2020-2021学年江西省吉安市高二下学期期末考试物理试题 解析版

江西省吉安市2020-2021学年高二下学期期末考试物理试题

2021.6

测试时间：100分钟  卷面总分：100分

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将答题卡交回。

一、选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。其中1〜5小题只有一个选项符合要求，第6〜8小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）

1.锝99（）是一种放射性同位素，在现代医学中用于病人的内脏器官造影。锝99的半衰期为6个小时，则下列说法正确的是

A.锝99的中子数比质子数多10个

B.锝99的核子数比中子数多43个

C.经过24小时，1g的锝99会全部发生衰变

D.温度升高，锝99衰变会加快

2.我国北斗三号使用的氢原子钟是世界上最先进的原子钟。它每天的变化只有十亿分之一秒，它是利用氢原子吸收或释放能量发出的电磁波来计时的。如图所示为氢原子能级图，大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子跃迁到激发态后，能辐射三种不同频率的光子，能量最大光子与能量最小光子的能量差为

A.13.6eV B.12.09eV C.10.2eV D.1.89eV

3.光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在光度测量、有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。某同学为了测出某光电管阴极的极限频率，设计了如图所示的电路。用频率为的光照射光电管阴极K，调节滑动变阻器滑片到某一位置，电压表的示数为时，表的示数刚好为零，换用频率为的光照射光电管阴极K，调节滑动变阻器滑片到某一位置，电压表的示数为时，表的示数也刚好为零，则该光电管阴极K的极限频率为

A.  B.

C.  D.

4.2021年东京奥运会即将到来，我国奥运健将正在加大训练，迎接奥运。某运动员做下蹲向上跳起训练，开始时处于下蹲状态，竖直向上跳起后双脚离地的最大高度为0.2m，若运动员蹬地的平均作用力为其体重的3倍，重力加速度大小为，则运动员从蹬地到双脚离地所用的时间为

A.0.10s B.0.15s C.0.18s D.0.20s

5.下列四个图中，甲、丙图中为铝管，乙、丁图中为塑料管，甲、乙图中小磁铁竖直放置，丙、丁图中小磁铁水平放置，让小磁铁由静止释放，磁铁下落过程中不发生翻转，且不与铝管相碰，不计空气阻力，则小磁铁穿过铝管过程中加速度小于重力加速度的图有

A.甲、乙、丙、丁图  B.甲、丙、丁图

C.甲、丙图  D.甲图

6.如图所示为远距离输电原理图，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，电流表和电压表均

为理想电表。升压变压器原、副线圈匝数比为，发电机的输出电压、输出功率一定，且降压变器原、副线圈匝数比不变，若将增大，则

A.输电线损失的功率增大 B.电流表的示数增大

C.电压表的示数增大  D.用户消耗的功率增大

7.如图甲所示为小型交流发电机的模型，单匝线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴匀速转动，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，电流表为理想电表，线圈的电阻为2Ω，灯泡的电阻也为2Ω，灯泡刚好正常发光，下列判断正确的是

甲  乙

A.电流表的示数为1A

B.图乙中A时刻，线圈处于中性面

C.线圈转动过程中，产生的最大电动势为4V

D.线圈转动过程中，穿过线圈的最大磁通量为

8.如图甲所示，平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为1m，导轨左端接有阻值为1Ω的定值电阻，整个导轨处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为1T，质量为1kg的金属棒PQ放在导轨上，金属棒接入电路的电阻为1Ω，给金属棒施加一个平行导轨向右的拉力，使金属棒从静止开始做加速运动，金属棒运动的速度与运动的时间关系如图乙所示，金属棒运动过程中始终与导轨垂直，导轨电阻不计，金属棒从，到的过程中，

甲       乙

A.安培力与时间t成正比 B.拉力F与时间t成正比

C.通过金属棒的电量为1C D.安培力的冲量大小为0.5N•s

二、非选择题（包括必做题和选做题两部分，其中9〜12题为必考题，所有考生每道题都必须作答。第13〜14题为选做题，考生根据要求作答）

（一）必做题

9.（5分）用气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验，装置如图所示。

甲  乙

（1）实验前要调节气垫导轨水平，具体调节如下：开动气泵，向气垫导轨通入压缩空气；调节气垫导轨的调节旋钮，直至滑块放在气垫导轨上的不同位置均能处于      状态，表明气垫导轨水平。

