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烟台市2021-2022学年高二下学期期末考试
物理参考答案及评分意见
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C B C D A B D C
多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。
题号 9 10 11 12
答案 AC BC BD ABD
(
1N
F
1
=3N
F
2
=4N
F
'
A
O
C
D
B
甲
F
)三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）⑴A ⑵交流、12
⑶变暗、变小 ⑷C （每空1分）
(8分)
⑴AB（2分，漏选得1分，错选不得分）
⑵如图（2分） 6.1（5.8~6.2之间均得分,2分）
⑶F（2分）
15．（7分）
⑴设从滑轮到小球m1的距离为L1，从滑轮到小球m2的距离为L2，由几何知识可求得：
…………………………………………①（1分）
两小球受力 (
A
B
C
D
m
1
m
2
g
O
α
β
L
1
L
2
m
1
g
F
1
T
T
F
2
m
2
)分析如图所示，由两个小球的受力矢量三角形与对应的几何三角形相似可得：
对小球m1：………………………………②（1分）
对小球m2：………………………………③（1分）
由①②③得：……………………………④（1分）
⑵如图，轨道对小球m1、m2的作用力分别为F1、F2
对小球m1：…………………………………⑤
对小球m2：…………………………………⑥（1分）
由⑤⑥可得：………………………⑦（1分）
由牛顿第三定律得：小球m1、m2对轨道的压力之比为 …………⑧（1分）
16．（9分）
⑴经时间t，参与发电的水损失的机械能：
………………………………①（2分）
该发电机组的输出电功率：
kW…………………………………………②（1分）
⑵输电线中的电流为I对电流互感器：
I=43A………………………………………………………③（1分）
升压变压器的输出电压为U
V ………………………………………………………④（1分）
⑶W……………………………………………………⑤（1分）
W ………………………………………………⑥（1分）
（或P用=1.11×105、1.1×105W均得分）
V ………………………………………………⑦（1分）
………………………………………………………⑧（1分）
17．(14分)
解：⑴设筒的横截面积为S，放入水下后筒内气体的压强为p1，由玻意耳定律和题给条件有 p1dS = p0hS ………………………………………………………①（1分）
p1= p0+ρg(H+d) …………………………………………………②（2分）
解得 d=0.5m ……………………………………………………………③（2分）
⑵设水全部排出后筒内气体的压强为p2，此时筒内气体的体积为V0，这些气体在其压强为p0时的体积为V3，由玻意耳定律有
p2V0=p0V3 ………………………………………………………④（2分）
其中 p2=p0+ρg(H+h) …………………………………………………⑤（2分）
设需压入压强为p0的气体体积为 V，则有 V=V3－V0 …………………⑥（1分）
……………………………………………………⑦（2分）
解得 k=5.3025 …………………………………………………………⑧（2分）
18．（16分）
⑴①当导体棒达到最大速度后，所受合外力为零，平行于导轨方向有
F－FA－mgsinθ=0 ………………………………………①（1分）
感应电动势 E=BLvm …………………………………………………②（1分）
感应电流 I= ……………………………………………………③（1分）
安培力 FA =BIL= ……………………………………………④（1分）
此时牵引力 F=FA＋mgsinθ=0.75 N ……………………………………⑤（1分）
②电动机的功率 P=Fvm =7.5W …………………………………………⑥（1分）
电动机消耗的电能等于导体棒增加的机械能与克服安培力做功产生的焦耳热之和，有
Pt=mvm2＋mgxsinθ＋Q …………………………………⑦（1分）
解得位移 x==60m ……………………………………⑧（1分）
⑵当导体棒的速度大小为v时，感应电动势 E=BLv …………………⑨（1分）
由C=可知，此时电容器极板上的电荷量
Q=CE=CBLv ………………………………………………⑩（1分）
设在一小段时间Δt内速度增加量为Δv
电容器极板上增加的电荷量为 ΔQ=CBL·Δv ………………………… （1分）
根据电流的定义式 I===CBLa ………………………… （1分）
对导体棒受力分析，根据牛顿第二定律有
F0－mgsinθ－BIL=ma …………………………………………… （1分）
