2022-2023学年四川省宜宾市重点学校高二(下)期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年四川省宜宾市重点学校高二(下)期末物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.  放射性元素经过多次衰变和衰变才能变成稳定的，下列说法正确的是(    )

A. 原子序数小于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. 上述过程的衰变方程为

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. 计算电功的公式和算电热的公式适用于任何电路
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

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

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。若一个的土豆从一居民楼的层落下，与地面的撞击时间约为，则该土豆对地面产生的冲击力约为(    )

A.  B.  C.  D.

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

6.  如图电路中，为自感线圈，电阻不计，、为两灯泡，则下列说法错误的是(    )
 

A. 合上时，先亮，后亮 B. 合上时，、同时亮
C. 合上时，变亮，逐渐熄灭 D. 断开时，熄灭，重新亮后再熄灭

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．当质量为的金属棒在水平恒力作用下由静止向右滑动过程中，下列说法中正确的是(    )
 

A. 水平恒力对棒做的功等于电路中产生的电能
B. 只有在棒做匀速运动时，对棒做的功才等于电路中产生的电能
C. 无论棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定不等于电路中产生的电能
D. 两端电压始终等于棒中的感应电动势

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

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，电源的电动势和内阻不变，在没有磁场时调节变阻器使灯泡正常发光．若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则(    )

 

A. 灯泡变亮 B. 灯泡变暗 C. 电流表的示数变小 D. 电流表的示数变大

9.  实践课中，一位同学设计了如图的电路给浴室供电。理想变压器原、副线圈的匝数比为：，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. 交流电的频率为
C. 排气扇输出功率为 D. 保险丝中的电流为

10.  如图所示，一轻质弹簧的两端分别与质量为、的两物块、相连接，弹簧和、均静止在光滑的水平面上。一颗质量为的子弹以较大的速度水平射入并留在中，射中的时间可忽略不计。在射中以后的过程中，下列说法正确的是(    )

A. 弹簧弹性势能的最大值为 B. A、、总动能的最大值为
C. 的最大动能为 D. A、总动能的最小值为

三、实验题（本大题共2小题，共18.0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、两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作次，得到个落点痕迹。再把球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让球仍从位置由静止开始滚下，和球碰撞后，、球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作次，得到了如图乙所示的三个落地点。

           甲                                              乙

找出各落地点的平均位置，并在如图中读出________。

已知，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出是________球的落地点，是________球的落地点。

用题中的字母写出动量守恒定律的表达式_______________。

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所示，其中每节干电池的电动势约为、内阻约为，电压表、的量程均为、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：

根据设计的电路图，将图中的实物图连接____________；

在完成实验时，将滑动变阻器的最值调到，闭合电键，两电压表、的示数分别为、，则定值电阻_______________用、、表示；

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所示，假设图线的斜率为、与横轴交点的坐标值为，则电池的电动势为__________，内阻___________。以上结果用、、表示

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

13.  如图所示，半径为的透明半球形玻璃球体静置在水平桌面上，球心为，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点水平射入球体，光线进入球体后经过点，光在真空中的传播速度为。求：

该玻璃半球的折射率；

光在该玻璃半球内的传播时间。

14.  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，正方形金属线框放在光滑水平面上，已知金属线框边长为，匝数为，总电阻为，质量为。边在磁场外侧紧靠虚线边界处，在线框上固定一质量为的绝缘负载物。从时起磁感应强度随时间的变化规律是为大于零的常量，空气阻力忽略不计。在时刻。求：

线框内电流的大小及方向；

负载物的加速度大小及方向。

15.  如图所示，在光滑的水平地面上，质量为的木板右端固定一光滑四分之一圆弧槽，木板长，圆弧槽半径为，木板左端静置一个质量为的小物块，小物块与木板之间的动摩擦因数。在木板的左端正上方，用长为的不可伸长的轻绳将质量为的小球悬于固定点。现将小球拉至左上方，轻绳处于伸直状态且与水平方向成角，小球由静止释放，到达点的正下方时与物块发生弹性正碰。不计圆弧槽质量及空气阻力，重力加速度取。求：

小球与物块碰前瞬间，小球的速度大小；

物块上升的最大高度；

物块与木板摩擦产生的总热量。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、原子序数小于的元素也是具有放射性的，故A错误；
B、根据三种射线的特点可知，衰变中产生的射线比射线穿透能力弱，故B错误；
C、衰变过程中不会有核子从原子核里放出，故C错误；
D、根据质量数和电荷数守恒可知，上述过程的衰变方程为，故D正确。
故选：。
根据质量数守恒和电荷数守恒判断衰变次数；一次衰变只能放出一个粒子或一个粒子；射线的电离本领最强，穿透能力最弱；衰变是原子核中的一个中子衰变成一个质子和电子而来的。由此分析即可。
解决本题的关键是明确衰变的本质，会根据质量数守恒和电荷数守恒判断衰变次数，并准确掌握三种射线的特征。
 

