四川省宜宾市第四中学2022-2023学年高二物理下学期期末试题（Word版附解析）

宜宾市四中2023年春期高二期末考试

物理试题

 第I卷   选择题（50分）

一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题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，有选错的得0分。

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

A. 原子序数小于83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. 上述过程衰变方程为

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．原子序数大于83的元素都具有放射性，而原子序数小于83的部分元素也具有放射性，A项错误；

B．衰变中产生的射线比射线有较大的质量和较小的速度，则穿透能力弱，B项错误；

C．衰变有4个核子从原子核飞出，衰变是一种中子变成一个质子和电子，则核子数不变，不会有核子从原子核里放出，C项错误；

D．设衰变有次，衰变有次，根据质量数和电荷数守恒可知

解得

，

故D正确；

故选D。

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W=UIt和算电热的公式Q=I2Rt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

【答案】C

【解析】

【详解】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W=UIt和算电热的公式Q=I2Rt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. 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P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

【答案】A

【解析】

【详解】A．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，故A正确；

B．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入，从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，故B错误；

C．住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故C错误；

D．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，故D错误。

故选A。

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50g的土豆从一居民楼的26层落下，与地面的撞击时间约为0.002s，则该土豆对地面产生的冲击力约为（　　）

A. 10N B. 102N

C. 103N D. 104N

【答案】C

【解析】

【详解】土豆从26楼下落，每一层楼的高度约3m，则下落的高度为

h＝75m

根据

v2＝2gh

可知

v＝≈38.7m/s

接近40m/s，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

F≈103N

ABD错误，C正确。

故选C。

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

【答案】C

【解析】

【详解】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. 如图电路中，L为自感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则下列说法错误的是（   ）

A. 合上S时，A先亮，B后亮

B. 合上S时，A、B同时亮

C. 合上S时，A变亮，B逐渐熄灭

D. 断开S时，A熄灭，B重新亮后再熄灭

【答案】A

【解析】

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

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

故选A。

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R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m的金属棒cd在水平恒力F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F对cd棒做的功等于电路中产生的电能

B. 只有在cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能

C. 无论cd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. R两端电压始终等于cd棒中的感应电动势

【答案】D

【解析】

【详解】AB．外力始终要克服摩擦力做功，所以水平恒力F对cd棒做的功要大于电路中产生的电能，故AB错误；

C．在任何情况下，克服磁场力所做的功都等于电路中产生的电能，故C错误；

D．因为电源cd无内阻，所以R两端电压始终等于cd棒中的感应电动势，故D正确。

故选D。

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E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使灯泡L正常发光．若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则

A. 灯泡L变亮

B. 灯泡L变暗

C. 电流表的示数变小

D. 电流表的示数变大

【答案】AC

【解析】

【详解】CD．探测装置进入强磁场区以后磁敏电阻阻值变大，回路总电阻变大，总电流减小，电流表示数变小，选项C正确，D错误；

AB．由于总电流变大，则电源内电阻分压变小，路端电压变大，则电灯L亮度增加，选项A正确，B错误．

9. 实践课中一位同学设计了如图所示的电路给浴室供电，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，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. 交变电流的频率为

C. 排气扇输出功率为 D. 保险丝中的电流为0.4

【答案】BC

【解析】

【详解】A．变压器原线圈的输入电压为，由变压器的变压比有

可得

理想电压表的示数为电压的有效值，因此

选项A错误；

B．由交流电表达式可得

解得

选项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

选项C正确；

D．已知I2=4A，由变压器电流比有

可得

即保险丝中的电流为，选项D错误。

故选BC。

10. 如图所示，一轻质弹簧的两端分别与质量为、的两物块A、B相连接，弹簧和A、B均静止在光滑的水平面上。一颗质量为m的子弹C以较大的速度水平射入A并留在A中，C射中A的时间可忽略不计。在C射中A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、B、C总动能的最大值为

C. B的最大动能为 D. A、C总动能的最小值为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．当C 射入A时，由动量守恒

解得

当AC与B共速时弹簧弹性势能最大，则

解得

弹簧弹性势能的最大值为

选项A错误；

B．当AC刚要压缩弹簧时A、B、C总动能最大，最大值为

选项B正确；

CD．当弹簧恢复到原长时，B的动能最大，则

解得

B的动能最大值为

A、C速度反向，说明速度在某时刻为零，则AC总动能的最小值为0，选项C正确，D错误。

故选BC。

第II卷（非选择题 60分）

二、实验题（14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A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G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10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次，得到了如图乙所示的三个落地点。

（1）找出各落地点的平均位置，并在如图中读出_______。

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

（3）用题中的字母写出动量守恒定律的表达式_______________。

【答案】    ①. 13.0    ②. B    ③. A    ④.

