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精品解析：四川省宜宾市2022-2023学年高二下学期阶段学业质量检测（期末）物理试题（解析版）
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这是一份精品解析：四川省宜宾市2022-2023学年高二下学期阶段学业质量检测（期末）物理试题（解析版），共26页。
宜宾市2023年春期高中教育阶段学业质量监测
高二年级 物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的考号、姓名、班级填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10~13题有多项符合题目要求，其中第10题为选考题，考生只能选其中一题作答。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置（EAST）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A. 核聚变的核反应燃料主要是铀235
B. 核聚变反应过程中没有质量亏损
C. 氘氚核聚变的核反应方程为
D. 相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能少
【答案】C
【解析】
【详解】A．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，故A错误；
B．核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，故B错误；
C．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为
故C正确；
D．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，故D正确；
故选C。
2. 某军事试验场正在平地上试验地对空导弹，若某次竖直向上发射导弹时发生故障，导弹的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 在内导弹处于失重状态
B. 在内导弹静止不动
C. 3s末导弹的加速度方向改变
D. 5s末导弹恰好回到出发点
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图像可知，内导弹向上做匀加速直线运动，加速度方向向上，导弹处于超重状态，故A错误；
B．根据图像可知，在内，导弹以30m/s向上做匀速直线运动，故B错误；
C．图像的斜率表示加速度，斜率的绝对值表示加速度大小，正负表示加速度方向，内，图像斜率一直为负值，即该段时间内，加速度方向始终竖直向下，故C错误；
D．图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，在5s内的位移为
故5s末导弹恰好回到出发点，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B。L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中，已知ab边长为，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行。下列说法正确的是（ ）
A. 该导线受到的安培力大小为BIl，方向垂直于纸面向里
B. 该导线受到的安培力大小为2BIl，方向垂直于纸面向里
C. 该导线受到的安培力大小为3BIl，方向于垂直于ab边
D. 该导线受到的安培力大小为，方向于垂直于ac连线
【答案】B
【解析】
【详解】该通电导线的有效长度为ab，该导线受到的安培力大小为
根据左手定则知安培力的方向垂直于纸面向里。
故选B。
4. 如图所示，轻绳下悬挂一静止沙袋，一子弹水平射入并留在沙袋中，随沙袋一起摆动，不计空气阻力，在以上整个过程中，子弹和沙袋组成的系统（ ）
A. 动量不守恒，机械能守恒
B. 动量守恒，机械能不守恒
C. 动量和机械能均不守恒
D. 动量和机械能均守恒
【答案】C
【解析】
【详解】子弹射入沙袋的过程，动量守恒，子弹与沙袋一起向右摆动过程中，系统的合外力不为零，动量不守恒，由于子弹射入沙袋过程中有阻力做功，所以机械能不守恒。
故选C。
5. 如图所示，木板B放置在粗糙水平地面上，O为光滑铰链。轻杆一端与铰链O连接，另一端连接一质量为m的小球A。现将轻绳一端拴在小球A上，另一端通过光滑的定滑轮由力F牵引，定滑轮位于O的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力F的大小使小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到正下方，木板始终保持静止，则在整个过程中（ ）
A. 外力F逐渐变小
B. 轻杆对小球的作用力大小变小
C. 地面对木板的支持力逐渐变小
D. 地面对木板的摩擦力逐渐变大
【答案】A
【解析】
【详解】A B．对小球A进行受力分析，三力构成矢量三角形，如图所示
根据几何关系可知两三角形相似，因此
缓慢运动过程越来越小，则F逐渐减小，由于OA长度不变，杆对小球的作用力大小不变，故A正确； B错误；
CD．对木板，由于杆对木板的作用力大小不变，方向向右下，但杆的作用力与竖直方向的夹角越来越小，所以地面对木板的支持力逐渐增大，地面对木板的摩擦力逐渐减小。故CD错误。
故选A。
6. 如图所示，在“嫦娥”探月工程中，飞船在轨道I上做圆周运动，到达轨道I的A点时点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道II的近月点B时，再次点火进入近月轨道III绕月做圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 飞船在轨道III上运动时处于平衡状态
B. 飞船在轨道I上通过A点的速率等于在轨道II上通过A点的速率
C. 飞船在轨道II上从A点运行到B点过程中，月球对飞船的引力不做功
D. 飞船在轨道II上通过B点时的加速度等于在轨道III上通过B点时的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．飞船在轨道III上运动时，万有引力充当做圆周运动的向心力，飞船处于失重状态，故A错误；
B．飞船在轨道I上通过 A点要减速做向心运动才能进入轨道II，则飞船在轨道I上通过 A点的速率大于在轨道 II 上通过A点的速率，故B错误；
