四川省成都市蓉城名校2022-2023学年高二下学期期末联考物理试卷（含答案）

这是一份四川省成都市蓉城名校2022-2023学年高二下学期期末联考物理试卷（含答案），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
四川省成都市蓉城名校2022-2023学年高二下学期期末联考物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1、下列关于静电场和磁场的说法正确的是( )
A.放入静电场某处的试探电荷所受电场力为零，则该处的电场强度一定为零
B.放入磁场某处的一小段通电直导线所受安培力为零，则该处的磁感应强度一定为零
C.放入静电场某处的试探电荷所受电场力的方向与该处电场强度的方向一定相同
D.放入磁场某处的一小段通电直导线所受安培力的方向与该处磁感应强度的方向一定相同
2、如图，电磁继电器是一种利用光电效应工作的仪器。当光照射到光电管阴极时，阴极会逸出光电子，此时放大器中有电流流过，进而使得电磁继电器工作，实现自动控制。若用黄光照射光电管阴极时，电磁继电器没有工作，则下列操作可能使电磁继电器工作的是( )

A.减小黄光的光照强度 B.增大黄光的光照强度
C.改用红光照射光电管阴极 D.改用蓝光照射光电管阴极
3、冷冻电子显微镜能捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程。如图为某种电子显微镜内电场线的分布图，一电子仅在电场力作用下沿直线从a点运动到c点，b为线段ac上的一点。下列说法正确的是( )

A.场强大小关系为：
B.电势高低关系为：
C.电子从a点运动到c点的过程中，其电势能逐渐变大
D.电子从a点运动到c点的过程中，其动能先变大后变小
4、如图，一质量为m、长为L的直导线用两等长的绝缘细线悬挂于等高的O、两点，整个导线处于匀强磁场中。现给导线通以沿方向的电流I，当细线与竖直方向的夹角为30°时，直导线保持静止，重力加速度大小为g。若磁感应强度方向刚好沿细线向下，则磁感应强度大小为( )

A. B. C. D.
5、如图，把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈与铁环彼此绝缘，线圈A与电池相连，线圈B用长直导线连通，长直导线正下方平行于导线放置一个小磁针。实验中可能观察到的现象是( )

A.开关S闭合的瞬间，小磁针的N极向里偏转
B.保持开关S闭合且不移动滑动变阻器R的滑片，小磁针的N极向里偏转
C.保持开关S闭合且向右移动滑动变阻器R的滑片，小磁针的N极向里偏转
D.开关S断开的瞬间，小磁针的N极向里偏转
6、如图，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻不计，绕轴在水平方向的磁感应强度大小为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示位置（矩形线圈水平）开始计时。理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4，理想电流表、的示数分别为、，理想电压表、的示数分别为、。下列说法正确的是( )

A.当矩形线圈处于图示位置时，线圈产生的感应电动势的瞬时值为0
B.
C.滑动变阻器的滑片向c端移动的过程中，变大
D.滑动变阻器的滑片向d端移动的过程中，变小
7、物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，准确地测定了电子的电荷量。如图，平行板电容器两极板M、N与电压恒定的电源相连，M极板与电源的正极之间接有一灵敏电流计。现有一带电油滴恰好悬浮在两极板间的A点，电容器的N极板接地。现将M极板竖直向上缓慢地移动一小段距离，下列说法正确的是( )

A.油滴带正电 B.灵敏电流计中有从b流向a的电流
C.油滴将竖直向上运动 D.电容器中A点的电势将升高
8、如图，电阻不计的光滑平行金属导轨竖直放置，金属导轨足够长，下端接一电阻R，整个空间存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场。时刻，将一金属杆ab以初速度竖直向上抛出，时金属杆ab又返回到出发位置，金属杆ab在运动过程中始终与导轨垂直并保持良好接触。下列图像能正确描述在这段时间内金属杆ab的速度与时间关系的是( )

