2021-2022学年黑龙江省肇东市第四中学高二(下)期末物理试题含解析

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肇东四中2021-2022学年下学期高三物理试卷本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，考试时间90分钟，满分100分。第Ⅰ卷（选择题 共48分）一、本题共12个小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分。1. 下列叙述中符合物理学史实的是（　　）A. 伽利略认为力是维持物体速度的原因B. 牛顿通过理想斜面实验得出了物体的运动不需要力来维持的结论C. 元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测定的D. 卡文迪什通过实验测出了万有引力常量【答案】CD【解析】【详解】A B．亚里士多德认为力是维持物体速度的原因。伽利略通过理想斜面实验得出了物体的运动不需要力来维持的结论。AB错误；C．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测定的。C正确；D．卡文迪什通过实验测出了万有引力常量。D正确。故选CD。2. 对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则（ ）A. 当体积减小时，N必定增加B. 当温度升高时，N必定增加C. 当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化D. 当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变【答案】D【解析】【分析】气体压强的微观意义：气体的压强从微观上看是由大量气体分子频繁碰撞器壁产生的，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数越多，碰撞的速度越大，气体压强越大．【详解】A.当体积减小时，分子的密集程度大了，但分子的平均动能不一定大，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数不一定增加，故A错误；B.当温度升高时，分子的平均动能变大，但分子的密集程度不一定大，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数不一定增加，故B错误；CD.压强取决于单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数及分子的平均动能，压强不变，温度升高、体积变小时，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数必定增加；温度降低、体积变大时，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数必定减少；而当温度升高、体积变大或者温度降低、体积变小时，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数则可能不变；故C错误，D正确．3. 有关电场的理解，下述正确的是（　　）A. 由可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比B. 只有当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度C. 电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关D. 由公式E=可知，在离带电体很近时，r接近于零，电场强度达无穷大【答案】C【解析】【详解】A．由可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力无关，由电场本身性质决定。A错误；B C．电场由场源电荷激发，电场强度由电场本身性质决定，电场强度是反映电场本身特性的物理量，与试探电荷存在与否无关。B错误；C正确；D．在离带电体很近时，r接近于零，带电体不能看成点电荷，E=不适用，r接近于零，电场强度不是无穷大。D错误。故选C。4. 河水的流速与离河岸的关系如图甲所示，船在静水中速度与时间的关系如图乙所示．若要使船以最短时间渡河，则（　　） A. 船渡河的最短时间是100sB. 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C. 船在河水中航行的轨迹是一条直线D. 船在河水中最大速度是5m/s【答案】ABD【解析】【分析】【详解】AB．由甲图知河宽d=300m，当船头垂直与河岸时，渡河时间最短故AB正确；C．由于河水流速在变，故船的合速度大小、方向都在变，轨迹是曲线，故C错误；D．水速最大为4m∕s，船在河水中的最大速度故D正确。故选ABD。5. 如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止。已知A和B的质量分别为mA、mB，绳与水平方向的夹角为，下述正确的是（　　）
 A. 物体B对地面的压力可能为0B. 物体B受到的摩擦力为mAgcosC. 地面对B的作用力方向竖直向上D. 地面对B的作用力方向斜向左上方【答案】BD【解析】【详解】A B．选A为对象，根据平衡，绳子的拉力以物体B为对象，受力如图
 竖直方向由牛顿第三定律，物体B对地面的压力水平方向因为物体B与地面之间存在摩擦力，所以物体B对地面的压力不可能为0。A错误，B正确；C D．地面对B的作用力即地面对物体的支持力和摩擦力的合力斜向左上方。C错误，D正确。故选BD。6. 如图所示，在沿x轴正方向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心、以r为半径逆时针转动，为与x轴正方向间的夹角，则O、A两点问电势差为（　　）