C．飞船在轨道 II 上从 A点运行到B点过程中， 月球对飞船的引力做正功，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可得
解得
可知，飞船在轨道II上通过B点时的加速度等于在轨道III上通过B点时的加速度，故D正确。
故选D。
7. 一质量为1kg物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取。下列说法正确的是（ ）
A. 在时，物体所受合外力的大小为2N
B. 在时，拉力的功率为4W
C. 从运动到的过程中，物体克服摩擦力做的功为11J
D. 从运动到的过程中，物体的动能最大为2J
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于拉力在水平方向，则拉力做的功为
W = Fx
可看出W—x图像的斜率代表拉力F；则x = 1m时，拉力为
则物体所受合外力的大小为
故A正确；
B．在物体运动的过程中根据动能定理有
解得x = 1m时物体的速度为
v1= 2m/s
则此时拉力的功率为
P = Fv1= 12W
故B错误；
C．从x = 0运动到x = 3m，物体克服摩擦力做的功为
Wf= μmgx = 12J
故C错误；
D．根据W—x图像可知在0-2m的过程中F1= 6N，2-4m的过程中F2= 3N，由于物体受到的摩擦力恒为f = 4N，则物体在x = 2m处速度最大，动能最大，有
则最大动能为
故D错误。
故选A。
8. 白鹤滩水电站是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程，其远距离输电电路示意图如图所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，R表示输电线电阻，则当用户功率增大时（ ）
A. 示数增大，示数减小
B. 示数不变，示数减小
C. 输电线上的功率损失减小
D. 示数的乘积等于示数的乘积
【答案】B
【解析】
【详解】AB．发电机输出电压恒定，则升压变压器的输出电压V1不变。当用户功率增大时，输电线输电功率增大，而V1不变，所以A1增大，输电线电阻R不变，输电线上的电压降增大，降压变压器的输入电压减小，用户端的电压V2减小，同时A2增大以支持用户功率的增大，故A错误，B正确；
C．A1增大，输电线电阻R不变，所以输电线上的功率损失增大，故C错误；
D．V1、A1示数的乘积表示升压变压器的输出功率，V2、A2示数的乘积表示用户端获得的功率，二者数值不相等，其差值为输电线的功率损失，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，在倾角为的光滑固定斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为m和2m，弹簧的劲度系数为k，在外力F的作用下系统处于静止状态。已知弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，则（ ）
A. 外力F的大小为
B. 弹簧的形变量为
C. 若外力F的大小变为，当A、B相对静止时，弹簧弹力的大小为
D. 若外力F的大小变为，当A、B相对静止时，突然撤去外力F的瞬间，物块B的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．对物块A和B整体受力分析，由平衡条件可得，外力的大小为
故A错误；
B．对物块B受力分析，由平衡条件可得，弹簧的弹力为
则弹簧的形变量为
故B错误；
CD．对物块A和B整体受力分析，由牛顿第二定律，得
解得
物块A和B的加速度大小为
对物块B受力分析，由牛顿第二定律
可得，弹簧弹力的大小为
突然撤去外力F的瞬间，弹簧不突变，所以物块B的加速度大小不变，故C错误，D正确。
故选D。
选修3-3】
10. 如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（ ）
A. h中的气体内能增加 B. f与g中的气体温度相等
C. f与h中的气体温度相等 D. f与h中的气体压强相等
【答案】AD
【解析】
【详解】A．当电阻丝对f中的气体缓慢加热时，f中的气体内能增大，温度升高，根据理想气体状态方程可知f中的气体压强增大，会缓慢推动左边活塞，可知h的体积也被压缩压强变大，对活塞受力分析，根据平衡条件可知，弹簧弹力变大，则弹簧被压缩。与此同时弹簧对右边活塞有弹力作用，缓慢向右推动左边活塞。故活塞对h中的气体做正功，且是绝热过程，由热力学第一定律可知，h中的气体内能增加，A正确；
B．未加热前，三部分中气体的温度、体积、压强均相等，当系统稳定时，活塞受力平衡，可知弹簧处于压缩状态，对左边活塞分析
则
分别对f、g内的气体分析，根据理想气体状态方程有
由题意可知，因弹簧被压缩，则，联立可得
B错误；
C．在达到稳定过程中h中的气体体积变小，压强变大，f中的气体体积变大。由于稳定时弹簧保持平衡状态，故稳定时f、h中的气体压强相等，根据理想气体状态方程对h气体分析可知
联立可得
C错误；
D．对弹簧、活塞及g中的气体组成的系统分析，根据平衡条件可知，f与h中的气体压强相等，D正确。
故选AD。
【选修3-4】
11. 某均匀介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上和处，时刻两振源同时开始振动，时刻在x轴上第一次形成如图所示的波形。下列说法正确的是（ ）
A. 波在介质中的传播速度为
B. 振源Q起振方向沿y轴正方向
C. 振源P的振动方程为
D. 两列波在处相遇后，该质点的振动始终减弱
【答案】AD
【解析】
【详解】A．波在介质中的传播速度为
故A正确；
B．因振源Q产生波在t＝3s时刻传到x=6的位置，根据同侧法可知振源Q起振方向沿y轴负方向，故B错误；
C．P振源产生的波的波速为
由图可知振源P的这列波波长为2cm，周期
由图可知，振源P起振方向沿y轴正方向，则振源为P的振动方程为
y＝4sin（πt）cm
选项C错误；
D．两列波在同一介质中传播，则波速相等，在x＝3 cm处相遇时，两振动方向相反，则该质点的振动始终减弱，故D正确。
故选AD。
12. 如图1所示，一光滑轨道由AB、BC和CD段组成。AB段倾角为，BC段水平。质量为m的滑块在顶端A处由静止滑下，经C点飞入空中，最终落在CD段上的E点。不计滑块经过B点的机械能损失和空气阻力，滑块加速度大小a随时间t变化的图像如图2所示，图中的物理量均为已知量，依据图中信息可求得（ ）
A.
