河南省开封市五县部分学校2022-2023学年高二下学期第二次联考物理试卷(含答案)

河南省开封市五县部分学校2022-2023学年高二下学期第二次联考物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、关于物理学发展的相关内容，下列说法错误的是(   )

A.1837年爱因斯坦在研究电磁波的实验中发现了光电效应现象，并提出了光电效应理论，获得1921年诺贝尔物理学奖

B.英国物理学家汤姆孙利气体放电管对阴极射线进行研究，确定了阴极射线是带负电的粒子流，并测出了这种粒子的比荷，后来组成阴极射线的粒子被称为电子

C.放射性并不是少数元素才有的，原子序数大于83的元素，都能自发地进行衰变，原子序数小于或者等于83的元素，部分具有放射性

D.组成原子核的核子数越多，它的结合能越大；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

2、用中子轰击静止的锂核，核反应方程为，已知光子的频率为ν，锤核的比结合能为，氦核的比结合能为，X核的比结合能为，普朗克常量为h，真空中光速为c、下列说法中正确的是(   )

A.X核为核   B.γ光子的动量

C.释放的核能 D.质量亏损

3、如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数匝，外接电阻，线圈电阻，则下列说法正确的是(   )

A.通过线圈的最大电流为 B.线圈的角速度为

C.电压表的示数为 D.穿过线圈的最大磁通量为

4、如图所示为几种仪器的原理示意图，图甲为磁流体发电机，图乙为质谱仪，图丙为多级直线加速器，图丁是霍尔元件，下列说法正确的是(   )

A.图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高

B.图乙中，、两种粒子经加速电场射入磁场，荷质比大的粒子在磁场中的偏转半径小

C.图丙中，直线加速器使用直流电，且电压越大，粒子获得的能量越高

D.图丁中，磁感应强度增大时，两表面间的电压U减小

5、垂直于光滑水平桌面有向下和向上且宽度均为L的匀强磁场B，如图所示，以O为坐标原点建立x轴，边长为L的正方形导线框在外力作用下从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，规定逆时针方向为电流的正方向，已知导线框在时刻所对应的位移分别是，下列关于感应电流i随时间t或位移x的变化规律正确的是(   )

A. B.

C. D.

6、电阻不可忽略的导电圆盘的边缘用电阻不计的导电材料包裹，圆盘可绕固定点O在水平面内转动，其轴心O和边缘处电刷A均不会在转动时产生阻力，空气阻力也忽略不计。用导线将电动势为E的电源、导电圆盘、电阻和开关连接成闭合回路，如图甲所示在圆盘所在区域内充满竖直向下的匀强磁场，如图乙所示只在之间的一块圆形区域内存在竖直向下的匀强磁场（圆形磁场的直径小于圆盘的半径），两图中磁场的磁感应强度大小均为B，且磁场区域固定。将图甲和图乙中的开关和闭合，经足够长时间后，两图中的圆盘转速均达到稳定。则(   )

A.从上往下看，圆盘沿顺时针方向转动

B.刚闭合开关时，图甲中的圆盘比图乙中的圆盘加速得快

C.将两图中的开关断开，图乙中的圆盘仍然匀速转动

D.将两图中的开关断开，图甲中的圆盘比图乙中的圆盘减速得快

7、如图所示，汽缸悬空而静止，设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则(   )

A.气温降低，外界对气体做功，汽缸的上底面距地面的高度减小

B.气温升高，汽缸中气体分子的数密度变大，内能增大

C.外界大气压强减小，弹簧伸长，气体从外界吸收热量

D.外界大气压强增大，汽缸的上底面距地面的高度增大

8、在现代研究受控热核反应的实验中，需要把的高温等离子体限制在一定空间区域内，这样的高温下几乎所有作为容器的固体材料都将熔化，磁约束就成了重要的技术。如图所示，科学家设计了一种中间弱两端强的磁场，该磁场由两侧通有等大同向电流的线圈产生。假定一带正电的粒子（不计重力）从左端附近以斜向纸内的速度进入该磁场，其运动轨迹为图示的螺旋线（未全部画出）。此后，该粒子将被约束在左右两端之间来回运动，就像光在两个镜子之间来回“反射”一样，不能逃脱。这种磁场被形象地称为磁瓶，磁场区域的两端被称为磁镜。根据上述信息并结合已有的知识，可以推断该粒子(   )

A.从左端到右端的运动过程中，沿磁瓶轴线方向的速度分量逐渐变小

B.从靠近磁镜处返回时，在垂直于磁瓶轴线平面内的速度分量为最大值

C.从左端到右端的运动过程中，其动能先增大后减小

D.从左端到右端的运动过程中，其运动轨迹的螺距先变小后变大

二、多选题

9、如图所示，为关于近代物理学的图象，则下列说法正确的有(   )