（2）在滑块1、2上分别固定有遮光片，用游标卡尺测出滑块1上遮光片的宽度，示数如图乙所示，则此遮光片的宽度为      cm；同样测出滑块2上遮光片的宽度；

（3）将质量为（包括遮光片）的滑块1放在光电门1的左侧气垫导轨上，质量为（包括遮光片）的滑块2放在两光电门间的气垫导轨上（位置如图甲所示），用滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳，然后由静止释放滑块1，两滑块通过光电门后分别被制动，与光电门连接的光电计时器记录滑块1通过光电门1、2的遮光时间分别为、，滑块2通过光电门2的时间为，如果表达式            成立，则两滑块在碰撞过程中动量守恒。

10.（6分）小王同学用如图甲所示电路研究电磁感应现象，小李同学用如图乙所示电路研究自感现象。

甲           乙

（1）小王同学实验时发现，闭合开关时，电流表指针向左偏转。电路稳定后，若向右移动滑片，此过程中电流表指针将向      （选填“左”或“右”）偏转，实验结束后，未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除      （选填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的。

（2）小李同学用图乙中（1）（2）两个电路研究通电自感和断电自感现象，图中L是一带铁芯的线圈，直流电阻忽略不计，A、B是额定电压为1.5V的灯泡，直流电源为一节新的干电池。两电路电键S闭合后，会看到：小灯泡A将      （选填“慢慢变亮”“立即变亮”或“立即变亮，然后慢慢熄灭”），小灯泡B将      （选填“慢慢变亮”“立即变亮”或“立即变亮，然后慢慢熄灭”）；S断开后，小灯泡A将      （选填“慢慢熄灭”“立即熄灭”或“闪亮一下，然后熄灭”），S断开后，小灯泡B将      （选填“慢慢熄灭”“立即熄灭”或“闪亮一下，然后熄灭”）。

11.（10分）如图甲所示，边长为0.5m的正方形金属线框放在匀强磁场中，磁场与线框平面垂直，线框的电阻为2Ω，时刻磁场的磁感应强度大小为，此后磁场磁感应强度增大，线框中电流随时间变化如图乙所示，求时刻：

甲             乙

（1）线框中电流做功的功率；

（2）磁场磁感应强度的变化率；

（3）磁场磁感应强度的大小。

12.（12分）某同学为了研究碰撞问题，设计了如图所示的装置，半径为R的光滑四分之一圆弧轨道AB和半径为1.5R的光滑半圆弧轨道CD固定在竖直面内，两圆弧轨道的最低点均与光滑水平轨道平滑相切，质量均为m的小球b、c静止在水平面上，将质量为2m的小球a从A点正上方某处由静止释放，小球a刚好从A点进入圆弧轨道，运动到水平面上与小球b发生弹性正碰，此后小球b又与小球c发生正碰并粘在一起，结果，粘在一起的b、c小球恰好能到达D点，不计小球的大小，重力加速度大小为g，求：

（1）小球b与小球c碰撞前的速度大小；

（2）小球a由A点正上方释放的位置离A点的高度。

（二）选做题（请考生从13、14题中任选一题作答。如果多做，则按13题计分）

13.【选修3—3】

（1）多项选择题（2小题，每题5分。选对1个得2分；2对2个得4分，选对3个得5分，选错1个扣3分，最低得分0分）

①关于分子动理论及热力学定律，下列说法正确的是

A.布朗运动是指液体成气体中悬浮微粒的无规则运动

B.温度高的物体内能不一定大

C.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比

D.气体从外界吸收热量，其内能一定增加

E.物体可以从单一热源吸收热量全部用于做功

②关于固体、液体、气体及物态变化，下列说法正确的是

A.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加

B.液体的饱和汽压与液体的温度无关

C.晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点

D.一定质量的理想气体，如果压强增大而温度不变，气体分子在单位时间内对单位面积的器壁的碰撞次数一定增大

E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力

（2）（12分）“可燃冰”是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”，已知1m3可燃冰可释放标准状况下的天然气164m3.标准状况下1mol气体的体积为22.4升，标准状况下天然气的密度为0.67k/m3。阿伏加德罗常数取。求：

①1cm3可燃冰所含甲烷分子数为多少？

②平均每个甲烷分子的质量为多少？（结果均保留两位有效数字）

（13分）如图所示，U形玻璃管竖直放置，两管口均封闭，管中有一段水银，左右两管中水银液面高度差为10cm，左管中气柱A长为10cm，右管中气柱B长为20cm，打开左管口的封闭，等水银稳定时，两管中水银液面相平，大气压强为75cmHg，环境温度为300K，求：

