2022-2023学年西藏拉萨市那曲中学高二（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年西藏拉萨市那曲中学高二（下）期末物理试卷
第I卷（选择题）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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. 一个氘核与一个氚核发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损．聚变过程中( )
A. 吸收能量，生成的新核是 B. 放出能量，生成的新核是
C. 吸收能量，生成的新核是 D. 放出能量，生成的新核是
2. 如图所示，一圆形线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上点做切线，与线圈在同一平面上．在线圈以为轴翻转的过程中，线圈中电流流向( )
A. 始终由
B. 始终由
C. 先由再由
D. 先由再由
3. 如图所示，小车静止光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中( )
A. 小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒
B. 小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒
C. 小球向左摆到最高点时，小球与小车瞬时速度均为零
D. 在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相同
4. 如图所示，和是两个相同的小灯泡，是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与相同．由于存在自感现象，在开关闭合和断开时，灯和先后亮暗的顺序是( )
A. 闭合时，先达到最亮；断开时，后暗
B. 闭合时，先达到最亮；断开时，后暗
C. 闭合时，先达到最亮；断开时，先暗
D. 闭合时，先达到最亮；断开时，先暗
5. 如图所示，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，电阻，磁感应强度随时间变化的图像如图所示以向右为正方向，下列说法正确的是( )
A. 电阻的电流方向是从到 B. 点的电势为
C. 感应电流的大小随时间均匀增大 D. 电阻两端的电压为
6. 下列关于光的本性的说法中正确的是( )
A. 关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，综合他们的说法圆满地说明了光的本性
B. 光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子
C. 光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性
D. 频率低、波长长的光，粒子性特征显著；频率高、波长短的光，波动性特征显著
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 某交流电的图象如图所示，则该交流电( )
A. 周期 B. 频率
C. 电压有效值 D. 用交流电压表测量时读数为
8. 温度是一个重要的物理量，对它的测量和控制十分重要，而热敏电阻是温控电路中常见的组成部分。在如图所示的电路中热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，是定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，理想变压器输入端接交流电源，电压的变化规律，原副线圈匝数比为。则下列说法正确的是( )
A. 变压器原、副线圈中的电流强度之比为
B. 交流电的频率为赫兹
C. 变压器输入、输出功率之比为
D. 当热敏电阻的温度升高时，电压表的示数减小，电流表的示数变大
9. 如图所示，等腰直角三角形区域内存在匀强磁场，另有一等腰直角三角形导线框以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度始终与边垂直且保持平行于关于线框中的感应电流，以下说法中正确的是( )
A. 开始进入磁场时感应电流最大 B. 开始穿出磁场时感应电流最大
C. 开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向 D. 开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向
