广东省茂名市五校联盟2021届高二级第二学期联考物理试卷Word版含解析

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茂名市五校联盟2021届高二级第二学期联考
物理试卷
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.填空题和解答题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.2020年4月20日，国内首条中低速磁浮旅游专线——广东清远磁浮首列车开始整车动态调试。如图所示为超导磁浮的示意图，在水平桌面上放置着一个圆柱形磁铁甲，将用高温超导材料制成的超导圆环乙从圆柱形磁铁甲的正上方缓慢下移，由于超导圆环乙跟圆柱形磁铁甲之间有排斥力，结果超导圆环乙悬浮在圆柱形磁铁甲的正上方。若圆柱形磁铁甲的N极朝上，在超导圆环乙放入磁场向下运动的过程中，从上往下看
A.超导圆环乙中感应电流的方向为顺时针方向；当超导圆环乙稳定后，感应电流消失
B.超导圆环乙中感应电流的方向为逆时针方向；当超导圆环乙稳定后，感应电流消失
C.超导圆环乙中感应电流的方向为顺时针方向；当超导圆环乙稳定后，感应电流仍存在
D.超导圆环乙中感应电流的方向为逆时针方向；当超导圆环乙稳定后，感应电流仍存在
2.在全国男子举重棉标赛上，广东茂名选手黄鸿昌在61公斤级比赛中摘得挺举金牌。在某次挺举试举中，黄鸿昌在地面上能举起168kg的杠铃，假设他以这个成绩在运动着的升降机中最多却只能举起160kg的杠铃，重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计，则升降机运动的加速度大小和方向分别为
A.0.5m/s2，方向向上
B.0.5m/s2，方向向下
C.1.0m/s2，方向向上
D.1.0m/s2，方向向下
3.关于核反应、核能，下列说法正确的是
A.爱因斯坦提出了质能方程，表明质量和能量在一定条件下能相互转化
B.把放射性元素密封在很厚的铅盒子里，可以减援其衰变的速率
C.查德威克发现中子的核反应方程式为
D.钍的半衰期为24天，8g钍经96天后还剩下0.2g钍
4.如图所示的电路中，L1、L2为两个灯泡（忽略灯泡电阻随温度的变化），电源的电动势为E、内阻为r，电压表为理想电表，R为滑动变阻器，闭合开关S，当滑动变阻器的触头P向上滑动时，下列说法正确的是
A.灯泡L1变暗
B.灯泡L2变亮
C.电压表的示数增大
D.电源内阻消耗的功率增大
5.质谱仪是分离和检测同位素的仪器，其示意图如图所示。一质量为m、带电量为q的粒子从粒子源S射出时速度很小（可视为零），该粒子经电压为U的加速电场加速后，以速度v垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在磁场中做圆周运动的直径为D。若该粒子的重力不计，下列说法正确的是
A.，
B.，
C.，
D.，
6.某质量为6×107kg的战舰的额定功率为1.5×105kW，在一次航行中，此战舰以额定功率航行，阻力恒定，可达到的最大航速为54km/h，当战舰上的速度计显示的速度为13.5km/h时，其加速度的大小为
A.5×10-2m/s2
B.0.5
m/s2
C.5m/s2
D.50
m/s2
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，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）
7.关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是
A.阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，已知水的摩尔质量和水分子的质量，可以求出该常数
B布朗运动是分子热运动，而扩散现象是分子热运动的间接反映
C.系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，是由系统的状态决定的
