四川省泸县第五中学2022-2023学年高二下学期5月期中物理试题（Word版附解析）

四川省泸县五中2023年春期高二期中考试物理试题第I卷选择题一、选择题：本题共9小题，每小题6分，共54分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~9题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.太阳通过内部的热核反应在源源不断地向外释放能量，其中一种热核反应为→++17.6MeV，已知、和的质量分别为和相当于的能量，则下列说法正确的是（　　）A.X是质子B.X的质量约为2.0141uC.的结合能大于的结合能D.的比结合能大于的比结合能【答案】B【解析】【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知X为，故A错误；B．设X的质量为m，则根据爱因斯坦质能方程可知解得故B正确；CD．核聚变反应释放的核能等于生成物的总结合能减反应物的总结合能，而中子没有结合能，由此可知的结合能大于和的结合能之和，所以的比结合能大于的比结合能，故CD错误。故选B。2.对于电路消耗的电功和产生的焦耳热，下列说法正确的是（）A.任何电路消耗的电功和产生的焦耳热一定相等B.任何电路消耗的电功率都可以用来计算 C.任何电路产生的焦耳热都可以用Q=I2Rt来计算D.有的电路通电产生的焦耳热甚至可以大于电路消耗的电功【答案】C【解析】【详解】A．在纯电阻电路中，电功等于电热，在非纯电阻电路中，电功大于电热，故A错误；B．纯电阻电路中，电功率才可以用来计算，故B错误；C．根据焦耳定律，在任何电路中，计算焦耳热用Q=I2Rt故C正确；D．在纯电阻路中，电热等于电功，非纯电阻电路中，电热小于电功，故D错误。故选C。3.如图所示，AB是足够大的上表面光滑且绝缘的金属板，在板的上方有一带正的点电荷Q，一个带正电的小球从板的某一点以初速度沿斜面向上运动，小球能上升的最大高度为（　　）A.大于B.小于C.等于D.无法确定【答案】C【解析】【详解】金属表面是一个等势面，电场线与金属表面垂直，则电场力也与金属表面垂直，所以带点小球在向上运动的过程中，电场力不做功，根据机械能守恒有解得故选C。 4.如图所示，理想变压器原线圈接在电压为U的交流电源上，原线圈电路中接有定值电阻，副线圈上接有定值电阻，且。变压器原副线圈电压分别为、，匝数分别为、。已知、消耗的功率相等，则下列说法正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】【详解】ABC．有、上消耗的功率相等及，根据P=I2R可知根据理想变压器原副线圈电流、电压关系可得ABC错误；D．令两端电压为，则，又有得，故D正确。 故选D。5.如图所示，abcd是一个质量为m，边长为L的正方形金属线框．如从图示位置自由下落，在下落h后进入磁感应强度为B的磁场，恰好做匀速直线运动，该磁场的宽度也为L.在这个磁场的正下方h＋L处还有一个未知磁场，金属线框abcd在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动，那么下列说法正确的是(　　)．A.未知磁场的磁感应强度是2BB.未知磁场的磁感应强度是BC.线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为4mgLD.线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为2mgL【答案】C【解析】【详解】A、B设线圈刚进入第一个磁场时速度为,那么线框进入第一个磁场前,机械能守恒,则得: ①计算得出,设线圈刚进入第二个磁场时速度为,则得:计算得出,.线框进入两个磁场都做匀速直线运动,则有: ,,联立以上三式计算得出,,故AB错误.C、D线框穿过两个磁场时都做匀速直线运动,减少的重力势能都转化为电能,所以在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为,所以C选项是正确的,D错误.综上所述本题答案是：C 点睛：线框进入第一个磁场做匀速直线运动,重力与安培力平衡,根据机械能守恒定律求出线框刚进入磁场时的速度,根据平衡条件和安培力与速度的关系式列出方程;线框从刚出磁场到刚进第二个磁场的过程,由运动学公式求出线框刚进第二个磁场时的速度,根据平衡条件列式,即可求得第二个磁场的磁感应强度;线框穿过两个磁场时都做匀速直线运动,重力势能转化为电能,根据能量守恒定律求解产生的电能.本题是电磁感应与力学知识的综合,安培力是联系电磁感应和力学的桥梁,安培力的分析和计算是解决这类问题的关键.6.竖直平面内一根长的轻绳一端固定于点，另一端系一质量的小球（可视为质点）。一质量的子弹以的速度水平射入小球（子弹射入小球的时间极短），并留在小球内与小球一起绕点做圆周运动。取重力加速度大小，不计空气阻力。则下列分析正确的是（　　）A.子弹射入小球后瞬间的速度大小为B.子弹射入小球前、后瞬间绳子对小球的拉力大小之比为C.小球运动到最高点时的速度大小为D.小球运动到最高点时受到绳子的拉力大小为【答案】A【解析】【详解】A．