B. 滑块在B点的速度大小为
C. C、E两点的高度差
D. 滑块从C点抛到E点，重力的冲量大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图可知，在时间内滑块从A加速到B，则有
在时间内滑块从C到E做平抛运动，则有
联立可得
故A错误；
B．在时间内滑块从A加速到B点，则有
故B正确；
C．在时间内滑块从C到E做平抛运动，则有
故C错误；
D．滑块从C点抛到E点，重力的冲量大小为
故D正确。
故选BD。
13. 如图所示，等边三角形位于竖直平面内，AB边水平，顶点C在AB边上方，3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下，BC边中点N处的电场强度方向竖直向上，A点处点电荷的电荷量的绝对值为q，下列说法正确的是（ ）
A. A点处点电荷为负电荷
B. B点处点电荷负电荷，带电荷量为q
C. C点处点电荷在M点的场强垂直AB向下
D. C点处点电荷的电荷量为
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC．C点的电荷在M点的场强沿CM所在直线，A点处点电荷和B点处点电荷在M点的场强沿AB所在直线，已知M点合电场强度方向竖直向下，则AB两点处的点电荷在M点的合场强为零，即A和 B点处的点电荷为等量同种电荷，则B点处点电荷的电荷量的绝对值为q；C点处的点电荷在M点的场强方向沿CM向下，则 C点处点电荷为正电荷;C点电荷在N点的场强方向沿CB斜向右下，N点的合场强方向竖直向上，则A点处的点电荷和B点处的点电荷在N点的合场强斜向左上，A点处的点电荷在N点的场强沿AN斜向右上，B点处的点电荷在N点的场强沿BN斜向左上，则A、B两点处的点电荷均为正电荷;故AB错误，C正确；
D．设三角形的边长为，由几何关系得
A点电荷在N点的场强大小为
方向沿AN斜向右上，B点电荷在N点的场强大小
方向沿BN斜向左上，设C点电荷的电荷量为Q， C点电荷在N点的场强大小为
方向沿CB斜向右下，则B点电荷和C点电荷在N点的合场强大小斜向左上，大小为
又由几何关系有
联立得
故D正确；
故选CD。
14. 如图所示，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面均与水平面成角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现将质量均为m的金属棒a、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R。先保持棒b静止，将棒a由静止释放，当棒a匀速运动时，再将棒b由静止释放，从棒b释放瞬间开始计时，经过时间，两棒恰好达到相同的速度，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g（ ）
A. 棒a匀速运动时的速度大小为
B. 释放瞬间棒b的加速度大小
C. 两棒恰好达到相同的速度大小为
D. 时间内棒a相对于棒b运动的距离为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．保持棒b静止，将棒a由静止释放，棒ａ切割磁感线产生的感应电动势为
回路中产生的感应电流为
棒ａ受到的安培力为
棒ａ匀速运动时，合力为零，则有
代入数据解得
故A错误；
B．棒ｂ由静止释放，由左手定则可知棒ｂ所受安培力方向沿斜面向下，ａ、ｂ棒串联电流相等，两者的安培力大小相等，对ｂ利用牛顿第二定律有
代入数据解得
故B正确；
C．对a、b棒分别利用动量定理，取沿斜面向下为正方向，则有
两式联立，解得
故C正确；
D．从b棒利用动量定理，取沿斜面向下为正方向，则有
已知
代入数据解得
由法拉第电磁感应定律则有
由闭合电路欧姆定律则有
电量为
联立方程可得
而
代入数据解得
故D错误。
故选BC。
二、实验探究题：本题共2小题，共16分。
15. 某研究性学习小组用图甲装置测定当地重力加速度，其主要操作步骤如下：
①将电磁铁（小铁球）、光电门调节在同一竖直线上；
②切断电磁铁电源，小铁球由静止下落，光电计时器记录小铁球通过光电门的时间t，并用刻度尺测量出小铁球下落前和光电门间的距离h；
③改变光电门的位置，重复②的操作，测出多组h和t；
④计算出小铁球每次通过光电门的速度v，作出图像。
请结合以上操作，回答以下问题：
（1）用游标卡尺测小球的直径，如图乙所示，则d=______________mm；
（2）根据数据作出图像如图丙，求出当地重力加速度g=______________；
（3）该实验装置_______________（选填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律。
【答案】 ①. 10.0 ②. 9.72 ③. 能
【解析】
【详解】（1）[1]由图可读出
（2）[2]根据
结合图像斜率可知
（3）[3]通过光电门可计算出小球的速度，可通过验证
来验证机械能守恒定律。
16. 某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验。
（1）该同学用多用表的欧姆“×1”挡粗测该金属丝的阻值如图所示，由图可知其阻值为______。
（2）该同学为了精确地测量金属丝的电阻率，先用螺旋测微器测量其直径，测量结果如图所示，由图可知其直径为______。然后用如图所示的电路图测量金属丝的电阻，供选择的仪器如下：
①电流表（内阻为r）；
②电流表（内阻未知）；
③滑动变阻器（阻值范围）；
④滑动变阻器（阻值范围）；
⑤蓄电池（）；⑥电键S及导线若干。
（3）滑动变阻器应选择_________（选填“”或“”）；在图丙中的“⚪”内标出两个电流表和的位置________。
（4）闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录、的读数、，通过调节滑动变阻器，得到多组实验数据；以为纵坐标，为横坐标，做出的图像如图所示。根据图像的斜率k、电流表的内阻r、金属丝的直径D、金属丝连入电路的长度L，可计算出金属丝的电阻率_________（用k、r、D、L表示）。
