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易门中学2022-2023学年高二下学期期末考试
物理 试卷
试卷满分:100分 考试时间：90分钟
注意事项：
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题（共10小题，每题3分，共30分）
1. 在LC振荡电路中，下列说法正确的是( )
A. 电感线圈中的电流最大时，电容器中电场能最大
B. 电容器两极板间电压最大时，线圈中磁场能最大
C. 在一个周期内，电容器充电一次，放电一次
D. 在一个周期内，电路中的电流方向改变两次
2. (2021·常州市第三中学高二期中)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则( )
TⅠ＞TⅡ＞TⅢ
TⅢ＞TⅡ＞TⅠ
TⅡ＞TⅠ，TⅡ＞TⅢ
D. TⅠ＝TⅡ＝TⅢ
3. 如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴匀速转动，线圈的电阻不计，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是( )
A. 图示时刻线圈中的磁通量变化最快，电压表的示数最大，之后电压表的示数减小
B. 图示时刻穿过线圈的磁通量最小，电流表的示数为零
C. 将滑动变阻器R的滑片下移，则电流表的示数变大
D. 将滑动变阻器R的滑片上移，则电压表的示数变小
4. 在均匀玻璃管中有一段12 cm长的水银柱封住了一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角θ＝30°的光滑斜面上，在玻璃管下滑过程中被封气体的压强为(大气压强力p0＝76 cmHg) ( )
A. 76 cmHg B. 82 cmHg C. 88 cmHg D. 70 cmHg
5. 下列叙述正确的是( )
A. 液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用力表现为引力
B. 用粉笔吸干纸上的墨汁，不能用毛细现象来解释
C. 水银滴在玻璃板上将呈现椭球状,所以说水银是一种不浸润液体
D. 液体表面张力总是垂直于液体表面，使液体表面积趋于最小
6. 下列有关原子核和质能方程的说法，正确的是( )
A. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B. 爱因斯坦质能方程表明，在一定条件下质量可以转化为能量
C. 放射性元素发生β衰变时放出的是核外电子
D. 两个质子之间，不论距离如何，核力总是大于库仑力
7. 如图所示，竖直悬挂的弹簧振子，把小球向下拉一小段距离后，
放开小球，下列说法正确的是( )
A. 小球在振动过程中动量守恒
B. 弹簧恢复原长时，小球动能最大
C. 弹簧恢复原长时，小球位于振动的平衡位置
D. 某四分之一周期的时间内小球的动量变化量可能为零
8. 南极科考人员使用磁强计测定地磁场的磁感应强度。其原理可简化为：如图所示，电路中有一段长方体的金属导体，它的长、宽、高分别为a、b、c，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中电流沿x轴正方向，大小为。已知金属导体单位体积中的自由电子数为，电子电荷量为，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出的金属导体前后两个表面间电压为，则（ ）
A. 金属导体的前表面电势较高
B. 地磁场的磁感应强度为
C. 自由电子定向移动的速度大小为
D. 元件中每个自由电子所受洛伦兹力的大小为
9. 某空间存在一条沿x轴方向的电场线，电场强度E随x变化的规律如图所示，图线关于坐标原点中心对称，A、B是x轴上关于原点O对称的两点，C点是OB的中点，则下列说法正确的是( )
A. 电势差UOC＝UCB
B. 电势差UOC>UCB
C. 取无穷远处电势差为零，则O点处电势也为零
D. 电子从A点由静止释放后的运动轨迹在一条直线上
10. 关于振动和波的关系，下列说法正确的是( )
A. 物体做机械振动，就一定会激发机械波
B. 如果振源停止振动，它所引起的波动也立即停止
C. 质点的振动方向总是垂直于波的传播方向
D. 介质中每个质点开始振动的方向一定与振源开始振动的方向相同
二、多选题（共4小题，每题4分，共16分）
11. 当处于平衡状态的两分子间距离为r0时，下列说法正确的是( )
A. 分子间只有引力没有斥力 B. 分子间作用力为零
C. 分子间引力和斥力大小相等 D. 分子间引力和斥力均为零
12. 关于电磁感应现象中的感生电场，下列说法正确的是( )
A. 感生电场不同于静电场，其电场线是闭合曲线
B. 由感生电场产生的感生电动势的表达式为E＝n
C. 感生电场产生感生电动势中的非静电力是洛伦兹力
D. 感生电动势对应的非静电力对自由电荷不做功
13. 如图所示，半径为r的金属圆盘处于垂直于盘面的匀强磁场B中，使金属圆盘绕中心轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，电灯灯丝的电阻恒为R，金属圆盘的电阻不计，则通过灯泡的电流的方向和大小分别是( )