D.某一定质量的理想气体从某一状态分别经等压过程和等容过程后，若升高了相同的温度，则等容过程吸收的热量多
8.如图所示，理想变压器原制线圈匝数比n1:n2=5:1，即线圈中接一线圈内阻为10Ω的电动机，电压表和电流表均为理想交流电表，当原线圈接上如图乙所示的正弦交流电时，电流表A2的示数为1A，则下列说法正确的是
A交流电的频率为50Hz
B.电动机的输出功率为10W
C.电流表A1的示数为5A
D.电压表的示数为220V
9.如图所示为某一点电荷产生的电场中的6条电场线，电场线的分布关于y轴对称，O点为坐标原点，M、N、P、Q是以O点为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N两点在y轴上，Q点在x轴上，P点在第4条电场线上，则下列说法正确的是
A.M点的电势和P点的电势相等
B.将一负电荷由N点移到Q点克服电场力做的功小于由N点移到P点克服电场力做的功
C.将一正电荷由M点移到P点，电势能增大
D.Q点的电场强度大小小于M点的电场强度大小
10.如图所示，足够长的平行粗糙金属导轨MN、PQ间的距离L=1m，导轨平面与水平面的夹角=37°，导轨电阻不计。空间内存在着方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Ω的直流电源。现把一个质量m=0.05kg的导体棒放在金属导轨上，闭合开关S，导体棒保持静止状态，受到的安培力大小F安=0.5N。已知导体棒与金属导轨始终垂直且接触良好，导体棒长度为L、电阻R=4Ω，sin
37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是
A.磁感应强度的大小为0.5T
B.导体棒受到的安培力方向沿导轨向上
C.导体棒受到的摩擦力方向沿导轨向上
D.导体棒受到的摩擦力大小为0.2N
第Ⅱ卷
三、非选择题（本题共5小题，共52分）
11.（5分）
某实验小组采用如图所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在水平桌面上放置气垫导轨，导轨上安装光电计时器1和光电计时器2，带有遮光片的滑块A、B的质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：①调节气垫导轨成水平状态；②轻推滑块A，测得滑块A通过光电计时器1的遮光时间为t1；③滑块A与滑块B相碰后，滑块B和滑块A先后经过光电计时器2的遮光时间分别为t2和t3。
（1）实验中为确保两滑块碰撞后滑块A不反向运动，则mA、mB应满足的关系为mA_______（填“大于”“等于”或“小于”）mB。
（2）碰前滑块A的速度大小为______________。
（3）利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为____________________。
12.（10分）
某同学为了同时测出微安表的内阻Rg和电压表的内阻Rv，设计了如图甲所示的电路图，按照图甲把电池组、开关、毫安表、电压表、微安表、电阻箱连成回路。
（1）闭合开关S前，先将电阻箱R的阻值调至_________（填“最大值”“最小值”或“任意值”）。
（2）闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，记下电压表的示数U，毫安表的示数I，微安表的示数I1，电阻箱的阻值R，则微安表的内阻Rg=_______，电压表的内阻Rv=______。
（3）在实验过程中，某次将电阻箱R调至如图乙所示位置，则此时电阻箱R接入电路的阻值为______Ω。
（4）利用本实验电路图_________（填“能”或“不能”）测出该电池组的电动势。若能，请写出数据处理方法；若不能，请说明原因。___________________________________________________________
13.（10分）