A.如图甲所示，由黑体的辐射强度与辐射光波长的关系可知，随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动

B.如图乙所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能也就越大

C.如图丙所示，α粒子散射实验中，α粒子与金原子中的原子核碰撞可能会发生大角度偏转

D.如图丁所示，大量氢原子处于的激发态，跃迁过程中可能释放出6种频率的光子，其中从的能级跃迁到能级辐射的光子波长最长

10、绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家，某物理老师为自家电动汽车安装充电桩的电路图如下，已知总电源的输出电压为，输出功率为，输电线的总电阻，变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比为，汽车充电桩的额定电压为。则下列说法中正确的有(   )

A.输电线上的输出电流为

B.用户获得的功率为

C.降压变压器的匝数比为

D.若充电桩消耗的功率增大，在总电压不变的情况下，充电桩用户端获得的电压减小

11、如图所示的等臂天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量各为的砝码，天平平衡.当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡.由此可知(   )

A.磁感应强度的方向垂直纸面向外 B.磁感应强度的方向垂直纸面向里

C.磁感应强度的大小为 D.磁感应强度的大小为

12、如图所示，三个半径均为R圆形区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，圆形区域两两相切，圆心分别为、，区域Ⅰ、Ⅲ内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度均为，一粒子以速度沿方向从区域Ⅰ边界进入磁场，通过三个区域后沿方向从区域Ⅲ边界射出，已知粒子电量为q，质量为m，不考虑重力，则以下说法正确的是(   )

A.区域Ⅱ磁场方向垂直纸面向里 

B.区域Ⅱ磁感应强度大小为

C.粒子从进入磁场到离开磁场所用时间为

D.粒子在区域Ⅱ中速度变化量为

三、填空题

13、张老师在“探究楞次定律”的实验中，如图甲、乙、丙所示是实验中连接的三个回路。其中图甲是将一节旧电池和电流计通过开关连接，通过试触操作观察偏转情况，其实验目的是__________；完成图甲实验操作后，把电流计与螺线管B连接，将图丙中的螺线管A揷入图乙中的螺线管B中，闭合电键K的瞬间，图乙中电流计的指针向右偏转，保持电键闭合状态，再观察图乙中电流计指针__________（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）；然后将图丙中滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，观察图乙中电流计指针__________（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）。

四、实验题

14、磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明：

（1）如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应______.此时从上向下看，小磁针的旋转方向是_________________（填顺时针或逆时针）.

A.平行于南北方向，位于小磁针上方 B.平行于东西方向，位于小磁针上方

C.平行于东南方向，位于小磁针下方 D.平行于西南方向，位于小磁针下方

（2）如图（b）所示是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是__________.（填选项代号）

A.加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 B.加一磁场，磁场方向沿y轴正方向

C.加一电场，电场方向沿z轴负方向 D.加一电场，电场方向沿y轴正方向

（3）如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互________（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互___________（填排斥或吸引），这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用.也就是说，电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用.

15、如图所示，相距的平行金属导轨所在平面与水平面夹角，现在导轨上放一质量为的金属棒，它与导轨间动摩擦因数为0.50，整个装置处于磁感应强度为的竖直向上匀强磁场中，导轨所接的电源电动势为，内阻不计，滑动变阻器的阻值满足要求，其他部分电阻不计，取，为了保证处于静止状态，则：

（1）通入的最大电流为多少？

（2）通入的最小电流为多少？

（3）R的调节范围是多大？

16、自动洗衣机洗衣缸的下部与一控水装置的竖直均匀细管相通，细管上端封闭，并和一压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的升高，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到时，压力传感器使进水阀门关闭，达到自动控水的目的。已知细管的长度，管内气体可视为理想气体且温度始终不变，取大气压，重力加速度，水的密度。洗衣机停止进水时，求：

（1）细管中被封闭的空气柱的长度L；

（2）洗衣缸内水的高度h。

17、在“质子疗法”中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死细胞。如图所示，质量为m，电荷量为q的质子从极板A处由静止加速，通过极板中间的小孔后进入速度选择器，并沿直线运动。速度选择器中的匀强磁场垂直纸面向里，磁感充满沿y轴负方向的匀强电场Ⅰ，区域充满垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ，与x轴夹角。匀强磁场Ⅱ的磁感应强度大小。质子从点进入电场Ⅰ，并垂直进入磁场Ⅱ。取质子比荷为。求：