①未打开左管口的封闭时，A气柱气体的压强大小；

②若不打开左管口的封闭，仅给A气柱缓慢加热，则温度升高到多少时，两管中水银液面相平？

14.【选修3—4】

（1）多项选择题（2小题，每题5分。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，选错1个扣3分，最低得分0分）

①关于机械振动的机械波，下列说法正确的是

A.介质中质点的振动速度与波的速度相同

B.一波源产生的波在不同介质中传播时，波长与波速成正比

C.在简谐波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅

D.在波的传播过程中，介质中的质点均做受迫振动

E.机械波的频率和传播速度均由介质决定

②关于电磁波发光的波动性，下列说法正确的是

A.两个完全相同的小灯泡发出的光相遇时会发生干涉

B.雨后天空中出现彩虹是光的干涉现象

C.交通警示灯选用红色是因为红光更容易穿透云雾烟尘

D.根据电磁波的多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度

E.光纤通信利用了光的全反射原理

（2）（12分）一列间简谐横波沿直线从质点a传播到质点b，a、b两质点平衡位置间的距离为6m，a、b两质点的振动图像分别如图甲、乙所示，时刻，a、b两质点间有两个波谷，质点a在2s内运动的路程为4m，求：

甲  乙

①波传播的速度大小；

②写出a、b平衡位置连线中点处质点的振动方程。

（3）（13分）如图所示，ABCD是截面为直角梯形的棱镜，放在水平地面上，，，一束平行光以与AB面成的方向照射到AB面上，照射到点的光线折射后刚好射到C点，已知，F为BE的中点，光在真空中的传播速度为c，求：

①棱镜对光的折射率；

②照射到F点的光线，从F点传播到地面所用的时间（不考虑光在BC面的反射）

吉安市高二下学期期末教学质量检测

物理试题参考答案

2021.6

1.【答案】B

【解析】锝99的中子数为99－43=56，中子数比质子数多56－43=13个，A项错误；锝99的核子数比中子数多99－56=43个，B项正确；经过24小时，锝99有没有发生衰变，C项错误；温度升高，不改变锝99的衰变快慢，D项错误。

2.【答案】C

【解析】三种光子的最大能量差为，C项正确。

3.【答案】A

【解析】根据光电效应方程有，，解得，A项正确。

4.【答案】A

【解析】设运动员双脚离地时的速度大小为，则，根据动量定理，，解得，A项正确。

5.【答案】C

【解析】甲、丙图中磁铁在下落过程中，均会在铝管中产生涡流，阻碍磁铁向下运动，因此磁铁下落过程中加速度均小于重力加速度，C项正确。

6.【答案】CD

【解析】增大，则输送电压增大，由于输送功率一定，则输送电流减小，输电线上损失的功率减小，A项错误；输电线损失的电压减小，降压变压器输入、输出电压均增大，输入、输出电流均减小，电压表的示数增大，电流表的示数减小，B项错误、C项正确；由于输入功率一定，输电线损失的功率减小，用户消耗的功率增大，D项正确。

7.【答案】CD

【解析】电流表的示数为，A项错误；图乙中A时刻，电流最大，线圈处于与中性面垂直的位置，B项错误；线圈转动过程中，产生的最大电动势为，C项正确；由可知，，D项正确。

8.【答案】AD

【解析】由题意可知，安培力，A项正确；，得，拉力F与时间不成正比，B项错误；金属棒运动的位移，通过金属棒的电量，C项错误；安培力与时间成正比，因此从到的过程中，安培力的冲量大小为，D项正确。

9.【答案】（1）静止  （2）0.55

（3）

【解析】（1）滑块放在气垫导轨上的不同位置均能处于静止状态，表明气垫导轨水平；

（2）游标卡尺的读数为；

（3）如果表达式成立，则两滑块在碰撞过程中动量守恒。

10.【答案】（1）左  A

（2）)慢慢变亮  立即变亮，然后慢慢熄灭  立即熄灭  闪亮一下，然后熄灭

【解析】（1）由题意可知，电流增大时，穿过线圈的磁通量增大，电流表指针向左偏转，电路稳定后，若向右移动滑片，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，回路中的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，则电流表指针向左偏转；在完成实验后未断开开关，也未把A.B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路A线圈时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下。

