河南省周口市项城市2022-2023学年高二下学期7月期末考试物理试题（含解析）

项城市2022-2023学年高二下学期7月期末考试
物 理
全卷满分100分，考试时间90分钟.
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，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
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，将本试卷和答题卡一并收回.
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项正确，第9~12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.
1. 2023年4月12日，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造了新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒.核聚变时可以将两个氘核结合成一个氦核，核反应方程为，已知氘核的比结合能为，氦核的比结合能为，真空中的光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A. 核聚变在常温下就能进行
B.
C. 具有放射性
D. 两个氘核结合成一个氦核过程中，平均每个核子亏损的质量为
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
B. 当把盛放气体的容器放在加速运动的小车上时，气体的内能增大
C. 第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但违反热力学第一定律
D. 晶体有固定的熔点，有确定的几何形状，物理性质一定具有各向异性
3. 如图所示，在边长为L的正三角形ABC所在的平面内有一个电荷量为q的正点电荷，在该正点电荷电场中，B、C两点的电势相等，A点电势为B点电势的.已知点电荷电场中某点电势为，q为点电荷的电荷量，r为电场中某点到点电荷的距离，k为静电力常量，则下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷在BC中点处 B. 点电荷在外部
C. 点电荷在内部 D. A点电势为
4. 建筑工人用如图所示的方式将重物从平台缓慢下放到地面上，固定重物的光滑圆环套在轻绳上，轻绳的一端固定在竖直墙上，工人手握的部分有足够长的绳子，工人站在平台上的位置保持不变，缓慢释放手中的绳子，重物缓慢下降，则在重物下降的过程中（ ）
A. 工人对绳的拉力逐渐增大 B. 绳对圆环的作用力逐渐减小
C. 平台对工人的支持力逐渐增大 D. 平台对工人的摩擦力逐渐减小
5. 如图所示，间距为L的足够长光滑平行金属导轨M、N固定在水平面上，导轨处在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导轨左端连有阻值为R的定值电阻，长度也为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨水平放置.某时刻开始，金属棒ab在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，当金属棒ab到达虚线位置时，加速度刚好为零，此时，撤去拉力，此后，金属棒ab向右运动过程中，电阻R上产生的焦耳热为Q.金属棒ab运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，金属棒ab开始的位置离虚线的距离为L，导轨电阻不计，则拉力大小为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图所示，a、b两束单色光从同一点P沿不同方向射出，斜射到平行玻璃砖的上表面上，又从玻璃砖下表面的同一点Q出射，出射光线有c、d两束，由此判断（ ）
A. 单色光b的出射光线是光束c
B. 在玻璃中，单色光b的传播速度比单色光a的大
C. 两束光从水中射向空气，单色光b发生全反射的临界角比单色光a的小
D. 两束光经同一干涉装置进行干涉实验，单色光b的干涉条纹间距比单色光a的大
7. 2022年11月3日，中国空间站天和核心舱、问天实验舱顺利在轨完成“T”字基本构型.空间站绕地球做匀速圆周运动时，空间站与地心连线在t时间内转过的角度为，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响.则空间站绕地球做圆周运动的线速度大小为（ ）
