辽宁省六校协作体2020-2021学年的高二(下)期末物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．下列关于原子物理知识的表述正确的是（　　）

A．是衰变

B．裂变产生的钡原子核的比结合能比的比结合能大

C．天然放射性现象的发现使人们认识到原子是可以再分的

D．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态有关

2．分子间引力和斥力大小随分子间距离变化的图像如图所示。两图像交点为e，e点的横坐标为，下列表述正确的是（　　）

A．曲线表示引力随分子间距离变化的图线

B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力，这是气体分子间的平均距离小于导致的

C．当分子间距离由逐渐变为的过程中，分子势能增加

D．当分子间距离由逐渐变为的过程中，分子势能减小

3．关于甲、乙、丙、丁四幅图说法正确的是（　　）

A．图甲是光线通过小圆孔得到的衍射图样

B．图乙是医学上用光导纤维制成的内窥镜，它可以用来检查人体器官内部病变情况，利用的是光的衍射原理。

C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的

D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度会发生变化，此现象表明光波是一种横波

4．现代的激光打印机都是自动进纸的，有一种进纸原理如图所示。进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，确保第一张纸与第二张纸发生相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滚轮与白纸之间的动摩擦因数为，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为。不考虑静电力的影响，下列说法正确的是（　　）

A．滚轮对第一张白纸的摩擦力方向向左

B．若则打印机不能实现自动进纸

C．除最上面第一、二张白纸外越向下白纸之间的摩擦力越大

D．进纸过程中除最上面第一、二张白纸外其它纸之间均没有摩擦力

5．一定质量的理想气体按的顺序经历一系列状态变化，其图像如图所示。图中线段与纵轴平行，线段与纵轴垂直。气体在状态变化过程中下列叙述正确的是（　　）

A．过程气体体积增加

B．过程气体不放热也不吸热

C．过程气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加

D．过程气体对外界做的功小于过程外界对气体做的功

6．一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统，小球做受迫振动。圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示（以竖直向上为正方向）。下列说法正确的是（　　）

A．到小球所受的回复力增加，且方向为x轴正向

B．到弹簧弹性势能一定减小

C．若圆盘以匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为

D．若圆盘正以匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当减小

7．如图所示，两个内壁光滑的导热气缸通过一个质量不能忽略的“工”字形活塞封闭了A、B两部分气体。下面气缸的横截面积大于上面气缸的横截面积，现使环境温度降低10℃，外界大气压保持不变，下列说法正确的是（　　）

A．活塞下降 B．活塞上升 C．活塞静止不动 D．不能确定

8．某人从同一点P以相同的速度先后竖直向上抛出两小球A、B，两球的图像分别如图中A、B所示，不计空气阻力，g取。下列说法正确的是（　　）

A．B球上升时和A球相遇

B．若抛出两球的时间差合适，A球可以在上升过程中和B相遇

C．和时，两球的间距相等

D．到，A球运动的平均速度大小为

二、多选题

9．在同一均匀介质中，位于处的振源P和处的振源Q分别发出甲、乙两列简谐横波。甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播。时刻甲、乙两列波分别到达和处，两列波的波形图如图所示。已知甲波的频率为，则（　　）

A．乙波的传播速度为

B．处质点的起振方向是y轴负方向

C．时，平衡位置位于处的质点位移为

D．0到，处的质点运动的路程为

10．如图所示，甲图为研究光电效应规律的实验装置，乙图为用a、b、c三种光分别照射装置甲得到的三条电流表与电压表示数关系的曲线，丙图为氢原子的能级图，以下说法正确的是（　　）

A．若b光为紫光，c光可能是绿光

B．b光的光强大于c光的光强

C．若b光光子能量为，用它直接照射大量处于基态的氢原子，可使其跃迁

D．若b光光子能量为，用它直接照射大量处于激发态的氢原子，氢原子可以产生6种不同频率的光

11．如图所示，有一透明圆柱体，横截面半径为，长为。在圆柱体的中心轴线上，与圆柱体左端面距离的A点处有一点光源，点光源向各个方向发射红光，其中射向圆柱体且从左端面半径为圆上射入的光线恰好不会从柱体侧面射出。则：（　　）

A．红光在圆柱体中的折射率为

B．红光在圆柱体中的折射率为

C．若改用紫光照射，则从题中所述圆入圆柱体的光线能全部从圆柱体右端面射出

D．若改用紫光照射，则从题中所述圆入圆柱体的光线有一部分会从圆柱体侧面射出

12．水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度，属于角度传感器的一种，其作用就是测量载体的水平度，又叫倾角传感器。如图为一个简易模型，模型的截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形，内部有一个小球，其半径略小于三角形内接圆的半径。在三角形的每条边上都有压力传感器，分别测量小球对三边压力的大小。根据压力的大小，信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。如果此时图中边恰好处于水平状态，现使模型以过C点且垂直于纸面的直线为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动，直到边水平，则在此过程中（　　）