A. B.
C. D.
二、多选题
9、核电池又叫“放射性同位素电池”，已用于心脏起搏器和人工心脏，工业上常用钚（）的衰变制作核电池。钚（）在衰变过程中要释放γ光子，其衰变方程为，半衰期为88年。下列说法正确的是( )
A.该衰变为α衰变
B.若环境温度升高，则钚（）衰变得更快
C.经44年，16毫克的钚（）还能剩下4毫克
D.X原子核与原子核的总质量小于钚（）的质量
10、如图，半径为R的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一带电粒子从圆形磁场边界上的A点沿直径AOB方向射入磁场，最终从圆形磁场边界上的C点离开磁场。粒子的电荷量为、质量为m，粒子射入磁场的速度大小为，D为圆形磁场边界上的一点，不计粒子的重力。下列说法正确的是( )

A.粒子在磁场中运动的轨道半径为
B.粒子在磁场中运动的时间为
C.若只增大粒子射入磁场的速度大小，则粒子可能从D点离开磁场
D.若只增大磁场的磁感应强度，则粒子可能从D点离开磁场
11、如图所示的电路中，定值电阻R的阻值为1.0 Ω，电源的电动势为，电源的内阻r未知。单刀双掷开关接到1时，电流表的示数为2 A；单刀双掷开关接到2时，电动机正常工作。若电动机的内阻与定值电阻R的阻值相同，不计电流表的内阻，则下列说法正确的是( )

A.电源的内阻为
B.单刀双掷开关接到1时，电源的输出功率为4W
C.单刀双掷开关接到2时，电流表的示数小于2A
D.单刀双掷开关接到2时，电流表的示数大于2A
12、一种粒子分离装置的原理如图所示，一电子从粒子源无初速度飘入加速器，经加速后沿选择器的轴线方向射入选择器的两极板之间，两极板间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，两极板间加有电压且上极板带正电，下极板带负电，电子在选择器中的运动轨迹如图所示，不计电子的重力。下列说法正确的是( )

A.电子从选择器射出时的动能大于电子射入选择器时的动能
B.电子从选择器射出时的动能小于电子射入选择器时的动能
C.要使电子在选择器中做直线运动，可以只增大加速器两极板间的电压
D.要使电子在选择器中做直线运动，可以只减小加速器两极板间的电压
三、实验题
13、欧姆表的原理如图所示，电池的电动势为E、内阻为r，灵敏电流表G的满偏电流为、内阻为。

（1）图中的A端应与_______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）将两表笔短接，调节可变电阻使灵敏电流表G满偏，此刻度对应的电阻值为_______（填“0”或“∞”），可变电阻接入电路的阻值为_______（用题中已知物理量的字母表示）。
（3）将两表笔间接待测电阻，此时灵敏电流表G中的电流为I，则待测电阻_______（用题中已知物理量的字母表示）。
14、某同学用伏安法测定待测电阻的阻值（约为100 Ω），除待测电阻、开关、导线外，还有下列器材供选用：
A.电压表V（量程为2 V，内阻为）；
B.电流表（量程为0.1 A，内阻约为）；
C.电流表（量程为0.6 A，内阻约为）；
D.电源（电动势为10 V，额定电流为2 A，内阻不计）；
E.滑动变阻器（阻值范围为0~10 Ω，额定电流为2 A）；
F.定值电阻；
G.定值电阻；
H.定值电阻。
（1）由于电压表量程太小，该同学可选用定值电阻_______和电压表V串联，改装成量程为10 V的电压表，电流表应选用_______。（均填器材前的字母代号）
（2）如图为在（1）基础上的部分实验实物连线图，为使测量结果尽量准确，请用笔画线代替导线完成剩余部分实物连线。

（3）若某次测量中，电压表V的示数为U，电流表的示数为I，则待测电阻的阻值的表达式为=________（用题中已知物理量的字母表示）。
（4）实验过程中，将滑动变阻器的滑片从一端移到另一端，电压表V和电流表的示数变化很小，试简要描述一种可能的电路故障：_______。
四、计算题
15、如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，两部分在CD处平滑连接。平直部分导轨右端NQ间接一阻值为的定值电阻，虚线CDEF区域内存在长度为、方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。一质量为、长度为、电阻也为的金属棒ab从高度为处由静止释放，到达磁场右边界EF处时恰好停止。已知金属棒ab与平直部分导轨间的动摩擦因数为，重力加速度大小取，金属棒ab与导轨始终接触良好。求：