（1）极板间的加速电压；

（2）匀强电场Ⅰ的电场强度；

（3）质子到达x轴上的位置离O点的距离。（结果用根号表示）。

五、计算题

18、如图所示，两平行光滑金属导轨由两部分组成，左边部分水平，右边部分为半径的竖直半圆，两导轨间距离，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中，两导轨电阻不计。有两根长度均为l的金属棒，均垂直导轨置于水平导轨上，金属棒的质量分别为，电阻分别为、。现让棒以的初速度开始水平向右运动，棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点棒进入圆轨道前两棒未相碰，重力加速度，求：

（1）棒开始向右运动时棒的加速度；

（2）棒刚进入半圆轨道时棒的速度大小；

（3）棒进入半圆轨道前棒克服安培力做的功W。

参考答案

1、答案：A

解析：

2、答案：C

解析：

3、答案：A

解析：

4、答案：B

解析：

5、答案：A

解析：

6、答案：B

解析：

7、答案：A

解析：

8、答案：B

解析：A、从左端到右端的运动过程中，由于粒子只受洛伦兹力，故粒子的速度大小不变。由于粒子在两段之间来回运动，故在中间位置时沿磁感线方向的分速度最大，随后沿磁瓶轴线方向的速度分量变小，即沿磁瓶轴线方向的速度分量先变大后变小，故A错误；

B、根据A选项的分析可知，从靠近磁镜处返回时，在垂直于磁瓶轴线平面内时，粒子的速度与轴线垂直，故沿磁瓶轴线方向的速度分量为零，又粒子的速度的大小不变，故此时垂直磁瓶轴线方向的速度分量最大，故B正确；

C、从左端到右端的运动过程中，粒子只受洛伦兹力作用，洛伦兹力对粒子不做功，故其动能不变，故C错误；

D、粒子做圆周运动的周期为，由于从左端到右端的运动过程中，磁感应强度先减小后增大，所以粒子的运动周期先增大后减小。根据题意可知，粒子运动轨迹的螺距为，由于平行于轴线的速度v先增大后减小，所以运动轨迹的螺距先变大后变小，故D错误。

9、答案：CD

解析：

10、答案：AD

解析：

11、答案：BD

解析：

12、答案：BC

解析：

13、答案：判别电流表指针的偏转方向与电流方向关系；不偏；向左偏

解析：

14、答案：（1）A；逆时针（2）B（3）吸引；排斥

解析：（1）无通电导线时小磁针S极向南，所以为使实验方便效果明显，导线应平行于南北方向位于小磁针上方，根据左手定则，可以判断出从上向下看小磁针旋转方向为逆时针，故选A；

（2）电子束运动径迹发生了弯曲，这表明运动电荷受到了磁场力，由左手定则知a为阴极；故B对.

（3）由图可知，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；当通入电流方向相反时，导线远离，说明两导线相互排斥；

15、答案：（1）（2）（3）

解析：（1）通过最大电流时，受力分析如图，此时静摩擦力最大，，方向沿斜面向下，由平衡条件得：

得

解得

（2）

解得：

（3）当中电流最小时，变阻器阻值为：

当中电流最强时，变阻器阻值为：，

所以为保持静止，R的调节范围为

16、答案：（1）（2）

解析：（1）吸管中的气体初始压强为，初始体积为，

吸管中的气体末态压强为，设末态体积为，

由波意尔定律可得

解得

（2）设洗衣机缸与细管中的水面差为，细管中气体的压强为

故洗衣机的水位

解得

17、答案：（1）（2）（3）

解析：（1）质子进入速度选择器中的速度为，由力的平衡得

由动能定理有

联立得

（2）质子在电场中运动到达上的Q点时间为t，竖直方向速度为，水平位移为x，坚直位移为y，加速度为a。由运动学公式有

由几何关系

由牛顿第二定律有

联立可得

（3）质子进入磁场的速度为v，则

质子在磁场中运动半径为R，由牛顿第二定律有

解得

如图，做垂直于x轴于M点，由几何关系有

则质子做圆周运动的圆心恰好在中点，且恰从M点飞出，故质子到达x轴上的位置离O点的距离即为长度

18、

（1）答案：

解析：棒开始向右运动时，设回路中电流为I，有

对棒，由牛顿第二定律

解得

（2）答案：

解析：设棒刚进入半圆轨道时的速度为，金属棒系统动量守恒，有

棒进入半圆轨道后不再受安培力，由机械能守恒定律

棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点，故在最高点由牛顿第二定律

解得

（3）答案：

解析：棒进入半圆轨道前，对棒由动能定理得

解得