【答案】 ①. 6 ②. 3.205 ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]欧姆表读数为：示数倍率，即可得由图可知其阻值为
（2）[2]根据螺旋测微器的读数规则可知，由图可知其直径为
（3）[3][4]由电路图可知， 滑动变阻器分压式接入电路时，应选择小量程的滑动变阻器，即R2。电流表A1的内阻已知，可当电压表使用，故可得图乙中两个电流表A1和A2的位置如下图所示
（4）[5]由欧姆定律可得
故有
变形有
即
则丙图中
又
解得
三、计算题：本题共4小题，共45分。要求写出必要的文字说明、公式，只有答案的不给分。其中第16题为选考题，考生只能选其中一题作答，若两道题均解答了只以第一道题[选修3-3]为准。
【选修3-3】
17. 如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降，左侧活塞上升。已知大气压强为，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）最终汽缸内气体的压强；
（2）弹簧的劲度系数。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对左右气缸内所封的气体，初态压强
p1=p0
体积
末态压强p2，体积
根据玻意耳定律可得
解得
（2）对左侧活塞受力分析可知
解得
【选修3-4】
18. 如图所示为一透明介质，横截面为直角三角形ABC，一细束单色光PD从AC边上中点D射入介质，经AC折射后的光线照到BC边的中点时恰好发生全反射。若，，光在真空中传播的速度大小为c，求：
（1）介质对该单色光的折射率多大；
（2）单色光从D点开始到第一次离开介质时所用的时间多长。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）作出光路如图所示
因为D为AC边的中点，E为BC边的中点，则DE∥AB，由几何关系可知
光线在E点恰好发生全反射，则有
（2）由
可得
由几何关系可知，该光线在介质中传播的路程为
该光线在介质中的传播速度大小为
色光从点开始到第一次离开介质时所用的时间为
19. 如图所示，一可视为质点的遥控电动赛车，从A点由静止开始，以恒定功率P沿水平地面向右加速运动，当到达固定在竖直面内的光滑半圆轨道最低点B时关闭发动机，赛车恰好能通过最高点C（BC为半圆轨道的竖直直径）。已知赛车的质量为m，半圆轨道的半径为R，A、B两点间的距离为2R，赛车在地面上运动时受到的阻力大小恒为车重的，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）赛车通过C点后落回水平地面位置距B点的距离；
（2）赛车从A点运动到B点的时间。
【答案】（1）2R；（2）
【解析】
【详解】（1）赛车恰好能通过最高点C，有
解得
赛车通过C点后，有
解得
（2）设赛车从A点运动到B点的时间为t，由动能定理有
解得
20. 如图所示，水平直线下方有竖直向上的匀强电场，电场强度，上方有方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度。现将一比荷的正电荷从电场中距离为的点由静止释放，在点右方处有一垂直于的足够大的挡板，不计重力。求：
（1）电荷到达直线时的速度大小；
（2）电荷在磁场中运动的时间（不考虑电荷与挡板碰后的反弹）。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，设电荷到达直线时的速度大小为，由动能定理有
其中
解得
（2）根据题意，电荷进入磁场后，由牛顿第二定律有
解得
周期为
由题意点到挡板的水平距离为
则有
可知，电荷射入磁场后在电场和磁场中来回穿越，最后水平打到挡板上，运动轨迹如图所示
则电荷在磁场中运动的时间为
21. 如图甲，一质量为m足够长绝缘板静止在光滑水平面上，板的左端有一个质量为m的带电小物块，其电荷量为。距绝缘板左端l到2l之间存在电场和磁场，匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向下。现让带电小物块在水平恒力的作用下从静止开始向右运动。小物块到达电、磁场区域的左边界时刻，撤去水平恒力，此时绝缘板的速度大小为。带电小物块从开始运动到前进2l的过程中，速度随位移变化的图像如图乙，其中AB段为直线。求：
（1）小物块到达电、磁场区域的左边界前，绝缘板的加速度a的大小；
（2）水平恒力F的大小；
（3）小物块从开始运动到离开右边界系统产生的热量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，带电小物块进入电、磁场区域之前做匀加速直线运动，结合图乙，由公式可得，匀加速的时间为
对绝缘木板，由运动学公式可得，绝缘板的加速度a的大小为
（2）对带电小物块，由运动学公式可得，带电小物块的加速度为
设小物块与绝缘板之间的摩擦力为，由牛顿第二定律，对小物块有
对绝缘板有
解得
（3）根据题意可知，带电小物块从开始运动到前进过程中，绝缘板移动的距离为
则产生的热为
进入电、磁场区域后，撤去外力，对带电小物块和绝缘板整体受力分析，竖直方向上有
水平方向不受外力，则带电小物块与绝缘板组成的系统动量守恒，设带电小物块运动到时绝缘板的速度为，由动量守恒定律有
解得
由能量守恒定律有
则小物块从开始运动到离开右边界系统产生的热量
宜宾市2023年春期高中教育阶段学业质量监测
高二年级 物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的考号、姓名、班级填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10~13题有多项符合题目要求，其中第10题为选考题，考生只能选其中一题作答。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置（EAST）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A. 核聚变的核反应燃料主要是铀235