【解析】

【详解】（1）[1] 由图2所示可知，刻度尺的分度值为1cm

（2）[2][3] 已知，碰撞过程中，A为入射球，B为被碰球，A与B相撞后，B的速度增大，A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，所以Q点是没有碰时A球的落地点，P是碰后A的落地点，R是碰后B的落地点

（3）[4]由动量守恒定律可得

两球离开轨道后做平抛运动，两小球抛出点的高度相同，在空中的运动时间t相同，故有

即

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1所示，其中每节干电池的电动势约为1.5V、内阻约为，电压表、的量程均为3V、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：

（1）根据设计的电路图，将图2中的实物图连接____________；

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

（3）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3所示，假设图线的斜率为k、与横轴交点的坐标值为c，则电池的电动势为__________，内阻___________。（以上结果用k、c、表示）

【答案】    ①.     ②.     ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]根据图1电路图可得出的实物图的连接方式，如图所示

（2）[2]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

（3）[3][4]由闭合电路欧姆定律可知

变形得

结合图3图像可得

，

解得

，

三、解答题（本答题共三个小题，13题12分，14题14分，15题20分，共46分）

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

（1）该玻璃半球的折射率；

（2）光在该玻璃半球内的传播时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）光路图如图所示

P点距离水平桌面高度为，则

由几何关系可得

①

由几何关系可知

②

根据折射定律可得

③

（2）由几何关系可得

光在玻璃半球内的传播速度

④

则光在玻璃球内的传播时间

⑤

解得

⑥

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MN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abcd放在光滑水平面上，已知金属线框边长为L，匝数为n，总电阻为R，质量为m。ab边在磁场外侧紧靠MN虚线边界处，在线框上固定一质量为M的绝缘负载物。从时起磁感应强度B随时间t的变化规律是（k为大于零的常量），空气阻力忽略不计。在时刻。求：

（1）线框内电流的大小及方向；

（2）负载物的加速度大小及方向。

【答案】（1），方向从上往下看为顺时针；（2），方向水平向左

【解析】

【详解】（1）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

（2）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. 如图所示，在光滑的水平地面上，质量为1.75kg的木板右端固定一光滑四分之一圆弧槽，木板长2.5m，圆弧槽半径为0.4m，木板左端静置一个质量为0.25kg的小物块B，小物块与木板之间的动摩擦因数=0.8。在木板的左端正上方，用长为1m的不可伸长的轻绳将质量为1kg的小球A悬于固定点O。现将小球A拉至左上方，轻绳处于伸直状态且与水平方向成=30°角，小球由静止释放，到达O点的正下方时与物块B发生弹性正碰。不计圆弧槽质量及空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)小球A与物块B碰前瞬间，小球A的速度大小；

(2)物块B上升的最大高度；

(3)物块B与木板摩擦产生的总热量。

【答案】(1)5m/s；(2)0.8m；(3)7J

【解析】

【详解】(1)设轻绳长为L，小球A自由落体L时，轻绳刚好再次伸直，此时速度为v1，根据自由落体运动规律，可得

轻绳伸直后瞬间小球A速度为

轻绳刚好再次伸直后到最低点，由动能定理

联立解得

(2)小球A与物块B弹性碰撞，由动量守恒及机械能守恒得

联立解得，

物块B在最高点时，与木板水平共速，木板速度为v6，设物块B升高最大高度为h，板长为L1，由水平方向动量守恒及能量关系得

联立解得h=08m

因0.8>0.4，物块B飞出圆弧槽。

(3)假设物块B最终能停在木板上，物块B与木板速度共同速度仍为v6，物块B在木板上相对木板滑行路程设为x，由能量关系得

解得x=3.5m

因3.5m<5m，故物块B最终能停在木板上，产生总热量为