 A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【分析】【详解】在匀强电场中，两点间的电势差而d是沿场强方向上的距离，所以有得故选C。7. 在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U．现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是A.  I1增大，I2不变，U增大B.  I1减小，I2增大，U减小C.  I1增大，I2减小，U增大D.  I1减小，I2不变，U减小【答案】B【解析】【详解】R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数减小，R3电压增大，R1、R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，即A1示数减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大，即A2示数增大．故A、C、D错误，B正确．8. 如图所示，水平放置的密封汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。汽缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电流。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比（　　）A. 左边气体分子单位时间内撞击活塞的次数增加B. 左右两边气体温度都升高C. 左边气体压强增大D. 右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量【答案】ABC【解析】【详解】ABC.当电热丝通电后，右侧的气体吸收电热丝放出的热量，温度升高，同时绝热膨胀，向左推动活塞，从而对左边气体做功，由题意并根据热力学第一定律可知，左边气体内能增加，温度升高；根据理想气体状态方程可知左边气体压强增大，所以左边气体分子单位时间内撞击活塞的次数增加，故ABC正确；D．根据能量守恒定律可知，两边气体内能的总增加量等于电热丝放出的热量，故D错误。故选ABC。9. 如图所示，曲面体P静止放在光滑水平面上，小物块Q自P上端静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
 A. P对Q弹力不做功B. 小物块Q机械能守恒C. P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒D. P和Q构成的系统机械能守恒、动量不守恒【答案】D【解析】【分析】【详解】A．由于地面光滑，所以Q下滑过程P会向左移动，P对Q的弹力方向垂直于接触面，但与Q的速度方向就不始终垂直，所以P对Q的弹力有做功，A错误；B．P、Q组成的系统运动过程中只有Q的重力做功，满足机械能守恒，由于P动能增大，故小物块Q的机械能减小，B错误；CD．系统水平方向上不受外力的作用，水平方向满足动量守恒，但是在竖直方向上Q的合力不为零，故系统动量不守恒，C错误，D正确。故选D。10. 如图所示，MN是负点电荷电场中的一条电场线，一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是（   ） A. 带电粒子从a到b运动的过程中动能逐渐减小B. 带电粒子在a点时的电势能大于在b点时的电势能C. 负点电荷一定位于N点右侧D. 带电粒子在a点时的加速度大于在b点时的加速度【答案】AD【解析】【详解】A．由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹内侧，电场力方向大致向左，对带电粒子做负功，其动能减小．故A正确；B．电场力对带电粒子做负功，电势能增大，则带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能，故B错误；CD．带正电粒子的电场力向左，电场线由N指向M，说明负电荷在直线MN左侧，a点离点电荷较近，a点的电场强度大于b点的电场强度，根据牛顿第二定律得知，带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度，故C错误D正确。故选AD。11. 如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段   （   ）A. a、b一起运动加速度不变B. a、b一起运动的加速度增大C. a、b物块间的摩擦力减小D. a、b物块间的摩擦力增大【答案】C【解析】【详解】以整体为研究对象有F-f=（ma+mb）a ，f=（ma+mb+qvB）μ由于物体加速运动，因此速度逐渐增大，洛伦兹力增大，则地面给b的滑动摩擦力增大，因此整体加速度逐渐减小，隔离a，a受到水平向左的静摩擦力作用，根据牛顿第二定律有：f=maa，由于加速度逐渐减小，因此a．b之间的摩擦力减小。故选C。12. 有一等腰直角三角形形状的导线框abc，在外力作用下匀速地经过一个宽为d的有界匀强磁场区域，线圈中产生的感应电流i与沿运动方向的位移x之间的函数图象可能是如图中的（    ）
 A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】根据题意得，感应电动势：，感应电流为，在进入磁场的过程中，切割的有效长度在减小，根据右手定则判断，感应电流为逆时针；在出磁场的过程中，切割的有效长度在减小，根据右手定则判断，感应电流为顺时针，所以感应电流方向相反，都在减小，ABC错误D正确第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、本大题共3个小题，共20分。13. 螺旋测微器的读数为______mm，游标卡尺的读数应为______cm。【答案】    ①. 6.122##6.123##6.124    ②. 1.055【解析】【详解】[1] 螺旋测微器的固定刻度读数，可动刻度读数，螺旋测微器的读数 [2]游标卡尺主尺读数游标尺为20分度，第11个格与上方对齐，读数游标卡尺的读数应为14. 如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。