子弹射入小球的时间极短，子弹与小球组成的系统动量守恒有解得子弹射入小球后瞬间的速度所以A正确；B．子弹射入小球前绳子拉力子弹射入小球后绳子拉力有 代入数据解得所以B错误；C．设小球运动到最高点时的速度为由机械能守恒定律有解得所以C错误；D．在最高点设绳子拉力为，由牛顿第二定律有解得所以D错误；故选A。7.如图所示，一定质量的理想气体经历的状态变化为a→b→c→a，其中纵坐标表示气体压强p、横坐标表示气体体积V，a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线。则下列结论正确的是（　　）A.状态a→b，理想气体的温度降低B.状态b→c，单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少C.状态b→c，外界对理想气体做正功 D.状态c→a，理想气体的密度不变【答案】CD【解析】【详解】A．由题意可知，状态a→b，是等温变化，理想气体的温度不变，A错误；BC．状态b→c，是等压变化，理想气体的压强不变，温度降低，由可知，理想气体的体积减小，外界对气体做正功；压强不变，温度降低，体积减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数增多，单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变多，B错误，C正确；D．状态c→a，是等容变化，体积不变，由可知，一定质量的理想气体的密度不变，D正确。故选CD。8.如图所示，把一个不带电的枕形金属导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在a、b端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是（　　）A.闭合K1，有电子从地流向枕形导体B.闭合K1，有电子从枕形导体流向地C.闭合K1，再断开K1时，导体电势小于零D.闭合K2，再断开K2时，并移走带正电的小球，导体电势小于零【答案】AD【解析】【详解】AB．枕形导体在带正电的小球附近时，枕形导体上的自由电子会向导体的右边运动，金属导体的右端因有了多余的电子而带负电，左端因缺少电子而带正电，而当闭合任何开关时，导体就会与大地连接，会使大地的电子流入枕形导体，故B错误A正确；C．闭合任何开关后，枕形导体与大地处于静电平衡时，它们是个等势体，枕形导体的电势与大地的电势相等，都等于0，故C错误；D．闭合开关，导体就会与大地连接，会使大地的电子流入枕形导体，再断开时，并移走带正电的小球，导体带负电，电场线从大地指向导体，所以导体的电势一定小于0。故D正确。故选AD。 9.如图所示的电路中有和两个完全相同的灯泡，线圈L的电阻忽略不计。下列说法中正确的是（　　）A.闭合S时，先亮，后亮，最后一样亮B.断开S时，L2立刻熄灭，L1过一会儿熄灭C.闭合、断开S过程中L1中的电流始终从b到aD.闭合、断开S过程中L2中的电流始终从d到c【答案】AC【解析】【详解】A．闭合开关S的瞬间，先亮，由于电感线圈阻碍原电流的增大，则其电流只能逐渐增大，所以灯泡逐渐亮起来，线圈L的电阻忽略不计,则最后一样亮，故A正确；B．断开S瞬间，线圈和两个灯泡组成新的回路，线圈产生与原电流方向相同的自感电流阻碍原电流的减小，因两灯泡的电阻相等，正常发光时两灯泡的电流相等，则两灯都逐渐熄灭，故B错误；CD．由图可知，闭合开关S，L1中的电流从b到a，L2中的电流从d到c，断开S瞬间，线圈和两个灯泡组成新的回路，线圈产生与原电流方向相同的自感电流阻碍原电流的减小，则L1中的电流从b到a，L2中的电流从c到d，故D错误，C正确。故选AC。第II卷（非选择题56分）二、实验题10.电荷在导体中的定向移动形成了电流。物理学中用单位时间内流过导体的横截面的电荷量表示电流的强弱。若时间内流过导体横截面的电荷量为，该过程中平均电流强度的大小可表示为。某同学用电流传感器观察电容器的放电过程。甲图为该实验电路图，其中电源电压保持为。该同学先将开关接为电容器充电，待电容器完全充满电再将开关接，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的图像如图乙。 (1)根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为__________；（结果保留三位有效数字）(2)如果将电阻换成阻值更大的电阻，则整个放电过程释放的电荷量将_____；（选填“增加”、“不变”或“减少”）(3)该同学用相同实验装置测得另一电容器放电过程中释放电荷量，该电容器的电容为__________。（结果保留两位有效数字）【答案】①.（）②.不变③.【解析】【详解】(1)[1]因电量Q=It，根据I－t图象的含义，可知图象与时间轴所围的面积表示整个放电过程中释放的电荷量，根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子的电量为所以释放的电荷量是由于误差C均可(2)[2]电容器放电与电阻R无关，则整个放电过程释放的电荷量将不变(3)[3]电容器的电容为11.