精品解析：重庆市江津中学等七校2022-2023学年高二下学期期末联考物理试题（解析版）

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2022—2023学年度第二学期期末七校联考高二物理试题命题学校：重庆市长寿中学    命题人：陈  连     审题人：徐  川本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间75分钟。注意事项：    1.答题前，务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡规定的位置上。2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。4.考试结束后，将答题卷交回。第I卷（选择题  共43分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. 下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是（　　）A.    B.   C.    D.   【答案】B【解析】【详解】A．该图中线圈不闭合，不能产生感应电流，故A错误；B．该图中穿过线圈的磁通量发生变化，闭合回路会产生感应电流，故B正确；C．该图中两金属棒以相同的速度运动，则穿过回路的磁通量不发生变化，闭合回路不会产生感应电流，故C错误；D．该图中直线电流产生的磁场在下面的圆形线圈中的磁通量为零，增大直线电流时，穿过线圈的磁通量总为零不变，则线圈中不会产生感应电流，故D错误。故选B。2. 2021年2月18日，核动力火星车“毅力号”成功着陆火星。“毅力号”配置的放射性同位素热电发生器（RTG），能将放射性元素衰变过程中产生的热能，转化为火星车工作需要的电能。下列关于放射性元素的衰变说法正确的是（　　）A. 放射性元素衰变过程吸收能量B. 目前核电站是利用衰变释放的能量发电的C. 放射性元素钋的半衰期为138天，100g的钋经276天，剩余元素钋的质量为25gD. 核反应→属于α衰变【答案】C【解析】【详解】A．根据题意可知放射性元素衰变过程释放能量，故A错误；B．目前核电站是利用核裂变释放的能量发电的，故B错误；C．根据公式可知故C正确；D．核反应→属于人工转变，故D错误故选C。3. 1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和科学设备中。不考虑相对论效应，关于回旋加速器的下列说法，正确的是（　　）A. 电场和磁场同时用来加速带电粒子B. 只有电场用来加速带电粒子C. 提高加速电场的电压，可以使带电粒子离开加速器时获得的动能增大D. 一带电粒子不断被加速的过程中，交变电流的频率也要不断增加，以保证粒子每次都能恰好被加速【答案】B【解析】【详解】AB．回旋加速器是利用电场进行加速，磁场进行偏转的。故A错误；B正确；C．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有又联立解得易知带电粒子离开加速器时获得的动能与加速电场的电压无关。故C错误；D．粒子在磁场中运动的周期与粒子的速度无关，故交变电源的频率不变。故D错误。故选B。4. 卡诺循环是由法国工程师尼卡诺于1824年提出的。一定质量的理想气体经历完整卡诺循环过程如图所示，a→b等温变化，b→c绝热过程，c→d等温变化，d→a绝热过程，关于循环中四个过程，下列说法正确的是（　　）  A. a→b过程气体对外界做功，吸收热量B. b→c过程气体对外界做功，内能增大C. c→d过程外界对气体做功，分子平均动能增大D. d→a过程外界对气体做功，气体内能减小【答案】A【解析】【详解】A．a→b等温变化，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律温度不变内能不变，因此气体吸收热量，A正确；B．b→c绝热过程，不与外界进行热量交换，Q为零，体积变大，气体对外做功，内能减小，B错误；C．c→d过程为等温变化，温度不变，因此分子平均动能不变，C错误；D．d→a过程为绝热过程，体积减小，外界对气体做功，内能增加，D错误。故选A。5. 某实验小组成员，研究理想变压器对多负载供电过程，设计如图研究电路。理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源（V），灯泡（看成纯电阻用电器）与滑动变阻器并联。已知灯泡标有 “22V  4W”，滑动变阻器R最大阻值为22Ω，且滑片位于最上端，下列说法正确的是（　　）  A. 副线圈两端的电压频率为100HzB. 电阻R消耗的功率为44WC. 交流电流表读数为AD. 若滑动变阻器滑片P向下滑动，变压器的输入功率将减小【答案】C【解析】【详解】A．