电流方向由a到灯到b
B. 电流方向由b到灯到a
C. 电流大小为I＝
D. 电流大小为I＝
14. 如图甲所示，两根光滑平行金属导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t＝0时刻起，棒上有如图乙所示的周期性变化的电流I，周期为T，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正方向，则金属棒( )
一直向右移动
B. 速度随时间周期性变化
C. 受到的安培力随时间周期性变化
D. 受到的安培力在一个周期内做正功
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（共2小题，共15分）
15. 某同学在做研究匀变速直线运动规律的实验时，获取了一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，计数点间的距离如图所示．由于粗心，该同学忘了测量3、4两个计数点之间的距离(电源频率为50 Hz)．求：
(1)6号计数点的瞬时速度的大小v6＝________m/s.(保留三位有效数字)
(2)利用逐差法处理数据，可得加速度的大小a＝________m/s2.(保留三位有效数字)
(3)计数点3、4之间的距离是x4＝________cm.(保留三位有效数字)
16. 在“金属丝电阻率的测量”的实验中：
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径时，其示数如图甲所示，则金属丝的直径为d＝________ mm.
(2)某同学设计了如图乙所示的电路测量该金属丝的电阻(阻值约为3 Ω)．
可选用的器材规格如下：
电源E(电压为3 V，内阻不计)；
电流表A(0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)；
电流表G(0～10 mA，内阻为50 Ω)；
滑动变阻器R1(阻值0～5 Ω，额定电流2 A)；
滑动变阻器R2(阻值0～1 kΩ，额定电流1 A)；
定值电阻R3＝250 Ω；
定值电阻R4＝2 500 Ω；
开关S和导线若干．
①为了便于操作，并使测量尽量精确，定值电阻应选________，滑动变阻器RP应选________．(均填器材符号)
②某次测量时电流表G的读数为5.0 mA，电流表A示数为0.50 A，计算Rx的准确值为Rx＝________ Ω(计算结果保留3位有效数字)．
四、计算题（共4小题）
17. 如图所示，U形细管左端开口，右端封闭一定质量的气体，气柱长度为9 cm；左边用5 cm 高水银柱也封闭有一定质量的气体，管内下方装有水银。两边气柱下端液面高度差为20 cm，大气压为75 cmHg。现向左边注入一部分水银，发现右边液面上升了3 cm。气体温度均保持不变。求：
(1)左边注入水银后，右边气柱压强的数值；
(2)左边注入水银的高度。
18. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0 T．一质量为m＝5.0×10－8kg、电荷量为＋q＝1.0×10－6C的带电粒子从P点沿图示方向以v＝20 m/s的速度进入磁场，从x轴上的Q点离开磁场(Q点未画出)．已知OP＝30 cm，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，粒子重力不计．求：
(1)O、Q两点间的距离；
(2)若粒子不能进入x轴上方，则磁感应强度B′满足的条件．
19. 如图所示，水平绝缘轨道AB长L＝4 m，离地高h＝1.8 m，A、B间存在竖直向上的匀强电场．一质量m＝0.1 kg、电荷量q＝－5×10－5C的小滑块(可看成质点)，从轨道上的A点以v0＝6 m/s的初速度向右滑动，从B点离开电场后，落在地面上的C点．已知C、B间的水平距离x＝2.4 m，滑块与轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 m/s2，不计空气阻力．求：
(1)滑块离开B点时速度的大小；
(2)滑块从A点运动到B点所用的时间；
(3)匀强电场的场强E的大小．
20. 如图所示，CDE为光滑轨道，其中ED是水平的，CD是竖直面内的半圆，与ED相切于D点，且半径R＝0.5 m．质量m＝0.1 kg的滑块A静止在水平轨道上，另一质量M＝0.5 kg的滑块B前端装有一轻质弹簧(A、B均可视为质点)以速度v0向左运动并与滑块A发生弹性正碰，若相碰后滑块A能过半圆轨道最高点C，重力加速度g取10 m/s2，则：
(1)B滑块至少要以多大速度向前运动？
(2)如果滑块A恰好能过C点，滑块B与滑块A相碰后轻质弹簧的最大弹性势能为多少？
1. D 2. B 3. C 4. A 5. A 6. A 7. D 8. D 9. D 10. D
11. BC 12. AB 13. BD 14. ABC
15. 【答案】(1)0.413 (2)0.495 (3)2.88
【解析】(1)相邻两计数点间还有4个点未标出，则相邻计数点的时间间隔T＝0.02×5 s＝0.1 s；时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则v6＝＝×10－2 m/s≈0.413 m/s.
