江西省九江市湖口县2022-2023学年高二下学期7月期末考试物理试题（含解析）

湖口县2022-2023学年高二下学期7月期末考试物理
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。
4．本卷主要考查内容：人教版（2019）选修部分。
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．下列说法正确的是（　　）
A．液体具有表面张力，是因为液体表面层分子间距大于液体内部分子间距
B．压缩封闭在注射器中的气体，其压强增大，是因为气体分子间斥力增大
C．当分子间作用力为零时，分子势能也一定为零
D．在阳光照射下的教室里，眼睛看到空气中尘埃的运动就是布朗运动
2．关于物理知识在科技和生活中的应用，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中照相机镜头呈现蓝紫色是光的衍射现象
B．乙图中戴3D眼镜观看立体电影是利用光的全反射
C．丙图中交警所用雷达测速仪测速是利用波的多普勒效应
D．丁图中海市蜃楼是光在空气中发生色散形成的光学幻景
3．在江苏卫视《最强大脑》中，一位选手用“狮吼功”震碎了高脚玻璃杯，如图所示。若我们用手指轻弹同样的酒杯，听到清脆的声音，并测得该声音的频率为500Hz，已知空气中的声速为340m/s，则（　　）

A．该选手震碎玻璃杯的声波波长约为0.68m
B．选手的声音越大，越容易把玻璃杯震碎
C．选手声音的频率越大，越容易把玻璃杯震碎
D．选手“发功”时，玻璃杯做受迫振动的频率始终为500Hz
4．如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示，关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（　　）
A．从上往下看，该“简易电动机”逆时针旋转
B．电池消耗的电能全部转化为线框的动能
C．线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系
D．电动机的工作原理是通电导线在磁场中受安培力的作用
5．如图所示，一对杂技演员（都视为质点）荡秋千（秋千绳处于水平位置），秋千一端固定在离地面高为H的O点，秋千的长度可调节。改变秋千的长度，杂技演员每次都从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自己刚好能回到A点。已知男演员质量为2m，女演员质量为m，秋千的质量不计，空气阻力忽略不计，则男演员落地点C与O点的水平距离x的最大值是（　　）
A． B．H C． D．2H
6．如图所示，一理想变压器的原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，原、副线圈的匝数比为9：1，原线圈串联定值电阻R1，副线圈接滑动变阻器R2。当滑动变阻器滑片位于某一位置时，R1、R2消耗的功率之比为2：9。则下列说法正确的是（　　）
A．副线圈回路中电阻两端的电压为V
B．此时定值电阻与滑动变阻器接入的阻值之比18：1
C．若滑动变阻器滑片向上移动，电阻R1的功率增大
D．若原、副线圈的匝数比变为3：1，电阻R1的功率减小
7．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个质量相等边长不等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、。不计空气阻力，则（　　）
A．v1＞v2，Q1＜Q2 B．v1＝v2，Q1＝Q2
C．v1＜v2，Q1＞Q2 D．不能确定
8．如图所示，电荷量为的点电荷固定在O点，三点共面，其中。则下列说法正确的是（　　）
A．P点的场强小于Q点的场强
B．P点的电势高于Q点的电势
C．电子在P点的电势能比其在Q点的电势能小
D．将一正试探电荷由P点移到Q点，电场力做负功
9．两磁感应强度均为B的匀强磁场区I、III，方向如图所示，两区域中间为宽为s的无磁场区II，有一边长为L（L>s）。电阻为R的均匀正方形金属线框abcd置于区域I，ab边与磁场边界平行，现拉着金属线框以速度v向右匀速运动，则（　　）
A．当ab边刚进入中央无磁场区域II时，ab两点间电压为
B．ab边刚进入磁场区域III时，通过ab边的电流大小为，方向
C．把金属线框从区域I完全拉入区域III的过程中，拉力所做功为
