云南省玉溪市玉溪民高2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含答案）

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玉溪民高2022-2023学年高二下学期期末考试
物理
考试时间：90分钟；试卷满分：100分
注意事项：
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题（共8小题，每题3分，共24分）
1. 关于动量、冲量、动能，下列说法正确的是(　　)
A. 物体的动量越大，表明它受到的冲量越大
B. 物体的动量变化，其动能有可能不变
C. 物体受到合力的冲量作用，则其动能一定变化
D. 运动的物体在任一时刻的动量方向不一定是该时刻的速度方向
2. (2021·常州市第三中学高二期中)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则(　　)
TⅠ＞TⅡ＞TⅢ
TⅢ＞TⅡ＞TⅠ
TⅡ＞TⅠ，TⅡ＞TⅢ
D. TⅠ＝TⅡ＝TⅢ
3. 如图所示为弹簧振子的振动图像，关于振子的运动，
下列描述正确的是(　　)
A. 振子按如图所示的曲线运动
B. 图像描述的是振子的位移随时间变化的规律
C. 从0.5 s到1.5 s振子先加速运动后减速运动
D. 从1 s到2 s振子先减速运动后加速运动
4. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程．关于该循环过程，下列说法正确的是(　　)
A. A→B过程，气体吸收热量
B. B→C过程，气体分子的平均动能减小
C. C→D过程，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D. D→A过程，气体分子的速率分布曲线不发生变化
5. 如图所示，用频率为ν1和ν2的甲、乙两种光分别照射同一光电管，对应的遏止电压分别为U1和U2.已知ν1<ν2，则(　　)
A. 遏止电压U1B. 用甲、乙光分别照射时，金属的截止频率不同
C. 增加乙光的强度，遏止电压U2变大
D. 滑动变阻器滑片P移至最左端，电流表示数为零
6. 已知氦原子的质量为mHe(u)，电子的质量为me(u)，质子的质量为mp(u)，中子的质量为m n(u)，u 为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程E＝mc2可知，1 u相当于931.5 MeV的能量，光速c＝3×108m/s，则两个质子和两个中子聚变成一个氦核，释放的能量为(　　)
A. [2(mp＋mn)－mHe]×931.5 MeV B. [2(mp＋mn＋me)－mHe]×931.5 MeV
C. [2(mp＋mn＋me)－mHe]·c2 J D. [2(mp＋mn)－mHe]·c2 J
7. 小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示。此线圈与一个R=10 Ω的电阻构成闭合电路。不计电路的其他电阻，下列说法正确的是(　　)
交变电流的周期为0.125 s
B. 交变电流的频率为8 Hz
C. 交变电流的有效值为 A
D. 交变电流的最大值为4 A
8. 如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是(　　)
先abcd，后dcba，再abcd
B. 先abcd，后dcba
C. 始终dcba
D. 先dcba，后abcd，再dcba
二、多选题（共4小题，每题4分，共16分）
9. 如图所示，将开关S由b扳到a开始计时，在电流振荡了半个周期时，电路中(　　)
电容器C里的电场强度最强，电场强度方向向上
B. 线圈L周围磁场最强
C. 线圈中的磁感应强度为零
D. 电场能开始向磁场能转化
10. 如图所示，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v＝400 m/s.为了接收信号，在x＝400 m处设有一接收器A(图中未标出)．已知t＝0时，波已经传播到x＝40 m处，则下列说法正确的是(　　)
A. 波源振动的周期为0.05 s
B. x＝40 m处的质点在t＝0.5 s时位移最大
C. 接收器在t＝1.0 s时才能接收到此波
D. 若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz
11. 一定质量的理想气体，状态变化过程如图中A→B→C图线所示，其中B→C为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在下列选项中的p－T图像或V－T图像上，其中正确的是(　　)
A. B. C. D.
12. 理想变压器原线圈a匝数n1=200,副线圈b匝数n2=100,线圈a接在u=44sin 314t(V)交流电源上,“12 V　6 W”的灯泡恰好正常发光。电阻R2=16 Ω,电压表V为理想电表。下列推断正确的是(　　)
交变电流的频率为100 Hz
B. 电压表V的示数为20 V
C. 通过R1的电流为0.2 A
D. R1消耗的功率是1 W
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（共2小题，共15分）
13. 图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图，图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω，虚线方框内为换挡开关，A端与B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，分别为：直流电压“1 V”挡和“5 V”挡，直流电流“1 mA”挡和“2.5 mA”挡，欧姆“×100 Ω”挡．
(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)表笔相连．
(2)关于可变电阻R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)．
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针在表盘左端电流“0”的位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”的位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置．
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω.
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示．若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”相连的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则多用电表读数为________．(结果均保留三位有效数字)
14. 某小组用铜棒完成“测定金属电阻率”实验，实验步骤如下：
①首先通过螺旋测微器测量铜棒直径，通过游标卡尺测铜棒的长度，测量结果如图甲、乙所示，则铜棒直径d__________mm，铜棒的长度L__________cm。
②为了精密测量该金属丝的电阻率，某实验小组先使用多用电表粗测其电阻约为6，然后进行较准确测量，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表V1（量程3 V，内阻约为15 k）
B．电压表V2（量程15 V，内阻约为75 k）
C．电流表A1（量程3 A，内阻约为0.2 ）
D．电流表A2（量程600 mA，内阻约为1 ）
E．滑动变阻器R1（0-5 Ω，0.6 A）
F．输出电压为3V的直流稳压电源
G．电阻箱
H．开关S，导线若干
为尽量减小实验误差，电压表选__________；电流表选__________；（填器材前的字母）
③如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率的表达式____________。
四、计算题（共3小题）
15. 如图所示，竖直放置的汽缸，活塞的横截面积为S＝0.10 m2，活塞的质量忽略不计，汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通．开始活塞被锁定，汽缸内封闭了一段高为80 cm的气柱(U形玻璃管内的气体体积不计)，此时缸内气体温度为27 ℃，U形玻璃管内水银面高度差h1＝15 cm.已知大气压强p0＝1.0×105Pa，水银的密度ρ＝13.6×103kg/m3，重力加速度g取10 m/s2.
