2021-2022学年广东省广州市广大附、铁一、广外三校高二（下）期中联考物理试题含解析

2021学年第二学期期中广州市广大附、铁一、广外三校联考

高二物理问卷

本试卷共7页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。

一、选择题：本大题7小题，每小题4分，共28分。

1. 根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景，图中实线表示α粒子运动轨迹。下列说法正确的是：（　　）

A. 卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子

B. α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子接近原子核时受到的库仑斥力较小

C. α粒子出现较大角度偏转的过程中电势能先变小后变大

D. α粒子出现较大角度偏转的过程中加速度先变大后变小

【1题答案】

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子核式结构，汤姆孙发现了电子，故A错误；

BCD．α粒子在接近金原子核的过程中，斥力越来越大，加速度越来越大，做负功；在远离金原子核的过程中，斥力越来越小，加速度越来越小，斥力做正功，故D正确，BC错误。

故选D。

2. 下列说法中正确的是（　　）

A. β衰变说明原子核里有电子

B. 放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短

C. 某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个

D. U→Th+He是核裂变反应方程

【2题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．原子核里没有电子，β衰变放出的电子是由核内的中子转变成质子时放出的，A错误；

B．半衰期的长短是由原子核内部性质决定的，与原子所处的物理、化学状态无关，放射性物质的温度升高，其半衰期不变，B错误；

C．某原子核经过一次α衰变电荷数减小2，质量数减小4，再经过两次β衰变后，质量数不变，电荷数要增加2，所以整个过程质量数减小4，电荷数不变，所以核内中子数减少4个，C正确；

D．U→Th+He是α衰变，D错误。

故选C。

3. 一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图象。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　）

A. 波速为9 cm/s

B. 沿x轴正方向传播

C. 质点Q在时沿y轴正方向振动

D. 在时质点P移动到O点

【3题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知波长为，周期为T=2 s，所以波速为

A错误；

B．根据“上下坡”法以及Q的振动图像可以判断出波x轴负方向传播，B错误；

C．由振动图像可知质点Q在时沿y轴正方向振动，C正确；

D．振动的介质不会随波向前移动，D错误。

故选C。

4. 关于热现象和热力学规律的说法，正确的是（    ）

A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动

B. 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势

C. 随着分子间距离减小，分子间引力减小，分子间斥力增大

D. 晶体熔化时吸收热量，分子平均动能增大

【4题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动．故A错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，选项B正确；随着分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大，选项C错误；晶体熔化时吸收热量，但是温度不变，则分子平均动能不变，选项D错误；故选B.

5. 如图所示，真空中两个等量同种正点电荷放置在M、N两点，MN连线上的中点为D，以MD为棱边构成一个空间正方体，A、B、C是该正方体上三个顶点。则下列说法正确的是（　　）

A. A、C两点的电场强度相同

B. B、D两点的电势相等

C. 将电子从C点沿CB方向射出，电子可能做匀速圆周运动

D. 将电子从B点沿BC方向射出，电子可能做匀速圆周运动

【5题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．由对称可知，A、C两点电场强度大小相等，方向不同，选项A错误；

B．因D点距离两正电荷比B点更近，可知D点的电势高于B点电势，选项B错误；

C．电子在以D为圆心，以正方体边长为半径的圆上所受的电场力大小相等且都指向D点，则将电子从C点沿CB方向射出，因该方向与电场力方向垂直，则若电场力等于电子所需的向心力，则电子能做匀速圆周运动，选项C正确；

D．因BC方向与电子在B点受的电场力方向不垂直，则将电子从B点沿BC方向射出，电子不可能做匀速圆周运动，选项D错误。

故选C。

6. 如图，三角形ABC为一玻璃三棱镜的横截面，，一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出。其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为多少（　　）

A.  B.  C.  D.

【6题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】红光到达AC面的入射角为，折射角为，则玻璃对红光的折射率为

则A正确；BCD错误。

故选A

7. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在光滑竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，重力加速度为g，则下列说法不正确的是（　　）