D．当cd边刚出区域I到刚进入区域III的过程中，回路中产生的焦耳热为
10．如图所示，变压器原、副线圈匝数比为2：1．电池和交变电源的电动势都为4V，内阻均不计，电流表视为理想电表，变压器视为理想变压器，则下列说法正确的是（　 ）
A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流
B．S与a接通稳定后，R两端的电压为2V
C．S与b接通稳定后，R的滑片向上滑，电流表的示数变小
D．S与b接通稳定后，R两端的电压为2V
11．如图所示，同一竖直面内的正方形导线框的边长均为，电阻均为，质量分别为和。它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为、磁感应强度大小为、方向垂直竖直面的匀强磁场区域。开始时，线框的上边与匀强磁场的下边界重合，线框的下边到匀强磁场的上边界的距离为。现将系统由静止释放，当线框全部 进入磁场时，两个线框开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，则（　　）
A．两个线框匀速运动的速度大小为
B．线框从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间
C．从开始运动到线框全部进入磁场的过程中，线框所产生的焦耳热为
D．从开始运动到线框全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做功为
二、实验题（共20分）
12．（8分）用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。

（1）关于该实验下列说法正确的是( )
A．为保证封闭气体的气密性，应在活塞与注射器器壁间涂上润滑油
B．实验中不能用手握住注射器气体部位
C．为避免管内外的热量交换，实验时应快速推拉活塞和读取数据
D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
E.活塞与器壁之间的摩擦力不影响实验
（2）A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示。则
①造成这一结果的原因是____________________；
②图中代表的物理含义是___________________________。
（3）若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是_______________________。
A． B．
C． D．
13．（12分）由半导体材料制成的热敏电阻阻值会随温度的变化而变化。利用热敏电阻对温度敏感的特性可设计一个简单恒温箱温控电路，要求恒温箱内的温度保持50℃。
（1）用图（a）所示电路测量热敏电阻的阻值。当温度为27℃时，电压表读数为30V，电流表读数为15mA；当温度为50℃时，调节变阻器，使电压表读数仍为30V，电流表指针位置如图（b）所示，此时热敏电阻的阻值为_________，该电路测得的阻值比真实值__________（填“偏大”或“偏小”）。由以上实验数据可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而__________（填“增大”或“减小”）。
（2）现利用该热敏电阻和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路如图（c）所示，继电器的电阻为。当线圈的电流大于或等于30mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。则
①应该把恒温箱内的加热器接在__________（填“A、B端”或“C、D端”）。
②如果要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻的阻值应调节为_________。
三、计算题（共36分）
14．（8分）1932年查德威克用α粒子去轰击铍核（）发现了中子（并产生一个碳核），已知这一核反应每发生一次释放的核能为△E，真空中的光速为c。
（1）写出核反应方程并计算出反应中的质量亏损△m；
（2）若α粒子以速度v0轰击静止的铍核（），反应生成的碳核和中子同方向运动，且动量之比为1：5，求生成的碳核的速度大小v。
