2021-2022学年云南省曲靖市富源县第一中学高二（下）期中物理试题含解析

云南省曲靖市富源县第一中学2021-2022学年高二（下）期中物理试题考试时间：90分钟，试卷总分：100分

一、选择题（共48分，每小题4分，1-8题只有一个选项符合要求，9-12题有多个选项符合要求）

1. 以下对某原子核衰变的描述中正确的是（　　）

A. 放出一个粒子后，原子核的中子数减1，原子序数少1

B. 放出一个粒子后，原子核的质量数少4，核电荷数少2

C. 放出一个粒子后，原子核的质量数不变，核电荷数加1

D. 放出一个粒子后，原子核的中子数加1，原子序数少1

【答案】B

【解析】

【详解】AD．放出一个β粒子后，质量数不变，电荷数多1，则原子序数多1，中子数少1，故AD错误；

BC．放出一个α粒子后，原子核的质量数少4，核电荷数少2，故B正确，C错误；

故选B。

2. 以下现象中能说明分子间存在斥力的是（    ）。

A. 气体总是很容易充满容器

B. 水的体积很难被压缩

C. 两根玻璃棒用力挤压不能粘合在一起

D. 破镜不能重圆

【答案】B

【解析】

【分析】本题考查分子动理论相关知识，分子动理论内容为：物质由大量分子组成；分子在永不停息地做无规则运动；分子间存在有相互作用力，分子间引力和斥力同时存在，实际分子力是引力和斥力的合力，根据实验现象进行分析。

【详解】A．气体总是很容易充满容器，说明分子间作用力很小，气体分子在做无规则运动，不能说明分子间存在斥力，故A错误；

B．水分子间有间隙，但水的体积很难被压缩，说明分子间存在有斥力，故B正确；

C．分子间存在有相互作用力，但分子间能发生作用的距离范围很小，两根玻璃棒用力挤压在一起，因为它们分子间的距离远大于分子间的作用距离，不能自然地对接在一起，并不能说明它们分子间存在有斥力，故C错误；

D．破镜不能重圆，是因为分子间的距离远大于分子间的作用距离，故D错误。

故选B。

3. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波，波速为4m/s。P、Q是介质中平衡位置分别处在m和m的两个质点，某时刻波形如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 这列波的振幅为4cm B. 这列波的周期为8s

C. 此时质点P的加速度为0 D. 此时质点Q沿y轴正方向运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．振幅等于y的最大值，故这列波的振幅

故A错误；

B．由图可知，波长

由波速公式

解得周期

故B错误；

C．此时质点P位于正向最大位移处，加速度最大，故C错误；

D．简谐机械横波沿x轴负方向传播，由波形平移法得知，此时质点Q沿y轴正方向运动，故D正确。

故选D。

4. 倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是（    ）

A. 木块受到的摩擦力大小是mgcosα

B. 木块对斜面体的压力大小是mg sinα

C. 桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin αcosα

D. 桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g

【答案】D

【解析】

【详解】A．B．先对木块m受力分析，受重力mg、支持力N和静摩擦力f，根据平衡条件，有：

，

根据牛顿第三定律，木块对斜面体的压力大小是

故AB错误；

C．D．对M和m整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡，故桌面对斜面体的支持力为

静摩擦力为零，故C错误，D正确。

故选D。

【点睛】本题关键灵活地选择研究对象，运用隔离法和整体法结合求解比较简单方便。

5. 2021年4月，我国空间站的“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（　　）

A. 核心舱的质量和地球半径 B. 核心舱的质量和绕地球运行周期

C. 核心舱绕地球运行的角速度和半径 D. 核心舱绕地球运行的周期和距地高度

【答案】C

【解析】

【详解】根据核心舱做圆周运动的向心力由地球的万有引力提供，可得

可得

可知已知核心舱的质量和绕地半径、已知核心舱的质量和绕地周期以及已知核心舱绕地球运行的周期和距地高度，都不能求解地球的质量；若已知核心舱的绕地角速度和半径可求解地球的质量。