A. 由A到C的过程中，圆环的加速度先减小后增大

B. 由A到C的过程中，圆环的动能与重力势能之和先增大后减少

C. 由A到B的过程中，圆环动能的增加量小于重力势能的减少量

D. 在C处时，弹簧的弹性势能为mgh

【7题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，经过B处的速度最大，所以经过B处的加速度为零，所以加速度先减小，后增大，故A正确；

B．圆环的动能、重力势能和弹性势能之和守恒，因由A到C的过程中，弹性势能逐渐变大，则圆环的动能与重力势能之和逐渐减少，选项B错误；

C．由A到B的过程中，因圆环的动能、重力势能和弹性势能之和守恒，则弹性势能和动能增加量之和等于重力势能的减小量，则圆环动能的增加量小于重力势能的减少量，选项C正确；

D．研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程，由动能定理得

mgh-W弹=0-0=0

则

W弹=mgh

故D正确；

故选B。

二、多选题：本大题3小题，每小题6分，少选得3分，共18分。

8. 如图所示，一条细线一端与地板上的物体B相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O′点，细线与竖直方向所成角度为，则（　　）

A. 无论物体B在地板上左移还是右移，角将不变

B. 如果将物体B在地板上向右移动一点，角将增大

C. 悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力

D. 增大小球A的质量，角一定减小

【8题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】AB.对小球A受力分析，受重力和拉力，根据平衡条件有

如果将物体B在地板上向右移动稍许，则增大，对滑轮分析，受三个力，如图所示

根据几何关系，则增加，B正确，A错误；

C.无论物体B在地板上移动多远，都不可能达到，故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力大小，C正确；

D.增大小球A的质量，只要物体B的位置不变，则角也不变，D错误。

故选BC。

9. 在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 新核为 B. 轨迹2是新核的径迹

C. 发生的是衰变 D. 新核沿顺时针方向旋转

【9题答案】

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】AC．根据动量守恒得知，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定则判断得知，放出的粒子应带负电，是粒子，所以发生的是衰变，根据电荷数守恒、质量数守恒知，衰变方程为

可知新核为，故A正确，C错误。

B．由题意，静止的钠核发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量，由半径公式

得知，新核的运动轨迹半径小于粒子的运动轨迹半径，所以轨迹2是新核的轨迹，故B正确。

D．根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断得知，新核要沿逆时针方向旋转，故D错误。

故选AB。

10. 我们生活的北半球，地磁场有竖直向下的分量。如图所示，夏天，我们在教室里抬头就看到正在转动的金属材质的电风扇。已知叶片端点A到转轴O的长度为l，电风扇正在以转速n顺时针转动，则下列说法中正确的是（　　）

A. A点的电势比O点的电势高

B. A点的电势比O点的电势低

C. AO上的电动势为

D. 扇叶长度越短，电势差的数值越大

【10题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．由于我们生活的北半球，地磁场有竖直向下的分量，电风扇瞬时针方向转动，切割磁感线产生电动势，根据右手定则可知，感应电流方向从A到O，则 A点的电势比O点的电势低，故B正确，A错误；

CD．转动切割的电动势为

可知，转速一定时，扇叶长度越短，电势差数值越小，故C正确，D错误。

故选BC。

三、实验题：本大题共16分

11. “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，甲、乙两位同学实验时都先正确平衡了摩擦力。甲在实验时用细线一端连接小车另一端连接钩码，钩码的重力作为细线上的拉力；乙同学利用钩码和小车间的力传感器测出细线上的拉力，两位同学通过改变钩码的个数，确定加速度与细线上拉力F的关系。

（1）下列说法正确的是______；

A．甲同学在实验过程中，钩码的质量要远大于小车的质量

B．甲同学在实验过程中，钩码的质量要远小于小车的质量

C．乙同学在实验过程中，力的传感器示数等于钩码所受的重力

D．两同学在平衡摩擦力前都需要把钩码和细绳取下

（2）甲、乙两同学在实验中采用了相同质量的小车，将甲、乙两同学的实验数据在同一坐标系中作出a-F图像，如图丙所示的图线①②，其中图线①是______同学所作出的图像。图像中随着F的增大，图线______（填“①”或“②”）将发生弯曲。

