2021-2022学年河南省安阳市高二下学期阶段性考试（五）物理试题含答案

河南省安阳市2021-2022学年高二下学期阶段性考试（五）

物理

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，第8~10题有多个选项符合要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 运动和受力是物理学打开世界大门的关键钥匙，物体在不同受力情况下的运动形式和规律不尽相同。下列说法正确的是（　　）

A. 乒乓球从某高度静止释放一定做自由落体运动

B. 小球在恒定的合外力作用下可能匀速圆周运动

C. 带电粒子在电场中运动一定受到电场力的作用

D. 通电直导线在磁场中运动一定受到安培力的作用

2. 地球的同步卫星位于赤道上空，随地球同步转动。如图所示，同步卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，经过t时间转过的弧长为l。已知地球的半径为R，下列说法正确的是（　　）

A. 地球所有同步卫星的速度均相同

B. 同步卫星在高空绕行的角速度为

C. 同步卫星在高空的向心加速度为

D. 地球赤道表面的向心加速度为

3. 如图所示，质量m=1kg的物块开始静止在水平面上的A点，现对物块施加一功率恒为P=50W的水平外力，物块经过后到达接有小圆弧的B点时恰好匀速，之后撤去外力，物块滑上足够长倾角为θ=37°的斜面。已知物块和所有接触面之间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度g取，sin37°=0.6，物块可视为质点，不计空气阻力，则物块从开始运动到滑上斜面第一次减速为零所用时间为（　　）

A. 1.2s B. 1.5s C. 2.0s D. 2.5s

4. 如图所示，理想变压器的原，副线圈的匝数之比为，原线圈接有正弦交变电压，电容器C的最大耐压值为300V，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是（　　）

A. ，均断开，副线圈中的交流电频率小于50Hz

B. ，均断开，电压表和电流表示数均为0

C. ，均闭合，副线圈中电容器C会被击穿损坏

D. ，闭合前后，副线圈中电压表的示数会发生变化

5. 如图所示，质量为m的长木板C放置在倾角为θ的斜面上，C表面有两个轻质带正电物块A和B，两物块的电荷量均为+q。B物块表面光滑，通过与斜面平行的轻质杆与A连接，整个装置处于竖直向下的匀强电场（未画出）中且保持静止状态，电场强度为E。已知重力加速度为g，不计A、B间库仑力，下列说法正确的是（　　）

A. 轻质杆对物块A的作用力大小为qEsinθ

B. 长木板C受到斜面摩擦力大小为mgsinθ

C. A和B物块系统受到C的摩擦力大小为2mgsinθ

D. A物块受到长木板C的作用力大小为qE

6. 如图所示为一个体能游戏装置的简化图，固定在水平地面上的斜面倾角为，斜面上放置一个质量为的重物，重物与斜面之间的摩擦可忽略不计。重物通过与斜面平行的轻绳绕过光滑定滑轮与一个手梯相连，手梯悬空，质量为。某次游戏中，一位选手开始时恰好静止在手梯上（未画出），等待片刻后选手开始竖直向下做匀加速直线运动，此时M获得最大加速度沿斜面下滑。已知重力加速度g取，所有运动均在同一竖直面内进行，不计空气阻力，则这位选手此时的加速度至少为（　　）

A.  B.  C.  D.

7. 如图1所示，光滑的水平面上静置一斜面，一个小物块放置在距离水平面高处的光滑斜面上，小物块由静止释放，滑至斜面底部后与斜面分离，此时小物块相对地面的水平位移为。改变小物块在斜面上的高度，得到小物块的水平位移和高度的关系图像如图2所示，图中、为已知量。已知斜面与小物块的质量之比为，关于小物块下滑的过程，下列说法正确的是（　　）

A. 斜面对小物块做正功

B. 斜面倾角的正弦值为

C. 斜面倾角正弦值为

D. 小滑块与斜面组成的系统动量守恒

8. 如图所示，在水平台面上固定一个光滑圆弧支架，圆弧上有一个小圆环被轻弹簧系住，轻弹簧的悬点O固定在圆弧圆心的正上方。现将小圆环拉至圆弧支架的最左端从静止释放，小圆环通过圆弧支架最高点时弹簧处于压缩状态，之后在圆弧支架两侧往复滑动，水平台面始终保持静止，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 在一个周期内小圆环有四次经过其机械能最大的位置

B. 小圆环运动过程中速度达到最大时所受合外力为0

C. 轻弹簧在支架两端的拉伸量大于在最高点的压缩量

D. 小圆环在通过支架最高点之前速度可能会一直增大

9. 氢的同位素在自然界中广泛存在，尤其是氘核可通过液氢低温精馏获得。现有两个氘核均以的动能对心正碰，发生核反应产生的核能全部转化为生成物和核子X的动能。已知的质量为，的质量为，核子X的质量为，，则下列说法正确的是（　　）

