2021-2022学年广西河池市八校高二（下）第二次联考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年广西河池市八校高二（下）第二次联考物理试卷

1.  “嫦娥五号”中有一块“核电池”，在月夜期间提供电能的同时还能提供一定能量用于舱内温度控制。“核电池”利用了的衰变，衰变方程为，下列说法正确的是(    )

A. 一个衰变为释放的核能为
B. 由于月球上昼夜温差很大，所以在月球上衰变得比在地球上快些
C. 比的中子数少2个
D. 发生的是衰变，射线具有极强的穿透能力可用于金属探伤

2.  如图，足够长的固定光滑斜面倾角为，质量为1kg的物体以速度从斜面底端冲上斜面，达到最高点所用时间为1s，对于这一过程，下列判断正确的是(    )

A. 斜面对物体的弹力的冲量为零 B. 物体受到的重力的冲量大小为
C. 物体受到的合力的冲量大小为 D. 物体动量的变化量大小为

3.  如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的波长分别是、、，则下列说法正确的是(    )

A. 从能级跃迁到能级时，电子的动能减少
B. 从能级跃迁到能级时，释放光子的波长为
C. 用11eV的电子碰撞处于基态的氢原子时，氢原子一定不会发生跃迁
D. 一群处于能级的氢原子发生能级跃迁时，辐射出的最小光子能量为

4.  如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴，匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，示数是图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图象。则(    )

A. 电阻R上的电功率为20W
B. 时R两端的电压瞬时值为零
C. R两端的电压u随时间t变化的规律是
D. 通过R的电流i随时间t变化的规律是

5.  在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别、，则下列说法正确的是(    )

A. 该原子核可能发生了衰变
B. 径迹2可能是衰变后新核的径迹
C. 若衰变方程是，则：：117
D. 若衰变方程是，则：：45

6.  如图所示，质量分别为2m和m的物体A、B在光滑水平地面上，B左端有一轻弹簧且处于静止状态.现A以速度v向右运动，则A、B相互作用的整个过程中(    )

A. A的动量最小值 B. A的动量变化量为
C. 弹簧弹性势能的最大值为 D. B的速度最大值为v

7.  如图所示，图中ab端所接的交变电压，、是规格为“20V10W”的灯泡，现调节电阻箱R为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光，变压器为理想变压器。则(    )
 

A. 灯泡正常发光时的电阻为
B. ab端所接交流电的频率为100Hz
C. 变压器原、副线圈匝数比为10：1
D. 恰好能使两个灯泡均正常发光时电阻箱R的阻值为

8.  质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为。初始时小物块停在箱子正中间，如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性碰撞，则整个过程中，系统损失的动能为(    )

A.  B.  C.  D.

9.  如图所示，光滑平行导轨水平固定，间距为l，其所在空间存在方向竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场，导轨左侧接有阻值为R的定值电阻，一导体棒垂直导轨放置，导体棒的有效电阻为r、质量为m。导轨电阻忽略不计，导体棒运动中始终与导轨垂直且接触良好。现使导体棒获得一水平向右的速度，在导体棒向右运动过程中，下列说法正确的是(    )

A. 流过电阻R的电流方向为 B. 导体棒的最大加速度为
C. 通过电阻R的电荷量为 D. 全过程电阻R的发热量为

10.  用金属铷制成的光电管观测光电效应的装置如图甲所示。
图甲中电极K为光电管的______。选填“阴极”或“阳极”
要观察饱和电流，电源正、负极的接线为______；要观察遏止电压，电源正、负极的接线为______。均选填“左负右正”或“左正右负”
用不同频率的光照射该光电管，测得铷的遏止电压与入射光频率的关系图像如图乙所示，则该金属的截止频率______Hz，逸出功______J。已知普朗克常量。结果均保留两位有效数字

11.  如图甲，在验证动量守恒定律实验时，小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A一下，使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续匀速运动，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。

