四川省宜宾市第四中学2022-2023学年高二物理下学期期末试题（Word版附解析）

宜宾市四中2023年春期高二期末考试物理试题第I卷选择题（50分）一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题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，有选错的得0分。1.放射性元素经过多次衰变和衰变才能变成稳定的铅，下列说法正确的是（　　）A.原子序数小于83的元素不再具有放射性B.衰变中产生的射线比射线穿透能力强C.每次衰变都会有核子从原子核里放出D.上述过程衰变方程为【答案】D【解析】【分析】【详解】A．原子序数大于83的元素都具有放射性，而原子序数小于83的部分元素也具有放射性，A项错误；B．衰变中产生的射线比射线有较大的质量和较小的速度，则穿透能力弱，B项错误；C．衰变有4个核子从原子核飞出，衰变是一种中子变成一个质子和电子，则核子数不变，不会有核子从原子核里放出，C项错误；D．设衰变有次，衰变有次，根据质量数和电荷数守恒可知解得，故D正确；故选D。2.下列说法中正确是（　　）A.在电路中，电流的方向总是从高电势流向低电势B.给电容器充电时，电流从正极板流出，流入负极板 C.计算电功的公式W=UIt和算电热的公式Q=I2Rt适用于任何电路D.物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，故电流是矢量【答案】C【解析】【详解】A．在外电路，电流的方向总是从高电势流向低电势；在内电路，电流的方向是从低电势流向高电势；故A错误；B．给电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板，故B错误；C．计算电功的公式W=UIt和算电热的公式Q=I2Rt适用于任何电路，故C正确；D．物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，虽然电流有方向，但是它的运算不适用于平行四边形法则，所以电流是标量，故D错误。故选C。3.图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　）A.按下按钮过程，螺线管端电势较高B.松开按钮过程，螺线管P端电势较低C.按住按钮不动，螺线管中会产生感应电动势D.按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电动势【答案】A【解析】【详解】A．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，故A正确；B．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入，从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，故B错误；C．住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故C错误；D ．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，故D错误。故选A。4.高空抛物指从高处抛掷物品，是一种不文明的行为，该现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，在“上海陋习排行榜”中，它与“乱扔垃圾”齐名，排名第二，高空抛物会造成人身伤亡、财物损失。若一个50g的土豆从一居民楼的26层落下，与地面的撞击时间约为0.002s，则该土豆对地面产生的冲击力约为（　　）A.10NB.102NC.103ND.104N【答案】C【解析】【详解】土豆从26楼下落，每一层楼的高度约3m，则下落的高度为h＝75m根据v2＝2gh可知v＝≈38.7m/s接近40m/s，取竖直向上为正方向，则土豆与地面碰撞时由动量定理有解得F≈103NABD错误，C正确。故选C。5.如图甲所示为竖直方向的弹簧振子，图乙是该振子完成一次全振动时其位移随时间的变化规律图线，取竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（　　）A.振子的运动是简谐运动，弹力充当回复力B.时刻振子处在弹簧原长的位置C.到内，振子速度正在增大 D.到内，振子加速度正在减小【答案】C【解析】【详解】A．振子的运动是简谐运动，充当回复力的是：弹力和重力的合力，A错误；B．时刻，振子的速度向上最大，此时正处在平衡位置，即，弹簧处于伸长状态，B错误；C．内，振子从最高点向平衡位置运动，速度正在增大，位移正在减小，回复力正在减小，加速度正在减小，C正确；D．内，振子从平衡位置向最低点运动，速度正在减小，位移正在增大，回复力正在增大，加速度正在增大，D错误。故选C。6.如图电路中，L为自感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则下列说法错误的是（）A.