A. 核反应产生的能量全部来自质量亏损

B. 核子X是查德威克发现的

C. 核反应产物的动能约为

D. 核反应产物X的动能约为

10. 如图所示，光滑且不计电阻的导轨，一端接有定值电阻R=2Ω，导轨的宽度为l=0.5m，整个空间存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B=5T。在导轨上有一与导轨接触良好的足够长金属棒PQ，且与导轨夹角为θ（锐角），现用外力使PQ做匀速直线运动，速度大小为v=2m/s，方向与导轨平行。已知金属棒单位长度电阻为r=2Ω。则下列说法正确的是（　　）

A. 不论θ如何改变，回路中的电流恒为

B. θ减小，PQ金属棒两端的电压减小

C. 改变θ角，PQ金属棒上消耗的最大电功率为

D. 改变θ角，PQ金属棒上消耗的最大电功率为

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第11~15题为必考题，每个试题考生都必须作答。第16、17题为选考题，考生根据要求作答。

（―）必考题：共55分。

11. 某同学在学完动量定理一节内容后，考虑到可以使用冲量表征物体之间碰撞的动量变化，于是便设计了如下实验：

①如图1所示，将质量为的小车从圆弧轨道某高处静止释放，小车经过点滑行一段距离后停在水平轨道上的点，测得；

②如图2所示，在水平轨道的点位置固定一个竖直挡板，测得，将小车从圆弧轨道相同的高度由静止释放，小车与挡板碰撞后停在点，测得；

③查阅资料，获得小车与水平轨道之间的阻力大小恒为。

结合实验过程，回答下列问题：

（1）根据实验步骤①可知小车通过点时的动量大小为________。

（2）根据实验步骤②和③可知小车撞击挡板过程中，所受外力冲量的大小为________。

（3）使用（2）中的冲量大小表示挡板对小车的作用效果与真实效果相比________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）

12. 实验室中有一灵敏电流计G，量程为100mA，内阻约为200Ω，现准备较为精确地测量该灵敏电流计的内阻，使用定值电阻将灵敏电流计改装后接入电路中，实验部分器材的参数如下：

A．蓄电池（电动势约为9V）

B．定值电阻

C．定值电阻

D．标准电流表A（量程0.3A）

E．电阻箱R（0~999.9Ω）

回答下列问题：

（1）较为准确地测量G的内阻，电路图应选择图________（选填“1”或“2”），定值电阻应选择________（选填“”或“”）

（2）开始实验，调节滑动变阻器阻值至最大，将开关闭合，然后将开关拨向________（选填“1”或“2”），调节滑动变阻器，使电流表A的示数为I；然后将开关拨向另一端，调节电路中某元件，使得电流表示数仍为I。

（3）实验结束后，电阻箱的示数为，则灵敏电流计的内阻为________（用题中所给符号表示）。

13. 如图1所示，单匝矩形导轨的两侧分别接有电阻和，矩形导轨中央虚线区域磁场的有效面积，磁感应强度B随时间t的变化如图2所示。不计其他一切电阻，求：

（1）回路中电流的有效值是多少（可用根式表示）；

（2）一个周期内整个回路中产生的热量为多大（可用分式表示）。

14. 如图所示，两平行直线ab、cd之间存在垂直纸面向外、磁感应强度为B匀强磁场，ab上方存在竖直向下与ab垂直的匀强电场，在匀强电场中到ab距离为d的粒子源垂直电场线水平向右发射出速为的带电粒子，经电场偏转后与ab成θ角射入匀强磁场，并从磁场的下边界cd射出，射出方向与磁场边界dc的夹角也为θ，ab、cd之间的宽度也为d，不计粒子的重力及粒子间相互作用。

（1）判断粒子的电性，并求粒子的比荷；

（2）求电场强度E的大小。

15. 如图所示，在直角平面坐标系xOy的第二象限中有沿+x方向的匀强电场，质量为m，电荷量为q的粒子第一次从M（﹣d，0）点以初速度垂直x轴进入匀强电场，经过N（0，2d）点后飞离匀强电场，此时撤去匀强电场，在x轴上放置一点电荷（大小未知），粒子从N开始做匀速圆周运动，从x轴上的A点（图中未画出）沿﹣y方向离开第一象限。第二次从M点释放一个相同的粒子，重复第一次的运动从N点飞离，此时撤去匀强电场，在第一象限内放置另一点电荷，粒子做匀速圆周运动一段时间后撤去，最后粒子从x轴上的B点（图中未画出）离开第一象限，粒子在B点的速度方向指向右下方，与﹣y方向夹角为30°。已知静电力常量为k，不计粒子的重力及其他阻力，求：

（1）粒子从N点飞离时速度v的大小和方向；

（2）x轴上点电荷的电性和电荷量大小；

（3）第二次粒子从x轴离开位置B点的横坐标。

（二）选考题：共15分。请考生从给出的16、17两道题中任选一题作答。如果多选，则按所做的第一题计分。

[选修3-3]