B. 核聚变反应过程中没有质量亏损
C. 氘氚核聚变的核反应方程为
D. 相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能少
【答案】C
【解析】
【详解】A．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，故A错误；
B．核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，故B错误；
C．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为
故C正确；
D．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，故D正确；
故选C。
2. 某军事试验场正在平地上试验地对空导弹，若某次竖直向上发射导弹时发生故障，导弹的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 在内导弹处于失重状态
B. 在内导弹静止不动
C. 3s末导弹的加速度方向改变
D. 5s末导弹恰好回到出发点
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图像可知，内导弹向上做匀加速直线运动，加速度方向向上，导弹处于超重状态，故A错误；
B．根据图像可知，在内，导弹以30m/s向上做匀速直线运动，故B错误；
C．图像的斜率表示加速度，斜率的绝对值表示加速度大小，正负表示加速度方向，内，图像斜率一直为负值，即该段时间内，加速度方向始终竖直向下，故C错误；
D．图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，在5s内的位移为
故5s末导弹恰好回到出发点，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B。L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中，已知ab边长为，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行。下列说法正确的是（ ）
A. 该导线受到的安培力大小为BIl，方向垂直于纸面向里
B. 该导线受到的安培力大小为2BIl，方向垂直于纸面向里
C. 该导线受到的安培力大小为3BIl，方向于垂直于ab边
D. 该导线受到的安培力大小为，方向于垂直于ac连线
【答案】B
【解析】
【详解】该通电导线的有效长度为ab，该导线受到的安培力大小为
根据左手定则知安培力的方向垂直于纸面向里。
故选B。
4. 如图所示，轻绳下悬挂一静止沙袋，一子弹水平射入并留在沙袋中，随沙袋一起摆动，不计空气阻力，在以上整个过程中，子弹和沙袋组成的系统（ ）
A. 动量不守恒，机械能守恒
B. 动量守恒，机械能不守恒
C. 动量和机械能均不守恒
D. 动量和机械能均守恒
【答案】C
【解析】
【详解】子弹射入沙袋的过程，动量守恒，子弹与沙袋一起向右摆动过程中，系统的合外力不为零，动量不守恒，由于子弹射入沙袋过程中有阻力做功，所以机械能不守恒。
故选C。
5. 如图所示，木板B放置在粗糙水平地面上，O为光滑铰链。轻杆一端与铰链O连接，另一端连接一质量为m的小球A。现将轻绳一端拴在小球A上，另一端通过光滑的定滑轮由力F牵引，定滑轮位于O的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力F的大小使小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到正下方，木板始终保持静止，则在整个过程中（ ）
A. 外力F逐渐变小
B. 轻杆对小球的作用力大小变小
C. 地面对木板的支持力逐渐变小
D. 地面对木板的摩擦力逐渐变大
【答案】A
【解析】
【详解】A B．对小球A进行受力分析，三力构成矢量三角形，如图所示
根据几何关系可知两三角形相似，因此
缓慢运动过程越来越小，则F逐渐减小，由于OA长度不变，杆对小球的作用力大小不变，故A正确； B错误；
CD．对木板，由于杆对木板的作用力大小不变，方向向右下，但杆的作用力与竖直方向的夹角越来越小，所以地面对木板的支持力逐渐增大，地面对木板的摩擦力逐渐减小。故CD错误。
故选A。
6. 如图所示，在“嫦娥”探月工程中，飞船在轨道I上做圆周运动，到达轨道I的A点时点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道II的近月点B时，再次点火进入近月轨道III绕月做圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 飞船在轨道III上运动时处于平衡状态
B. 飞船在轨道I上通过A点的速率等于在轨道II上通过A点的速率
C. 飞船在轨道II上从A点运行到B点过程中，月球对飞船的引力不做功
D. 飞船在轨道II上通过B点时的加速度等于在轨道III上通过B点时的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．飞船在轨道III上运动时，万有引力充当做圆周运动的向心力，飞船处于失重状态，故A错误；
B．飞船在轨道I上通过 A点要减速做向心运动才能进入轨道II，则飞船在轨道I上通过 A点的速率大于在轨道 II 上通过A点的速率，故B错误；
C．飞船在轨道 II 上从 A点运行到B点过程中， 月球对飞船的引力做正功，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可得
解得
可知，飞船在轨道II上通过B点时的加速度等于在轨道III上通过B点时的加速度，故D正确。
故选D。
7. 一质量为1kg物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取。下列说法正确的是（ ）
