重庆市四川外国语大学附属外国语学校2022-2023学年高二物理下学期5月检测试题（Word版附解析）

重庆外国语学校2022-2023学年度（下）高2024届5月检测物理试题一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的频率f的关系，下列说法正确的是（　　）A.摆长约为2mB.频率增大，单摆的振幅就会增大C.若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动D.若减小摆长，共振曲线的“峰”将向左移动【答案】C【解析】【详解】A．由共振曲线可知：当驱动力频率时产生共振现象，则单摆的固有频率由单摆的频率公式得摆长为故A错误；B．根据共振曲线可知，当驱动力频率时单摆的振幅最大，之后继续增大驱动力的频率，单摆的振幅将减小，故B错误；CD．由单摆的频率公式得，当摆长减小时，单摆的固有频率增大，产生共振的驱动力频率也增大，共振曲线的“峰”向右移动；反之，当摆长增大时，共振曲线的“峰”向左移动，故C正确，D错误。故选C。2.如图，小萌用多用表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。刘伟为了使小萌测量方 便，没有注意操作的规范，用两手分别握住线圈裸露的两端让小萌测量。测量时表针摆过了一定角度，小萌由此确认线圈没有断路。正当小萌把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感。小萌很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么感觉，再摸摸多用表的两支表笔，也没有什么感觉。关于这个过程，下列说法正确的是（　　）A.刘伟被电击时变压器线圈中的电流瞬间变大B.刘伟有电击感是因为变压器的线圈产生了较大的自感电动势C.刘伟受到电击的同时多用电表将被烧坏D.小萌触摸线圈两端没有什么感觉是因为他的皮肤干燥，身体电阻大【答案】B【解析】【详解】AB．当回路断开时，电流要立即减小到零，但由于线圈的自感现象会产生感应电动势，且较大，又刘伟用两手分别握住线圈裸露的两端，故有电击感，A错误，B正确；C．因多用表的表笔与被测线圈脱离，故多用表不会被烧坏，C错误；D．小萌触摸线圈两端没有什么感觉是因为此时线圈中已经没有感应电动势了，D错误。故选B。3.2019年1月3日10时26分，我国“嫦娥四号”探测器自主着陆在月球背面-冯·卡门撞击坑内，在人类历史上首次实现了航天器在月球背面软着陆和巡视勘察。月球背面温度低至-180℃，为避免低温损坏仪器，月球车携带的放射性同位素钚-238（38Pu）会不断衰变，释放能量为仪器设备供热。已知钚-238（38Pu）的衰变方程为，其半衰期为88年，则（　　）A.钚-238（38Pu）每隔几年就需要更换，否则月球车能源供应会大幅度衰减B.钚-238（38Pu）在衰变前后质量数和电荷量数均守恒C.X为电子e，故钚-238（38Pu）衰变为β衰变D.白天温度高时，钚-238（38Pu）的半衰期会减小：夜晚温度低时，其半衰期会增大【答案】B【解析】 【详解】A．钚-238（38Pu）的半衰期是88年，不需要隔几年就更换，故A错误；B．衰变遵循质量数和电荷量数守恒，故B正确；C．根据电荷数和质量数守恒可知，X的电荷数为2，质量数是4，故X为α粒子，故钚-238（38Pu）的衰变为α衰变，故C错误；D．半衰期由原子核内部决定，与外界的物理、化学状态无关，故D错误。故选B。4.如图所示，边长为l的正三角形线圈，线圈匝数为n，以角速度绕ab匀速转动，ab的左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。M为导电环，负载电阻为R，其他电阻不计，在线圈转动一周过程中（　　）A.图示时刻（线圈平面与磁场方向垂直）线圈磁通量变化率为0B.该过程能产生完整的正弦式交变电流C.R上产生的热量为D.线圈的磁通量变化量为0，但通过R的电荷量不为0【答案】AC【解析】【详解】A．图示时刻（线圈平面与磁场方向垂直），即中性面，此位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故A正确；B．由图可知，在线圈转动一周过程中只有半周会有电流产生，所以该过程不能产生完整的正弦式交变电流，故B错误；C．线圈转动过程中，产生感应电动势的最大值为电动势的有效值为电路中电流为 因为在线圈转动一周过程中只有半周会有电流产生，所以R上产生的热量为故C正确；D．线圈转动一周过程中通过线圈的磁通量的变化量为零，根据可知，线圈产生的平均电动势为零，所以平均电流也为零，通过R的电荷量为0，故D错误。故选AC。5.如图所示，在两个正方形之间四个相同三角形区域内分布着如图所示的方向垂直纸面向里的匀强磁场，两正方形边长分别为L和L。