云南省楚雄彝族自治州2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含答案）

楚雄彝族自治州2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试卷
考生注意：
1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间120分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.本试卷主要考试内容：高考全部内容。
第Ⅰ卷 （选择题 共44分）
一、选择题：本题共 11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11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，有选错的得0分。
1.下列四个核反应方程，属于β衰变的是
A． B．
C． D．
2.一定质量的某种理想气体，在不同温度下的气体热运动速率的统计分布图如图所示。下列说法正确的是
A．温度升高，图像的极值变大 B．气体在状态②时的温度较高
C．气体在状态①时具有的内能较大 D．温度升高时每个分子的动能都增大
3.一根粗细均匀的绳子，右侧固定，用手抓住绳子左侧 S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，当波刚传播到P点时的波形如图所示，已知波在绳中的传播速度不变，下列说法正确的是
A．手的起振方向向下 B． S点振动的频率逐渐减小
C．此后 P点开始做受迫振动 D．此后 P点开始做简谐运动
4.由红、蓝两种单色光组成的复色光以一定的入射角从空气斜射向平行玻璃砖，射出时形成如图中a、b所示的两束光，下列说法正确的是
A． a光为蓝光
B． b光光子的能量较大
C． b光在玻璃砖中传播的速度更快
D． a、b光通过同一狭缝时b光的衍射更明显
5.空间存在水平方向的匀强电场，用一条长度为0.2m 的绝缘轻绳悬挂一个质量为1.0×10 2kg的带正电小球，平衡时绝缘轻绳与竖直方向的夹角为θ，如图所示。已知小球所带的电荷量为 ，取重力加速度大小，g=10m/s2，则匀强电场的电场强度大小为
A．3.75×105N/C B．3.75×106N/C
C．4.75×105N/C D．4.75×106N/C
6.某同学在操场上将一质量为0.5kg的篮球从距离地面高1.25 m处由静止释放，篮球第一次撞击地面后上升了 0.8m，取重力加速度大小g=10m/s2，则地面对篮球的冲量大小约为
A．4.0N·s B．4.6 N·s
C．5.2N·s D．5.8N·s
7.如图所示，一根轻弹簧竖直立在水平地面上，一小球从距弹簧上端h0处自由下落到将弹簧压缩至最短的过程中，弹簧始终处于弹性限度内。若以地面为零势能面，则小球下降过程中的机械能随下降的高度 h变化的关系图像可能为
8.关于下列四幅图所涉及的实验现象的说法正确的是
A．阴极射线是电子流
B．α粒子散射实验说明金原子内部大部分是“空旷”的
C．电子干涉条纹说明高速运动的电子不具有粒子性
D．天然放射现象中的β射线与光电效应产生的光电子都来自核外电子
9.图甲为某品牌的无线充电器，手机、电话手表等放在充电器上就可以同时充电，其工作原理类似于变压器。安装在充电器基座上的线圈等同于变压器的原线圈，支持无线充电的手机、电话手表等内部存在一个接收线圈，如图乙所示，等同于变压器的副线圈。下列说法正确的是
A．通过充电器基座上的线圈的电流为非稳恒电流
B．接收线圈中产生的电流为稳恒电流
C．无线充电利用了互感而传递能量
D．无线充电利用了自感而传递能量
10.民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，形成一个连接出口与地面的斜面，旅客可沿斜面滑行到地上，如图甲所示。图乙是其简化模型，若紧急出口距地面的高度为3.0m，气囊所构成的斜面长度为5.0m，质量为 50kg的旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端，已知该旅客与斜面间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力及斜面的形变，下滑过程中该旅客可视为质点，取重力加速度大小g=10 m/s2。下列说法正确的是
A．该旅客沿斜面下滑的加速度大小为 2m /s
B．该旅客沿斜面下滑的时间为3s
C．该旅客滑到斜面底端时的动能为 500 J
D．该旅客下滑过程中因摩擦产生的热量为 2000 J
11.如图所示，在半径为 R的扇形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，AO⊥BO，∠AOC=30°，一带电粒子从A点以一定的速度沿 AO方向射入磁场，经时间 t0后从B点离开。若该粒子以同样的速度从C点射入磁场，则