故选C。

6. 如图所示，两个静止的带等量正电的点电荷，O点为两点电荷连线中点，M、P两点均在连线上且关于O点对称，N点位于两点电荷连线的中垂线上。下列说法正确的是（　　）

A. M点的场强与P点的场强相同 B. O点的场强与N点的场强相同

C. M点的电势比O点的电势低 D. N点的电势比O点的电势低

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据等量同种电荷场强分布可知，M点的场强与P点的场强大小相同，方向相反，故A错误；

B．等量同种电荷中垂线上，两点电荷连线中点场强为零，N点场强不为零，故B错误；

C．两个静止的带等量正电的点电荷MO之间的场强方向为M指向O，沿着电场线方向电势降低，因此M点电势高于O点，故C错误；

D．等量同种电荷中垂线电场线方向为O指向N，因此N点电势比O点低，故D正确。

故选D。

7. 甲、乙两车在平直公路上行驶,二者的位置—时间（x—t）图象如图所示,则下列说法正确的是（  ）

A. 0～8 s内,甲、乙两车位移相同

B. 8 s末,甲车的速度大小小于乙车的速度大小

C. 0～2 s内,甲车的位移大小小于乙车的位移大小

D. 0～8 s内,甲、乙两车的平均速度大小相等,但方向相反

【答案】D

【解析】

【详解】A.8 s末，甲车的位置在40 m处，乙车的位置在0 m处，0~8 s内，两车位移大小均为40 m，方向相反，故A错误；

B.根据“位置—时间图象的切线斜率表示速度”可知，8 s末，甲车的速度大小大于乙车的速度大小，故B错误；

C.由图象可以看出，0~2 s内，甲车的位移大小大于乙车的位移大小，故C错误；

D.根据速度公式，由于0～8 s内，甲、乙两车位移大小均为40 m，方向相反，故两车的平均速度大小相等，但方向相反．故D正确．

故选D

8. 下列说法正确的是（  ）

A. 电流通过导体的热功率与电流大小成正比

B. 力对物体所做的功与力的作用时间成正比

C. 电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比

D. 弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比

【答案】C

【解析】

【详解】A.根据公式可得在电阻一定时，电流通过导体的发热功率与电流的平方成正比，A错误；

B.根据公式可得，力对物体所做的功与力的作用时间无关，B错误；

C.根据公式可得电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比，C正确；

D.弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量无关，和弹簧的自身因素有关，D错误；

故选C。

【点睛】掌握这些物理量的定义式或计算式，了解公式中各量的含义，能更好的理解并能灵活应用．

9. 如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和 L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是（ ）

A. L1所受磁场作用力的方向与 L2、L3所在平面垂直

B. L3所受磁场作用力的方向与 L1、L2所在平面垂直

C. L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为

D. L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1受力分析，如图所示，可知L1所受磁场力的方向与L2、L3所在的平面平行，故A错误；

B．对L3受力分析，如图所示，可知L3所受磁场力的方向与L1、L2所在的平面垂直，故B正确；

CD．设三根导线两两之间的相互作用力为F，则L1、L2受到的磁场力的合力等于F，L3受的磁场力的合力为，即L1、L2、L3单位长度受到的磁场力之比为，故C正确，D错误．

【点睛】先根据安培定则判断磁场的方向，再根据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向，再由左手定则判断安培力的方向，本题重点是对磁场方向的判断、大小的比较．

10. 如图甲所示，一长木板静止在水平地面上，在时刻，一小物块以一定速度从左端滑上长木板，之后长木板运动图像如图乙所示，已知小物块与长木板的质量均为，已知木板足够长，g取，则（　　）

A. 小物块与长木板间动摩擦因数

B. 在整个运动过程中，物块与木板构成的系统所产生的热量

C. 小物块的初速度为

D. 运动过程中木板所受摩擦力的冲量为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由乙图可知，木板先做匀加速运动，再做匀减速运动，故可知地面对木板有摩擦力，在0~2s内，木板受物块向右的摩擦力和地面向左的摩擦力而做匀加速运动，加速度为