（1）金属棒ab刚进入磁场时通过金属棒ab的电流大小和方向；
（2）整个运动过程金属棒ab中产生的焦耳热。
16、如图，绝缘光滑水平面AB和竖直平面内的绝缘光滑四分之一圆弧轨道BO在B点平滑连接，轨道半径为R。一质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点）将轻质绝缘弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧后经过B点时的速度大小为，之后沿轨道BO运动。以O点为坐标原点建立直角坐标系xOy，在区域存在方向水平向右、电场强度大小为的匀强电场，重力加速度大小为g。求：

（1）弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能；
（2）小球经过O点时对圆弧轨道BO的压力大小；
（3）小球经过O点后速度最小时小球的位置坐标。
17、如图甲为空间站上某种离子推进器，由离子源、间距为d、中间有小孔的平行金属板M、N和边长为L的立方体组成，其后端面P为喷口。以N板中心小孔为坐标原点O建立x轴、y轴和z轴，xOy平面与N板共面，z轴垂直于N板所在平面。M、N板正对空间存在电场强度大小为E、方向沿z轴正方向的的匀强电场，立方体中沿x轴和y轴方向存在如图乙所示的交变磁场，其中可调。氙离子（）束从离子源中射出后做匀速直线运动，经M板中心小孔射入电场，再经N板中心小孔以相对推进器为的速度射入磁场，最终从喷口P射出。单个离子的质量为m、电荷量为，不计离子重力及离子间的相互作用力，不考虑离子与器壁的碰撞，单个离子在推进器中的运动时间远小于磁场变化周期T，射出离子的总质量远小于推进器的质量。

（1）求离子从离子源中射出时相对推进器的速度大小；
（2）若要使在时刻射入的离子能从喷口P射出，求磁感应强度大小的取值范围；
（3）若单位时间从喷口P射出的离子个数为n，且，求时刻离子束对推进器沿z轴方向的推力。
18、［物理——选修3-3］
（1）根据热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是_______。
A.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
B.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
C.用活塞压缩密闭汽缸内的气体，外界对气体做功，同时气体向外界放出热量，则气体的内能增加了
D.一定质量的理想气体温度升高1 K，其等容升温的过程中吸收的热量小于等压升温的过程中吸收的热量
E.根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体
（2）如图，在开口向上、竖直放置的圆筒形容器内用质量为m、厚度不计的活塞密封部分气体，活塞与容器壁间能够无摩擦滑动，大气压强恒为，容器的横截面积为S，活塞静止于位置A。现对活塞施加竖直向上的外力F，使其从位置A缓慢移动到位置B，位置A、B到容器底部的距离分别为、，密封气体的温度与外界温度始终保持相同，已知重力加速度大小为g。求：

（ⅰ）活塞静止于位置A时，密封气体的压强；
（ⅱ）活塞移动到位置B时，外力F的大小。
19、［物理——选修3-4］
（1）如图甲，在电视剧《西游记》中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图乙，假设“丝”上有A、B、C三个质点，坐标分别为、、，A、B两质点运动的方向始终相反，波长大于0.6 m。时刻，朱紫国国王搭上丝线图中的质点A，质点A开始振动，其振动图像如图丙所示，产生的机械波沿丝线向孙悟空传播。关于该机械波，下列说法正确的是_______。

A.波长为0.8 m
B.波速为1.6 m/s
C.时，质点C第一次运动到波峰
D.在到内，质点B通过的路程为3.5 mm
E.若孙悟空将丝线的另一端搭在自己的脉搏上，他的脉搏振动频率为1 Hz，则丝线中两列波相遇时能发生稳定的干涉现象
（2）如图，一内部空心、厚度均匀的圆柱形玻璃管内径为r，外径为3r，高为。一束单色光从玻璃管上方入射，入射点与M点的距离为r，光线与圆柱上表面成30°角，且与直径MN在同一竖直平面内。光线入射后从玻璃管内壁射出，最终到达圆柱底面。已知该玻璃管的折射率为，光在真空中的传播速度为c。（有光折射时，不考虑反射）