副线圈两端的电压频率为选项A错误；B．次级电压有效值电阻R消耗的功率为选项B错误；C．灯泡正常发光，则由能量关系解得即交流电流表读数为A，选项C正确；D．若滑动变阻器滑片P向下滑动，阻值减小，则次级消耗的功率变大，则变压器的输入功率将变大，选项D错误。故选C。6. 强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识，用强激光照射金属，一个电子极短时间内能吸收到多个光子而从金属表面逸出，如图为实验室进行光电效应实验装置。用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为v的强激光照射阴极k，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压，在k、A之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大反向电压，当电压为U时，光电流恰好减小到零。（其中W0为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）下列说法正确的是（　　）  A. 用频率为v的普通光源照射阴极k，只要时间足够长也有光电子从k表面逸出B. 阴极k的截止频率小于vC. 电子的最大初动能可能为2hv-W0D. 遏止电压U可能为 【答案】C【解析】【详解】A．用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，说明入射光的频率过低，即使时间足够长也不会有光电子从k表面逸出，选项A错误；B．用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，说明阴极k的截止频率大于v，选项B错误；C．若阴极吸收2个光子发生光电效应，则电子的最大初动能为Ekm=2hv-W0选项C正确；D．若阴极吸收n个光子发生光电效应，则遏止电压因为n取整数，则遏止电压UC不可能为选项D错误。故选C。7. 如图所示虚线MN右侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，两个带同种电荷的带电粒子从虚线上同一点A分别以速度v1、v2与MN成相同角度θ垂直磁场方向射入匀强磁场，结果两粒子在边界上B点相遇。不考虑粒子间的相互作用力，不计两粒子的重力。则（　　）  A. 两个粒子都带负电B. 两个粒子在磁场中运动半径不相等C. 若两粒子的比荷相等，则D. 若两粒子同时从A点射入，则【答案】D【解析】【详解】AB．两粒子的运动轨迹如图  根据左手定则可知粒子都带正电，由几何关系可知故AB错误；C．粒子在磁场中运动洛伦兹力提供向心力解得若两粒子的比荷相等，则故故C错误；D．粒子在磁场中运动的周期为故在磁场中两粒子的运动时间分别为若两粒子同时从A点射入，则两粒子相遇时运动时间相等故联立可得故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，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，有错选的得0分。8. 对于下列生活中的现象与物理解释对应准确的是（　　）A. 一些昆虫可以停在水面上，是因为昆虫受到水的浮力等于昆虫的重力B. 蔗糖受潮后粘在一起形成糖块，看起来没有确定的几何形状，是因为受潮形成的糖块为多晶体C. 酱油卤鸡蛋，是因为酱油的色素分子扩散进入鸡蛋内D. 种植农作物进行土壤锄松保存地下水分，是因为松土保持了土壤里的毛细管便于毛细现象发生【答案】BC【解析】【详解】A．一些昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力缘故，故A错误；B．蔗糖受潮后粘在一起形成糖块，看起来没有确定的几何形状，是因为受潮形成的糖块为多晶体，故B正确；C．酱油卤鸡蛋，是因为酱油的色素分子扩散进入鸡蛋内，故C正确；D．种植农作物进行土壤锄松保存地下水分，是因为松土破坏了土壤里的毛细管，使水不能沿毛细管上升，起到保护地下水分的作用，故D错误；故选BC。9. 如图所示为直流电动机的工作原理简化图。在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为，电阻不计。轨道端点间接有直流电源（内阻不可忽略），电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，当导体棒ab通过光滑滑轮以速度v匀速提升质量为m的重物时，（重力加速度为g），下列说法正确的是（　　）  A. 导体棒ab所受安培力水平向左 B. 通过导体棒ab的电流大小为C. 电动机的输出功率为mgv D. 电源的总功率【答案】BC【解析】【详解】A．由左手定则可知，导体棒ab所受安培力水平向右，选项A错误；    B．