将I=CBLa代入上式可得 a==1m/s2 …………………… （1分）
可知导体棒的加速度与时间无关，为一个定值，即导体棒做匀加速运动。
在 t=12s时，v=at=12m/s …………………………………………… （1分）
此时牵引力的功率 P=F0v=7.32W ……………………………………… （1分）烟台市2021-2022学年高二下学期期末考试
物理
1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。
2．选择题答案必须用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列有关固体、液体的说法中正确的是
A．天然水晶和石英玻璃都是晶体
B．液晶具有各向同性的光学性质
C．石墨和金刚石都是由碳原子构成
D．水在接近0℃时不能发生蒸发
2．下列说法正确的是
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．温度是分子热运动剧烈程度的标志
C．两分子间距离增大，分子势能一定增大
D．两分子间的分子力随分子间距的增大而减小
3．碳14测年是考古中常用的一种测年法，碳14是放射性核，其半衰期是5730年，自然界中的碳14参与碳循环，生物体死亡后，立即停止与生物圈的碳交换，其碳14含量开始减少。通过测量样品中残留的碳14含量，就可以知道有机物死亡的时间。今有一份古生物化石，其中碳14在碳原子中所占的比例只是现代生物中的，则此化石形成距今的年数是
A．11460年 B．17190年
C．22920年 D．28650年
4．某同学设计了一个如图所示的加速度传感器，较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比，两个电池E的电压相同。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。将此加速度传感器固定在运动的物体上，物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的是
(
4
V
R
E
E
P
Q
1
2
3
)A．当物体向左加速运动时，电压表的指针将向左偏
B．若电压表的示数不变，则说明物体做匀速直线运动
C．若电压表的示数增大，则说明物体的速度正在增大
D．电压表表盘上各刻度对应加速度值的刻度是均匀的
(
K
A
光束
R
S
V
μA
窗口
P
电源
左
右
甲
ν
U
c
ν
0
ν
1
0
乙
)5．用阴极K为金属铷的光电管观测光电效应现象，实验装置如图甲所示。实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，纵轴与横轴交点的横坐标为ν0，图线与横轴交点的横坐标为ν1。已知普朗克常量为h，电子的电荷量为e。则下列说法中正确的是
A．图乙中图线的斜率为
B．金属铷的逸出功为hν0
C．欲测遏止电压，电源左端应为正极
D．当电源左端为正极时，微安表示数随电压表示数的增大而持续增大
(
b
C
L
S
a
甲
乙
)6．为了测量储液罐中液体的液面高度，有人设计了如图甲所示装置。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储液罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流而向外辐射电磁波，再使用乙图中的调谐电路来接收甲振荡电路中的电磁波，这样就可通过测量乙中接收频率而获知甲中的发射频率，进而再通过振荡电路的振荡频率公式f=即可获知电容C的值（L值已知），从而测量油罐内的液面高度。已知平行板电容器正对面积、间距一定的条件下，电容C两极板间充入电介质增加（液面上升）时，电容C增大。则下列分析判断正确的是
A．该装置适用于测量任意种类液体的液面高度
B．该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关
C．当装置使用过久电源电动势减小时，测量的液面高度比真实值偏小
D．当储物罐内的液面高度降低时，所测到的LC回路中电流的振荡频率变小
(
V/
m
3
T/
K
A
0
300
C
B
400
0.4
0.6
T
A
)7．如图所示为一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C又变回状态A的变化过程的 V-T 图像，各状态参量标注如图。已知理想气体的内能与热力学温度成正比，关于气体的以上变化过程，下列说法正确的是
A．图中TA为150K
B．AB过程与BC过程吸热一样多
C．由图中坐标可求出C状态的压强
D．在经历ABCA回到A的全过程中气体放热
(
30°
A
B
)8．如图所示，质量为3m的物体A和质量为m的物体B可视为质点，两者用两段足够长的细绳与轻质弹簧连接后跨过定滑轮，A置于薄木板上，此时A与弹簧之间的细绳与木板平行，木板与水平面间的夹角为30°。现将木板缓慢放平，物体A与木板始终保持相对静止，不计滑轮处的摩擦。下列说法正确的是