一边长为L的正方形线框abcd如图放置，其c点恰好在x轴原点O，线框从该位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取线框中沿逆时针方向的感应电流为正，则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象是（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】由图可知，bc边通过磁场时，其切割磁感线的有效长度先减小后增大，ad边通过磁场时，其切割磁感线的有效长度先减小后增大，再由右手定则判断电流方向，故B正确，ACD错误。 故选：B6.某气缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其V-T图像如图所示，则在该循环过程中，则（　　）A.从状态A到B，气体吸收热量B.从状态C到D，气体的压强增大C.从状态D到A，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数增大D.该循环过程气体与外界热交换总体表现为吸热【答案】D【解析】【详解】A．从状态A到B，体积不变，外界对气体不做功，温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故A错误；B．CD连线过原点，根据公式可知，该条线为等压线，从C到D过程发生等压变化，故B错误；C．从D到A过程中，气体的温度不变，则单个气体分子碰撞器壁的力不变，压强减小，则必然是单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减小造成的，故C错误；D．将V-T图像变换成P-V图像如图所示由图像与坐标轴所围面积表示气体做功可知，整个过程气体对外做功，由于温度不变则，根据热力学第一定律，可知气体与外界热交换总体表现为吸热，故D正确；故选D。7.如图所示，一导热性良好粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理 想气体A、B，水银面a、b间的高度差为，水银柱cd的长度为，且，a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银，系统重新达到平衡。该过程不考虑环境温度变化，则（　　）A.未取出水银前，A气体的压强大于大气压强B.取出水银后，A气体的压强等于大气压强C.水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度D.水银面a、b间新的高度差大于右管上段新水银柱的长度【答案】D【解析】【详解】A．取出水银前，B气体的压强A气体压强故A错误；B．当在右管开口端取出少量水银时，即减小，A、B气体压强均变小，即A气体的压强小于外界大气压强，故B错误；C．由于A、B气体压强均变小，由玻意耳定律可知，A、B气体体积均变大。假设B气体体积不变，则水银面a下降的高度等于水银面b上升的高度，等于c上升的高度；由于B气体体积同时要变大，故水银面c上升的高度大于水银面a下降的高度，故C错误；D．假设右管中剩余的水银高度非常小，即取出水银柱长度接近；由于取出水银后A气体的压强小于外界大气压强，则水银面a、b间新的高度差大于右管上段新水银柱的长度；推理可知水银面a、b间新的高度差大于右管上段新水银柱的长度，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。8.下列关于分子动理论知识，说法正确的是（　　）A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，若水面上痱子粉撒得较多，实验测得的结果将偏大B.图乙折线显示的是液体分子永不停息的无规则运动，这种运动称为布朗运动C.图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图可知状态③时的温度比状态①、②时都高D.图丁为分子间作用力f和分子势能随分子间距离r变化关系图线，其中①表示分子间作用力随分子间距离r的变化关系图线，②表示分子势能随分子间距离r的变化关系图线【答案】ACD【解析】【详解】A．若水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则油膜面积偏小，测得油膜分子直径偏大，A正确；B．折线显示的是固体小颗粒的无规则运动每隔一定时间的位置连线，B错误；C．温度越高，速率大的分子占比越大，则状态③的温度比状态①、②高，C正确；D．当分子间距等于r0时，引力等于斥力，合力为零，而此时分子间的分子势能最小，所以①表示分子间作用力随分子间距离r的变化关系图线，②表示分子势能随分子间距离r的变化关系图线，D正确。故选ACD。9.