导体棒匀速运动，则受力平衡可得通过导体棒ab的电流大小为选项B正确；C．电动机的输出功率为P=mgv选项C正确；D．电源的总功率选项D错误。故选BC。10. 光滑水平面上存在垂直桌面向下的匀强磁场，磁场边界如图所示。正方形单匝线框abcd的边长L = 0.2m、回路电阻R = 1.6 × 10 - 3Ω、质量m = 0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场SP边界平行且距离为L。现对线框施加与水平向右方向成θ = 45°角、大小为N的恒力F，使其在图示水平桌面上由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，在垂直于SP方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g = 10m/s2，从线框开始运动到线框全部进入磁场中，下列说法正确的是（　　）  A. 匀强磁场磁感应强度的大小为0.2T B. 全过程线框产生焦耳热0.04JC. 整个回路通过的电荷量为5C D. 磁场区域的SP边宽度为0.65m【答案】ACD【解析】【详解】A．ab边进入磁场前，对线框进行受力分析，在沿ab方向有max = Fcos代入数据有ax = 10m/s2在沿da方向有may = Fsin 代入数据有ay = 10m/s2ab边进入磁场开始，ab边在沿da方向切割磁感线；ad边和bc边的部分也开始进入磁场，且在沿ab方向切割磁感线。但ad和bc边的进入磁场部分产生的感应电动势相互抵消，则整个回路的电源为ab，根据右手定则可知回路的电流为adcba，则ab边进入磁场开始，ab边受到的安培力沿ad方向，ad边的进入磁场部分受到的安培力沿ab方向，bc边的进入磁场部分受到的安培力沿ba方向，则ad边和bc边的进入磁场部分部分受到的安培力相互抵消，故线框abcd受到的安培力的合力为ab边受到的沿ad方向的安培力。由题知，线框从ab边进入磁场开始，在垂直于SP方向线框做匀速运动，有Fsin- BIL = 0E = BLvy联立有B = 0.2T故A正确；B．由题知，从ab边进入磁场开始，在沿da方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。则线框进入磁场的整个过程中，线框受到的安培力为恒力，则有Q = W安 = BILyy = LFsin= BIL联立解得Q = 0.4J故B错误；C．整个回路通过的电荷量故C正确； D．线框从开始运动到进入磁场的整个过程中所用的时间为vy = ayt1L = vyt2t = t1 + t2联立解得t = 0.3s线框在沿ab方向一直做匀加速直线运动，则在沿ab方向有则磁场区域的SP边宽度X = x + L = 0.65m故D正确。故选ACD。第II卷（非选择题  共57分）三、非选择题：本题共5小题，共57分。11. 如图是街道路灯自动控制设计电路图，利用照明电源为路灯供电，光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻阻值随着光照强度增强而减小。    （1）光敏电阻能够将___________（填字母）A．光信号转化为电信号B．电信号转化为光信号（2）为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，电灯应接在___________（选填“AB”或“BC”）之间。【答案】    ①. A    ②. AB【解析】【详解】（1）[1] 光敏电阻能够将光信号转化为电信号。故选A。（2）[2]光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住；静触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与B接通。所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在 AB 之间。12. 实验室有一个可拆变压器，如图甲乙所示，小明对它进行了实验探究：  （1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是___________；（填字母）A．整块硅钢铁芯                    B．整块不锈钢铁芯C．绝缘的铜片叠成                  D．绝缘的硅钢片叠成（2）实验过程中，变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，记录如表，由数据可知一定是___________线圈的匝数（填“原”或“副”）匝匝（3）某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上如图丙所示。