合上S时，A先亮，B后亮B.合上S时，A、B同时亮C.合上S时，A变亮，B逐渐熄灭D.断开S时，A熄灭，B重新亮后再熄灭【答案】A【解析】【详解】ABC．闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮；随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，B逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，A灯变亮，故BC说法正确，不符合题意，A说法错误，符合题意；D．断开S，A立即熄灭，线圈L中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过B灯，B闪亮一下后熄灭，故D说法正确，不符合题意故选A。7.如图所示，固定于水平绝缘面上的平行金属导轨不光滑，除R外其他电阻均不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场。当质量为m的金属棒cd在水平恒力F作用下由静止向右滑动过程中，下列说法中正确的是（　　） A.水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能B.只有在cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能C.无论cd棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定不等于电路中产生的电能D.R两端电压始终等于cd棒中的感应电动势【答案】D【解析】【详解】AB．外力始终要克服摩擦力做功，所以水平恒力F对cd棒做的功要大于电路中产生的电能，故AB错误；C．在任何情况下，克服磁场力所做的功都等于电路中产生的电能，故C错误；D．因为电源cd无内阻，所以R两端电压始终等于cd棒中的感应电动势，故D正确。故选D。8.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大．为探测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使灯泡L正常发光．若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则A.灯泡L变亮B.灯泡L变暗C.电流表的示数变小D.电流表的示数变大【答案】AC【解析】【详解】CD．探测装置进入强磁场区以后磁敏电阻阻值变大，回路总电阻变大，总电流减小，电流表示数变小，选项C正确，D错误；AB．由于总电流变大，则电源内电阻分压变小，路端电压变大，则电灯L亮度增加，选项A正确，B 错误．9.实践课中一位同学设计了如图所示的电路给浴室供电，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈接到的交变电路中。已知照明灯的额定功率为，排气扇电动机的内阻为。已知各用电器均正常工作时，理想电流表的示数为，则（　　）A.理想电压表的示数为B.交变电流的频率为C.排气扇输出功率为D.保险丝中的电流为0.4【答案】BC【解析】【详解】A．变压器原线圈的输入电压为，由变压器的变压比有可得理想电压表的示数为电压的有效值，因此选项A错误；B．由交流电表达式可得解得选项B正确；C．对于灯泡，满足 对于排气扇满足联立代入数据可解得选项C正确；D．已知I2=4A，由变压器电流比有可得即保险丝中的电流为，选项D错误。故选BC。10.如图所示，一轻质弹簧的两端分别与质量为、的两物块A、B相连接，弹簧和A、B均静止在光滑的水平面上。一颗质量为m的子弹C以较大的速度水平射入A并留在A中，C射中A的时间可忽略不计。在C射中A以后的过程中，下列说法正确的是（　　）A.弹簧弹性势能的最大值为B.A、B、C总动能的最大值为C.B的最大动能为D.A、C总动能的最小值为【答案】BC【解析】【详解】A．当C射入A时，由动量守恒解得当AC与B共速时弹簧弹性势能最大，则 解得弹簧弹性势能的最大值为选项A错误；B．当AC刚要压缩弹簧时A、B、C总动能最大，最大值为选项B正确；CD．当弹簧恢复到原长时，B的动能最大，则解得B的动能最大值为A、C速度反向，说明速度在某时刻为零，则AC总动能的最小值为0，选项C正确，D错误。故选BC。第II卷（非选择题60分）二、实验题（14分）11.某同学用如图甲所示装置通过质量分别为半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次，得到了如图乙所示的三个落地点。 （1）找出各落地点的平均位置，并在如图中读出_______。（2）已知，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出R是________球的落地点，P是________球的落地点。（3）用题中的字母写出动量守恒定律的表达式_______________。