(1)让汽缸缓慢降温，直至U形玻璃管内两边水银面相平，求这时封闭气体的温度；
(2)接着解除对活塞的锁定，活塞可在汽缸内无摩擦滑动，同时对汽缸缓慢加热，直至汽缸内封闭的气柱高度达到96 cm，求整个过程中气体与外界交换的热量．
16. 如图(a)所示，足够长的光滑平行金属导轨JK、PQ倾斜放置，两导轨间距离为L＝1.0 m，导轨平面与水平面间的夹角为θ＝30°，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的J、P两端连接阻值为R＝3.0 Ω的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置并用细线(细线与导轨平面平行)通过光滑定滑轮与重物相连，金属棒ab的质量m＝0.20 kg，电阻r＝0.50 Ω，重物的质量M＝0.60 kg，如果将金属棒和重物由静止释放，金属棒沿斜面上滑距离与时间的关系图像如图(b)所示，不计导轨电阻，g取10 m/s2.求：
(1)t＝0时刻金属棒的加速度；
(2)求磁感应强度B的大小以及在0.6 s内通过电阻R的电荷量；
(3)在0.6 s内电阻R产生的热量．
17. 如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ、Ⅲ象限内有平行于y轴，电场强度大小相同、方向相反的匀强电场，在第Ⅳ象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从y轴上的M(0，d)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴的N点进入第Ⅳ象限内，又经过磁场垂直y轴进入第Ⅲ象限，最终粒子从x轴上的P点离开．不计粒子所受到的重力．求：
(1)匀强电场的电场强度E和磁场的磁感应强度B的大小；
(2)粒子运动到P点的速度大小；
(3)粒子从M点运动到P点所用的时间．
1. B 2. B 3. B 4. C 5. A 6. B 7. C 8. D
9. ACD 10. AD 11. AC 12. BD
13. 【答案】(1)黑　(2 )B　(3)160　880　(4)1.47 mA(1.45～1.49 mA均可)　1.10×103Ω　2.94 V(2.90～2.98 V均可)
14. 【答案】①1.840　4.220　②A　D　③
15. 【答案】(1)250 K　(2)1 600 J
【解析】(1)由题意知，活塞位置不变，汽缸内气体做等容变化
由查理定律可知，＝
p1＝p0＋ρgh1＝1.2×105Pa，p2＝p0＝1.0×105Pa，
T1＝300 K
解得T2＝250 K.
(2)接着解除对活塞的锁定，活塞可在汽缸内无摩擦滑动，即整个过程中气体做等压变化，压强p0＝1.0×105Pa
由盖－吕萨克定律知＝
解得T3＝300 K
因为T3＝T1＝300 K，所以初状态与末状态气体内能相等，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，Q＝－W，即Q＝p0ΔV＝1 600 J.
16. 【答案】见解析
【解析】(1)对金属棒和重物整体进行受力分析，Mg－mgsinθ＝(M＋m)a
解得：a＝6.25 m/s2；
(2)由题图(b)可以看出最终金属棒ab将匀速运动，匀速运动的速度
v＝＝3.5 m/s
感应电动势E＝BLv，感应电流I＝
金属棒所受安培力
F＝ILB＝
匀速运动时，金属棒受力平衡，由平衡条件可得
＋mgsinθ＝mg
解得：B＝T
在0.6 s内金属棒ab上滑的距离s＝1.40 m
通过电阻R的电荷量q＝·t＝＝＝＝C；
(3)由能量守恒定律得
Mgx＝mgxsinθ＋Q＋(M＋m)v2
解得Q＝2.1 J，又因为QR＝Q，联立解得QR＝1.8 J.
17. 【答案】(1)　　(2)v0
(3)
【解析】(1)粒子运动轨迹如图所示．设粒子在第Ⅰ象限内运动的时间为t1，粒子在N点时速度大小为v1，方向与x轴正方向间的夹角为θ，粒子在第Ⅰ象限、第Ⅲ象限内运动时的加速度大小为a，则：
x＝v0t1＝d，
y＝at12＝d，
qE＝ma，tanθ＝＝
v1＝.
联立以上各式得θ＝，v1＝2v0，E＝.
粒子在第Ⅳ象限内做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：
qv1B＝m.
由几何关系得R＝＝d，
联立并代入数据得B＝.
(2)粒子由M点到P点的过程，由动能定理得：
qEd＋qE(R＋Rcosθ)＝mvP2－mv02.
代入(1)中所求数据解得vP＝v0.
(3)粒子在第Ⅰ象限内的运动时间t1＝＝，
粒子在第Ⅳ象限内做圆周运动的周期T＝＝，
则在第Ⅳ象限内的运动时间t2＝T＝.
粒子在第Ⅲ象限内运动时有：R＋Rcosθ＝at32.解得t3＝.
粒子从M点运动到P点的时间：
t＝t1＋t2＋t3＝.
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