云南省保山市龙陵县2022-2023学年高二下学期期末考试物理试卷（含答案）

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龙陵县2022-2023学年高二下学期期末考试
物理
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
单选题（共8小题，每题3分，共24分）
1. 下列关于温度、内能、热量和功的说法正确的是(　　)
A. 同一物体温度越高，内能越大
B. 要使物体的内能增加，一定要吸收热量
C. 要使物体的内能增加，一定要对物体做功
D. 物体内能增加，它的温度就一定升高
2. 如图甲，理想变压器原、副线圈匝数之比为22∶1，接线柱a、b所接正弦式交变电压u随时间t变化规律如图乙所示．变压器副线圈接有一火警报警系统，其中R1为定值电阻，R2为热敏电阻，其电阻随温度升高而增大．电压表、电流表均为理想电表，下列说法正确的是(　　)
A. 电压表示数为10 V B. 此交变电源的频率为0.5 Hz
C. 出现火警时，电流表示数增大 D. 出现火警时，电压表示数增大
3. A、B两个单摆，A摆的固有频率为4f，B摆的固有频率为f，若让它们在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动，则两单摆比较(　　)
A. A摆振幅较大，振动频率为f B. B摆振幅较大，振动频率为4f
C. A摆振幅较大，振动频率为5f D. B摆振幅较大，振动频率为5f
4. 一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的p-V图上，气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化到c状态，a、c两点位于与纵轴平行的直线上，以下说法正确的是(　　)
A. 由a状态至b状态过程中，气体放出热量，内能减少
B. 由b状态至c状态过程中，气体对外做功，内能减少
C. c状态与a状态相比，c状态分子平均距离较大，分子平均动能较大
D. b状态与a状态相比，b状态分子平均距离较小，分子平均动能相等
5. 很多公园的水池底部都装有彩灯，当一束由红、蓝两色光组成的灯光从水中斜射向空气时，下列光路图中可能存在的一种情况是(　　)
A. B.
C. D.
6. 如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶6，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦式交变电流，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法正确的是(　　)
A. 变压器输入电压的最大值是220 V
B. 若电流表的示数为0.50 A，变压器的输入功率是12 W
C. 原线圈输入的正弦式交变电流的频率是100 Hz
D. 电压表的示数是24V
7. 航天器离子发动机原理如图所示，首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化(即电离出正离子)，正离子被正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出，从而使航天器获得推进或姿态调整的反冲力．已知单个正离子的质量为m，电荷量为q，正、负极栅板间加速电压为U，从喷口喷出的正离子所形成的电流为I.忽略离子间的相互作用力及离子喷射对航天器质量的影响．该发动机产生的平均推力F的大小为(　　)
A. I B. I C. I D. 2I
8. 如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)
A. 子弹射入木块后的瞬间，速度大小为
B. 子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于(M＋m0)g
C. 子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于(M＋m＋m0)g
D. 子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒
第Ⅰ卷 选择题
二、多选题（共4小题）
9. 一定质量的某种理想气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程如图所示，则(　　)
在过程AC中，气体的压强不断变大
B. 在过程CB中，气体的压强不断变小
C. 在状态A时，气体的压强最大
D. 在状态B时，气体的压强最大
10. 如图所示，电流表、电压表为理想电表，变压器为理想变压器，R1、R2是定值电阻，R3为滑动变阻器。闭合开关S，则下列说法正确的是(　　)
A. 仅将滑片P1上移时，电流表A的示数变大
B. 仅将滑片P2下移时，电压表V的示数变大
C. 滑片P1下移、P2上移时，电阻R1的功率增大
D. 只断开开关S，电压表V的示数变大，电流表A的示数变小
11. 下列说法正确的是(　　)
A. H＋H→He＋n是聚变反应 B. U＋n→Xe＋Sr＋2n是裂变反应
C. Ra→Rn＋He是α衰变 D. Na→Mg＋e是裂变
12. 对下列几种物理现象的解释，正确的是(　　)
A. 击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻
B. 跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量
C. 易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力
D. 在车内推静止的车推不动，是因为合外力冲量为零
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（共2小题）
13. 某实验小组要用二氧化锡半导体型酒精气体传感器组装一个简易酒精测试仪，此传感器电阻随酒精气体浓度C的变化而变化，如图甲，为该传感器电阻值随酒精气体浓度C的变化曲线。目前我国酒驾判定标准是“”，醉驾判定标准是“”。
现有下列器材：
二氧化锡半导体型酒精传感器
电池E（电动势为，内阻不计）
电压表V（量程为，内阻非常大，作为浓度显示表使用）
电阻箱R（最大阻值为）
定值电阻（阻值为）
定值电阻（阻值为）
单刀双掷开关一个，导线若干
(1)图乙是该实验小组设计的酒精测试仪电路图，请用笔划线代替导线将图丙所示的实物图的电路连接补充完整；
(2)电路中定值电阻应选用______（选填或）；
(3)为了能够在电压表上直接读出酒精气体浓度C，该实验小组按照下列步骤进行调节并改刻表盘：
①电路接通前，先将电阻箱调为，然后开关向______（选填“a”或“b”）端闭合，将电压表此时指针对应的电压刻度标记为______；
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大，按照甲图数据将电压表上电压刻度线都标记为对应的“酒精浓度”；
③将开关向另一端闭合，这个简易酒精测试仪即可正常使用。
(4)该小组用组装好的酒精测试仪去对一位饮酒者进行测量，发现电压表指针位于中央刻度，则这位饮酒者呼出的酒精气体浓度______（填“是”或“没有”）达到醉驾标准。
14. “验证碰撞中的动量守恒”实验装置如图所示，让质量为m1的小球A从斜槽上的
某一位置自由滚下，与静止在支柱上大小相等、质量为m2的小球B发生碰撞．(球A运动到水平槽末端时刚好与B球发生碰撞)
(1)安装轨道时，要求轨道末端________．
(2)两小球的质量应满足m1________m2.
(3)用游标卡尺测小球直径时的读数如图所示，则小球的直径d＝________ cm.
(4)实验中还应测量的物理量有________．
A．两小球的质量m1和m2
B．小球A的初始高度h
C．轨道末端切线离地面的高度H
D．两小球平抛运动的时间t
E．球A单独滚下时的落地点P与O点的距离sOP
F．碰后A、B两小球的落地点M、N与O点的距离sOM和sON
(5)若碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，下列关系式可能成立的是________．
A．＝B．＝
C．＝D．＝
(6)若碰撞过程无机械能损失，除动量守恒外，还需满足的关系式是________．(用所测物理量的符号表示)
第Ⅱ卷 非选择题
四、计算题（共3小题）
15. U形管两臂粗细不同,开口向上,封闭的粗管横截面积是开口的细管的3倍,管中装入水银,大气压为76 cmHg。开口管中水银面到管口距离为11 cm,且比封闭管内水银面高4 cm,封闭管内空气柱长为11 cm,如图所示。现在开口端用小活塞封住,并缓慢推动活塞,使两管液面相平,推动过程中两管的气体温度始终保持不变,试求:
(1)粗管中气体的最终压强;
(2)活塞推动的距离。
16. 如图所示，质量为m、边长为L的正方形线框，从有界匀强磁场上方高h处由静止自由下落，线框的总电阻为R，磁感应强度为B的匀强磁场宽度为2L，方向垂直线框平面．线框下落过程中，ab边始终与磁场边界平行且处于水平方向．已知ab边刚穿出磁场时线框恰好做匀速运动，求：
(1)cd边刚进入磁场时线框的速度；
(2)线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热．
17. 如图所示，在光滑水平面右端B点处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆形轨道BC，在距离B为x的A点，用一个较大的水平力向右瞬间弹击质量为m的小钢球，使其获得一个水平向右的初速度，小钢球到达B点后沿半圆形轨道运动，刚好到达C点，已知重力加速度为g，求：
(1)小钢球经过C点时的速度大小；
(2)在A点，这个瞬间弹击小钢球的力的冲量大小．
1. A 2. D 3. C 4. D 5. C 6. B 7. A 8. C
9. AD 10. AD 11. ABC 12. CD
13. (1)　　(2)　　(3)①a　　0.2　　(4)没有
【解析】(1)根据电路图可得实物图如下：
(2)对乙图根据闭合电路欧姆定律可得电压表读数为，电压表量程为，有，根据甲图可知，代入数值解得，所以选择。
(3)本实验中利用变阻箱阻值和传感器电阻值进行等效替换，所以将电阻箱调为后，需将电阻箱接入电路，即开关向a端闭合；根据甲图可知当时，对应的酒精浓度为。
(4)当电压表指针位于中央刻度时有，解得，根据图甲可知对应的酒精浓度小于，所以没有达到醉驾标准。
14. 【答案】(1)切线水平　(2)>　(3)1.04　(4)AEF
(5)B　(6)m1sOP2＝m1sOM 2＋m2(sON－d)2
【解析】(1)为了保证每次小球做平抛运动的速度沿水平方向，则需要轨道的末端切线水平．
(2)验证碰撞中的动量守恒实验，为防止入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即m1>m2.