对木板，根据牛顿第二定律，有

在2~3s内，木板与物块相对静止，受地面摩擦力做匀减速运动，加速度为

即加速度大小为，方向向左，对整体，根据牛顿第二定律，有

联立以上各式，解得，故A正确；

C．对物块，在0~2s内，受木板的摩擦力作用而做匀减速运动，由牛顿第二定律，有

解得，由速度公式可得

故C正确；

B．最后木板与物块均静止，故在整个运动过程中，物块与木板构成的系统所产生的热量等于物块的初动能，即

故B错误；

D．整个运动过程中，以向右为正，物块对木板摩擦力的冲量为

地面对木板摩擦力的冲量为

因此木板受到的摩擦力的总冲量为

故D错误。

故选AC

11. 下列关于功和机械能的说法，正确的是

A. 在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功

B. 合力对物体所做的功等于物体动能的改变量

C. 物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关

D. 运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量

【答案】BC

【解析】

【详解】试题分析：A、重力做功是重力势能变化的量度，即任何情况下重力做功都等于重力势能的减小量，故A错误；

B、根据动能定理，有合力对物体所做的功等于物体动能的改变量，故B正确；

C、重力势能具有系统性和相对性，即物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关，故C正确；

D、只有机械能守恒时，才有动能的减少量等于重力势能的增加量，故D错误；

故选BC．

12. 如图所示，平行倾斜导轨与足够长平行水平导轨平滑连接，导轨光滑且电阻不计，质量为m的金属棒b静止在水平导轨上，棒与导轨垂直。图中EF虚线右侧有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为2m的金属棒a垂直放置于倾斜导轨上并由静止释放,释放位置与水平导轨的高度差为h。金属棒a进入磁场后始终与金属棒b不发生碰撞,重力加速度为g，则下列说法中正确的是（    ）

A. 金属棒a在下滑过程中机械能守恒

B. 金属棒a进入磁场后ab棒组成的系统机械能守恒

C. 整个过程两金属棒a、b上产生的焦耳热为

D. 金属棒a进入磁场后，加速度减为最大加速度一半时的速度为

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．金属棒a在下滑过程中，只有重力做功，则机械能守恒，A正确；

B．金属棒a进入磁场后ab棒组成的系统会产生电能，则机械能减小，B错误；

C．金属棒下落到底端时的速度

当进入磁场后，a棒减速运动，b棒加速运动，则当两棒共速时达到稳定状态，此时由动量守恒定律

整个过程两金属棒a、b上产生的焦耳热为

C正确；

D．设回路总电阻为R，金属棒刚进入磁场时的加速度

金属棒a进入磁场后，加速度减为最大加速度一半时，即

此时对a

由动量守恒

解得金属棒a速度为

D正确。

故选ACD。

二、实验题（共15分，13题6分，14题9分）

13. 某物理兴趣小组用落体法测量天门市的重力加速度，装置如图甲所示。打点计时器所接交流电源的频率为f。

（1）实验中打出的一条纸带如图乙所示，O为打的第一个点，在离O点较远处，每隔一个点取一个计数点，分别取为A、B、C，测得A、B两点的距离为x1，B、C两点的距离为x2，则打点计时器打B点时，重物的速度大小为_______。

（2）测出打点计时器打多个计数点时重物的速度大小v及对应重物下落的高度h，作出的v2-h图像如图丙所示。若当地的重力加速度大小为g，重物下落过程中所受阻力可忽略，则v2-h图线的斜率为______。

（3）实验中发现，重力加速度的测量值比天门市实际的重力加速度小，其主要原因是重物下落过程中受到阻力的作用。已知重物的质量为m，则重物下落过程中所受阻力大小为______。（用x1、x2、m、f、g表示）

【答案】    ①.     ②. 2g    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]打点计时器打B点时，重物的速度大小为