氢原子的能级图如图甲所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极K，其中只有a、b两种频率的光能使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极K，测得图乙中电流表随电压表读数变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　）A.题中的氢原子跃迁共能发出4种不同频率的光子B.a光是从的能级向的能级跃迁产生的 C.a光的波长小于b光的波长D.a光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比b光照射时的小【答案】BD【解析】【详解】A．一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁共能发出种不同频率的光子，A错误；B．从n=4能级跃迁到n=1能级的光子能量值最大，其次是n=3能级跃迁到n=1能级的光子，因此可以使图乙所示的光电管阴极K产生光电效应的是以上两种光子。图丙中的图线a所表示的光的遏止电压较小，则光子的最大初动能较小，所以对应的光子能量较小，原子跃迁时的能级差较小，即图丙中的图线a所表示的光子是从n=3能级向n=1能级跃迁产生的，B正确；C．由图丙可知，a光的能量小于b光的能量，则有a光的频率小于b光的频率，可知a光的波长大于b光的波长，C错误；D．由图丙可知，a光照射阴极K时遏止电压小于b光照射时的遏止电压，因此a光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比b光照射时的小，D正确。故选BD。10.直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受安培力作用而运动。如图所示为使用直流电动机提升不同重物的示意图，间距为L的平行导轨固定在水平面内，左端接有电动势为E、内阻为r的直流电源，质量为的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好，其中心通过绝缘细线绕过固定定滑轮后与静止在地面、质量为m的重物相连，此时细线恰好绷直但无拉力。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，重力加速度为g。导体棒与导轨左端距离足够长，重物不会碰到定滑轮，不计一切摩擦和导体棒的内阻，不考虑重物不被拉起的情况。则闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A.闭合开关瞬间，重物的加速度为B.导体棒最终的速度为C.要使导体棒匀速运动时直流电源的输出功率最大，重物的质量为D.重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程中，安培力对导体棒所做的功等于系统增加的机械能与回路产生的焦耳热之和【答案】ABC【解析】【详解】A．闭合开关瞬间，回路中的电流为导体棒所受安培力根据左手定则可知安培力方向向左，设此时细线拉力为T，对导体棒受力分析可得对重物受力分析可得联立可得故A正确；B．导体棒向左运动时会产生与直流电源相反的感应电动势，设导体棒速度为v，则回路中的电流初始导体棒向左加速运动，v增大，则电流减小，根据牛顿第二定律可知加速度减小，即导体棒向左做加速度减小的加速运动，最终达到匀速，设匀速的速度为vm，则 解得故B正确；C．直流电源的输出功率则当时输出功率最大，导体棒匀速运动时有解得故C正确；D．根据功能关系，安培力所做的正功将电能转化为其他形式能，这里回路产生的焦耳热并不需要通过安培力做功来转化，因此安培力所做的正功等于系统增加的机械能，故D错误。三、实验题：本大题共2个小题，共15分。11.如图甲所示为某同学用单摆测量学校所在地重力加速度的示意图。（1）为了减少单摆周期T的测量误差，计时的起、止位置应选在小球运动过程中的_________。A.最高点A处B.最高点与最低点的中间位置M处C.最低点O处（2）某次测量时，该同学在小球第1次经过计时位置后才开始计时，第n次经过计时位置时计时结束，测 得时间间隔为t，计算时将t作为n-1个的总时间，则重力加速度的测量值与真实值相比_________（填“偏小”“偏大”或“相等”）。（3）该同学将绳长与小球直径之和当作摆长l，改变摆长进行多次测量，得到图像如图乙所示，由图像测得重力加速度g=_________（用a、b和π表示）。【答案】①.C②.偏大③.【解析】【详解】（1）[1]为了减少单摆周期T的测量误差，计时的起、止位置应选在小球运动过程中的最低点O处；故选C。（2）[2]单摆完成一次全振动需要的时间是一个周期，若小球第1次经过计时位置时开始计时，由题意可知，周期即而该同学在小球第1次经过计时位置后才开始计时，第n次经过计时位置时计时结束，则测得的周期偏小，根据可知，重力加速度的测量值与真实值相比偏大。（3）[3]该同学将绳长与小球直径之和当作摆长l，根据根据可得可得 由图像得重力加速度12.