A．粒子的速度大小为
B． 粒子仍然从B点离开磁场
C．粒子在磁场中运动的时间为
D．粒子在磁场中运动的轨迹 长度为：
第Ⅱ卷（非选择题 共56分）
二、非选择题：本题共6小题，共56分。
12.（6分）如图甲所示，用半径相同的A、B两球的碰撞实验可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量较大的A球从斜槽上的固定位置 C由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作 10次，得到10个落点痕迹。再 把质量较小的B球放在水平轨道末端，让 A球仍从位置C 由静止滚下，A、B两球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，将圆心视为小球落点的平均位置，如图乙所示的 M、P、N三点。
（1）实验中用质量较大的A球去碰质量较小的B球，目的是 。
（2）用天平测出A、B 两球的质量分别为m1、m2，用刻度尺测出OM、OP、ON的长度分别为x1，x2、x3，在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒。（用测量的量表示）
13.（8分）某同学测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下：
（1）用10分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为 cm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为 mm；
（3）用如图丙所示的电路测量其电阻，正确连线后，合上开关 S，将滑动变阻器的滑片P移至某位置时，电压表的示数 U=2.60V时，电流表的示已知电流表的内阻为数如图丁所示， Ω，此段圆柱体的电阻为 Ω，该材料的电阻率为 Ω·m。（结果均保留两位有效数字）
14.（7分）在磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，一面积为S 的 n匝矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴OO'匀速转动，要产生频率为f 的交变电动势，以图示位置线圈中产生的感应电动势为正。求：
（1）图中理想交流电压表的示数U；
（2）从图示位置开始计时，回路中电动势e随时间t的变化规律。
15.（9分）如图所示，质量为 m、带电荷量为q的小物块从半径为R的固定光滑绝缘半圆槽顶点A 由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与半圆槽分离，重力加速度大小为g，求：
（1）物块运动过程中的最大速度 vmax；
（2）物块对半圆槽的最大压力 Fmax。
16.（11分）质量为 M、半径为 R的圆柱形汽缸（上端有卡扣）用活塞封闭一定质量的理想气体，如图甲所示，活塞用细线连接并悬挂在天花板上。初始时封闭气体的热力学温度为 T0，活塞与容器上、下部的距离分别为h和2h，现让封闭气体的温度缓慢升高，气体从初始状态A经状态 B到达状态 C，其p-V图像如图乙所示，已知外界大气压恒为p ，点O、A、C共线，活塞气密性良好，重力加速度大小为g。求：
（1）理想气体在状态 B的热力学温度 TB；
（2）理想气体在状态 B的压强 pB；
（3）理想气体在状态C的压强pc。
17.（15分）速度均匀变化的运动是最简单的变速运动，速度随时间均匀变化的直线 运动叫作匀变速直线运动，速度随位移均匀变化的直线运动叫作另类匀变速直线运动。如图甲所示，质量为 m的金属棒放在宽度为L的平行光滑导轨上，整个装置处于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，回路中的总电阻为R。给金属棒一个向右的初速度 v0，金属棒沿导轨做另类匀减速直线运动，其v-x图像如图乙所示，求：
（1）金属棒的最大加速度 amax；
（2）通过电路中某截面的电荷量 q；
（3）金属棒在导轨上运动的距离x0。
楚雄彝族自治州2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试卷参考答案
1. A
【解析】选项 A 是放射性元素放射出粒子而转变为另一种元素的过程，属于衰变过程，选项A正确；选项 B是轻核结合成较重的原子核，属于聚变；选项 C是高能粒子轰击原子核使之转变为另一种原子核的过程，属于原子核的人工转变；选项D是重核分裂成两个质量较小的原子核，属于裂变。
2. B
【解析】温度升高，图像的极值变小，极值点变大，选项 A错误；由题图可知，②中速率大的分子占据的比例较大，说明②对应的平均动能较大，平均动能较大并不代表每个分子运动的动能都增大，选项 B正确，选项 C、D均错误。