A. 在时，物体所受合外力的大小为2N
B. 在时，拉力的功率为4W
C. 从运动到的过程中，物体克服摩擦力做的功为11J
D. 从运动到的过程中，物体的动能最大为2J
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于拉力在水平方向，则拉力做的功为
W = Fx
可看出W—x图像的斜率代表拉力F；则x = 1m时，拉力为
则物体所受合外力的大小为
故A正确；
B．在物体运动的过程中根据动能定理有
解得x = 1m时物体的速度为
v1= 2m/s
则此时拉力的功率为
P = Fv1= 12W
故B错误；
C．从x = 0运动到x = 3m，物体克服摩擦力做的功为
Wf= μmgx = 12J
故C错误；
D．根据W—x图像可知在0-2m的过程中F1= 6N，2-4m的过程中F2= 3N，由于物体受到的摩擦力恒为f = 4N，则物体在x = 2m处速度最大，动能最大，有
则最大动能为
故D错误。
故选A。
8. 白鹤滩水电站是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程，其远距离输电电路示意图如图所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，R表示输电线电阻，则当用户功率增大时（ ）
A. 示数增大，示数减小
B. 示数不变，示数减小
C. 输电线上的功率损失减小
D. 示数的乘积等于示数的乘积
【答案】B
【解析】
【详解】AB．发电机输出电压恒定，则升压变压器的输出电压V1不变。当用户功率增大时，输电线输电功率增大，而V1不变，所以A1增大，输电线电阻R不变，输电线上的电压降增大，降压变压器的输入电压减小，用户端的电压V2减小，同时A2增大以支持用户功率的增大，故A错误，B正确；
C．A1增大，输电线电阻R不变，所以输电线上的功率损失增大，故C错误；
D．V1、A1示数的乘积表示升压变压器的输出功率，V2、A2示数的乘积表示用户端获得的功率，二者数值不相等，其差值为输电线的功率损失，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，在倾角为的光滑固定斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为m和2m，弹簧的劲度系数为k，在外力F的作用下系统处于静止状态。已知弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，则（ ）
A. 外力F的大小为
B. 弹簧的形变量为
C. 若外力F的大小变为，当A、B相对静止时，弹簧弹力的大小为
D. 若外力F的大小变为，当A、B相对静止时，突然撤去外力F的瞬间，物块B的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．对物块A和B整体受力分析，由平衡条件可得，外力的大小为
故A错误；
B．对物块B受力分析，由平衡条件可得，弹簧的弹力为
则弹簧的形变量为
故B错误；
CD．对物块A和B整体受力分析，由牛顿第二定律，得
解得
物块A和B的加速度大小为
对物块B受力分析，由牛顿第二定律
可得，弹簧弹力的大小为
突然撤去外力F的瞬间，弹簧不突变，所以物块B的加速度大小不变，故C错误，D正确。
故选D。
选修3-3】
10. 如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（ ）
A. h中的气体内能增加 B. f与g中的气体温度相等
C. f与h中的气体温度相等 D. f与h中的气体压强相等
【答案】AD
【解析】
【详解】A．当电阻丝对f中的气体缓慢加热时，f中的气体内能增大，温度升高，根据理想气体状态方程可知f中的气体压强增大，会缓慢推动左边活塞，可知h的体积也被压缩压强变大，对活塞受力分析，根据平衡条件可知，弹簧弹力变大，则弹簧被压缩。与此同时弹簧对右边活塞有弹力作用，缓慢向右推动左边活塞。故活塞对h中的气体做正功，且是绝热过程，由热力学第一定律可知，h中的气体内能增加，A正确；
B．未加热前，三部分中气体的温度、体积、压强均相等，当系统稳定时，活塞受力平衡，可知弹簧处于压缩状态，对左边活塞分析
则
分别对f、g内的气体分析，根据理想气体状态方程有
由题意可知，因弹簧被压缩，则，联立可得
B错误；
C．在达到稳定过程中h中的气体体积变小，压强变大，f中的气体体积变大。由于稳定时弹簧保持平衡状态，故稳定时f、h中的气体压强相等，根据理想气体状态方程对h气体分析可知
联立可得
C错误；
D．对弹簧、活塞及g中的气体组成的系统分析，根据平衡条件可知，f与h中的气体压强相等，D正确。
故选AD。
【选修3-4】
11. 某均匀介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上和处，时刻两振源同时开始振动，时刻在x轴上第一次形成如图所示的波形。下列说法正确的是（ ）
A. 波在介质中的传播速度为
B. 振源Q起振方向沿y轴正方向
C. 振源P的振动方程为
D. 两列波在处相遇后，该质点的振动始终减弱
【答案】AD
【解析】
【详解】A．波在介质中的传播速度为
故A正确；
B．因振源Q产生波在t＝3s时刻传到x=6的位置，根据同侧法可知振源Q起振方向沿y轴负方向，故B错误；
C．P振源产生的波的波速为
由图可知振源P的这列波波长为2cm，周期
由图可知，振源P起振方向沿y轴正方向，则振源为P的振动方程为
y＝4sin（πt）cm
选项C错误；
D．两列波在同一介质中传播，则波速相等，在x＝3 cm处相遇时，两振动方向相反，则该质点的振动始终减弱，故D正确。
故选AD。
12. 如图1所示，一光滑轨道由AB、BC和CD段组成。AB段倾角为，BC段水平。质量为m的滑块在顶端A处由静止滑下，经C点飞入空中，最终落在CD段上的E点。不计滑块经过B点的机械能损失和空气阻力，滑块加速度大小a随时间t变化的图像如图2所示，图中的物理量均为已知量，依据图中信息可求得（ ）
A.