如图所示为一个测温装置的示意图，可以用来观测大棚内温度的变化情况，M、N是两个完全相同的立方体密闭容器，横截面积为S，高度为a=57cm，导热性良好，两个容器用绝热细管相连。早晨把M放在恒温室内，把N放在蔬菜大棚里，两容器底面在同一水平面上，此时N内水银柱的高度为b=2cm，N内气体的压强pN=53cmHg，湿度为270K，M中恰好无水银，细管的容积忽略不计，一段时间后，N中的水银恰好全部排出，求此时：
（1）M内的压强为多少？
（2）N内的气体温度为多少K。（计算结果保留小数点后一位）
14.（12分）
如图所示，在Ⅰ区域内存在水平向左的匀强电场，Ⅰ区域的宽度为L，在Ⅱ区域内存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。在MN边界上的O点处沿ON方向竖直向上射出速率为v0、质量为m、带电量为+q的某种粒子，粒子进入磁场时速度方向与边界ST成=60°角，边界PQ、TS、MN竖直且足够长，不计粒子的重力，要使粒子不从PQ边界射出，求：
（1）Ⅰ区域里匀强电场的场强大小E；
（2）Ⅱ区域里磁场在水平方向上的最小宽度x。
15.（15分）
如图所示，两根间距为L的平行金属导轨由两部分组成且平滑连接，虚线CD左侧部分的导轨水平且足够长，CD右侧部分的导轨向上弯曲，CD左侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，CD右侧不存在磁场，导轨上端M、P间接有阻值为R的定值电阻。金属棒乙静止在导轨E、F处，EF距磁场边界CD的距离为L，EF右侧导轨光滑，左侧导轨粗糙。现将金属棒甲从圆弧导轨上距水平导轨高度处由静止释放，金属棒甲进入磁场的瞬间，金属棒乙刚好要滑动，最终金属棒甲与乙发生碰撞并粘在一起。已知运动过程中两金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨电阻不计，两金属棒质量均为m，长度均为L、电阻均为R，与EF左侧导轨间的动摩擦因数相等，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，求：
（1）金属棒甲刚进入磁场时的速度大小；
（2）金属棒乙与EF左侧导轨间的动摩擦因数；
（3）金属棒甲与金属棒乙碰撞前瞬间金属棒甲的速度大小和碰撞后瞬间金属棒甲、乙的共同速度大小。
高二物理
一、单项选择题
1.C
【解析】若圆柱形磁铁甲的N极朝上，在超导圆环乙放入磁场向下运动的过程中，磁通量增加，根据楞次定律可知超导圆环乙中感应电流的方向为顺时针方向；在超导圆环乙放入磁场的过程中，穿过超导圆环乙的磁通量增加，超导圆环乙中将产生感应电流，因为超导圆环乙是超导体，没有电阻，所以稳定后感应电流仍存在，C项正确。
2.A
【解析】黄鸿昌在地面上能举起m0=168kg的杠铃，则黄鸿昌向上的最大支撑力F=m0g=1680N，在运动着的升降机中只能举起m=160kg的杠铃，可见该杠铃处于超重状态，升降机应具有向上的加速度，设此加速度为a，对杠铃由牛顿第二定律得F-mg=ma，解得a=0.5m/s2，A项正确。
3.C
【解析】质能方程表明质量和能量有着紧密的联系，但不能相互转化，A项错误；半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关，B项错误；查德威克通过用粒子轰击铍核的实验发现了中子，C项正确；由公式，得m=0.5g，D项错误。
4.D
【解析】当滑动变阻器的触头P向上滑动时，电路中的电阻减小，总电流增大，灯泡L1变亮，A项错误；灯泡L2两端的电压减小，灯泡L2变暗，B项错误；总电流增大，内阻分压增大，外电路分压减小，电压表的示数减小，C项错误；总电流增大，电源内阻消耗的功率增大，D项正确。
5.D
【解析】根据动能定理得，解得粒子在磁场中的速度。粒子在磁场中偏转，由洛伦兹力提供向心力得，解得，粒子在磁场中做圆周运动的直径，D项正确。
6.B
【解析】战舰以最大航速匀速前进时，P=fvm，。当战舰以13.5km/h的速度航行时有P=Fv，，F-f=ma，解得战舰的加速度大小a=0.5m/s2，B项正确。
二、多项选择题
7.AC