A. B. C. D.
8. 如图所示，一物块放在水平桌面上，竖直虚线PQ左侧有磁感应强度大小为、方向垂直竖直面向外的匀强磁场.质量为m、带电量为＋q的带电小球用绝缘细线与物块连接，将小球拉至与物块在同一水平直线上的A点，细线刚好拉直，细线下边沿刚好与固定在O点的光滑钉子接触，O点到PQ的距离为L，到A点距离为2L，不计物块和小球的大小，由静止释放小球，物块始终保持静止，重力加速度为g，不计空气阻力，则物块受到的摩擦力最大时，小球运动的位置为（ ）
A. 最低点 B. 在磁场中最高点 C. 刚要进磁场位置 D. 刚要出磁场位置
9. 有一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的部分波形如图所示.时刻波刚好传播到处，此时处的质点P刚好处于波峰，则下列说法正确的是（ ）
A. 该列波的波长为6m B. 波源处质点起振方向沿y轴正方向
C. 该列波的波速为4m/s D. 该列波的周期为
10. 如图所示为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，两端电压分别为、，电流分别为、，降压变压器原、副线圈的数分别为、，两端电压分别为、，电流分别为、，升压变压器与降压变压器之间的输电线上的总电阻为R，变压器均为理想变压器，保持发电厂的输出电压不变，则下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. 电路的输电效率为 D. 电路的输电效率为
11. 如图所示，半径为R的四分之一圆弧固定在竖直面内，圆弧最低点切线水平，在圆心O处水平抛出一个小球，使小球落在圆弧面上时速度最小，重力加速度为g，不计空气阻力，则（ ）
A. 落点到O点的高度差为 B. 小球落到圆弧面上的速度大小为
C. 落点到O点的水平距离为 D. 小球抛出的初速度大小为
12. 如图所示，倾角为的光滑斜面底端固定一挡板，轻弹簧放在斜面上，下端与挡板连接，一个质量为m的物块从斜面上的P点由静止释放，在物块沿斜面向下运动过程中，当弹簧的压缩量为时，物块的加速度刚好为零，开始时P点离弹簧上端的距离也是.弹簧的形变在弹性限度内，重力加速度为g，弹簧的弹性势能（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），则下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的劲度系数为 B. 弹簧的最大弹性势能为
C. 物块运动过程中的最大速度为 D. 物块运动过程中的最大加速度为
二、实验题：本题共2小题，共15分.
13.（6分）要测量滑块和长木板间的动摩擦因数，实验小组设计了如图甲所示装置，足够长的长木板倾斜固定，在长木板的底端附近固定一个光电门，滑块上装有遮光片，测得长木板的倾角为，重力加速度为g.实验步骤如下：
（1）先用游标卡尺测出遮光片宽度，示数如图乙所示，则遮光片宽度______mm；
（2）将滑块在长木板上某一位置由静止滑下，测出滑块释放时的位置到光电门的距离x，记录滑块通过光电门时遮光片的挡光时间t；多次改变滑块释放的位置，测得多组x与t，根据测量的数据，为了能直观地反映t随x变化的关系，应作______（填“”、“”、“”或“”）图像，若图像的斜率为k，则测得动摩擦因数______（用已知和测量的物理量符号表示）；
（3）若每次测量x时均测量滑块的左侧面到光电门的距离，由此测得的动摩擦因数______（填“变大”“变小”或“不变”）.
14.（9分）要测量允许通过的电流不超过0.5A的某电源的电动势和内阻，某实验小组根据实验室提供的器材设计电路，并连接成了如图甲所示电路.其中、均为规格为“”的电阻箱，选用的电压表量程为3V，内阻很大.小组成员小王和小李同学利用实验电路进行了不同的测量.
（1）小王同学利用电路实验时，先断开开关，将电阻箱的阻值调到较大，将电阻箱的阻值调为______（填“”“”或“”），闭合开关，多次调节电阻箱，记录多组电阻箱接入电阻的电阻及对应的电压表示数U，某次电压表的指针所指位置如图乙所示，此时电压表示数为______V，根据测得的数据，作出图像，得到图像的斜率为，图像纵轴的截距为，则电源的电动势______，内阻______；（均用已知和测量的物理量符号表示）
（2）小李同学利用电路实验时，先断开开关，将电阻箱的阻值调为，电阻箱的阻值调到较大，闭合开关，多次调节电阻箱，记录多组电阻箱接入电路的电阻及对应的电压表示数U，作出图像，得到图像的斜率为，图像纵轴的截距，则电源的电动势______，内阻______.（均用已知和测量的物理量符号表示）
三、解答或论述题：本题共3小题，共37分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.
15.（10分）如图所示，导热的U形玻璃管竖直放置，左侧玻璃管截面积为S，右侧玻璃管下段载荷面积为S，上段玻璃管截面积为，左管上端口装有阀门，管中装有水银，在左管中封闭长为10cm的理想气体，左、右两管中水银液面高度差为7cm，右管中水银液面离粗细两段玻璃管对接处的高度为2cm.大气压强为75cmHg，环境温度为300K.现通过缓慢升高环境温度，使左、右两管中水银液面相平，求：（结果均保留2位小数）
（1）环境的温度应升高为多少；
（2）若保持环境温度不变，通过打开气阀向管中充入气体，使左、右两管中水银液面相平，则充入气体的质量与充气后管中气体质量的比值.