若获得纸带如图乙所示，并测得各计数点间距已标在图上。A为运动起始的第一点，则应选______段来计算A的碰前速度，应选______段来计算A和B碰后的共同速度填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”。
已测得小车A的质量，小车B的质量为，由以上测量结果可得碰前系统总动量为______，碰后系统总动量为______。结果保留三位有效数字
实验结论：______；
若打点计时器的实际工作频率高于50Hz，而实验者仍按照50Hz的频率来分析，你认为对实验结果______填“有”或“无”影响。

12.  如图甲所示电路，定值电阻、小灯泡L与金属圆线圈连成闭合回路，在金属圆线圈区域内存在匀强磁场，时刻，磁感应强度方向垂直线圈所在平面向里，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示。已知线圈匝数匝、半径、总电阻，定值电阻，小灯泡电阻且阻值不随温度变化。取，求：
线圈中产生的感应电动势和感应电流的大小；
内流过小灯泡的电流方向和小灯泡消耗的电能。

13.  我国规定摩托车、电动车、自行车骑乘人员必须依法配戴具有防护作用的安全头盔．小明在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为的物体，物体与头盔紧密接触，使其从的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了时，物体的速度减为如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取求：
头盔触地前瞬间的速度大小；
物体做匀减速直线运动的时间；
匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小．

14.  如图所示，滑板C静止在光滑水平面上，其左端地面固定一个光滑的四分之一圆弧轨道，轨道半径，其右端与固定弹性挡板相距x，与滑块可视为质点相连的轻绳一端固定在O点，B静止时紧靠在C的左端斜上方。滑块可视为质点从圆弧轨道顶端静止下滑，到底端时与B相撞粘在一起此过程时间极短，相撞后轻绳恰好被拉断，轻绳断开后B立即滑上C的上表面。已知滑块A的质量为，B的质量，绳子长度，C的质量，A、B与C之间动摩擦因数均为，C足够长，B不会从C表面滑出；C与弹性挡板碰撞时间极短且无机械能损失，不计空气阻力。重力加速度。求：
轻绳能承受的最大拉力的大小；
若A、B与C恰好共速时C与弹性挡板碰撞，则滑板C右端与弹性挡板相距x为多少；
若滑板C与弹性挡板仅相碰两次，则x取值为多少。
 

15.  两光滑金属导轨平行放置，右侧导轨水平，左侧导轨与水平面的夹角为，导轨间距，匀强磁场均垂直导轨平面向上，磁感应强度大小均为，导轨最右端连接电阻，一质量、电阻的导体棒垂直导轨放置，从某一位置处无初速释放。已知棒与导轨接触良好，其余电阻不计，导体棒到达HF前已匀速运动，棒由斜轨道进入水平轨道时的速度大小不变，水平导轨足够长，，重力加速度。求：
导体棒沿斜导轨下滑的最大速度；
导体棒在水平导轨上滑动的距离。

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：A、此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差，为，核反应的过程中释放的能量：，故A错误；
B、半衰期与环境条件无关，可知衰变的速度不会受到阳光、温度、电磁场等环境因素的影响，故B错误；
C、根据质量数守恒与电荷数守恒可知，的衰变方程为，可知发生的衰变为衰变，由于粒子由2个质子核2个中子组成，可知比的中子数少2个，故C正确；
D、射线的穿透能力较差，不能用于金属探伤，故D错误。
故选：C。
根据质量数守恒与电荷数守恒写出核反应方程；核反应的过程中亏损的质量等于反应前后质量的差；根据三种射线的特点分析；半衰期与环境条件无关。
本题考查原子核的有关内容，关键熟悉教材，牢记这些知识点，注意结合能和比结合能的区别，注意两个概念的联系和应用。
 

2.【答案】C 

【解析】解：A、根据冲量的公式可知，斜面对物体的弹力的冲量大小为：，故A错误；
B、物体所受的重力的冲量大小为：，故B错误；
CD、物体受到的合力的冲量大小为：
由动量定理得动量的变化量大小为：，故C正确，D错误；
故选：C。
根据冲量的计算公式计算出每个力的冲量，根据动量定理计算出动量的变化量。
本题主要考查了冲量的计算，根据冲量的定义式和动量定理即可完成解答，注意冲量和做功的区别，不能误以为力与位移垂直，则冲量的大小为零。
 