A．当模型顺时针转过角时边上的压力为

B．边所受压力的最大值为

C．边所受压力的最大值为

D．球对边的压力先增大后减小

三、实验题

13．甲、乙两组同学用不同的方法验证“力的平行四边形定则”。

（1）甲组同学用两个弹簧测力计将橡皮筋拉到O点，两弹簧测力计读数分别为和。再用一个弹簧测力计将橡皮筋也拉到O点，弹簧测力计的读数为。通过作图法验证平行四边形定则时，符合实际情况的是________图。

（2）乙组同学利用的是如图所示的装置。三个细线套、、一端共同系于一个结点，另一端分别系于重物M和轻质弹簧测力计A、B上，A挂于固定点P。手持B拉动细线，使结点静止于O点。

①实验时除了需要记录重物M的重力、两弹簧测力计的读数、O点的位置外还需要记录________________。

②关于乙组同学的实验下列表述正确的是___________。

A．三个细线套应与竖直木板平面平行

B．改变拉力，重复实验，每次都要使结点处于同一位置

C．细线套、和应适当长一些

D．在实验前不需要校准弹簧测力计，只需要将两个测力计对拉，若二者读数相等即可使用

14．（1）某实验小组利用电磁打点计时器做“探究匀变速直线运动”的实验。

该小组按下图组装好器材，正准备闭合电键释放小车。请改正该图中的两处错误或不妥之处

①______________________________________________________________；

②______________________________________________________________。

（2）改正错误后该小组同学开始研究小车做匀变速直线运动的规律。从纸带上打出的点中选取某点O为参考点，再从某个合适的点开始在纸带上依次标记A、B、C、D四个计数点（相邻两计数点之间还有1个点未画出）。如图所示，因保存不当，纸带被污染，仅保留了O、A、C、D四个点，测量得到A、C、D三点到O点的距离分别为：、、。若电源频率，则小车的加速度表达式为____________（用、、和f表示）。打下B点时小车的速度_______（保留两位小数）。

（3）如果当时电网中交变电流的实际频率是，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值__________实际值（选填：大于、小于或等于）。

四、解答题

15．A、B两辆汽车在彼此平行的两条水平路面上沿同一方向做匀减速直线运动，A车的加速度大小为，B车的加速度大小为。某时刻A车速度，B车速度，A车在B车后面处。问：两车能否相遇，请通过计算说明理由。

16．如图所示，一内壁光滑的导热圆柱形气缸静止在地面上。气缸内部有卡环，卡环上方放有一轻质活塞和一个物块，气缸的横截面积为。气缸内封闭有体积为的一定质量的理想气体，气体的温度为。现对气缸缓慢加热，当缸内气体温度上升到时活塞恰好离开卡环，继续缓慢加热气缸直到气体温度上升到。整个过程气体的内能增加了，气体从外界吸收了的热量。大气压强，重力加速度，求：

（1）物块的质量；

（2）温度为时气体的压强。

17．如图所示，两个形状完全相同的光滑圆弧形槽A，B放在足够长的光滑水平面上。两槽相对放置，处于静止状态，圆弧底端与水平面相切。两槽的高度均为R，A槽的质量为，B槽的质量为M。另一质量为m可视为质点的小球，从A槽P点的正上方Q处由静止释放，恰可无碰撞切入槽A，，重力加速度为g。求：

（1）小球第一次运动到最低点时槽A和小球的速度大小；

（2）若要使小球上升的最大高度为距离地面，M和m应满足怎样的质量关系；

（3）若小球从B上滑下后还能追上A，求M，m所满足的质量关系。

参

1．B

【详解】

A．是β衰变，故A错误；

B．裂变生成中等大小的原子核，则产生的钡原子核的比结合能比的比结合能大，故B正确；

C．天然放射性现象的发现使人们认识到原子核是可以再分的，故C错误；

D．放射性元素衰变的快慢跟原子核自身性质有关，与原子所处的化学状态无关，故D错误。

故选B。

2．C

【详解】

A．分子间引力和斥力都随分子距离的增大而减小，而斥力减小的更快，则曲线表示斥力随分子间距离变化的图线，故A错误；

B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力，分子间的距离依然超过，分子间的作用力可忽略不计，这是气体分子间的压强导致的，故B错误；

