩側(cè)擺動的擺長變化，故周期公式為T=12(T1+T2)=8.【答案】B

【解析】解：設(shè)A、B原子核數(shù)分別為N1、N2，對應(yīng)的半衰期分別為T、2T，則

N1+N2=N

經(jīng)過t=4T后，衰變的原子核總數(shù)7N8=N1(12)4N1+N9.【答案】D

【解析】解：由圖示電路圖可知，相對于電源來說電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，

電流測量值小于真實值，實驗誤差是由電壓表分流造成的，當(dāng)外電路短路時電流的測量值等于真實值，U-I圖象如圖所示

U-I圖線的縱軸截距等于電源電動勢，圖線斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，

由圖示圖象可知，電源電動勢的測量值小于真實值，故ABC錯誤，D正確。

故選：D。

分析圖示電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)實驗誤差來源結(jié)合U-10.【答案】D

【解析】解：A.地磁場分布如圖所示，磁場南極大致在地理的北極附近，磁場北極大致在地理南極附近。通過這兩個磁極的假想直線(磁軸)與地球的自轉(zhuǎn)軸大約成11.3度的傾斜。由表中z軸數(shù)據(jù)可看出z軸的磁場為零，則說明測量點只能在赤道位置，故AB錯誤；

C、磁感應(yīng)強度為矢量，故由表格可看出此處的磁感應(yīng)強度大致為B=Bx2+By2=252+252T=252T，故C錯誤；

D、第三次測量時y11.【答案】控制變量法

C

S2

n【解析】解：(1)本實驗采用的科學(xué)探究方法是控制變量法；

(2)本實驗需要用到學(xué)生電源，多用電表，變壓器，不需要電壓表，故ABD錯誤，C正確。

故選：C。

(3)為了減小渦流的產(chǎn)生，應(yīng)使硅鋼片的方向與磁場方向平行，所以硅鋼片相疊時應(yīng)平行與平面S2；

(4)由表可知

UaUb<12

所以Ua為副線圈電壓，故原線圈匝數(shù)為nb；

(5)鐵芯在交變磁場的作用下發(fā)熱，原線圈中電流產(chǎn)生的磁場能向副線圈轉(zhuǎn)移過程中有損失造成原副線圈上的電壓之比和匝數(shù)之比并不嚴(yán)格相等。

故答案為：(1)控制變量法；(2)；(3)nb；(4)見解析

(1)根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗方法；

(2)根據(jù)實驗原理分析出需要用到的實驗器材；

12.【答案】解：(1)玻璃管豎直放置時氣體壓強p=p0+pl0=(p0+6.8)cmHg，

設(shè)玻璃管的橫截面積為S，氣體溫度不變，由玻意耳定律得：pl1S=p0l2S

代入數(shù)據(jù)解得：p0=74.8cmHg

(2)氣體溫度不變，氣體內(nèi)能不變，ΔU=0，

氣體對外界做功W=0.8【解析】(1)氣體溫度不變，應(yīng)用玻意耳定律求出大氣壓強。

(2)應(yīng)用熱力學(xué)第一定律求出氣體放出的熱量。

根據(jù)題意分析清楚氣體狀態(tài)變化過程，應(yīng)用玻意耳定律與熱力學(xué)第一定律可以解題；應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題時注意各物理量正負(fù)號的含義。

13.【答案】解：(1)單色光在玻璃磚中的光路如圖所示，設(shè)單色光恰好發(fā)生全反射的臨界角為C．

右側(cè)半圓柱面上有光線射出的部分邊緣光線恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C，因為右側(cè)半圓柱面上有光線射出的部分為其表面積的23，所以C=60°

根據(jù)sinC=1n，解得n=233

(2)單色光在玻璃磚中傳播的速度為v=cn=32c

單色光在玻璃磚中傳播的最短距離為【解析】(1)右側(cè)半圓柱面上有光線射出的部分邊緣光線恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C。畫出光路圖，找出臨界角C，根據(jù)sinC=1n，求解折射率；

(2)由v=cn求單色光在玻璃磚中傳播的速度。單色光在玻璃磚中傳播的最短距離為a214.【答案】解：(1)設(shè)光子的頻率為f，則光子能量E=hf=hcλ，

光子的動量p=hλ

解得光子的動量：p=Ec

(2)由題意可知，質(zhì)量虧損Δm=m1+m2-m3-m4

根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得：ΔE=Δmc2，

解得，反應(yīng)釋放的核能ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2

(3)核反應(yīng)過程系統(tǒng)動量守恒，慢中子的動量很小，可以認(rèn)為是零，

系統(tǒng)初狀態(tài)總動量為零，產(chǎn)生一對彼此向相反方向運動的γ光子，一對光子的總動量為零，

以Y【解析】(1)根據(jù)德布羅意波公式求出單個光子的動量大小。

(2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，結(jié)合質(zhì)量虧損求出反應(yīng)放出的核能。

(3)根據(jù)動量守恒定律，結(jié)合釋放后新核的動量大小關(guān)系得出動能的關(guān)系，結(jié)合能量守恒求出新核的動能。

本題考查了核能與愛因斯坦質(zhì)能方程、動量守恒定律、能量守恒定律的綜合運用，知道X分裂成運動的新核Y和Z的過程中，動量守恒，能量守恒。

15.【答案】解：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得，剛拋出時ab邊切割產(chǎn)生的電動勢大小為：

E=BLv0=0+kL2Lv0=12kL2v0；

(2)當(dāng)線圈受到的安培力等于重力時，線圈的豎直方向速度達(dá)到最大，即此時線圈中的電流最大，設(shè)此時線圈下落高度為h0；

則ad邊所處位置的磁感應(yīng)強度為：B1=kh0

bc邊所處位置的磁感應(yīng)強度為：B2=k(h0+L)

根據(jù)平衡條件可得：mg=B2ImL-B1ImL