3.【答案】D 

【解析】解：AB、能级跃迁到能级时，释放能量，则电子的势能减小，动能增加，而氢原子的能量减小，
因为，知，
所以
所以
故AB错误；
C、电子为实际物质，用11eV的电子碰撞处于基态的氢原子时，氢原子会跃迁到第二能级，故C错误；
D、一群处于能级的氢原子发生能级跃迁时，辐射出的最小光子能量为，故D正确；
故选：D。
根据吸收或辐射光子的能量等于两能级间的能级差判断光子的能量和波长分别是、、和、、的关系，根据频率与波长的关系分析，即可求解。
解决本题的关键知道吸收或辐射光子的能量等于两能级间的能级差，即，注意频率与波长成反比。
 

4.【答案】C 

【解析】

【分析】
根据公式求出电阻R上的电功率，由乙图可知，通过线圈的磁通量为零，电动势最大，根据有效值与最大值的关系求出最大值，写出R两端的电压u随时间t变化的规律，根据欧姆定律求出通过R的电流i随时间t变化的规律。
解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式，以及知道峰值与有效值的关系，能从图中得出有效信息，难度不大，属于基础题。
【解答】
A、根据公式得：，故A错误；
B、由乙图可知，通过线圈的磁通量为零，电动势最大，R两端的电压瞬时值为，故B错误；
C、由乙图可知，，电动势的最大值，，又因为此交变电流是从垂直于中性面开始计时的，
所以R两端的电压u随时间t变化的规律是，故C正确；
D、根据得：通过R的电流i随时间t变化的规律是，故D错误。
故选：C。  

5.【答案】D 

【解析】解：A、原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子动量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定则知：若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性相同的粒子，可能发生的是衰变，但不是衰变，故A错误；
B、核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变后生成的两核动量P大小相等、方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，由于p、B都相同，则粒子电荷量q越大，其轨道半径r越小，由于新核的电荷量大于粒子的电荷量，则新核的轨道半径小于粒子的轨道半径，则半径为的圆为放出新核的运动轨迹，半径为的圆为粒子的运动轨迹，故B错误；
CD、由B选项的分析知：：：：45，故C错误，D正确；
故选：D。
静止的原子核发生衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后的粒子的运动的方向相反，在根据粒子在磁场中运动的轨迹可以判断粒子的电荷的性质；衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得半径公式，结合轨迹图分析。
知道原子核衰变过程动量守恒是本题解题的前提与关键，分析清楚图示运动轨迹、应用动量守恒定律与牛顿第二定律即可解题。
 

6.【答案】AC 

【解析】解：AD、当弹簧恢复原长时A的速度最小、B的速度最大，A的动量最小，A、B组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，
由机械能守恒定律得：，解得：，，A的最小动量，故A正确，D错误；
B、A的动量变化量，故B错误；
C、当A、B速度相等时弹簧的压缩量最大，弹簧的弹性势能最大，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，
由机械能守恒定律得：，解得：，故C正确。
故选：AC。
A、B和弹簧组成的系统，合外力为零，系统的总动量守恒，A、B及弹簧组成的系统机械能守恒；当弹簧压缩到最短时，A、B的速度相等；弹簧恢复原长B的速度最大；应用动量守恒定律与机械能守恒定律分析答题。
本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚物体的运动过程是解题的前提与关键，要知道动量守恒定律的条件，要知道两物体速度相等时弹簧压缩量最大；应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可解题。
 