16. 如图所示，方形冰块恰好嵌在开口向上的玻璃杯底部，然后玻璃杯开口处用杯盖紧封，将含冰块的玻璃杯置于稳定的室温下，一段时间后玻璃杯内外刚好达到热平衡。在这个过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 玻璃杯中物质的内能先增大后减小

B. 冰在融化过程中，分子的平均动能不变

C. 玻璃杯中物质的分子平均动能一直增大

D. 玻璃杯中的冰块一定是晶体

E. 玻璃杯中的水面最终一定是曲面

17. 如图所示，细绳绕过光滑定滑轮在水面下拴接着一个轻质导热汽缸，汽缸底部侧面有小孔与外界液体相通，紧挨着汽缸下方固定有一个梯形重物，重物的质量为m=5t，体积为。初始时，汽缸内理想气体的体积为，汽缸内的液面到水面的高度为H=15m，汽缸和重物在细绳的拉力作用下静止不动，此时细绳与竖直方向夹角均为37°；之后缓慢拉动细绳，直到细绳拉力为0。已知水的密度为，大气压强为，重力加速度g取，sin37°=0.6，水温恒定。求：

（1）初始时每根细绳的拉力大小T；

（2）最后汽缸内液面距水面的高度h。

[选修3-4]

18. 已知一列振幅为10cm的简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形图如图所示，此时简谐横波刚好传到6cm处的质点P，经过1.5s后，位于8cm处的质点Q位移第二次变为5cm。下列说法正确的是（　　）

A. 质点Q的起振方向竖直向下

B. 该简谐横波振源的频率为1.2Hz

C. 该简谐横波的波速为5cm/s

D. 质点P的振动方程为

E. 经过1.3s后质点Q的路程为30cm

19. 如图所示，ABCD为直角梯形棱镜的横截面，直角梯形的底角为，，。一束复色光垂直AD入射，经过中点时，a光（图中未画出）发生折射后射出棱镜，b光（图中未画出）恰好发生全反射并从CD边射出棱镜，已知a、b两束光的夹角为75°，不考虑a光在棱镜中的反射。求：

（1）棱镜对a光折射率；

（2）a、b两束光在棱镜中传播的时间之比。

参考答案

1. 【答案】C
2. 【答案】B
3. 【答案】D
4. 【答案】C
5. 【答案】A
6. 【答案】B
7. 【答案】B
8. 【答案】AC
9. 【答案】ABD
10. 【答案】C
11. 【答案】    ①.     ②.     ③. 偏小
12. 【答案】    ①. 2    ②.     ③. 1    ④.
13. 【答案】（1）；（2）

【详解】（1）由图可得，0~1s内，电路的感应电动势为

则感应电流为

同理可得，1~3s内，电路的感应电动势为

则感应电流为

设感应电流的有效值为I，由电流的热效应得

解得

（2）一个周期内整个回路中产生的热量为

14. 【答案】（1）粒子带正电，；（2）

【详解】（1）粒子在电场中的偏转方向与电场方向相同，可知粒子带正电；

经电场偏转后与ab成θ角射入匀强磁场，设进入磁场时的速度为v，则

设粒子在磁场中运动的半径为R，由牛顿第二定律得

粒子射出方向与磁场边界dc的夹角也为θ，由几何关系得

解得

（2）设粒子在电场中运动的加速度为a，牛顿第二定律得

粒子在电场中做类平抛运动，有

经电场偏转后与ab成θ角射入匀强磁场，则

解得

15. 【答案】（1），速度与x轴正方向夹角为；（2）负电，；（3）

【详解】（1）依题意，知粒子受到水平向右的电场力作用，粒子带正电且在匀强电场中做类平抛运动，有

联立求得

则粒子从N点飞出时，沿y轴正方向的分速度大小为

故

设粒子飞出时速度与x轴正方向夹角为，则有

（2）由于粒子带正电，根据匀速圆周运动特点知，点电荷对粒子的库仑力为引力，则点电荷带负电，由几何知识求得，粒子做匀速圆周运动的半径为

根据库仑力提供粒子做匀速圆周运动的向心力，可得

求得

（3）依题意，可作出粒子运动轨迹如图所示

若在第一象限内放置另一点电荷，由于粒子飞入第一象限的速度不变，根据库仑力提供向心力，可得此时粒子做匀速圆周运动的半径为

则B点的横坐标为

根据几何知识可得

可得

16. 【答案】BDE
17. 【答案】（1）6250N；（2）2.5m

【详解】（1）由平衡条件可知

其中

解得

T=6250N

（2）当细绳的拉力为零时

对气体由玻意耳定律可知

解得

h=2.5m

18. 【答案】ACE
19. 【答案】（1）；（2）

【详解】（1）光路图如图所示

由题可知a光的入射角和折射角分别为

，

根据光的折射定律可知折射率

（2）由于b光恰好达到临界角，因此折射率为

由几何关系可知，a光和b光在介质中光程分别为

，

a、b两束光在棱镜中传播的时间之比

而

，

代入数据解得