10. 如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的、两小孔中，为、连线中点，连线上、两点关于点对称．导线均通有大小相等、方向向上的电流；已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中是常数、是导线中电流、为点到导线的距离；一带正电的小球以初速度从点出发沿连线运动到点．关于上述过程，下列说法正确的是( )
A. 小球先做加速运动后做减速运动 B. 小球一直做匀速直线运动
C. 小球对桌面的压力先减小后增大 D. 小球对桌面的压力一直在增大
第II卷（非选择题）
三、实验题：本题共1小题，共13分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11. 某同学利用气垫导轨上滑块间的碰撞来寻找物体相互作用过程中的“不变量”，实验装置如图所示，实验过程如下“、”表示速度方向：
实验使，让运动的碰静止的，碰后两个滑块分开。数据如表．
表
碰前 碰后
滑块 滑块 滑块 滑块
速度
、根据这个实验可推知，在实验误差允许的范围内：
碰前物体的速度等于碰后物体的速度；
碰前物体的动能________填“等于”或“不等于”碰后物体的动能；
碰前物体的质量与速度的乘积________填“等于”或“不等于”碰后物体的质量与速度的乘积．
实验使，让运动的碰静止的，碰后、一起运动．数据如表．
表
碰前 碰后
滑块 滑块 滑块 滑块
速度
、根据这个实验可推知，在误差允许范围内：
碰前物体的速度________填“等于”或“不等于”碰后物体速度的矢量和；
碰前物体的动能________填“等于”或“不等于”碰后物体动能的和；
碰前物体的质量与速度的乘积________填“等于”或“不等于”碰后物体的质量与速度的乘积的矢量和．
实验使，让运动的碰静止的，碰后、分开．数据如表．
表
碰前 碰后
滑块 滑块 滑块 滑块
速度
、根据实验数据可推知，在误差允许范围内：
碰前物体的速度________填“等于”或“不等于”碰后物体速度的矢量和；
碰前物体的动能________填“等于”或“不等于”碰后物体动能的和；
碰前物体的质量与速度的乘积________填“等于”或“不等于”碰后物体的质量与速度的乘积的矢量和．
还进行了其他情景的实验，最终在实验中发现的“不变量”是________．
、在“探究碰撞中的不变量”实验中，关于实验结论的说明，正确的是________．
A.只需找到一种情景的“不变量”即可，结论对其他情景也同样适用
B.只找到一种情景的“不变量”还不够，其他情景未必适用
C.实验中要寻找的“不变量”必须在各种碰撞情况下都不改变
D.进行有限次实验找到的“不变量”，具有偶然性，结论还需要检验
四、计算题：本题共4小题，共43分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
12. 如图甲所示，匝的线圈总电阻，图中只画了匝，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
判断通过电阻的电流方向：
求线圈产生的感应电动势；
求电阻两端的电压。
13. 在光滑的冰面上放置一个截面圆弧为四分之一圆的半径足够大的光滑自由曲面体，一个坐在冰车上的小孩手扶一小球静止在冰面上。已知小孩和冰车的总质量为，小球的质量为，曲面体的质量为某时刻小孩将小球以的速度向曲面体推出如图所示．
求小球在圆弧面上能上升的最大高度；
若，，小孩将球推出后还能再接到小球，试求曲面质量应满足的条件。结果保留三位有效数字
14. 某贫困山区利用当地丰富的水利资源修建了小型水力发电站，为当地脱贫攻坚发挥了巨大作用。已知水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，两根输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降低为。要求在输电线上损失的功率控制在。输电线路如图所示，请你设计两个理想变压器的匝数比。为此，请你计算：
降压变压器输出的电流为多少结果用分数表示？输电线上通过的电流是多少？
输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？
两个变压器的原、副线圈的匝数比和各应等于多少？
15. 如图是某回旋加速器的结构示意图，和是两个中空的、半径为的半圆型金属盒，两盒之间窄缝的宽度为，它们之间有一定的电势差。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为，盒的中央处的粒子源可以产生质量为、电荷量为的粒子，粒子每次经过窄缝都会被电场加速，之后进入磁场做匀速圆周运动，经过若干次加速后，粒子从金属盒边缘射出，忽略粒子从处出射的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。求：