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是___________  A．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈B．若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将增加C．若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起D．与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力【答案】    ①. D    ②. 副    ③. CD【解析】【详解】（1）[1]为防止涡流的产生而损耗能量，变压器的铁芯采用绝缘的硅钢片叠成。故选D。（2）[2]该变压器为非理想变压器，由于存在漏磁，所以副圈测量电压应小于理论变压值，根据表格中数据可知为输入端副线圈的匝数。（3）[3]A．变压的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，不是铁芯导电传输电能，故A错误；B．若仅增加原线圈绕制的圈数，根据变压比可知，输出电压减小，小灯泡的亮度将变暗，故B错误；C．若仅增加副线圈绕制的圈数，根据变压比可知，输出电压变大，根据欧姆定律可知，输出电流增大，根据变流比可知，输入电流增大，学生电源的过载指示灯可能会亮起，故C正确；D．变压器线通电后会产生磁场，从而对变压器上端的横条铁芯有吸引作用，则与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力，故D正确。故选CD。13. 某同学为探究金属物品在变化磁场中的热效应，将面积为S，电阻为R，单匝圆形线圈放置在匀强磁场中，如图所示，磁感应强度方向垂直于线圈平面。若磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到B，求：（1）线圈中的感应电流I的大小及方向；（2）时间内线圈产生的热量Q。  【答案】（1） ；电流方向：顺时针；（2）=【解析】【详解】（1）由法拉第电场感应定律=S=S且n=1又根据闭合电路欧姆定律得电流方向：顺时针。（2）由焦耳定律得=14. 如图是《热气球探险家》海报，科考人员乘坐气囊密闭，填充氢气的气象探测热气球从地面缓缓升空。已知地表的大气压强为P0。上升至某一高度时大气压强为aP0，不考虑温度及重力加速度随高度的变化，气囊内氢气压强近似等于外界大气压强，试求：（1）热气球在某一高度与地表处气囊内氢气的体积之比k；（2）若为测量某一高度处的大气压强，科考人员还将粗细均匀、导热良好、左端封闭有一定质量理想气体的“U”形管带往高空。“”形管分别在地面和某一高度处竖直放置时的相关参数如表所示，在地面上时“U”形管左边水银面要比右边高出h=25cm，求a数值。（结果保留两位有效数字） 地面某一高度大气压强P0=75cmHgaP0封闭气柱长度L1=30cmL2=40cm  【答案】（1） ；（2）a=0.57【解析】【详解】对气囊内气体：初状态：压强p0、体积V0；末状态：压强ap0、体积V，气体发生等温变化，由玻意耳定律得p0V0=ap0VK=K=对U型管左侧气体，气体发生等温变化地面初状态：压强p1=p0-25cmHg=50cmHg，体积V1=L1S某一高度处末状态：压强P2，体积V2=L2S由玻意耳定律得p1V1=P2V2由题可知某一高度处U型管左右液面高度差 H=5cm，则P2=ap0-H解得a=0.5715. 一宇宙人在太空（万有引力可以忽略）玩垒球（可视为质点），辽阔的太空球场一侧存在匀强电场E，另一半侧存在匀强磁场，电场与磁场的分界面为平面，电场方向与界面垂直，磁场方向垂直纸面指向里。如图，以分界面为x轴，沿电场方向为y轴，建立平面直角坐标系xoy。宇宙人从y轴上P点将垒球平行x轴向右水平抛出且OP=h。D点位于O点的右侧，。垒球的质量为m，且带有电量。（1）若垒球速度为vo，且经电场一次偏转后刚好过D点，求vo大小；（2）在（1）条件上，垒球历经磁场一次自行回至P点，求磁感应强度的大小B；（3）若已知磁感应强度为B，垒球自P点抛出后，要使垒球经电场进入磁场时能够过D点，求速度vo大小的可能取值。  【答案】（1）；（2）；（3）（n=0，1，2，3，4）【解析】【详解】（1）垒球从P→D做类平抛运动，  x方向d=ty方向h=a=解得（2）垒球在D点，y方向速度vy=atvy=vsin粒子在磁场中运动轨迹如图  qvB=m联立解得（3）垒球的运动轨迹如图  Dn点与D点重合，则（n=1，2，3，4…）得再由得初速度（n=1，2，3，4…）若（n=0，1，2，3，4…）再得联立解得（n=0，1，2，3，4…）