A．弹簧的伸长量逐渐变大
B．物体A受到的摩擦力大小不变
C．物体A受到的摩擦力先变小后变大
D．连接弹簧和物体B的细绳对滑轮的作用力不变
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。
9．下列关于热力学第二定律的理解正确的是
A．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
B．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
C．从微观的角度看，热力学第二定律表明一个孤立系统总是向无序度更大的方向发展
D．没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机可以把燃料产生的内能全部转化为机械能
10．面积为S=0.2m2的闭合单匝导体线圈放在如图所示的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈电阻为R=10Ω，磁场的变化规律为(T)，则
A．线圈中的电流方向每秒改变10次
B．在0~s时间内，通过线圈横截面的电荷量为0.004C
C．穿过线圈的磁通量的变化规律为(Wb)
D．线圈中感应电流的变化规律为(A)
11．如图所示，一理想变压器的原线圈两端接在有效值不变的正弦式交流电源两端，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，电路稳定后，将滑动变阻器的滑片P从某一位置移到另一位置处，分别读出滑片在这两个位置时电流表A1和 A2的示数，得出电流表A1的示数增加了0.1A，电流表A2的示数增加了0.4A，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是
(
R
R
1
P
R
2
a
AC
A
1
A
2
V
b
S
)A．电压表的示数不变
B．滑动变阻器的滑片向b端移动
C．定值电阻R1、R2消耗的功率均增大
D．理想变压器的原、副线圈匝数之比为4:1
(
O
y
x
-L
L
2
L
A
C
L
v
)12．如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限中有一等腰直角三角形OAC区域，其内部存在垂直纸面向里的匀强磁场，它的OC边在x轴上且长为L。边长也为L的正方形导线框的一条边也在x轴上，t＝0时刻，该线框恰好位于图中所示位置，此后线框在外力F的作用下沿x轴正方向以恒定的速度v通过磁场区域。规定逆时针方向为导线框中电流的正方向，则线框通过磁场区域的过程中，线框中的感应电流i、穿过线框平面的磁通量Φ、通过线框横截面的电荷量q、外力F随时间t变化的图像中可能正确的是（图像中，；图中曲线是抛物线的一部分）
(
t
2
i
t
1
t
O
I
m
-
I
m
t
2
F
t
1
t
O
t
2
q
t
1
t
O
A
B
D
C
t
2
Φ
t
1
t
O
)
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．(6分)
如图甲所示为教学用的可拆变压器，它有两个外观基本相同的线圈A和B，线圈外部还可以绕线。
(
B
A
甲
学生电源
A
B
乙
)⑴某同学用多用电表的欧姆挡分别测量了A、B线圈的电阻值，发现A线圈电阻约为B线圈电阻的2倍，则可推断________线圈的匝数多（选填“A”或“B”）；
⑵为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，如图乙所示，该同学把线圈A与学生电源连接，另一个线圈B与小灯泡连接。其中线圈A应连到学生电源的______（选填“直流”或“交流”）输出端上，同时为保证人身安全，所用电压不要超过 V（选填“6”、“12”或“36”）；
⑶将与灯泡相连的线圈B拆掉部分匝数，其余装置不变继续实验，灯泡亮度将_____（选填“变亮”或“变暗”），这说明灯泡两端的电压_____（选填“变大”或“变小”）；
⑷某次实验时，变压器原、副线圈的匝数分别为220匝和110匝，学生电源输出端的电压为6V，则小灯泡两端的电压值可能是______。
A．11.4V B．3.6V C．2.8V D．V
14．(8分)
在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，某实验小组进行实验的主要步骤是：将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计。沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小，再用笔在两绳的拉力方向上分别标记B、C两点，并分别将其与O点连接，表示F1、F2的方向；再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录此时拉力F的大小，同样用笔在绳的拉力方向上标记D点，也将其与O点连接，表示F的方向。