粒子离开加速器时获得的最大动能
粒子在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比
粒子在第次加速后进入磁场的位置与第次加速后进入磁场的位置间的间距。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：根据爱因斯坦质能方程，可知在核聚变中存在质量亏损，则核反应过程中一定会释放大量的能量。
核反应方程为
根据核反应过程中质量数守恒可得：
解得
根据核反应过程中核电荷数守恒可得：
解得
故新核为
故选：。
根据质能方程可知核反应的过程中出现质量亏损，则一定释放能量；根据核反应过程中质量数守恒可求出新核的质量数，根据核反应过程中核电荷数守恒可求出新核的质子数，从而确定新核．
本题考查的知识点是质能方程和核反应遵循的规律，比较基础，只要多读课本，加强知识积累就能顺利解决．
2.【答案】
【解析】解：当线圈平面与磁场方向平行时，线圈平面与磁场方向的夹角为度，则当线圈与磁场方向垂直时，穿过线圈平面的磁通量变大。
图中的情况是磁场与线圈垂直，所以开始时的磁通量最大，转过时的磁通量最小。所以在线圈由图示位置绕转轴转动的过程中，向里穿过线圈的磁通量先减小，后增大。向里穿过线圈的磁通量减小时，根据楞次定律可知，产生的感应电流的方向是，转过角度大于后，向里的磁通量增大，楞次定律可知，产生的感应电流的方向仍然是。
故选：。
由磁通量的定义可求得最大磁通量的位置与最小磁通量的位置，然后判定磁通量的变化情况；
解决本题的关键掌握磁通量的公式，知道当线圈平面与磁场平行时，磁通量为，当线圈平面与磁场方向垂直时，磁通量最大．
3.【答案】
【解析】
【分析】
小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，满足水平方向动量守恒定律；系统的机械能守恒。小球向左摆到最高点时，小球和小车的速度相同，根据动量守恒定律求小球与小车瞬时速度。
本题对照动量守恒的条件进行判断。对于系统而言，总动量不守恒，但由于系统所受的外力都在竖直方向上，系统水平方向上动量守恒。
【解答】
、小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受外力不为零，故系统只在在水平方向动量守恒，系统在水平方向总动量为零，小球与小车的动量大小相等、方向相反，小球向左摆动时，小车向右运动，故A、B错误；
C、小球向左摆到最高点时，小球和小车的速度相同，根据水平动量守恒得：，得：，所以小球和小车的速度均为零，故C正确；
D、系统只在在水平方向动量守恒，在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反，故D错误。

4.【答案】
【解析】解：闭合时，线圈对电流的增大有阻碍作用，是一个自感系数相当大的线圈，所以干路中的电流几乎全部流经灯，而与并联在电路中，故闭合时，先达最亮；断开时，线圈对电流的减小有阻碍作用，产生自感电动势，线圈与组成闭合回路，所以慢慢变暗，故B正确，ACD错误．
故选：．
线圈中电流发生变化时，会产生自感电动势，阻碍电流的变化，起到延迟电流变化的作用，遵循“增反减同”的规律．
通电自感中，与线圈串联的灯泡稍晚一会儿亮，与灯泡并联的灯泡立即就亮；断电自感中，与线圈构成闭合回路的灯泡会稍晚一会儿熄灭．
5.【答案】
【解析】
【分析】
根据楞次定律可判断感应电流方向；根据磁感应强度的变化规律可判断出感应电流的变化规律；根据法拉第地磁感应定律求出螺线管中产生的感应电动势，结合闭合电路欧姆定律，可求解两端电压，及点的电势。
考查楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用，注意交流电与直流电的区别，掌握闭合电路欧姆定律的应用，同时理解电势的正负含义。
【解答】
A、从图中可得磁通量在逐渐增大，根据楞次定律可得通过的电流方向为从到，故A错误；
C、从图中可知磁感应强度随时间均匀增加，根据法拉第电磁感应定律知，产生的感应电流应为恒定电流，故C错误；
D、根据法拉第电磁感应定律： ，由闭合电路欧姆定律知感应电流大小为： ，两端电压为： ，故D错误；
B、因为端端接地，电势为零，所以端的电势为，故B正确。
故选B。

6.【答案】
【解析】解：、牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，是宏观意义的粒子，而不是微观概念上的粒子，实际上是不科学的。惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，光既具有粒子性，又具有波动性，即具有波粒二象性，才能圆满说明光的本性。故A错误。