15．（12分）有一内壁光滑，导热性良好的汽缸，横截面积为，总长度为。轻质活塞封闭一段理想气体，初始时活塞位于位置A，封闭气柱长度为10cm。位置B位于A右侧2cm，大气压强为，温度为27℃，缸壁与活塞厚度不计。
（1）若用一垂直活塞的拉力缓慢向外拉活塞至位置B，求位置B处拉力的大小；
（2）若仅改变封闭气柱的温度，让活塞同样从位置A移至位置B，求此时温度T的大小。

16．（16分）如图甲，、为平行放置的水平金属导轨，导轨间距，左端接有的定值电阻。宽度的区域I分布着方向竖直向上的匀强磁场，其变化规律如图乙所示。宽度的区域II无磁场，导轨、与金属棒的动摩擦因数，其余导轨均光滑。右侧区域III分布着足够长的的匀强磁场，其方向竖直向上。质量均为，电阻均为的导体棒CD、SP分别紧靠右侧、左侧。时，CD在与导轨平行的恒力的作用下由静止开始运动，与SP碰撞前瞬间撤去F，之后CD与SP发生弹性碰撞，运动过程中导体棒始终与导轨接触良好且与导轨垂直，不计导轨电阻和空气阻力，重力加速度取，求：
（1）CD从开始运动到即将与SP碰撞所用时间t；
（2）过程中CD上产生的焦耳热Q；
（3）整个运动过程中通过定值电阻R的电荷量。

1．A
A．液体具有表面张力，是因为液体表面层分子间距大于液体内部分子间距，表面层液体分子间作用力表现为引力，从而使液体表面紧绷，故A正确；
B．压缩封闭在注射器中的气体，其压强增大，是因为气体体积减小，密度增大，单位面积上撞击的分子数增大，故B错误；
C．分子间作用力为零时，分子势能最小，但是不为零，一般取分子之间的距离为无穷大时分子势能为零，故C错误；
D．做布朗运动的小颗粒非常小，必须经显微镜放大500倍左右才能观察到，肉眼能直接看到尘埃不符合这个条件，不可能做布朗运动，故D错误。
故选A。
2．C
A．照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光，A错误；
B．立体电影是应用了光的偏振现象，所以戴3D眼镜观看立体电影是利用光的偏振，B错误；
C．雷达测速主要是利用多普勒效应原理：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射的频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射的频率。如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度，C正确；
D．海市蜃楼是由光在经过密度不均匀的空气时发生折射形成的，D错误。
故选C。
3．A
选手声音震碎高脚杯时接近共振状态，其条件是驱动力的频率接近物体的固有频率，而酒杯的固有频率为500Hz，可知“狮子吼”的频率接近500Hz，所以“狮子吼”的波长接近
A正确；BCD错误。
故选A。
4．D
A．线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，根据左手定则可以判断从上往下看，线框将做顺时针转动，故A错误；
B．电池消耗的电能一部分用于线框发热产生的内能，一部分提供线框的动能，故B错误；
C．线框①、②两部分导线电阻在电路中是并联关系，故C错误；
D．电动机的工作原理是通电导线在磁场中受安培力的作用，故D正确。
故选D。
5．D
设绳长为L，两演员运动到最低点时有
同理可知有
演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出过程中由动量守恒有
男演员推出后做平抛运动，则有
，
联立解得
由数学知识可得
故选D。
6．B
A．原副线圈的功率总是相等，则R2消耗的功率也就等于原线圈的功率，所以R1、原线圈消耗的功率之比为2：9，则R1、原线圈的电压之比也是2：9，则原线圈电压为
R1电压为
根据变压器原副线圈电压与匝数的关系有
则副线圈电压为
副线圈回路中电阻两端的电压有等于副线圈电压则有，所以A错误；
B．由电功率公式有
则
所以此时定值电阻与滑动变阻器接入的阻值之比为
所以B正确；
C．若滑动变阻器滑片向上移动，则副线圈电流减小，功率减小，所以原线圈电流也减小，电阻R1的功率也减小，所以C错误；
D．若原、副线圈的匝数比变为3：1，副线圈的电压增大，电流增大，功率增大，所以原线圈电流也增大，电阻R1的功率也增大，所以D错误；
故选B。
7．C
两线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度，设为v，设线圈的边长为L，横截面积为S，电阻率为ρ，质量为m。