（2）[2]根据自由落体运动规律有

即v2-h图线的斜率为2g。

（3）[3]根据匀变速直线运动规律的推论可得重物下落的加速度大小为

设重物下落过程中所受阻力大小为F， 根据牛顿第二定律有

解得

14. 某兴趣小组想测量电阻的阻值（约为1千欧）

（1）该小组设计了如图所示的电路图，其中电流表满偏电流为，内阻。在该实验中，认为当变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，两点间的电压保持不变；请从下列滑动变阻器中选择最恰当的是：___________（填“A”、“B”或者“C”）；

A．变阻器   B．变阻器     C．变阻器

（2）连接好线路后，先将变阻器滑片P调到最左端，并将电阻箱R的阻值调到___________（填“0”或“最大”），然后闭合电键S，调节P，使电流表满偏，此后滑片P保持不动；

（3）在保证滑动变阻器滑片不动的前提下，调节电阻箱R的阻值，记录多组电阻箱R的阻值和对应的电流值，以R为横坐标、为纵坐标进行描点、连线得到一条倾斜直线，已知该直线的斜率为k，则待测电阻___________（用题中给出的字母表示）。

【答案】    ①. C    ②. 0    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]当变阻器的滑片P不动时，无论电阻箱的阻值如何增减，两点间的电压保持不变，滑动变阻器分压式连接待，测阻值较大，滑动变阻器阻值越小越好，故选C；

（2）[2]滑动变阻器分压式连接到电路中，滑动变阻器调到最左端两点间的电压为零，电阻箱R的阻值调到0，然后闭合电键S，调节P，使电流表满偏，故选填“0”。

（3）认为两点间的电压保持不变，根据欧姆定律可得

整理得

以R为横坐标、为纵坐标进行描点、连线得到一条倾斜直线，已知该直线的斜率为k，故待测电阻

三、计算题（共34分，15题15分，16题19分）

15. 一竖直放置．缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分割成Ⅰ．Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为，如图（a）所示．若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体体积之比为3∶1，如图（b）所示．设外界温度不变．已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量。

【答案】

【解析】

【详解】设活塞的质量为m，气缸倒置前下部气体的压强为，倒置后上下气体的压强分别为、，由力的平衡条件有

，

倒置过程中,两部分气体均经历等温过程,设气体的总体积为V0,由玻意耳定律得

，

解得

16. 如图所示，小孩与冰车静止在冰面上，大人用N的恒定拉力，使小孩与冰车沿水平冰面一起滑动。已知拉力方向与水平冰面的夹角，小孩与冰车的总质量kg，冰车与冰面间的动摩擦因数，重力加速度m/s2，，。求：

（1）小孩与冰车所受支持力的大小；

（2）小孩与冰车加速度的大小a；

（3）s内合力所做的功W。

【答案】（1）N；（2）m/s2；（3）J

【解析】

【详解】（1）冰车和小孩受力如图所示，

竖直方向合力为零

解得

N

（2）水平方向根据牛顿第二定律

由滑动摩擦力公式

联立得

m/s2

（3）由牛顿第二定律有

由功的定义式得

由位移公式得

联立解得

J

17. 离子注入是芯片制造中一道重要工序，简化的注入过程原理如图所示。静止于A处的离子，经电压为U的电场加速后，沿图中半径为R的圆弧虚线通过磁分析器，然后从M点垂直CD进入矩形CDQS有界匀强电场中，最后恰好打在Q点。已知磁分析器截面是四分之一圆环，内部为匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里；匀强电场沿水平方向，，。整个装置处于真空中，离子重力不计。

（1）在图中标出匀强电场的场强方向，并简要说明判断依据；

（2）求通过磁分析器的离子比荷；

（3）求矩形区域内匀强电场场强大小E。

【答案】（1）见解析所示；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）如图所示，匀强电场的方向水平向左

离子经过磁分析器的过程中由左手定则，可判断离子带正电；离子进入匀强电场打在Q点，说明离子受电场力方向水平向左，可判断场强方向水平向左；

（2）离子质量为m，电荷量为q，离开加速场时速度为v，在加速电场中，由动能定理有

在磁分析器中，洛伦兹力提供向心力有

联立解得

（3）离子在匀强电场中运动时，水平方向做匀加速运动

竖直方向做匀速运动

联立解得