16.（12分）如图甲所示，质量为1kg的物块放在水平面上，给物块施加如图乙所示的向上的拉力F，物块在空中运动过程中受到的空气阻力大小恒为2N，重力加速度取.
（1）物块向上运动过程中最大速度为多少？
（2）若拉力作用一段时间后撤去，撤去拉力后物块还能上升1.5m的高度，则拉力作用的时间为多少？
17.（15分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二、三象限内有沿x轴正方向、大小为E的匀强电场，在y轴和之间有垂直坐标平面向外的匀强磁场，x轴上P点的坐标为，在P点沿y轴正方向不断射出比荷为k的带正电的粒子，粒子的初速度大小满足，以初速度大小为射出的粒子在磁场中运动轨迹刚好与相切.不计粒子的重力及粒子间的相互作用，，，求：
（1）以初速度大小为射出的粒子进磁场时速度的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）磁场边界上有粒子射出区域的长度为多少.
项城市2022-2023学年高二下学期7月期末考试
物理
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 D A B D A C A D BD AD AB BC
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项正确，第9~12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.
1.【答案】D
【解析】核聚变是热核反应，需在高温下进行，A项错误；核聚变放出能量，有质量亏损，结合能变大，B项错误；不再具有放射性，C项错误；两个氘核结合成一个氦核过程中，平均每个核子亏损的质量，D项正确.
2.【答案】A
【解析】当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，分子力做负功，所以分子势能也增大，故A正确；物体的内能与物体的体积、温度和物质的量有关，与物体的宏观运动无关，而体积、温度和物质的量都没有改变，因此内能不变，故B错误；热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的一种具体表现形式，第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但违反热力学第二定律，故C错误；晶体分为单晶体和多晶体，晶体都有固定熔点，多晶体物理性质各向同性，没有固定的几何形状；单晶体一定具有规则的几何外形和物理性质的各向异性，故D错误.
3.【答案】B
【解析】B、C两点的电势相等，则点电荷到B、C的距离相等，即在B、C连线的垂直平分线上，由于A点电势为B点电势的，由可知，点电荷到A点的距离是点电荷到B点距离的2倍，由几何关系可知，点电荷与B点连线与AB垂直，则点电荷到A的距离为，点电荷到B点的距离为，AC项错误，B项正确；点电荷到BC中点的距离为，A点的电势为，D项错误.
4.【答案】D
【解析】设重物重为G，绳与竖直方向的夹角为，绳的拉力为F，根据力的平衡可知，，缓慢释放手中的绳子，圆环两侧绳间夹角变小，绳上拉力变小，A项错误；绳对环的作用力等于重物的重，保持不变，B项错误；绳的拉力的竖直分力等于重物重的一半，对工人研究可知，平台对工人的支持力等于工人的重与重物重的一半之和，即平台对工人的支持力保持不变，C项错误；平台对工作的摩擦力等于绳的拉力的水平分力，即，因此平台对工人的摩擦力逐渐减小，D项正确.
5.【答案】A
【解析】设撤去拉力时金属棒的速度为v，撤去拉力后，电阻R上产生的焦耳热为Q，则，则，若拉力F为恒力，则，A项正确.
6.【答案】C
【解析】平行玻璃砖不改变光的传播方向，单色光b的入射角大，出射角也大，因此单色光b的出射光束为d，A项错误；由折射程度可知，单色光b的折射程度大，折射率大，由可知，单色光b的传播速度小，B项错误；两束光从水中射向空气，由可知，单色光b发生全反射的临界角比单色光a的小，C项正确；单色光b的波长短，由可知，单色光b的干涉条纹间距小，D项错误.
7.【答案】A
【解析】地球表面重力加速度为g，对地球表面的物体，则有，，已知空间站绕地球做匀速圆周运动周期为T，设空间站距离地球表面的高度为h，对空间站中的宇航员，由万有引力提供向心力，可得，空间站绕地球转动的线速度大小为.又，解得，A项正确.