【11题答案】

【答案】    ①. BD##DB    ②. 乙    ③. ②

【解析】

【详解】（1）[1]A B．甲同学的实验中，小车和钩码质量分别为M、m，设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有

对钩码有

联立解得

可得当时，满足，可知A错误，B正确；

C．乙同学实验方案中，力传感器测得的拉力就是小车所受的合外力，故对小车和钩码质量的大小关系没有要求，即不需要满足前述条件，但据前面分析，小车所受合外力并不等于钩码的重力，故C错误；

D．平衡摩擦力前都必须取下钩码和细绳，故D正确。

故选BD；

（2）[2][3]由小车的质量相同，当甲、乙两实验中小车的加速度相同时，细线的拉力相等，对乙，细线的拉力为合外力，传感器测出的就是细线的拉力；对甲，钩码的重力大于细线的拉力，即当加速度相同时，甲的F值大于乙的F值，故图线①是乙同学所作出的图象，图线②是甲同学所作出的图象。当F较大时，m≪M这个条件将不满足，图线②将发生弯曲。

12. 小张同学想要探究离子浓度对饮用水电导率的影响，其中某组实验的操作如下：取100mL饮用水加入适量的食盐，搅拌溶解得到未饱和食盐溶液，为了方便测量溶液的电阻，取部分溶液装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图甲所示。

（1）小张同学想测量塑料圆柱形容器的内径，他应该选择下列哪种测量仪器___________；

A．毫米刻度尺

B． 螺旋测微器

C．弹簧秤

D． 游标卡尺

（2）小张同学先用多用电表粗测其电阻，将选择开关置于欧姆“×100”挡位置，再进行_______后测量其阻值时记录电表指针偏转如图乙所示，该电阻的阻值为____________；

（3）小张同学想进一步精确测量其电阻，实验室能提供以下器材：

A．干电池两节（每节干电池电动势约为1.5V，内阻可忽略）

B．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为0.7）

C．电流表A2（量程为0～3A，内阻约为0.5）

D．灵敏电流表G（量程为0～0.5mA，内阻等于100）

E.电压表V1（量程为0～3V，内阻约为4k）

F.电压表V2（量程0～15V，内阻约为7k）

G.滑动变阻器R1（最大阻值为10）

H.电阻箱R2（最大阻值为9999.9）

I.开关、导线若干

为了完成测量，除干电池、开关、导线和滑动变阻器R1外，还应选择的恰当的器材是_________（填写器材前面的字母）。小张同学已经完成了部分电路设计，如图丙所示，请完成剩余电路图，要求电表读数均能大于量程的（在图中标上必要的电学符号，待测电阻用Rx表示）_______。

【12题答案】

【答案】    ①. D    ②. 欧姆调零    ③. 1900    ④. DEH或DH    ⑤. 见解析

【解析】

【详解】（1）[1]要想准确测量塑料圆柱形容器的内径，需要用游标卡尺，ABC错误，D正确。

（2）[2][3]欧姆表测量前必须进行欧姆调零，根据图乙可知，该电阻的阻值为

（3）[4]两节干电池的电动势约为，待测电阻约为1900，故通过电阻的最大电流约为，为了满足电表读数均能大于量程的的要求

方案一：伏安法测电阻，电压表应选E，三个电流表均不符合要求，则应将灵敏电流计改装成符合要求的电流表，则还要选D灵敏电流计和H电阻箱。

故选DEH。

方案二：利用等效法测电阻，把待测电阻和电阻箱并联，两支路均接一开关控制，为了符合要求应把灵敏电流计接入并联后电路。

故选DH。

[5]根据上述分析，在图丙中完成剩余电路图，如图所示

方案一

方案二

四、解答题：本大题共38分

13. 如图所示，在长L=59cm的一段封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用5cm高的水银柱封闭着50cm长的理想气体，管内外气体的温度均为27℃，大气压强p0=76cmHg