（ⅰ）证明光线入射到玻璃管内壁时不会发生全反射；
（ⅱ）求光线从玻璃管上方入射至到达圆柱底面所需的时间。

参考答案
1、答案：A
解析：根据公式可知，若试探电荷在静电场某处不受电场力的作用，则该处的电场强度一定为零，故A正确；一小段通电直导线放入磁场受到的安培力大小为，其中θ是电流方向与磁感应强度方向的夹角，若一小段通电直导线在磁场某处不受安培力的作用，可能是导线与磁场平行，则该处的磁感应强度不一定为零，故B错误；正试探电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同，负试探电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反，故C错误；一小段通电直导线在磁场某处所受安培力的方向与该处磁感应强度的方向是垂直关系，故D错误。
2、答案：D
解析：根据光电效应的公式可知，要使光电子逸出从而产生光电流让电磁继电器工作，只能增大照射光的频率，故D正确。
3、答案：C
解析：由于b点处的电场线更密集，因此场强大小关系为：，故A错误；沿电场线方向电势降低，因此电势高低关系为：，故B错误；电子从a点运动到c点的过程中，电场力做负功，因此其电势能逐渐变大，动能逐渐变小，故C正确，D错误。
4、答案：B
解析：磁感应强度方向沿细线向下，安培力方向与细线垂直，此时，解得，故B正确。
5、答案：A
解析：开关S闭合的瞬间，根据安培定则可知，线圈A中产生向下的磁场，因此穿过线圈B的磁通量向上且增大，再由楞次定律可知，感应电流的磁场向下，因此线圈B中产生逆时针方向的感应电流，根据安培定则可知，小磁针的N极向里偏转，故A正确；保持开关S闭合，无论如何移动滑动变阻器R的滑片，穿过线圈B的磁通量没有发生改变，线圈B中无感应电流，小磁针不偏转，故B、C错误；开关S断开的瞬间，线圈A中的电流减小，因此线圈B中产生顺时针方向的感应电流，根据安培定则可知，小磁针的N极向外偏转，故D错误。
6、答案：C
解析：当矩形线圈处于图示位置时，穿过线圈的磁通量为0，感应电动势最大，故A错误；线圈产生感应电动势的最大值为，，，则，故B错误；滑动变阻器的滑片向c端移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，原线圈两端的电压不变，匝数比不变，副线圈两端的电压不变，副线圈电阻变大，电流变小，两端的电压变小，两端的电压变大，因此变大，故C正确；滑动变阻器的滑片向d端移动的过程中，同理可得流过副线圈的电流变大，根据变压器原、副线圈的电流关系可知变大，故D错误。
7、答案：B
解析：根据油滴静止在电容器中的A点，可知油滴所受电场力与重力等大反向，电容器中的电场强度方向竖直向下，所以油滴带负电，故A错误；据表达式可知，d增大，C减小，根据可知，U不变，所以Q减小，电容器放电，灵敏电流计中有从b流向a的电流，故B正确；将M极板竖直向上缓慢地移动一小段距离，由于电容器始终和电源相连，所以两极板间的电压U不变，根据表达式可知，d增大，所以E减小，油滴所受电场力减小，重力大于电场力，油滴将竖直向下运动，故C错误；由于N极板接地，其电势为零，A点与N极板间的电势差为，A点到N极板的距离不变，E减小，所以减小，根据可知，降低，故D错误。
8、答案：D
解析：竖直向上的过程中，有，解得，则金属杆ab做加速度逐渐减小的减速运动，直到速度为0；竖直向下的过程中，有，解得，则金属杆ab做加速度逐渐减小的加速运动。由于安培力做负功，返回时速度的大小应该比小，故D正确。
9、答案：AD
解析：该衰变方程为，X为，该衰变为α衰变，故A正确；放射性元素的半衰期与环境温度无关，故B错误；因为，故C错误；衰变过程存在质量亏损，故X原子核与原子核的总质量小于钚（）的质量，故D正确。
10、答案：AC
解析：根据可得，故A正确；周期，轨迹所对应的圆心角为60°，因此粒子在磁场中运动的时间为，故B错误；要使粒子经过D点需增大粒子做圆周运动的半径，由可知，应增大入射速度或者减小磁感应强度，故C正确，D错误。
11、答案：BC
解析：单刀双掷开关接到1时，由，解得，故A错误；单刀双掷开关接到1时，电源的输出功率为，故B正确；由于电动机是非纯电阻，其消耗的电能大于产生的内能，因此，可得，代入公式得，解得I2