【答案】①.13.0②.B③.A④.【解析】【详解】（1）[1]由图2所示可知，刻度尺的分度值为1cm（2）[2][3]已知，碰撞过程中，A为入射球，B为被碰球，A与B相撞后，B的速度增大，A的速度减小，碰前碰后都做平抛运动，高度相同，落地时间相同，所以Q点是没有碰时A球的落地点，P是碰后A的落地点，R是碰后B的落地点（3）[4]由动量守恒定律可得两球离开轨道后做平抛运动，两小球抛出点的高度相同，在空中的运动时间t相同，故有即12.在测量两节干电池的电动势与内阻的实验中，利用实验提供的实验器材设计的电路图如图1所示，其中每节干电池的电动势约为1.5V、内阻约为，电压表、的量程均为3V、内阻为，定值电阻 （未知），滑动变阻器最大阻值为(已知)。请回答下列问题：（1）根据设计的电路图，将图2中的实物图连接____________；（2）在完成实验时，将滑动变阻器最值调到，闭合电键，两电压表、的示数分别为、，则定值电阻_______________（用、、表示）；（3）测出定值电阻的阻值后，调节滑动变阻器的滑片，读出多组电压表、的示数、，以两电压表的示数为坐标轴，建立坐标系，描绘出的关系图象如图3所示，假设图线的斜率为k、与横轴交点的坐标值为c，则电池的电动势为__________，内阻___________。（以上结果用k、c、表示）【答案】①.②.③.④.【解析】【详解】（1）[1]根据图1电路图可得出的实物图的连接方式，如图所示（2）[2]由电路图可知，电压表测量了与两端的电压，电压表测了滑动变阻器两端的电压，则两端的电压 由欧姆定律可知（3）[3][4]由闭合电路欧姆定律可知变形得结合图3图像可得，解得，三、解答题（本答题共三个小题，13题12分，14题14分，15题20分，共46分）13.如图所示，半径为R的透明半球形玻璃球体静置在水平桌面上，球心为O，半球体上表面水平且是直径。有一束单色光从距离水平面高度为的P点水平射入球体，光线进入球体后经过B点，光在真空中的传播速度为c。求：（1）该玻璃半球的折射率；（2）光在该玻璃半球内的传播时间。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）光路图如图所示 P点距离水平桌面高度为，则由几何关系可得①由几何关系可知②根据折射定律可得③（2）由几何关系可得光在玻璃半球内的传播速度④则光在玻璃球内的传播时间⑤解得⑥14.电磁弹是我国最新的重大科研项目，原理可用下述模型说明。如图所示，虚线MN右侧存在竖直向上的匀强磁场（边界无磁场），正方形金属线框abcd放在光滑水平面上，已知金属线框边长为L，匝数为n，总电阻为R，质量为m。ab边在磁场外侧紧靠MN虚线边界处，在线框上固定一质量为M的绝缘负载物。从时起磁感应强度B随时间t的变化规律是（k为大于零的常量），空气阻力忽略不计。在时刻。求： （1）线框内电流的大小及方向；（2）负载物的加速度大小及方向。【答案】（1），方向从上往下看为顺时针；（2），方向水平向左【解析】【详解】（1）由磁感应强度的变化规律易知，磁感应强度随着时间的变化而增大，则根据楞次定律可知感应电流的方向为从上向下看为顺时针方向，由法拉第电磁感应定律可得感应电动势为则可得感应电流为（2）由题意分析可知，金属线框受到的安培力实际为边所受到的安培力，由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为由牛顿第二定律可得负载物的加速度为方向与安培力的方向一致。15.如图所示，在光滑的水平地面上，质量为1.75kg的木板右端固定一光滑四分之一圆弧槽，木板长2.5m，圆弧槽半径为0.4m，木板左端静置一个质量为0.25kg的小物块B，小物块与木板之间的动摩擦因数=0.8。在木板的左端正上方，用长为1m的不可伸长的轻绳将质量为1kg的小球A悬于固定点O。现将小球A拉至左上方，轻绳处于伸直状态且与水平方向成=30°角，小球由静止释放，到达O点的正下方时与物块B发生弹性正碰。不计圆弧槽质量及空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：(1)小球A与物块B碰前瞬间，小球A的速度大小； (2)物块B上升的最大高度；(3)物块B与木板摩擦产生的总热量。【答案】(1)5m/s；(2)0.8m；(3)7J【解析】【详解】(1)设轻绳长为L，小球A自由落体L时，轻绳刚好再次伸直，此时速度为v1，根据自由落体运动规律，可得轻绳伸直后瞬间小球A速度为轻绳刚好再次伸直后到最低点，由动能定理联立解得(2)小球A与物块B弹性碰撞，由动量守恒及机械能守恒得联立解得，物块B在最高点时，与木板水平共速，木板速度为v6，设物块B升高最大高度为h，板长为L1，由水平方向动量守恒及能量关系得联立解得h=08m因0.8>0.4，物块B飞出圆弧槽。(3)假设物块B最终能停在木板上，物块B与木板速度共同速度仍为v6，物块B 在木板上相对木板滑行路程设为x，由能量关系得解得x=3.5m因3.5m<5m，故物块B最终能停在木板上，产生总热量为