8.【答案】D
【解析】小球运动到最低点时，根据机械能守恒，，解得，小球刚进磁场时，设小球的速度为，机械能守恒，，根据牛顿第二定律，，比较可知，，小球刚要出磁场时，，解得，小球运动到磁场中最高点时，细线的拉力为零，由此判断D项正确.
9.【答案】BD
【解析】由图可知该波的波长为8m，A项错误；时刻波刚好传播到处，此时到之间有个波长，此时处的质点P刚好处于波峰，此时处的质点在平衡位置沿y轴正向振动，因此波源处质点起振方向沿y轴正向，B项正确；时刻，波传播到处，则波传播的速度，C项错误；波传播的周期，D项正确.
10.【答案】AD
【解析】根据能量守恒，输电线损失的功率为，A项正确，B项错误；电路的输电效率为，C项错误，D项正确.
11.【答案】AB
【解析】设小球抛出的初速度大小为，小球打到圆弧面上时下落的高度为h，水平位移为x，则，，，小球落到圆弧面上时的速度，解得，当时，球落到圆弧面上有最小速度，此时，A项正确；，B项正确；，C项错误；则小球抛出的初速度大小，，解得，D项错误.
12.【答案】BC
【解析】由题意知，，则弹簧的劲度系数，A项错误；根据机械能守恒，，解得，C项正确；设弹簧的最大压缩量为x，则，解得，则弹簧的最大弹性势能为，B项正确；物块运动的最大加速度，D项错误.
二、实验题：本题共2小题，共15分.
13.【答案】（6分）
（1）1.70（1分）
（2） （每空2分）
（3）不变（1分）
【解析】（1）由游标卡尺的读数规则知，读数为；
（2）由，得到，因此为了能直观地反映t随x变化的关系，应作图像，由，得到；
（3）若每次测量x时均测量滑块的左侧面到光电门的距离，所作图像向左平移但斜率不变，因此测量的结果不变.
14.【答案】（9分）
（1）（1分） 1.30（2分） （1分） （1分）
（2）（2分） （2分）
【解析】（1）由于电源允许通过的电流不超过0.5A，为了使电压表的指针偏转角度较大，同时为了使电流调节的范围大些，应将电阻箱的阻值调为；图乙中电压表示数为1.30V；由，可得，则，；又，得；
（2）根据闭合电路欧姆定律，，则，根据题意有，解得；，解得.
三、解答或论述题：本题共3小题，共37分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.
15.【答案】（1）430.15K （2）0.30
【解析】（1）开始时，管中封闭气体的压强（1分）
升温后管中封闭气体的压强为（1分）
设升温后管中气柱的长为，根据几何关系，当左右管中水银液面相平时，左管中水银液面下降了3cm，则
（1分）
根据理想气体状态方程（2分）
解得（1分）
（2）不充气，将原来气体保持温度不变，压强增大为，压强增大后气柱长为，则
（2分）
解得（1分）
则充入气体的质量与充气后管中气体质量的比值为
（1分）
16.【答案】（1）8m/s （2）1s或3s
【解析】（1）当拉力时，物块的速度最大（1分）
由图乙可知，当拉力时，物块运动的时间为（1分）
根据动量定理（1分）
（1分）
解得（2分）
（2）设撤去拉力时物块的速度为v，根据动能定理有
（1分）
解得（1分）
设拉力作用的时间为，根据动量定理有
（1分）
（1分）
解得或（2分）
17.【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设以初速度大小为射出的粒子进磁场时的速度大小为，根据动能定理有
（1分）
解得（1分）
（2）设初速度大小为的粒子进磁场时速度与y轴夹角为，则
（1分）
解得，（1分）
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，根据几何关系
解得（1分）
根据牛顿第二定律（1分）
解得（1分）
（3）初速度为的粒子进磁场时的位置离坐标原点的距离
根据运动学公式（1分）
解得（1分）
设该粒子与相切点离x轴的距离为，则
（1分）
当粒子从P点射出的初速度大小为，进磁场时的速度大小为，根据动能定理
（1分）
设粒子进磁场时速度与y轴夹角为，则
粒子在磁场中做圆周运动的半径为，则（1分）
解得，，（1分）
该粒子进磁场时的位置离从坐标原点的距离
该粒子出磁场时的位置离x轴的距离
（1分）
即磁场边界上有粒子射出区域的长度
（1分）