7.【答案】AC 

【解析】解：A、由题意可知，灯泡正常发光时电压为20V，电功率为10W，根据解得：，故A正确；
B、根据交变电压的表达式可知，角速度，由解得：，故B错误；
C、ab端所接的交变电压有效值为：，由于灯泡正常发光，根据串联电路特点可知，；对于副线圈，由于与并联，根据并联特点可知，；根据理想变压器特点可知，，故C正确；
D、恰好两灯均正常发光，因此原线圈的电流，根据理想变压器的电流比规律可得：，解得：
根据并联电流规律可得：
根据欧姆定律可知：，故D错误；
故选：AC。
根据可得出灯泡正常发光时的电阻；
根据交变电压表达式结合频率与角速度的关系得到频率；
根据电路特点分别得出原、副线圈的电压，再根据理想变压器中电压比等于匝数比。
根据理想变压器中的电流比规律得到副线圈的干路电流，再结合欧姆定律解题。
本题主要考查了变压器，解题的关键是掌握原副线圈的电压比、电流比规律，结合电路特点和欧姆定律解题。
 

8.【答案】BD 

【解析】解：最终小物块和箱子速度相同，是完全非弹性碰撞模型，设系统损失的动能为，根据题意可知，整个过程中小物块和箱子构成的系统满足动量守恒定律和能量守恒定律，规定向右为正方向，则有：，

联立解得：
故A错误，B正确；
由于小物块与箱壁的碰撞为弹性碰撞，故损耗的能量全部用于摩擦生热，即，故C错误，D正确。
故选：BD。
小物块在箱壁之间来回运动的过程中，系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，根据动量守恒定律求出物块与箱子相对静止时共同速度，再求整个过程中系统损失的动能。也可以功能关系求解。
本题是以两物体多次碰撞为载体，综合考查功能原理，动量守恒定律，要求学生能依据题干和选项暗示，从两个不同角度探求系统动能的损失。要注意摩擦生热与相对路程有关。
 

9.【答案】BC 

【解析】解：A、根据右手定则，流过定值电阻的电流方向为，故A错误；
B、导体棒的最大速度为，因此最大感应电动势为，回路电流，安培力，加速度，因此最大加速度，故B正确；
C、根据动量定理有：，根据电荷量的计算公式可得：，解得：，故C正确；
D、导体棒在安培力作用下减速运动，最终静止，导体棒动能减少，导体棒的电阻r和定值电阻R串联，全过程电阻R的发热量为，故D错误。
故选：BC。
根据右手定则判断流过定值电阻的电流方向；
根据牛顿第二定律结合安培力的计算公式进行解答；
根据动量定理、电荷量的计算公式求解电荷量；
根据能量守恒定律、焦耳定律进行解答。
对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。
 

10.【答案】阴极  左正右  左负右正     

【解析】解：电子从金属板上射出后被电场加速，由此可知A板为阳极；
观察饱和电流，加正向电压则电源正负极的情况是左正右负；要观察遏止电压，电源正负极的情况是左负右正；
由和得：，因此当遏制电压为零时，，根据图象可知，铷的截止频率；
根据，则可求出该金属的逸出功大小。
电子从金属板上射出后被电场加速，由此可知A板为阳极，根据光电效应方程和得出遏止电压Uc与入射光频率v的关系式，从而进行判断。根据逸出功，和光电效应方程：直接进行求解。
解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道遏止电压与最大初动能之间的关系。本题考查知识点简单，但是学生在学习中要牢记公式以及物理量之间的关系，同时注意计算的准确性。
 

11.【答案】在误差允许的范围内，系统的动量守恒  无 

【解析】解：推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度。
碰前系统的动量即A的动量，则有：
，
碰后的总动量；
由实验数据可知：在误差允许的范围内，小车A、B组成的系统碰撞前后总动量守恒；
碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，
即：
整理得：，
打点计时器的打点时间间隔T不影响实验结果，
打点计时器的实际工作频率高于50Hz，而实验者仍按照50Hz的频率来分析，对实验没有影响；
故答案为：；DE；；；在误差允许的范围内，系统的动量守恒；无。
碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，确定AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后，在匀速运动时在相同的时间内通过的位移相同，所以BC应为碰撞之前匀速运动阶段，DE应为碰撞之后匀速运动阶段。
物体发生的位移与发生这些位移所用时间的比值等于匀速运动的物体在该段时间内的速度，由动量定义式求出动量。
根据实验实验得出结论。
根据实验原理应用动量守恒定律分析答题。
根据碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，确定AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后，是解决本题的突破口。同时注意明确动量守恒定律的验证方法。
 