 （1）下面列举了该实验的几个操作步骤A．按照图示的装置安装器材B．将打点计时器接到电源的电流输出端上C．用天平测量出重锤的质量D．先松手释放纸带，再接通电源打出纸带E．选择合适的纸带，测量打出的纸带上某些点之间的距离F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
 上述操作中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤是______（填入相应的字母）。（2）若实验中所用重锤质量m=1.00kg，打点纸带如下图所示，打点时间间隔为0.02s，从O点开始下落起至B点，重锤的重力势能减小量是=______J，重锤的动能增加量=______J。（，结果取3位有效数字）（O点为开始下落点，O点与A点间其他点未画出）实验结论是______【答案】    ①. BCD##BDC#CBD##CDB##DBC##DCB    ②. 1.88    ③. 1.84    ④. 在误差允许范围内，重锤机械能守恒【解析】【详解】（1）[1] A．按照图示的装置安装器材，A正确；B．将打点计时器接到电源的交流输出端上，B错误；C．因验证和大小是否相等，重锤的质量可以约去，重锤的质量不必测量。C错误；D．先接通电源，再松手释放纸带，打出纸带。D错误；E．选择合适的纸带，测量打出的纸带上某些点之间的距离，E正确；F．根据测量结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能，F正确,因选择没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，故选BCD。（2）[2]从O点开始下落起至B点，重锤的重力势能减小量是 [3]利用匀变速直线运动的推论B点重锤的动能[4] 实验结论是在误差允许范围内，重锤机械能守恒。15. 一只小灯泡，标有“3V，1.5W”字样。现要测量小灯泡正常发光时的电阻 R1和几乎不发光时的电阻 R2。实验所用器材有：A．电源电动势为6V，内阻为1Ω；B．电流表A1量程为0.6A，内阻约为1.0Ω；C．电流表A2量程为3A，内阻约为0.1Ω；D．电压表V1 量程为3V，内阻约为6kΩ；E．电压表V2量程为15V，内阻约为10kΩ；F．滑动变阻器的最大阻值为10Ω；H．开关、导线若干。（1） 电压表应选用______；电流表应选用______；（填写各器材的字母代号）（2）实验电路应采用电流表______接法；（填“内”或“外”）（3）电路图画在框里______。【答案】    ①. D    ②. B    ③. 外    ④. 【解析】【详解】（1）[1] 因小灯泡额定电压为，所以电压表应选D。[2]由可知电流表应选B。（2）[3]正常发光时，小灯泡的电阻由于电流表选外接法。（3）[4]由于实验要求测出小灯泡几乎不发光时的电阻，故滑动变阻器应用分压接法，又电流表采用外接法，电路图如图所示三、本大题共3个小题，共32分。要求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。16. 一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p­V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为TA=300 K，求：(1)气体在状态C时温度TC；(2)若气体在A→B过程中吸热1000 J，则在A→B过程中气体内能如何变化？变化了多少？【答案】(1)375K；(2)气体内能增加，增加了400J【解析】【详解】(1)D→A为等温线，则TA=TD=300 KC到D过程，由盖—吕萨克定律得解得TC=375 K(2)A→B过程压强不变，气体做功为由热力学第一定律，得则气体内能增加，增加了400J17. 如图，导热圆柱形气缸放置在水平桌面上，横截面积为S、质量为m1的活塞封闭着一定质量的气体（可视为理想气体），活塞与气缸间无摩擦且不漏气。总质量为m2的砝码盘（含砝码）通过左侧竖直的细绳与活塞相连。当环境温度为T时，活塞离缸底的高度为h。现使环境温度缓慢降为：
 ①当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是多少？②保持环境温度为不变，在砝码盘中添加质量为m的砝码时，活塞返回到高度为h处，求大气压强p0。【答案】①；②【解析】【详解】①环境温度缓慢降低过程中，气缸中气体压强不变，初始时温度为，体积为，再次平衡时温度为，体积为，由等压变化规律解得②设大气压强为，初始时体积，压强变化后体积，压强由玻意耳定律解得18. 如图所示，MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为d，导轨所在平面与水平面成θ角，M、P间接阻值为R的电阻．匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为B．质量为m、阻值为r的金属棒放在两导轨上，在平行于导轨的拉力作用下，以速度v匀速向上运动．已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触，重力加速度为g，求：（1）金属棒产生的感应电动势E；（2）通过电阻R电流I；（3）拉力F的大小．【答案】（1）E=Bdv；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律E=Bdv（2）根据闭合电路欧姆定律（3）导体棒的受力情况如图所示，根据牛顿第二定律有又因为：所以：