线圈切割磁感线产生感应电流时，受到磁场的安培力大小为
由电阻定律有
当线圈的下边刚进入磁场时其加速度为
根据
知m和ρ密相等，则LS相等，所以可得加速度 a相等
所以线圈Ⅰ和Ⅱ进入磁场的过程先同步运动，由于两线圈质量质量，Ⅰ为细导线，Ⅰ的边长长，当Ⅱ线圈刚好全部进入磁场中时，Ⅰ线圈由于边长较长还没有全部进入磁场。Ⅱ线圈完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而Ⅰ线圈仍在做加速度小于g的变加速运动，再做加速度为g的匀加速运动，所以落地速度
由能量守恒可得
H是磁场区域的高度，因为v1＜v2，其他相等，所以
故C正确，ABD错误。
故选C。
8．BC
A. 由点电荷场强
可知，离点电荷越近，场强越大，故P点的场强大于Q点的场强，A错误；
B. 正点电荷电场中离点电荷越近，电势越高，故P点的电势高于Q点的电势，B正确；
C. 由电势能公式
由于电子带负电，且，故电子在P点的电势能比其在Q点的电势能小，C正确;
D. 将一正试探电荷由P点移到Q点，电场力做功
由于，，故电场力做正功，D错误；
故选BC
9．BC
A．当ab边刚进入中央无磁场区域II时，感应电动势为
感应电流为
ab两点间的电压为
故A错误；
B．当ab边刚进入磁场区域III时，由右手定则可得，线框中的电流方向顺时针方向，电流大小为
通过ab边的电流大小为，方向由a→b，故B正确；
C．金属框从Ⅰ区域完全拉入Ⅲ区域过程中，拉力所做功
故C正确；
D．当cd边刚出I区域到刚进入III区域的过程中，ab边切割磁感线，回路中有感应电流产生，则回路中产生的焦耳热为
故D错误。
故选BC。
10．CD
A项：在S与a接通的瞬间，原线圈中的电流由零突然变大，线圈中的磁通量会发生变化，通过副线圈的磁通量也随之变化，产生感应电动势，R会有感应电流，故A错误；
B项：在S与a接通稳定后，原线圈中的电流稳定，磁通量不会发生变化，所以副线圈中不会有感应电流产生，电阻R两端的电压为0，故B错误；
C项：在S与b接通稳定后，R的滑片向上滑时，副线圈的电压不变，电阻增大，则电流表的示数变小，故C正确；
D项：S与b接通稳定后，根据变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为，故D正确．
11．AD
A．设两线框匀速运动的速度为v，此时轻绳上的张力大小为FT，则对a有
对B有
其中
解得
故A正确；
B．线框a从下边进入磁场后，线框a通过磁场时以速度v匀速运动，则线框a从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间为
故B错误；
C．从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，线框a只在其匀速进入磁场的过程中产生焦耳热，设为Q，由功能关系有
得
故C错误；
D．设两线框从开始运动至a全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做的功为W，此过程中左、右两线框分别向上、向下运动2L的距离，对这一过程，由能量守恒定律有
得
故D正确。
故选AD。
12．（1）ABE
（2）由于胶管内存在气体 连接压力表和注射器内空气柱的细管中气体的体积
（3）B
13．（1）600 偏大 减小
（2）A、B端 300
14．（1）；（2）
（1）核反应方程为
根据爱因斯坦质能方程有
解得
（2）根据动量守恒定律有
碳核的动量
中子的动量
解得
15．（1）；（2）
（1）设活塞到达汽缸B位置时封闭气体的压强为，根据平衡条件有
由玻意耳定律有
解得
（2）由题意可知该过程中封闭气体经历等压变化，由盖—吕萨克定律有
解得
16．（1）0.5s；（2）1J；（3）3.2C
（1）对导体棒CD，根据牛顿第二定律
而
解得
a=8m/s，t=0.5s
（2）在内，根据法拉第电磁感应定律
由于CD、SP并联后再与R串联，因此干路电流强度
CD上产生的焦耳热
（3）在内，通过定值电阻R的电荷量
CD与SP碰前的速度
由于CD与SP质量相等，发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可知速度互换，碰后CD停止运动，而SP以v0的速度进入磁场B2，此时CD与R并联，对导体棒SP，根据动量定理
而
联立解得
而流过定值电阻R的电荷量
整个运动过程中通过定值电阻R的电荷量