2.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查了电流、电容器的充电、电功与电热等知识，比较简单，要求同学们注重基础知识的学习。
【解答】
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.计算电功的公式和算电热的公式适用于任何电路，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.【答案】 

【解析】

【分析】
按压和松开按钮的过程，会导致螺线管内磁场变化，产生感应电动势，根据楞次定律判断感应电流的方向；当保持不动时，螺线管内磁通量不变化，无感应电流。
本题考查电磁感应现象。解决问题的关键是明确电磁感应的概念，知道螺线管中磁通量变化，才会有感应电动势，闭合回路电路中才有电流产生。
【解答】
A.按下按钮过程中，穿过螺线管的向左的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向右，此时螺线管端电势高，故A正确；
B.松开按按钮过程中，穿过螺线管的向左的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向左，此时螺线管端电势高，故B错误；
C.按住按钮不动时，螺线管内磁通量不变化，无感应电动势，故C错误；
D.根据法拉第电磁感应定律可知，产生的电动势的大小与穿过螺线管的磁通量的变化率成正比，由于按下和松开按钮过程对应的时间关系、速度关系都是未知的，所以螺线管产生的感应电动势不一定相等，故D错误。  

4.【答案】 

【解析】土豆从楼下落，每一层楼的高度约，则下落的高度为

根据

可知

接近，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

ABD错误，C正确。

故选C。

5.【答案】 

【解析】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.【答案】 

【解析】闭合时，电源的电压同时加到两灯上，、同时亮；随着中电流增大，由于线圈直流电阻可忽略不计，分流作用增大，逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，灯变亮，故BC说法正确，不符合题意，说法错误，符合题意；

D.断开，立即熄灭，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过灯，闪亮一下后熄灭，故D说法正确，不符合题意。

故选A。

7.【答案】 

【解析】分析：
导体棒切割磁感线产生感应电动势，电路中产生感应电流，克服安培力做功转化为电能；由右手定则判断出感应电流的方向，然后判断电势高低；从能量角度、根据欧姆定律分析答题。
由功能关系可知：合力做功等于物体动能的变化，而安培力做功等于电路中消耗的电能。
解答：
、金属棒加速运动过程中，水平恒力对棒做的功等于电路中产生的电能和金属棒增加的动能以及摩擦生热之和；金属棒在匀速运动的过程中，水平恒力对棒做的功等于电路中产生的电能和摩擦生热之和；无论棒做何种运动，它克服安培力所做的功一定等于电路中产生的电能，故ABC错误；
D、除外其他电阻均不计，故两端电压始终等于棒中的感应电动势，故D正确；
故选：。
 

8.【答案】 

【解析】

【分析】
探测装置从无磁场区进入强磁场区时，电阻变大，则总电流变小，根据闭合电路欧姆定律即可分析．
本题是电路的动态分析问题，知道电路中有一个电阻变大，总电阻就变大，总电流就变小，再结合闭合电路欧姆定律分析即可，难度不大，属于基础题．
【解答】
探测装置从无磁场区进入强磁场区时，电阻变大，则电路的总电阻变大，根据可知总电流变小，所以电流表的示数减小，根据，可知减小，增大，所以灯泡两段的电压增大，所以电灯变亮，故AC正确，BD错误
故选：。  

9.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查变压器的匝数比与原副线圈电压比电流比的关系：，，和非纯电阻电路中输出功率的关系式，。是一道基于电路知识的交变电流问题。易错点为考虑不到电风扇的发热功率。
【解答】
A、变压器原线圈的输入电压为，由匝数与原副线圈电压关系：，可得，故A错误；
B、由交流电表达式可得：，解得，故 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：，故C正确；
D、已知，根据匝数与原副线圈电流关系：，可得，即保险丝中的电流为，故D错误。
故选：。  

10.【答案】 

【解析】解：、子弹射入物块的过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得：
得：；
当三个物体的速度相同时，弹簧压缩量最大时弹性势能最大，设系统的共同速度为。
由动量守恒定律得：
得：；
在射中以后到三个物体共速的过程，根据系统的机械能守恒得：
弹簧弹性势能的最大值为 ，故A错误；
B、在射中后瞬间弹簧的弹性势能为零，系统的总动能最大，为，故B正确；
C、弹簧第一次恢复原长时的动能最大，设此时的速度为、的速度为从射中到弹簧第一次恢复原长的过程，以三个物体及弹簧组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得：