B. 滑块在B点的速度大小为
C. C、E两点的高度差
D. 滑块从C点抛到E点，重力的冲量大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图可知，在时间内滑块从A加速到B，则有
在时间内滑块从C到E做平抛运动，则有
联立可得
故A错误；
B．在时间内滑块从A加速到B点，则有
故B正确；
C．在时间内滑块从C到E做平抛运动，则有
故C错误；
D．滑块从C点抛到E点，重力的冲量大小为
故D正确。
故选BD。
13. 如图所示，等边三角形位于竖直平面内，AB边水平，顶点C在AB边上方，3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下，BC边中点N处的电场强度方向竖直向上，A点处点电荷的电荷量的绝对值为q，下列说法正确的是（ ）
A. A点处点电荷为负电荷
B. B点处点电荷负电荷，带电荷量为q
C. C点处点电荷在M点的场强垂直AB向下
D. C点处点电荷的电荷量为
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC．C点的电荷在M点的场强沿CM所在直线，A点处点电荷和B点处点电荷在M点的场强沿AB所在直线，已知M点合电场强度方向竖直向下，则AB两点处的点电荷在M点的合场强为零，即A和 B点处的点电荷为等量同种电荷，则B点处点电荷的电荷量的绝对值为q；C点处的点电荷在M点的场强方向沿CM向下，则 C点处点电荷为正电荷;C点电荷在N点的场强方向沿CB斜向右下，N点的合场强方向竖直向上，则A点处的点电荷和B点处的点电荷在N点的合场强斜向左上，A点处的点电荷在N点的场强沿AN斜向右上，B点处的点电荷在N点的场强沿BN斜向左上，则A、B两点处的点电荷均为正电荷;故AB错误，C正确；
D．设三角形的边长为，由几何关系得
A点电荷在N点的场强大小为
方向沿AN斜向右上，B点电荷在N点的场强大小
方向沿BN斜向左上，设C点电荷的电荷量为Q， C点电荷在N点的场强大小为
方向沿CB斜向右下，则B点电荷和C点电荷在N点的合场强大小斜向左上，大小为
又由几何关系有
联立得
故D正确；
故选CD。
14. 如图所示，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面均与水平面成角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现将质量均为m的金属棒a、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R。先保持棒b静止，将棒a由静止释放，当棒a匀速运动时，再将棒b由静止释放，从棒b释放瞬间开始计时，经过时间，两棒恰好达到相同的速度，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g（ ）
A. 棒a匀速运动时的速度大小为
B. 释放瞬间棒b的加速度大小
C. 两棒恰好达到相同的速度大小为
D. 时间内棒a相对于棒b运动的距离为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．保持棒b静止，将棒a由静止释放，棒ａ切割磁感线产生的感应电动势为
回路中产生的感应电流为
棒ａ受到的安培力为
棒ａ匀速运动时，合力为零，则有
代入数据解得
故A错误；
B．棒ｂ由静止释放，由左手定则可知棒ｂ所受安培力方向沿斜面向下，ａ、ｂ棒串联电流相等，两者的安培力大小相等，对ｂ利用牛顿第二定律有
代入数据解得
故B正确；
C．对a、b棒分别利用动量定理，取沿斜面向下为正方向，则有
两式联立，解得
故C正确；
D．从b棒利用动量定理，取沿斜面向下为正方向，则有
已知
代入数据解得
由法拉第电磁感应定律则有
由闭合电路欧姆定律则有
电量为
联立方程可得
而
代入数据解得
故D错误。
故选BC。
二、实验探究题：本题共2小题，共16分。
15. 某研究性学习小组用图甲装置测定当地重力加速度，其主要操作步骤如下：
①将电磁铁（小铁球）、光电门调节在同一竖直线上；
②切断电磁铁电源，小铁球由静止下落，光电计时器记录小铁球通过光电门的时间t，并用刻度尺测量出小铁球下落前和光电门间的距离h；
③改变光电门的位置，重复②的操作，测出多组h和t；
④计算出小铁球每次通过光电门的速度v，作出图像。
请结合以上操作，回答以下问题：
（1）用游标卡尺测小球的直径，如图乙所示，则d=______________mm；
（2）根据数据作出图像如图丙，求出当地重力加速度g=______________；
（3）该实验装置_______________（选填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律。
【答案】 ①. 10.0 ②. 9.72 ③. 能
【解析】
【详解】（1）[1]由图可读出
（2）[2]根据
结合图像斜率可知
（3）[3]通过光电门可计算出小球的速度，可通过验证
来验证机械能守恒定律。
16. 某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验。
（1）该同学用多用表的欧姆“×1”挡粗测该金属丝的阻值如图所示，由图可知其阻值为______。
（2）该同学为了精确地测量金属丝的电阻率，先用螺旋测微器测量其直径，测量结果如图所示，由图可知其直径为______。然后用如图所示的电路图测量金属丝的电阻，供选择的仪器如下：
①电流表（内阻为r）；
②电流表（内阻未知）；
③滑动变阻器（阻值范围）；
④滑动变阻器（阻值范围）；
⑤蓄电池（）；⑥电键S及导线若干。
（3）滑动变阻器应选择_________（选填“”或“”）；在图丙中的“⚪”内标出两个电流表和的位置________。