(1)若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度；

(2)若保持管内温度始终为27℃，现将水银缓慢注入管内，直到水银柱上表面与管口相平，求此时管中气体的压强。

【13题答案】

【答案】(1)324K；(2)90cmHg

【解析】

【详解】(1)设玻璃管横截面积为S，以管内封闭气体为研究对象，气体经等压膨胀：

初状态：V1=50S，T1=300K；

末状态：V2=54S，T2=？

由盖吕萨克定律

解得

T2=324K

(2)当水银柱上表面与管口相平，设此时管中气体压强为p，水银柱的高度为H，管内气体经等温压缩，

初状态：V1=50S，p1=76+5=81 cmHg

末状态：V2=(59﹣H）S，p2=(76+H）cmHg

由玻意耳定律

p1V1=p2V2

得

H=14cm

故

p2=76+14=90cmHg

14. 某种离子诊断测量简化装置如图所示。竖直平面内存在边界为正方形EFGH、方向垂直纸面向外的匀强磁场，探测板CD平行于HG水平放置，只能沿竖直方向移动。a、b两束宽度不计带正电的离子从静止开始经匀强电场加速后持续从边界EH水平射入磁场，a束离子在EH的中点射入，经磁场偏转后垂直于HG向下射出，并打在探测板的右端点D点，已知正方形边界的边长为2R，两束离子间的距离为，离子的质量均为m、电荷量均为q，不计重力及离子间的相互作用，已知。求：

（1）磁场的磁感应强度B的大小以及a束离子在磁场运动的时间t；

（2）要使b束离子恰能打到探测板的右端D点，求探测板CD到HG的距离是多少？

【14题答案】

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）离子在电场中加速过程，由动能定理得

解得

根据题意，a束离子磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示

根据几何关系可知，半径为

由牛顿第二定律得

联立解得

离子在磁场中的运动周期为

由图可知，a束离子在磁场中的运动时间为

（2）设b束离子从边界HG的P点射出磁场，运动轨迹如上图所示，a、b为两束宽度不计带正电的离子，且离子的质量均为m、电荷量均为q，则b束离子在磁场中运动的半径与a束离子相等，根据几何关系有

，

解得

又有

解得

15. 如图所示为固定在水平地面上侧放的半圆形凹槽其内侧面光滑，半径R=1.2m，质量m1=0.6kg的小木块A（视为质点）静止放在光滑水平平台M上。质量m2=1kg，长度L=5m的长木板C，开始时它的左端紧靠凹槽，上表面与凹槽内侧最低点相切并静止在光滑地面上。某时刻，给木块A一个水平向左的瞬时冲量I=2.4N·s，之后木块A从B内侧最高点沿切线进入半圆形凹槽，取重力加速度大小g=10m/s2。

（1）求小木块A刚进入半圆形凹槽内侧最高点时受到的压力FN的大小；

（2）若小木块A恰好没有滑离木板C，求小木块A与木板C上表面间的动摩擦因数μ0。

（3）若小木块A与长木板C上表面间的动摩擦因数为μ，且μ值满足0.1≤μ<0.5；试讨论因μ值的不同，小木块A在长木板C上相对C运动的过程中两者摩擦而产生的热量。

【15题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）时，时

【解析】

【详解】（1）小木块A获得一个水平冲量，A获得的初速度大小为v1，根据动量定理有

小木块A进入半圆形凹槽，在最高点，根据牛顿第二定律有

解得

（2）小木块A从半圆形凹槽最高点滑到最低点，根据动能定理有

设小木块A与长木板C间的摩擦因数为μ0时，小木块A滑到长木板C右端时刚好能够与长木板C共速，根据动量守恒定律

根据功能关系

解得

（3）讨论：（i）当满足时，小木块A与长木板C不能共速，小木块A将从长木板C的右端滑落，两者因摩擦产生的热量

解得

（ii）当满足时，小木块A与长木板C能共速，两者因摩擦产生的热量

解得