市场上销售的铜质电线电缆产品中，部分存在导体电阻不合格问题。某科技小组想应用所学的知识来检测实验室中一捆铜电线的电阻率是否合格。小组成员经查阅，纯铜的电阻率为1.8×10-8·m 。现取横截面积约为1mm2、长度为100m（真实长度）的铜电线，进行实验测量其电阻率，实验室现有的器材如下：A．电源（电动势约为5V，内阻不计）B．待测长度为100m的铜电线，横截面积约1mm2；C．电压表V1（量程为3V，内阻约为0.5k）D．电压表V2（量程为5V，内阻约为3k）；E．电阻箱R（阻值范围0~9999）；F．定值电阻R0=1G．开关、导线若干。（1）小组成员先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d，如图中甲所示，则d=___________mm。（2）小组设计的测量电路如图乙所示，则P是___________，N是___________，（填器材名称及对应符号）通过实验作出的图象如图中丙所示。（3）图中乙电路测得铜电线的电阻测量值比真实值___________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）（4）这捆铜电线的电阻率=___________（结果保留三位有效数字）；从铜电线自身角度，你认为此铜线电阻率是否合格？___________。（合格，不合格）【答案】①.1.125②.电压表V2③.电压表V1④.不变⑤.2.58×10-8·m⑥.不合格【解析】【分析】【详解】（1）[1]螺旋测微器读数（2）[2][3]根据量程大小选择可知P是电压表V2，N是电压表V1 (3)[4]根据欧姆定律可知变形得由于电表分流，则变形得可知，无论是否考虑的分流作用，图像的斜率始终为铜电线电阻，所以采用图像处理数据，测得的铜电线的电阻测量值比真实值不变。(4)[5]结合图像斜率可知导线横截面积为由电阻定律可得，导线电阻率为[6]由于测量的铜导线的电阻率明显大于标准值，因此不合格。三、解答题（本答题共三个小题，13题10分，14题12分，15题20分，共42分）12.手动便携式洗车器因其节能环保特点深受爱车人的喜爱，如图为某种结构及原理简图，桶内水面上方用塞子密封了一定质量的理想气体，已知气体初态压强与外界相等，均为p0，体积为1L，为使水流从喷头处雾化喷出，内外压强差至少为0.5p0，现用最大容积为0.lL的打气筒向桶内打气，忽略桶内水柱所产生的压强及打气过程中温度的变化，求： （1）至少需要打几次才能使喷水刷喷出雾化水；（2）试从微观上解释内封气体压强的变化原因。【答案】（1）5次；（2）单位体积内的分子数增多【解析】【详解】（1）设至少需要打n次才能使喷水刷喷出雾化水，已知初状态V1=1L+n•0.1L=（1+0.1n）Lp1=p0末状态V2=1Lp2=1.5p0根据玻意耳定律p1V1=p2V2得n=5（次）（2）温度不变，气体分子平均动能不变，分子运动剧烈程度不变，但随着气体的打入，单位体积内分子个数越来越多，因此压强不断变大。13.如图所示，两根光滑、平行且足够长的金属导轨倾斜固定在水平地面上，导轨平面与水平地面的夹角，间距为d=0.2m，且电阻不计．导轨的上端接有阻值为R=7Ω的定值电阻和理想电压表．空间中有垂直于导轨平面斜向上的、大小为B=3T的匀强磁场．质量为m=0.1kg、接入电路有效电阻r=5Ω的导体棒垂直导轨放置，无初速释放，导体棒沿导轨下滑一段距离后做匀速运动，取g=10m/s2，sin37°=0.6，求： （1）导体棒匀速下滑的速度大小和导体棒匀速运动时电压表的示数；（2）导体棒下滑l=0.4m过程中通过电阻R电荷量．【答案】（1）20m/s7V（2）0.02C【解析】【详解】（1）设导体棒匀速运动时速度为v，通过导体棒电流为I．由平衡条件①导体棒切割磁感线产生的电动势为E=Bdv②由闭合电路欧姆定律得③联立①②③得v=20m/s④由欧姆定律得U=IR⑤联立①⑤得U=7V⑥（2）由电流定义式得⑦由法拉第电磁感应定律得⑧⑨由欧姆定律得 ⑩由⑦⑧⑨⑩得Q=0.02C⑪14.如图所示，在平面内x轴与MN边界之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域的宽度为，x轴下方和MN边界上方的空间有两个匀强电场，场强大小相等，方向与y轴平行，时刻，一质量为、电荷量为的粒子从P点沿x轴正方向射入电场，从x轴上Q点进入磁场，进入磁场时速度大小为，方向与x轴正方向夹角为，然后垂直于MN边界进入上方电场，Q点坐标为（，），粒子重力不计，求：（1）匀强电场的场强大小E；（2）匀强磁场的磁感应强度大小B；（3）粒子经过x轴的时刻t。【答案】（1）；（2）；（3）见解析【解析】【详解】（1）粒子从P到Q点做类平抛运动，在x方向做匀速度直线运动在y方向做匀加速直线运动再由Q点速度合成图可知 联立以上几式可得（2）由题意画出粒子的轨迹如图所示，偏转角为30°，由几何关系可知，粒子进入磁场做匀速圆周运动的半径洛伦兹力提供向心力解得（3）第一次进入磁场偏转了30°，时间为在最上方的电场中往返的时间为第二次回到磁场时的轨迹如图（红色）所示，偏转也为30°，到达x轴的时间从第一次经过x轴到第二次经过x轴所用时间为 根据周期性可知粒子经过x轴的时刻为（，，）或