（2）两电路电键S闭合后，会看到小灯泡A将慢慢变亮，小灯泡B将立即变亮，然后慢慢熄灭；S断开后，小灯泡A立即熄灭，小灯泡B闪亮一下，然后熄灭。

11.【答案】（1）0.18W （2）2.4T/s （3）4.6T

【解析】（1）时刻，线框中的电流大小为

电流做功的功率为

（2）根据欧姆定律

根据闭合电路欧姆定律

解得

（3）设时刻，磁场的磁感应强度大小为B，则从到这段时间内

根据法拉第电磁感应定律

根据闭合电路欧姆定律

通过线框截面的电量为

由图乙可知

解得

12.【答案】（1） （2）

【解析】（1）设b、c到达D点速度大小为，根据牛顿第二定律有

解得

设b、c碰撞后的共同速度为，碰撞前b球的速度为，根据动量守恒

根据机械能守恒定律有

解得

（2）设a与b碰撞后，a球的速度为，碰撞前a球的速度为，小球a刚释放的位置离A点的高度为，根据机械能守恒定律

a、b碰撞过程动量守恒

根据能量守恒有

解得

13.【答案】（1）①ABE ②ACD

（2）①个   （3）①46.25cmHg ②729.7K

【解析】（1）①布朗运动是液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，而不是分子的运动，故A项正确；温度是分子平均动能的标志，温度高只能说明分子平均动能大，总的分子动能应该是分子平均动能与分子数的乘积，另外内能还包括分子势能，因此温度高的物体内能不一定大，B项正确；由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，故C项错误；根据热力学第一定律可得，所以气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，因为当气体可能对外界做的功大于吸收的热量，其内能减小，所以D项错误；物体可以从单一热源吸收热量全部用于做功，但会引起一些其他变化，例如理想气体做等温膨胀时，吸收的热量就可以全部用于做功，所以E项正确。

②一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，虽然温度没有升高，但此过程必须吸热，而吸收的热量使分子之间的距离增大，分子势能增加，故A项正确；液体的饱和汽压与液体的温度有关，B项错误；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，故C项正确；一定质量的理想气体，如果压强增大而温度不变，则体积减小，气体分子密度变大，气体分子在单位时间内对单位面积的器壁的碰撞次数一定增大，故D项正确；当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水分子与玻璃分子间引力的结果，E项错误。

（2）①1m3可燃冰可释放164m3的天然气，标准状况下1mol气体的体积为，甲烷物质的量为，则1m3可燃冰所含甲烷分子数为个。1cm3可燃冰所含甲烷分子数为个②平均每个甲烷分子的质量为

（3）①设未打开左管中的封闭时，A气柱的压强为，则B气柱的压强为

打开左管口封闭至水银稳定后，B气柱的压强为

B气柱发生等温变化，则

解得

②若不打开左管口的封闭，仅给A气柱缓慢加热，当左右两管中水银液面相平时，A气柱气体的压强为

根据理想气体状态方程，

解得

14.【答案】（1）①BCD ②CDE

（2）①20m/s ②

（3）① ②

【解析】（1）①波的传播速度与介质有关，而质点的振动速度与波的传播速度无关，故A项错误；同一波源，周期不变，由公式可知，一波源产生的波在不同介质中传播时，波长与波速成正比，故B项正确；在简谐波传播方向上不同质点的振动频率和振幅是相同的，故C项正确；波传播的是机械振动形式，后一个质点重复前一个质点的振动，因此介质中的质点做受迫振动，质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，D项正确；机械波的频率由波源决定，传播速度由介质决定，E项错误。

②两个完全相同的小灯泡发出的光也有多种不同的频率，由干涉的条件可知，两个完全相同的小灯泡发出的光相遇时，不一定会发生干涉，故A项错误；雨后天空中出现彩虹是由于太阳光照射到空气中细小的水珠后，白光经水珠折射后分解成多种色光产生的，这是光的色散现象，故B项错误；交通警示灯选用红灯是因为红光波长，更容易发生衍射现象，从而更容易穿透云雾烟尘，故C项正确；由于波源与接收者的相对位移的改变，而导致接收频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，D项正确；光纤通信利用了光的全反射原理，E项正确。

（2）①时刻，a、b两质点间有两个波谷，则时刻的波形如图所示

由图可知，波从a传播到b需要的时间为

波传播的速度大小为

②由题可知，质点振动的振幅为

质点振动的周期为

时刻，a、b平衡位置连线中点处质点处于波峰，则该质点的振动方程为

（3）①由题意可知，光线在在AB面上的入射角为

由于，，因此为正三角形，因此光线在AB面上的折射角

折射率

②照射在F点的折射光路如图所示，F为BE的中点，折射光线FO与EC平行，根据几何关系，

照射到O点的光线折射后，根据对称性可知，折射光线OG与BC夹角为，方向竖直向下，根据几何关系有

因此光从F点传播到地面所用的时间