（1）一光敏电阻（图乙中）的阻值随照度变化的图像如图甲所示，由图像可知，该光敏电阻的阻值随照度的增加做_______（选填“线性”或“非线性”）变化。（2）王吕同学利用该光敏电阻设计了图乙所示光控电路控制三盏路灯，图中交流电源电压为220V，三盏路灯规格相同，均为“110V、110W”。他进行了如下操作：①闭合干路开关，将双掷开关置于b处，将调至1200Ω。②滑动的滑片，使三盏路灯正常发光。③将双掷开关置于a处。则当照度低到1.0Lx（Lx为照度的单位，读作“勒克斯”）时，路灯会正常发光。若有“50Ω，5A”及“5kΩ，1A”两个滑动变阻器可供选择，则图中应选择_______规格。安装该电路时，光敏电阻应_______（选填“远离”或“靠近”）路灯。（3）图乙光控电路的缺点较多，从节能和实际操作的角度分析均有不足，通过你的观察，请指出一种不足：____________________________________________________________（写出一条即可）。【答案】①.非线性②.“50Ω，5A”③.远离④.见详解【解析】【详解】（1）[1]由图像可知，该光敏电阻的阻值随光照强度的增加而非均匀减小，即做非线性变化。（2）[2]电灯泡正常发光时，流经灯泡的电流为 则电路正常工作时干路电流大于3A，又因为电路正常工作时R1两端电压为110V，则R1的接入电阻故选“50Ω，5A”的滑动变阻器方便调节；[3]光敏电阻靠近路灯，容易受到路灯灯光的影响，导致照度增大而使路灯停止工作，停止工作后照度减小，路灯又开始工作，使得路灯时亮时暗，不能达到使用要求。所以安装该电路时，光敏电阻RL应远离路灯。（3）[4]如果干路开关常闭，则白天黑夜均消耗电能，如果利用人工在白天断开干路开关，又无法真正实现自动控制。四、计算题：本大题共3个小题，共42分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位。13.时波源O开始振动，形成的简谐波沿x轴向右传播，时刚好传到质点A，波形如图所示，求：（1）质点O的位移-时间关系式：（2）在前1.2s内，质点B振动的总路程s。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据题图可得根据题意可得波的周期根据同侧法可知波源起振方向沿着轴正方向，质点O的位移-时间关系 （2）波传到点所需的时间1.2s内质点振动的时间质点B振动的总路程14.下图是一种汽车空气减震器的模型，其主要构造是导热性良好的气缸和活塞，活塞面积为，活塞通过连杆与车轮轴连接。将装有减震装置的轮子模拟静止在斜坡上的汽车，固定在倾角为的斜面上，连杆与斜面垂直，初始时气缸内密闭理想气体的体积为，压强为，环境温度为，气缸与活塞间的摩擦忽略不计，大气压强始终为。现于气缸顶部固定一个物体A，稳定时气缸内气体体积缩小了，该过程气体温度保持不变。重力加速度取。则（1）放上A物体待其稳定后，气缸对气体做功，判断该过程气缸内气体是吸热还是放热？热量的大小为多少？（2）求气缸和物体A的总质量M；（3）由于环境温度变化，气缸内气体体积逐渐恢复到。求体积恢复后环境温度。【答案】（1）放热，25J；（2）30kg；（3）310K【解析】【详解】（1）放上A物体待其稳定的过程气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律可知 气缸的体积减小，气缸对气体做正功，可知气缸内气体放热，放出的热量等于气缸对气体所做的正功，则有Q=25J（2）放上A物体待其稳定后气体的体积由玻意耳定律可得解得由气缸受力平衡可有解得M=30kg（3）由盖−吕萨克定律可得解得T2=310K15.如图所示，与水平方向成夹角的两平行金属导轨，左端连接水平金属轨道，右端用绝缘圆弧连接水平金属导轨，并在轨道上放置静止的金属导体棒b。在水平轨道末端安装绝缘的无摩擦轻质固定转轴开关，导体棒b经过两点（无能量损失），进入半径与水平面垂直的半圆形导轨。转轴开关会顺时针转动以挡住后面的金属棒。两点略高于，可无碰撞通过。半圆形导轨与足够长的水平金属导轨平滑连接，末端连接的电容器。已知轨道间距为，长度，a、b棒质量均为1kg，a电阻为，b电阻不计，平面、平面、平面内均有垂直于该平面的磁场，不计一切摩擦，导轨电阻不计，。现将导体棒a自静止释放，求：（1）若导体棒a运动至前已匀速，求匀速下滑时速度； （2）水平金属导轨足够长，要求a、b棒可在水平轨道上达到共速且不会发生碰撞，则b初始位置至少应离多远；（3）b过后，转轴开关将a挡住，求b在轨道滑行的最终速度。【答案】（1）12m/s；（2）12m；（3）6m/s【解析】【详解】（1）对a匀速时又E=Bdv解得v=12m/s（2）a滑上CD、C′D′后与b动量守恒，则解得对b有又 可得故至少离CC′12m。（3）b进入圆轨道时，因为故沿轨道做圆周运动至GG′由可得v3=12m/s对b有又且U=Bdv4可得可得v4=6m/s