（4）闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录、的读数、，通过调节滑动变阻器，得到多组实验数据；以为纵坐标，为横坐标，做出的图像如图所示。根据图像的斜率k、电流表的内阻r、金属丝的直径D、金属丝连入电路的长度L，可计算出金属丝的电阻率_________（用k、r、D、L表示）。
【答案】 ①. 6 ②. 3.205 ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]欧姆表读数为：示数倍率，即可得由图可知其阻值为
（2）[2]根据螺旋测微器的读数规则可知，由图可知其直径为
（3）[3][4]由电路图可知， 滑动变阻器分压式接入电路时，应选择小量程的滑动变阻器，即R2。电流表A1的内阻已知，可当电压表使用，故可得图乙中两个电流表A1和A2的位置如下图所示
（4）[5]由欧姆定律可得
故有
变形有
即
则丙图中
又
解得
三、计算题：本题共4小题，共45分。要求写出必要的文字说明、公式，只有答案的不给分。其中第16题为选考题，考生只能选其中一题作答，若两道题均解答了只以第一道题[选修3-3]为准。
【选修3-3】
17. 如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降，左侧活塞上升。已知大气压强为，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）最终汽缸内气体的压强；
（2）弹簧的劲度系数。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对左右气缸内所封的气体，初态压强
p1=p0
体积
末态压强p2，体积
根据玻意耳定律可得
解得
（2）对左侧活塞受力分析可知
解得
【选修3-4】
18. 如图所示为一透明介质，横截面为直角三角形ABC，一细束单色光PD从AC边上中点D射入介质，经AC折射后的光线照到BC边的中点时恰好发生全反射。若，，光在真空中传播的速度大小为c，求：
（1）介质对该单色光的折射率多大；
（2）单色光从D点开始到第一次离开介质时所用的时间多长。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）作出光路如图所示
因为D为AC边的中点，E为BC边的中点，则DE∥AB，由几何关系可知
光线在E点恰好发生全反射，则有
（2）由
可得
由几何关系可知，该光线在介质中传播的路程为
该光线在介质中的传播速度大小为
色光从点开始到第一次离开介质时所用的时间为
19. 如图所示，一可视为质点的遥控电动赛车，从A点由静止开始，以恒定功率P沿水平地面向右加速运动，当到达固定在竖直面内的光滑半圆轨道最低点B时关闭发动机，赛车恰好能通过最高点C（BC为半圆轨道的竖直直径）。已知赛车的质量为m，半圆轨道的半径为R，A、B两点间的距离为2R，赛车在地面上运动时受到的阻力大小恒为车重的，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）赛车通过C点后落回水平地面位置距B点的距离；
（2）赛车从A点运动到B点的时间。
【答案】（1）2R；（2）
【解析】
【详解】（1）赛车恰好能通过最高点C，有
解得
赛车通过C点后，有
解得
（2）设赛车从A点运动到B点的时间为t，由动能定理有
解得
20. 如图所示，水平直线下方有竖直向上的匀强电场，电场强度，上方有方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度。现将一比荷的正电荷从电场中距离为的点由静止释放，在点右方处有一垂直于的足够大的挡板，不计重力。求：
（1）电荷到达直线时的速度大小；
（2）电荷在磁场中运动的时间（不考虑电荷与挡板碰后的反弹）。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，设电荷到达直线时的速度大小为，由动能定理有
其中
解得
（2）根据题意，电荷进入磁场后，由牛顿第二定律有
解得
周期为
由题意点到挡板的水平距离为
则有
可知，电荷射入磁场后在电场和磁场中来回穿越，最后水平打到挡板上，运动轨迹如图所示
则电荷在磁场中运动的时间为
21. 如图甲，一质量为m足够长绝缘板静止在光滑水平面上，板的左端有一个质量为m的带电小物块，其电荷量为。距绝缘板左端l到2l之间存在电场和磁场，匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向下。现让带电小物块在水平恒力的作用下从静止开始向右运动。小物块到达电、磁场区域的左边界时刻，撤去水平恒力，此时绝缘板的速度大小为。带电小物块从开始运动到前进2l的过程中，速度随位移变化的图像如图乙，其中AB段为直线。求：
（1）小物块到达电、磁场区域的左边界前，绝缘板的加速度a的大小；
（2）水平恒力F的大小；
（3）小物块从开始运动到离开右边界系统产生的热量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，带电小物块进入电、磁场区域之前做匀加速直线运动，结合图乙，由公式可得，匀加速的时间为
对绝缘木板，由运动学公式可得，绝缘板的加速度a的大小为
（2）对带电小物块，由运动学公式可得，带电小物块的加速度为
设小物块与绝缘板之间的摩擦力为，由牛顿第二定律，对小物块有
对绝缘板有
解得
（3）根据题意可知，带电小物块从开始运动到前进过程中，绝缘板移动的距离为
则产生的热为
进入电、磁场区域后，撤去外力，对带电小物块和绝缘板整体受力分析，竖直方向上有
水平方向不受外力，则带电小物块与绝缘板组成的系统动量守恒，设带电小物块运动到时绝缘板的速度为，由动量守恒定律有
解得
由能量守恒定律有
则小物块从开始运动到离开右边界系统产生的热量
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