(3)游标卡尺的游标是10分度的，其精确度为0.1 mm，则读数为：10 mm＋4×0.1 mm＝10.4 mm＝1.04 cm.
(4)小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相同，则在空中的运动时间t相等，两球碰撞过程中满足动量守恒，有m1v1＝m1v1′＋m2v2′，
两边同时乘以时间t，则m1v1t＝m1v1′t＋m2v2′t，
根据落点可化简为，m1·sOP＝m1sOM＋m2(sON－d)，
则实验还需要测出：两小球的质量m1和m2；球A单独滚下时的落地点P点到O点的距离sOP和碰后A、B两小球的落地点M、N与O点的距离sOM和sON，故选A、E、F.
(5)根据动量守恒得m1·OP＝m1OM＋m2O′N
即＝＝，故B正确．
(6)若碰撞过程无机械能损失，则根据机械能守恒定律有m1v12＝m1v1′2＋m2v2′2
可得，m1sOP2＝m1sOM 2＋m2(sON－d)2.
15. 【答案】(1)88 cmHg　(2)4.5 cm
【解析】设左侧细管横截面积为S,则右侧粗管横截面积为3S
(1)以右管封闭气体为研究对象进行分析,初状态参量p右1=80 cmHg,V右1=33S;
推动过程中,设左管水银面下降h1,右管水银面上升h2,则Sh1=3Sh2,h1+h2=4 cm
联立解得h1=3 cm,h2=1 cm
所以右管封闭气体的末状态参量V右2=30S，p右2未知
根据玻意耳定律有p右1V右1=p右2V右2
解得p右2=88 cmHg
(2)以左管被活塞封闭气体为研究对象进行分析,初状态参量p左1=76 cmHg,V左1=11S
末状态参量p左2=p右2=88 cmHg，V左2未知
根据玻意耳定律有p左1V左1=p左2V左2,解得V左2=9.5S
那么活塞推动的距离L=(11+3-9.5) cm=4.5 cm
16. 【答案】(1)　(2)mg(h＋3L)－
【解析】(1)设cd边刚进入磁场时线框的速度为v1，ab边刚穿出磁场时线框的速度为v2，线框做匀速运动的条件是mg＝BIL，而I＝＝，联立得v2＝.cd边刚进入磁场到ab边刚穿出磁场的过程中，由动能定理有mv22－mv12＝mg(2L－L)，解得v1＝＝.
(2)从释放到cd边刚穿出磁场的过程中，由能量守恒定律可知焦耳热Q＝mg(h＋3L)－mv22＝mg(h＋3L)－.
17. 【答案】(1)　(2)m
【解析】(1)小钢球恰好经过C点时，由重力提供圆周运动所需的向心力，即mg＝①
由①得vC＝.②
(2)小钢球由B→C机械能守恒，所以有：mvB2＝mvC2＋2mgR③
由②和③得vB＝
设在A点力F瞬间弹击小钢球的冲量大小为I，
则应用动量定理有：I＝mvA
水平面光滑，由A到B小钢球做匀速直线运动，所以vA＝vB
即I＝mvB＝m.
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