(2)加速度：a＝＝×10－2 m/s2＝0.495 m/s2.
(3)依据相等时间内位移差相等，即x24－x02＝x46－x24，
解得：x24＝＝ cm
＝5.28 cm，因此x4＝2.88 cm.
16. 【答案】(1)0.800 (2)①R3 R1 ②3.03
【解析】(1)由题图甲所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5 mm，可动刻度示数为30.0×
0.01 mm＝0.300 mm，螺旋测微器示数为0.5 mm＋0.300 mm＝0.800 mm.
(2)①电路中需要的最大电阻为R＝＝Ω＝15 Ω，由于待测电阻约为3 Ω，所以滑动变阻器应选R1，根据串联分压原理，R支＝＝Ω＝300 Ω，故定值电阻选R3.
②根据欧姆定律，Rx＝＝Ω≈3.03 Ω.
17. 【答案】(1)90 cmHg (2)36 cm
【解析】(1)左边气体压强开始为
p1＝75 cmHg＋5 cmHg＝80 cmHg
右边气体压强开始为p2＝80 cmHg－20 cmHg＝60 cmHg
右边气体体积V2＝l2S，l2＝9 cm
右边液面上升3 cm，气体长度变为l2′＝l2－3 cm＝6 cm
设右边气体压强后来为p2′，体积为V2′＝l2′S
对右边气体由玻意耳定律知p2V2＝p2′V2′
解得p2′＝90 cmHg
即左边注入水银后，右边气柱压强的数值为90 cmHg。
(2)左边注入水银后，气体压强值变为
p1′＝p2′＋ρg＝116 cmHg
则其上端水银柱长
h1′＝116 cm－75 cm＝41 cm
注入水银柱的长度h＝h1′－h1＝36 cm
即左边注入的水银柱高度为36 cm。
18. 【答案】(1)0.90 m (2)B′≥T
【解析】(1)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有qvB＝，得R＝
代入数据得R＝0.50 m
而＝0.50 m
故圆心一定在x轴上，轨迹如图甲所示．
由几何关系可知OQ＝R＋Rcos 37°，故OQ＝0.90 m
(2)若带电粒子不从x轴射出(如图乙)，由几何关系得：
OP≥R′＋R′sin 37°
又R′＝
联立并代入数据得：B′≥T.
19. 【答案】(1)4 m/s (2)0.8 s (3)5×103N/C
【解析】(1)滑块从B到C过程中，有h＝gt2
x＝vBt
解得vB＝4 m/s
(2)滑块从A到B过程中，有L＝t′
解得t′＝0.8 s
(3)在电场中运动时，小滑块受力如图所示，
由牛顿第二定律得
μ(mg＋E|q|)＝ma
由运动学公式，有
vB2－v02＝－2aL
解得E＝5×103N/C．
20. 【答案】(1)3 m/s (2)0.375 J
【解析】(1)设滑块A过C点时速度大小为vC，B与A碰撞后，B与A的速度大小分别为v1、v2.A恰好通过半圆轨道最高点的临界条件是重力提供A做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得mg＝m，由机械能守恒定律得
mv22＝mg·2R＋mvC2，
B与A发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得Mv0＝Mv1＋mv2，
由机械能守恒定律得Mv02＝Mv12＋mv22，
联立上式并代入数据解得v0＝3 m/s.
(2)B与A碰撞后，当两者速度大小相等时，弹簧有最大弹性势能Ep，设共同速度大小为v，A、B碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得Mv0＝(M＋m)v，
由机械能守恒定律得Mv02＝Ep＋(M＋m)v2，
联立并代入数据解得Ep＝0.375 J.
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