12.【答案】解：根据电磁感应定律
定值电阻与灯泡并联，并联电阻
线圈中产生的感应电流的大小
根据楞次定律，内线圈中感应磁场垂直纸面向里，感应电流为顺时针方向，小灯泡中的电流方向为
灯泡两端电压
内小灯泡消耗的电能
答：线圈中产生的感应电动势和感应电流的大小为；
内流过小灯泡的电流方向为，小灯泡消耗的电能为3J。 

【解析】由图象的斜率读出磁感应强度的变化率，由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，由欧姆定律求出感应电流的大小；
由楞次定律判断出感应电流的方向，根据串并联电路的规律求出灯泡两端的电压，再根据即可求出灯泡消耗的电能。
本题考查了法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、串并联电路等知识点。关键是依据图象的斜率，电动势的公式可以求出线圈的感应电动势。
 

13.【答案】解：头盔从的高处自由落下，由机械能守恒定律得：
代入数据解得头盔触地前瞬间的速度大小为：
物体挤压过程中视为匀减速直线运动，由平均速度公式得：
代入数据解得物体做匀减速直线运动的时间为：
规定竖直向下为正方向，对物体与水平面发生碰撞的过程，由动量定理得：
代入数据解得匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为：
答：头盔触地前瞬间的速度大小为；
物体做匀减速直线运动的时间为；
匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为3050N。 

【解析】由机械能守恒定律求解头盔触地前瞬间的速度大小；
由平均速度公式求解物体做匀减速直线运动的时间；
根据动量定理求解匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小。
本题以我国规定摩托车、电动车、自行车骑乘人员必须依法配戴具有防护作用的安全头盔为背景，考查了机械能守恒定律、运动学公式以及动量定理在实际问题中的应用，注意应用动量定理时要规定正方向。
 

14.【答案】解：从A到B，根据机械能守恒定律有：
AB碰撞过程中动量守恒，规定向右为正方向，则
对AB由牛顿第二定律有：
 联立解得：
在C上滑行，规定向右为正方向，由动量守恒定律有
对C根据动能定理有：
联立代入数据解得：
与板第一次碰前瞬间，由动量守恒得
第一次碰后至第二次碰前由动量守恒得
由于加速度a不变，根据对称性可知C与挡板碰前的速度仍为
第二次碰后至第三次碰前由动量守恒得
要使C与板碰撞两次，则
由动能生理可得
联立代入数据解得：
答：轻绳能承受的最大拉力的大小为15N；
若A、B与C恰好共速时C与弹性挡板碰撞，则滑板C右端与弹性挡板相距x为；
若滑板C与弹性挡板仅相碰两次，则x的值为。 

【解析】从A到B，根据机械能守恒定律，结合牛顿第二定律解得；
根据动量守恒定律结合动能定理解得；
要使C与板碰撞两次，则满足第三次到达板的速度为0，根据动量守恒定律可解得。
本题滑块在滑板上滑动的类型，分析物体的运动过程，对于系统运用动量守恒列方程，对于单个物体运用动能定理列式求解位移，都是常用的思路，要加强这方面的练习，提高解决综合问题的能力．
 

15.【答案】解：导体棒速度最大时受力平衡，根据平衡条件可得：
根据闭合电路欧姆定律可得：
联立解得：；
取向右为正方向，对导体棒根据动量定理可得：
则有：
其中：
联立解得：。
答：导体棒沿斜导轨下滑的最大速度为；
导体棒在水平导轨上滑动的距离为。 

【解析】根据平衡条件结合安培力的计算公式进行解答；
对导体棒根据动量定理求解在水平导轨上滑动的距离。
对于安培力作用下导体棒的运动问题，如果涉及电荷量、求位移问题，常根据动量定理结合法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律列方程进行解答。