B、光具有波粒二象性，是指光既具有粒子性，又具有波动性，但不能把光看成宏观概念上的波，也不能看成微观概念的粒子，故B错误。
C、干涉和衍射是波的特有现象，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，故C正确。
D、频率低、波长长的光，波动性特征显著；频率高、波长短的光，粒子性特征显著。故D错误。
故选：。
光既有波动性，又有粒子性，个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性；波长长的光，波动性越强．频率越高，粒子性特征显著．
多读教材，加强基础知识积累就能顺利解决此类题目．
7.【答案】
【解析】解：、、从图象得到电压的周期为，故频率，故A错误，B正确；
C、、从图象得到电压的最大值为，故有效值为；电压表测量的是有效值，为；故C错误，D正确；
故选：．
从图象得到电压的最大值、周期，然后可以求解有效值和频率，交流电表测量的是有效值．
本题关键是根据图象得到电压的最大值和周期，然后求解频率和有效值，基础题．
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查变压器的工作原理以及交流电相关基本概念，同时考查了变压器电路的基本动态分析能力。
只要熟知变压器原副线圈的电流、电压、功率关系以及交流电频率公式，很容易判断相关选项对错；利用原副线圈电压关系，得到副线圈两端电压不变，由欧姆定律及串联关系，可以推出副线圈相关电压电流的增减。
【解答】
变压器原、副线圈中的电流强度之比等于匝数的倒数比，为，选项A正确；
B.交电流的频率为，选项B错误；
C.变压器输入与输出功率相等，选项C错误；
D.因初级电压不变，则次级电压不变，由电路图可知，与串联，若热敏电阻的温度升高，则电阻减小，次级电路中的总电阻变小，由
可知，次级电流变大，原副线圈匝数不变，则初级电流变大，及电流表的示数变大，由可知，两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，热敏电阻两端的电压变小，即电压表的示数变小，故D正确。
故选AD。
9.【答案】
【解析】
【分析】
由楞次定律判定感应电流的方向，电流的大小由感应电动势决定，电动势由切割导体的有效长度决定．本题考查了应用楞次定律判定感应电流的方向，要注意有效切割长度的判断．
【解答】
解：、感应电流，，线框开始进入磁场时有效的切割长度等于最长，产生的感应电动势最大，此时，感应电流最大，故A正确．
B、开始穿出磁场时，有效切割长度逐渐增大，故开始穿出时感应电流最小，故B错误．
C、开始进入磁场时，磁通量增加，根据楞次定律，可判定部分导体切割磁感线产生的感应电流方向为到到，即感应电流沿逆时针方向，故C错误．
D、开始穿出磁场时，磁通量减小，根据楞次定律，可判定部分导体切割磁感线产生的感应电流方向为到到，即感应电流沿顺时针方向，故D正确．
故选：
10.【答案】
【解析】
【分析】
根据右手螺旋定则，判断出直线处磁场的方向，然后根据左手定则判断洛伦兹力大小和方向的变化，明确了受力情况，即可明确运动情况。
本题考查了右手螺旋定则和左手定则的熟练应用，正确解答带电粒子在磁场中运动的思路为明确受力情况，进一步明确其运动形式和规律。
【解答】
根据右手螺旋定则可知直线上靠近处的磁场方向垂直于向里，靠近处的磁场方向垂直于向外，磁场大小先减小过点后反向增大，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始的方向向上，大小逐渐减小，过点后洛伦兹力的方向向下，大小逐渐增大；由于桌面光滑，小球在速度方向不受力，则小球将做匀速直线运动；小球在竖直方向受力平衡，则小球对桌面的压力一直在增大，故AC错误，BD正确。

11.【答案】 等于； 等于；
等于； 不等于； 等于；
不等于； 不等于； 等于；
质量和速度的乘积；


【解析】
【分析】
根据表格中的数据，判断碰撞前后速度、动量、动能的关系，看是否相等．从中探究出不变量。
本实验考查探究碰撞过程中的不变量，掌握探究的方法，知道探究的不变量不能仅在一种情景下适用，要在各种碰撞中都适用。
【解答】
从表格中数据看出，碰撞前后的质量相同，碰撞前后物体的速度与碰撞后速度相等，动能相等，动量相等；
碰前的速度为，碰后的速度矢量和为，在误差允许的范围内，碰前物体的速度等于碰后物体速度的矢量和；
碰前的物体的质量与速度的乘积为：
碰后的物体的质量与速度的乘积为：，在误差允许的范围内相等；
碰前的动能为：
碰后的动能为：，在误差允许的范围内动能不相等；