CD．分子间距为时斥力等于引力为平衡位置，当分子间距离由逐渐变为的过程中，分子间表现为引力，距离增大，分子力做负功，则分子势能增加，故C正确，D错误；

故选C。

3．D

【详解】

A．图甲是光线通过小圆板得到的衍射图样，若用光照射很小的不透明圆板时，后面会出现一亮点，故A错误；

B．图乙是医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部，它利用了光的全反射原理，故B错误；

C．图丙是薄膜干涉，条纹向空气薄膜较薄处发生弯曲，说明空气薄膜变厚，则被检测的平面在此处是凹陷的，故C错误；

D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度会发生变化，此现象表明光波是一种横波，故D正确。

故选D。

4．B

【详解】

A．第一张纸相对于滚轮的运动趋势方向与滚轮的运动方向相反，则受到滚轮的静摩擦力与滚轮的运动方向相同，即受到滚轮的摩擦力向右，故A错误；

B．若要自动进纸，则滚轮与白纸之间的摩擦力要大于纸与纸的摩擦力，则有，若则打印机不能实现自动进纸，故B正确；

CD．设每张的质量为m，动摩擦因数为μ2，对第二张分析，它对第三张纸的压力等于上面两张纸的重力及滚轮的压力，最大静摩擦力为

而受到的第一张纸的滑动摩擦力为

则第一张纸与第二张纸之间存在滑动摩擦力，第二张纸以下的纸张均受到静摩擦力，大小均等于，故CD错误。

故选B。

5．D

【详解】

AB．过程由图可知为等温变化，气体内能不变，根据玻意耳定律可知，当压强p增大时，体积V减小，可知外界对气体做功，根据热力学第一定律,由于内能不变，可知过程气体放出热量，故AB错误；

C．由图可知为等容变化，为等压变化，过程中气体温度升高，根据盖—吕萨克定律可知体积变大，由于压强不变，温度升高，气体分子平均速率增大，则气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少，故C错误；

D．由于a、c两个状态体积相同，则过程气体体积的变化量与过程气体体积的变化量相同，而过程气体压强不变，过程气体压强增大，根据可知，过程气体对外界做的功小于过程外界对气体做的功，故D正确。

故选D。

6．D

【详解】

A．以竖直向上为正方向，到小球从最低点向平衡位置振动，则所受的回复力减小，振动方向为x轴正向，故A错误；

B．到小球从平衡位置向最高点振动，小球可能会经过弹簧的原长，则弹簧弹性势能一直减小或先减小后增大，故B错误；

C．若圆盘以匀速转动，其周期为

小球振动达到稳定时其振动的周期等于驱动的周期为，故C错误； 

D．若圆盘正以匀速转动时，有

欲使小球振幅增加则要增大驱动力的周期，可使圆盘转速适当减小，故D正确；

故选D。

7．A

【详解】

初态时，对“工”字形活塞整体受力分析有

对上面气缸受力分析有

末态时，对“工”字形活塞整体受力分析有

对上面气缸受力分析有

联立方程，解得

，

对A、B气体，根据理想气体状态方程可得

，

因温度降低，，，则、均变小，由于下面气缸的横截面积大于上面气缸的横截面积，则活塞下降，上面气缸下降，才能使A、B气体体积均变小。

故选A。

8．C

【详解】

由图像可知，小球初速度为v0=2m/s，上升时间为t0=0.2s，上升最大高度为

B球比A球晚抛出。

A．B球上升0.15m时，有

代入数据，解得

tB=0.1s，tB=0.3s（舍去）

则可知A球抛出时间为

则可知此时A球上升到最大高度0.2m处，故两球没有相遇，故A错误；

B．因两球初速度相同，故A球不可能在上升过程中和B球相遇，故B错误；

C．当时，两球间距为

当时，B球上升到最大高度，A球下降高度为

则两球间距为

故C正确； 

D．到，A球的位移为

则A球运动的平均速度大小为

故D错误。

故选C。

9．AD

【详解】

A．因在同一均匀介质中，则甲、乙两波波速相同，由波形图可知，则有

故A正确；

B．由于两列波波速相同，则同时到达处质点，根据同侧法可知，处质点的起振方向是y轴正方向，故B错误；

C．时，两波传播距离均为

则平衡位置位于处的质点位移为

故C错误；

D．由于两波波速、波长相等，则两波周期也相同，均为

乙波传到处的质点用时为

则在乙波传到处的质点前，质点振动恰好一个周期，运动的路程为

在0.5s~0.75s内，两波叠加，振动加强，振动半个周期，运动的路程为

则在0~0.75s，处的质点运动的路程为

故D正确。

故选AD。

10．BD

【详解】

AB．由图乙可知b光与c光的遏止电压相同，则二者频率相同，若b光为紫光，则c光也为紫光，b光的饱和光电流大于c光的饱和光电流，则b光的光强大于c光的光强，故A错误，B正确；

C．若b光光子能量为，由于其能量不等于任何两个能级差，故用它直接照射大量处于基态的氢原子，氢原子不会跃迁，故C错误；

D．若b光光子能量为，根据可知，用它直接照射大量处于激发态的氢原子，可使氢原子跃迁到量子数为4的激发态，处于量子数为4的激发态的大量氢原子向低能级跃迁，可辐射出6中不同频率的光，故D正确。