⑴下列具体的实验过程或步骤正确的是
A．同一次实验过程中，O点位置不允许变动
B．实验中，弹簧测力计应与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C．两分力的夹角应取90°，便于之后运算中采用勾股定理以验证平行四边形定则
D．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮筋的活动端拉到O点
(
1N
F
1
F
2
A
O
B
C
D
甲
F
)⑵已知两弹簧测力计的示数分别为F1=3N和F2=4N，请在方框甲中利用平行四边形定则作出F1、 F2合力F′的图示（所选标度已给定），并由所作图示可以得到合力F′的大小为 N（结果保留两位有效数字）；
⑶比较F与F′可知，方向一定沿AO方向的是 。
15．(7分)
(
A
B
C
D
m
1
m
2
O
α
β
)如图所示，竖直面内固定一半径为R的光滑大圆环轨道，O为圆心，A、B、C、D为圆环上的4个点，其中AB、CD分别为竖直和水平直径。在A点固定一个光滑的小滑轮，一轻绳绕过小滑轮，其两端分别连接质量为m1、m2的小球，两小球套在大圆环轨道上。已知当两小球静止时，轻绳和竖直方向的夹角分别为α=30°、β=45°。求：
⑴两个小球的质量之比；
⑵小球m1、m2对轨道的压力之比。
16．(9分)
为了减少火电站中煤的燃烧对大气的污染，要大力发展水电站。现有一水力发电站的发电机组设计为：水以v1=4m/s的速度流入水轮机后以v2=1m/s的速度流出，已知流出水位比流入水位低10m，水流量Q=2m3/s，水轮机效率为75%，发电机效率为80%。然后利用如图所示的高压输电线路将发电机输出的电能输送给用户，变压器均为理想变压器，在输电线路上接入一个电流互感器，其原副线圈的匝数比为1:10，电流表的示数I1=4.3A，输电线的总电阻R=10Ω，用户两端的电压为220V。已知水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度为g=10m/s2。求：
⑴该发电机组的输出电功率；
⑵升压变压器的输出电压；
⑶用户得到的功率及降压变压器的原副线圈匝数比。
(
R
发电机
用户
升压变压器
降压变压器
A
)
17．(14分)
潜水钟是一种水下救生避险设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似，如图甲所示。潜水钟在水下时其内部上方空间内存有空气，可供潜水员呼吸，延长潜水员在水下作业逗留的时间。潜水钟可简化为高度为h=3.025m、开口向下的薄壁圆柱形筒，如图乙所示。工作时，由水面上的船将筒由水面上方开口向下吊放至水下，筒的上表面距水面的深度为H=50m。已知水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小为g=10m/s2，大气压强为p0=1.0×105Pa，忽略筒内气体温度的变化和水密度随深度的变化。
⑴求筒在水下位置时内部气体的高度d；
⑵现保持H不变，由船上的气泵将空气压入筒内，使筒内的水全部排出，求压入空气的质量与筒内原来气体质量的比值k。
(
h
H
d
水
大气
乙
) (
甲
)
18．(16分)
如图甲所示，两条光滑平行长直导轨MN、PQ处于同一斜面内，该斜面与水平面间的夹角θ=30°，两导轨间距L=0.2m，底端M、P之间连接阻值R=0.4Ω的电阻，导轨所在的空间存在方向垂直于斜面向下、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场。一根质量为m=0.1kg的导体棒ab垂直跨放在导轨上，从t=0时刻开始，通过一小型电动机对棒施加一个平行于斜面向上的牵引力，使棒从静止开始沿导轨向上运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。除R以外其余部分的电阻均不计，重力加速度为g=10m/s2。
⑴若电动机的输出功率保持恒定，棒运动的v－t图像如图乙所示，图中0～10s内的图线是曲线，t≥10s的图线是直线，已知0～10s内电阻R上产生的热量Q=40J，求：
①导体棒达到最大速度vm后受到的牵引力大小；
②导体棒从静止开始到达到最大速度vm的过程中运动的位移大小；
(
v
/(m

s
-1
)
t
/s
10
8
6
4
2
0
10
8
6
4
2
乙
b
M
N
P
Q
R
B
F
a
甲
θ
C
b
M
N
P
Q
B
F
0
a
丙
θ
)⑵若将甲图中的电阻R换为C=1F的电容器（耐压值足够大），并通过电动机对ab棒施加大小为F0=0.61N、方向沿斜面向上的恒定牵引力，使棒从静止开始沿导轨向上运动，如图丙所示，求t=12s时牵引力的功率。

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