【解析】阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，已知水的摩尔质量和水分子的质量，可以求出阿伏加德罗常数，A项正确；扩散现象是分子热运动，而布朗运动是分子热运动的间接反映，B项错误；系统的内能是由系统的状态决定的，C项正确；某一定质量的理想气体从某一状态分别经等容过程和等压过程后，若升高了相同的温度，内能增量相同，根据热力学第一定律得等容过程吸收的热量，等压过程吸收的热量，而等压过程气体对外做功，W<0，所以等压过程吸牧的热量多，D项错误。
8.AD
【解析】由图乙可如交流电的周期为0.02s，则频率f=50Hz，A项正确；由得U2=44V，则电动机的输出功率P出=U2I2=I22R=34W，B项错误；由得，I1=0.2A，C项错误；电压表的示数应为有效值，则电压表的示数为220V，D项正确。
9.BC
【解析】过M点画等势线与第4条电场线相交的点应在P点的上方，因顺着电场线电势逐渐降低。
M点的电势比P点的电势低，A项错误；因为UNQ10.ABD
【解析】导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律得。导体棒受到的安培力F安=BIL，代入数据得磁感应强度B=0.5T，A项正确；根据左手定则得安培力的方向沿导轨向上，B项正确；导体棒所受重力沿导轨向下的分力F1=mgsin37°，由于F1小于安培力，所以导体棒受到沿导轨向下的摩擦力，C项错误；根据共点力平衡条件得mgsin37°+f=F安，解得f=0.2N，D项正确。
三、非选择题
11.（1）大于（1分）
（2）（2分）
（3）（2分）
【解析】（1）滑块A和滑块B发生碰撞、用质量大的滑块A碰质量小的滑块B，则不会发生反弹。
（2）滑块经过光电计时器时挡住光的时间极短，则平均速度可近似替代滑块的瞬时速度，则碰前滑块A
的速度以。
（3）碰后滑块A的速度，碰后滑块B的速度。由动量守恒定律得，化简可得。
12.（1）最大值（l分）
（2）（2分）（2分）
（3）80.2（2分）
（4）能（1分）由闭合电路欧姆定律得，，以电压表示数为纵轴，毫安表示数为横轴，建立平面直角坐标系，纵轴截距即为电动势（或由闭合电路欧姆定律得，.取两组数据代入，解方程组即可得到电动势。（2分）
【解析】（1）为保证电路安全，开关S闭合时要让电路的电流最小，电粗箱R的阻值要调至最大值。
（2）由欧姆定律得，。由欧姆定律得，。
（3）由图乙可知电阻箱R的示数为0×100Ω+8×10Ω+0×1Ω+2×0.1Ω=80.2Ω。
（4）能。方法一：由闭合电路欧姆定律得，，以电压表的示数为纵轴，毫安表的示数为横轴，建立平面直角坐标系，纵轴截距即为电动势。方法二：由闭合电路欧姆定律得，取同组数据代入，解方程组即可得到电动势。
13.【解析】（1）初状态M内气体的压强pM=pN+b=55cmHg，体积VM=aS；末状态M内气体的体积（2分）
M内气体等温变化，由玻意耳定律得（2分）
解得（1分）
（2）初状态N内气体的压强pN=53cmHg，体积，温度TN=270K；末状态N内气体的压强，体积（2分）
由理想气体状态方程得（2分）
N内的气体温度了（1分）
14.【解析】（1）设粒子进入磁场时的速度为v，粒子在电场中竖直方向做匀速运动，水平方向做匀加速运动（2分）
根据动能定理得（2分）
解得Ⅰ区域里匀强电场的场强大小（2分）
（2）粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，设圆周运动的半轻为r
则有（2分）
当粒子运动的轨迹刚好与PQ边界相切时，粒子不从PQ边界射出，磁场在水平方向上的最小宽度
解得Ⅱ区域里磁场在水平方向上的最小宽度（2分）
15.【解析】（1）设金属棒甲刚进入磁场时的速度大小为v1，根据机械能守恒定律得（1分）
解得（2分）
（2）金属棒甲刚进入磁场的瞬间，电路中的电动势E=BLv1（1分）
电路中的总电流（1分）
通过金属棒乙的电流（1分）
根据力的平衡有（1分）
解得（2分）
（3）设金属棒甲与金属棒乙碰撞前瞬间的速度大小为v2，根据动量定理得
（1分）
（1分）
解得（2分）
设碰撞后瞬间金属棒甲、乙的共同速度为v3，则根据动量守恒定律有mv2=3mv3（1分）
解得（1分）