碰前的速度为，碰后的速度矢量和，知速度的矢量和不相等，
碰前的动能，
碰后的动能，在误差允许的范围内动能不等；
碰前质量与速度的乘积为，
碰后的质量与速度的乘积为，则误差允许的范围内，相等；
综上所述，最终在实验中发现的“不变量”是质量和速度的乘积；
在“探究碰撞中的不变量”实验中，只找到一种情景的“不变量”还不够，其他情景未必适用，必须在各种碰撞的情况下都不改变，有限次实验偶然性较大，得出的结论需要检验，故BCD正确，A错误。

12.【答案】解：磁场垂直于纸面向里，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，通过的电流由流向。
由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势：
；
感应电流，
电阻两端的电压；
答：通过电阻的电流方向由流向；
线圈产生的感应电动势是；
电阻两端的电压是。
【解析】根据楞次定律判断感应电流方向。
应用法拉第电磁感应定律求出感应电动势。
应用闭合电路的欧姆定律求出感应电流，然后应用欧姆定律求出电阻两端的电压。
本题考查了判断感应电流方向、求电动势与电压问题，应用楞次定律、法拉第电磁感应定律与欧姆定律即可解题，本题是一道基础题。
13.【答案】解：小球与曲面组成的系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向
由动量守恒定律得：
系统机械能守恒，由机械能守恒定律得：
解得：；
小孩推出球的过程小孩与球组成的系统动量守恒，以向左为正方向
由动量守恒定律得：
球与曲面组成的系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向
由动量守恒定律得：
由机械能守恒定律得：
解得：
如果小孩将球推出后还能再接到球，则需要满足：
解得：。
【解析】本题为多过程动量守恒问题，要注意正确选择研究对象及过程，明确动量守恒的条件，并能正确应用相应规律求解。
对小球与曲面进行研究，由动量守恒及机械能守恒定律可列式求解；
分析小孩与球，球和曲面，由动量守恒定律及机械能守恒定律可求得最后的速度，然后求出小孩能接到球的条件。
14.【答案】解：用户得到的功率为：
用户得到的电压为，降压变压器输出的电流
输电线上通过的电流
；
输电线损失的电压
升压变压器输出的电压
；
两个变压器的原、副线圈的匝数比
。
答：降压变压器输出的电流为，输电线上通过的电流为；
输电线损失的电压为，升压变压器输出的电压为；
两个变压器的原、副线圈的匝数比为，应等于。
【解析】根据用户端的功率和电压求出用户端的电流，根据输电线上损失的功率求出输电线上的电流。
根据输电线上的电流和输电线的电阻求出输电线上损失的电压，根据输出功率和输送的电流得出升压变压器的输出电压。
根据原副线圈的电压比求出升压变压器的匝数比，根据电压损失得出降压变压器的输入电压，从而通过电压比得出降压变压器的匝数比。
解决本题的关键知道原副线圈的电压比与匝数比的关系，知道升压变压器的输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压之间的关系。
15.【答案】解：当带电粒子运动半径为半圆金属盒的半径时，粒子的速度达到最大值，由牛顿第二定律得：
粒子离开加速器时获得的最大动能：
解得：
粒子在电场中被加速次，由动能定理得
解得：
粒子在加速器中运动的时间可以看成两部分时间之和，即：在金属盒内旋转个半圈的磁偏转时间和通过金属盒间隙次的电加速时间之和，粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力。
由牛顿第二定律得：
运动周期：
粒子在磁场中运动时间：
粒子在电场中运动时，由匀变速直线运动规律得：
解得：
粒子在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比：
粒子在磁场中第次加速后，由动能定理得：
根据牛顿第二定律得：
解得粒子第次加速后：
同理可得，粒子第次加速后：
粒子第次加速后磁偏转与第次加速后磁偏转在同一形盒内，粒子在第次加速后磁偏转起点与第次加速后磁偏转起点间的间距

【解析】
【分析】
本题考查回旋加速器的相关知识。
粒子在回旋加速器中做匀速圆周运动，当半径达到最大时，粒子的速度达到最大，即动能最大。
根据粒子在磁场中做圆周运动的周期和被加速的次数，得到粒子在磁场中的运动时间，粒子在间隙运动可看成匀变速直线运动，从而求得时间，最后确定粒子在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比。
由动能定理得求速度，根据洛伦兹力提供向心力求轨道半径，由此求解粒子在第次加速后进入磁场的位置与第次加速后进入磁场的位置间的间距。