由机械能守恒定律得：
解得：，，则的最大动能为，故C正确；
D、由上分析知，弹簧第一次恢复原长时，、向左运动，所以从射中到弹簧第一次恢复原长的过程，、先向右运动后向左运动，最小速度为，则、总动能的最小值为，故D错误。
故选：。
当弹簧压缩量最大时弹性势能最大，此时、和的速度相同。先根据动量守恒定律求出子弹射入物块后两者的共同速度。根据系统的动量守恒求出弹性势能最大时三个物体的共同速度，再由机械能守恒求弹簧弹性势能的最大值；在射中后瞬间系统的总动能最大，根据能量守恒定律求解、、总动能的最大值；在弹簧第一次恢复原长前，弹簧处于压缩状态，一直在加速，则弹簧第一次恢复原长时的动能最大，根据系统的动量守恒和机械能守恒求的最大动能；分析、的运动情况，确定、总动能的最小值。
解决本题含有弹簧的综合题，一定分析清楚物体的运动过程和弹簧的状态，灵活选择研究对象和研究对象，并把握隐含的临界条件，如弹簧弹性势能最大时三个物体的速度相同。
 

11.【答案】 ；；； 

【解析】解：由图示刻度尺可知，其分度值为，由图示可知，。
与相撞后，的速度增大，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，是球的落地点，是球的落地点。
根据两小球从同一高度开始下落，故下落的时间相同，根据动量守恒定律可得，故有，即：。
故答案为： ；；；。
根据图示刻度尺确定其分度值，然后读出其示数。
与相撞后，的速度增大，的速度减小，都做平抛运动，竖直高度相同，所以水平方向，在的前面。
为了验证碰撞前后动量守恒，即是验证碰撞前的动量等于碰撞后的动量即可。
本题考查验证动量守恒定律实验，要注意明确实验原理，掌握两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系，是解决本题的关键。
 

12.【答案】                      

【解析】根据图电路图可得出的实物图的连接方式，如图所示

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

由闭合电路欧姆定律可知

变形得

结合图  图像可得

 ， 

解得

 ， 

13.【答案】解：光路如图：
，
则，，根据勾股定理可得，
，根据勾股定理可得；
，；
该玻璃半球的折射率；
在玻璃球中传播的速度为，
光在该玻璃半球内的传播时间。 

【解析】本题考查折射率的计算。
画出光路图，根据几何关系计算出入射角的正弦值和折射角的正弦值，利用计算折射率；
根据计算出在玻璃中传播的速度，根据在玻璃中传播的长度，利用计算传播的时间。
 

14.【答案】  ，方向从上往下看为顺时针；  ，方向水平向左 

【解析】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

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.【答案】解：设轻绳长为，小球自由落体时，轻绳刚好再次伸直，此时速度为，

轻绳伸直后瞬间小球速度为
轻绳刚好再次伸直后到最低点，由动能定理得：
联立解得：；
小球与物块弹性碰撞，由动量守恒及机械能守恒得：


联立解得：，
物块在最高点时，与木板水平共速，木板速度为，设物块升高最大高度为，板长为，由水平方向动量守恒及能量关系得：


联立解得：，，物块飞出圆弧槽；
假设物块最终能停在木板上，物块与木板共同速度仍为，物块在木板上相对木板滑行路程设为，由能量关系得：
解得：；
，物块最终能停在木板上，产生的总热量为：。 

【解析】本题考查了动量能量综合应用，关键是理清物体的运动过程，根据动量守恒定律、能量守恒定律综合求解。注意点：小球释放后先做自由落体运动。
小球释放后先做自由落体运动，轻绳刚好伸直后再摆动，沿绳方向的分速度损失，由运动学公式和速度的分解求出轻绳刚好伸直时摆动的速度，再由动能定理列式求出小球与物块碰撞瞬间的速度大小；
小球与物块弹性碰撞，由动量守恒及机械能守恒列式求出碰后速度，然后物块在木板上滑行，达到最高点时与木板共速，根据动量守恒和能量关系列式，联立求出上升的最大高度；
物块最终能停在木板上与木板共速，根据能量关系列式求出物块相对木板滑行的路程，滑动摩擦力与相对路程的乘积即为摩擦产生的热量。