故选BD。

11．BC

【详解】

AB．由题意可知，如图所示

光线AB从圆柱体左端面射入，其折射光BD射到柱面D点恰好发生全反射。设光线在B点的入射角为i，则有

由折射定律得

光线BD在柱面D点恰好发生全反射，设临界角为C，则有

根据几何知识得

联立方程，解得

故A错误，B正确；

CD．若改用紫光照射，透明圆柱体对紫光的折射率更大，则在B点的折射角更小，根据可知临界角更小，紫光到达柱面上时，入射角均大于临界角，发生全反射，故从题中所述圆入圆柱体的光线能全部从圆柱体右端面射出，故C正确，D错误。

故选BC。

12．ACD

【详解】

对正三角形内部的小球受力分析，如图所示

缓慢转动过程中，AC、BC边对球的弹力NAC，NBC的方向总是垂直相应的边，两力夹角保持不变，AB边与球始终无弹力，由几何关系可知，随着角度θ从0°到120°增大过程中，角α与角θ之和保持不变，且 

α+θ=120°

所以角β也保持不变，β=60°，由平衡条件和正弦定理得

所以球对AC边的压力

代入数据，解得

球对BC边的压力

代入数据，解得

A．由上述分析可知，当模型顺时针转过角时AC边上的压力为

故A正确；

BC．球对BC边的压力为

当θ=30°时，球对BC边压力最大，且最大值为，故B错误，C正确；

D．根据可知，当角度θ从0°到120°增大过程中，sinθ是先增大后减小，所以球对AC边的压力先增大后减小，故D正确。

故选ACD。

13．C 三个细线套、、的方向 AC

【详解】

（1）[1]用一个弹簧测力计将橡皮筋也拉到O点，弹簧测力计的读数为合力的实际值，应与橡皮筋共线，通过平行四边形对角线得到的合力F是理论值，由于实验误差不一定与橡皮筋共线。

故选C。

（2）①[2]因要作出力的图示，故还需要记录三个细线套、、的方向。

②[3]A．细绳套应与竖直木板平面平行，这样才能确保力的大小准确性，故A正确；

B．当结点位置确定时，弹簧测力计和重物重力均确定，当改变拉力，重复实验时，每次结点位置不需要处于同一位置，故B错误；

C．细绳套、和适当长一些，在确定拉力方向时可以减小误差，故C正确；

D．弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零，故D错误。

故选AC。

14．电磁打点计时器要使用低压交流电源 应调整滑轮高度使细线与桌面平行   小于

【详解】

（1）①[1]图中打点计时器使用的是直流电源，电磁打点计时器要使用低压交流电源；

②[2]应调整滑轮高度使细线与桌面平行。

（2）[3]若电源频率，每隔0.02s打一个点，由于相邻两计数点之间还有1个点未画出，故相邻两计数点之间的时间间隔为

根据公式，有

两式相加，可得

其中

，

联立解得，小车的加速度表达式为

[4]匀变速直线运动中，某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故打下B点时小车的速度为

（3）[5]根据可知，由于交变电流的实际频率为51Hz，而做实验的同学并不知道，仍按50Hz进行计算，则加速度的测量值小于实际值。

15．两车不会相遇，见解析

【详解】

设经过t0时间两车共速，则有

代入数据，解得

A车速度减到0，需要的时间为

B车速度减到0，需要的时间为

由于，，则两车在停止之前不可能共速，则B车在7.5s内的位移为

A车在8s内的位移为

由于

故两车不会相遇。

16．（1）4kg；（2）

【详解】

（1）活塞离开卡环继续加热，活塞缓慢上升的过程中，气缸内气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律可得

代入数据，解得

根据热力学第一定律可得

其中

，

解得

又有

代入数据，解得

对活塞及物块整体受力分析，由平衡条件可得

联立方程，代入数据解得

（2）当气缸内气体温度上升到时活塞恰好离开卡环的过程中，气缸内气体发生等容变化，根据查理定律可得

解得

17．（1），；（2）；（3）

【详解】

（1）设小球到达弧形槽A底端时速度大小为v1，槽A的速度大小为v2。小球与圆弧形槽A组成的系统在水平方向动量守恒，以水平向右为正方向，小球下滑过程中，由动量守恒定律得

由机械能守恒定律得

联立解得

，

（2）小球冲上圆弧形槽B过程中，设槽B的速度为v3，二者水平方向动量守恒，则有

由机械能守恒定律得

联立解得

（3）小球冲上弧形槽B后，上滑到最高点后再返回分离，设分离时小球速度反向，大小为v4，弧形槽B的速度为v5。整个过程二者水平方向动量守恒，则有

二者的机械能守恒，则有

小球还能追上槽A，须有

联立解得