3. C
【解析】根据平移法知，手的起振方向向上，选项 A错误；由于波在绳中的传播速度不变，波长变小，说明手振动的频率变大，选项 B、D均错误；振源带动介质中的质点做受迫振动形成波，选项 C正确。
4. B
【解析】因为 b光的偏折程度大，则玻璃对 b光的折射率较大，a光为红光，b光为蓝光，选项A错误、B正确；根据 可得在玻璃砖中 a光的传播速度大于b光的传播速度，选项C错误；b光的波长更短，通过同一狭缝时a光的衍射更明显，选项D错误。
5. B
【解析】小球平衡时有 Eq=mgtanθ，解得E=3.75×106N/C，选项 B正确。
6. B
【解析】由v2=2gh得，篮球第一次着地时的速度大小为 5m /s，反弹后离地时的速度大小为 4m/s，篮球与地面碰撞时最大形变量不超过 5cm，与地面的作用时间小于 0.04s，根据动量定理知，此过程地面对篮球的冲量大小不超过I=（4.5+0.2）N·s，选项B正确。
7. B
【解析】小球刚开始做自由落体运动，机械能不变，当小球和弹簧接触后，将小球下降的总高度分割为 n个相等的△h，随着小球下降弹簧弹力不断变大，在每个△h 内，弹簧做的功越来越大；或者根据功能关系有 结合数学知识可知，E-h 图像为开口向下的抛物线的一部分，选项 B正确。
8. AB
【解析】阴极射线是电子流，选项 A正确；α粒子散射实验中绝大多数α粒子直线穿过金箔，说明金原子内部大部分是“空旷”的，选项B正确；高速 运动的电子不观测时，体现波动性，观测时，体现粒子性，选项C错误；β射线来自原子核的跃迁，由核内中子产生，选项D错误。
9. AC
【解析】无线充电原理类似于变压器，原、副线圈中均为非稳恒电流，选项 A正确、B错误；变压器的工作原理是互感，选项 C正确、D错误。
10. AC
【解析】根据牛顿运动定律及几何关系有 解得a=2m /s2，选项 A正确；根据运动学公式有 解得 选项 B错误；根据动能定理有 mgh-解得 ，选项 C正确；根据功能关系有 ，解得Q=1000 J，选项D错误。
11. BCD
【解析】带电粒子从A 点沿AO方向进入磁场，从 B点离开，那么由OA、OB及圆周运动轨迹在A、B两点的半径构成的四边形为正方形，如图所示，所以粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，粒子的速度大小为 选项A错误；粒子从C点射入磁场，粒子圆周运动轨迹的两条半径与扇形区域的两条半径构成菱形，粒子转过的圆心角一定等于∠COB，所以粒子仍然从 B点离开磁场，在磁场中运动的时间为 运动的轨迹长度为 选项B、C、D均正确。
12.（1）防止 A球碰后反弹（3分）
（2）m1x2=m1x1+m2x3（3分）
【解析】（1）防止 A 球碰后反弹；
（2）小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证m1v0=m1v1+m2v2，因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移x=vt，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证，所以只需要验证m1x2=m1x1+m2x3。
13.（1）5.04 （2分）
（2）3.700 （2分）
（3）8.0 （2分） （2分）
【解析】（1）游标卡尺的示数 L=50mm+4×0.1mm=5.04 cm；
（2）螺旋测微器的示数d=3.5mm +20.0×0.01mm=3.700 mm；
（3）电流表的示数为0.32 A，根据 解得
14.解：（1）图示位置穿过线圈的磁通量为0，此时感应电动势最大，则电压表的示数为有效值，设电路中电动势的峰值为 Em，则有
（1分）
（1分）
解得 （1分）
（2）图示位置穿过线圈的磁通量为0，此时感应电动势最大，则有
（2分）
解得e=2πnBSfcos2πft。（2分） 也给分]
15.解：（1）物块运动过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律有
（2分）
解得 （2分）
（2）物块在半圆槽内做往复运动，当物块在最低点受到向下的洛伦兹力时，物块对半圆槽的压力最大，有
（3分）
解得 （2分）
16.解：（1）气体从状态 A 到 B为等压变化，有
（2分）
解得 （1分）
（2）汽缸悬挂后处于平衡状态，有
（2分）
解得 （2分）
（3）气体在状态 B时活塞处于顶端，B到 C为等容变化，有
（2分）
解得 （2分）
17.解：（1）金属棒速度最大时的加速度最大，有
（2分）
解得 （2分）
（2）根据动量定理有
∑BIL△t=mv0（2分）
I△t=q （2分）
解得 （2分）
（3）根据动量定理有
（2分）
∑v△t=x0（2分）
解得 （1分）