湖北省荆门市2022-2023学年高二下学期期末物理试题(含答案)

荆门市2022—2023学年度下学期期末
高二年级学业水平检测
物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定的位置上。

2.回答选择题时，选出每题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。

如需要改动，先用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。

第1～7题只有一个选项符合题意，第8～10题有多个选项符合题意，全部选对得4分，选对但选不全得2分，有选错的得0分）
1.下列对物理规律描述正确的是（）
A.弹簧振子的振动周期与振幅有关，而单摆的振动周期与振幅无关
B.红外线具有较强的消毒灭菌功能，γ射线可用于金属探伤
C.不论变压器是否具有多个副线圈，两个线圈中的电流之比总是和线圈的匝数成反比
D.在核反应中，由比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核，则该核反应有质量亏损，反应要释放一定的能量
2.如图所示，质量为m的滑块沿倾角为θ的固定斜面向上滑动，经过时间1t，滑块的速度变为零且立即开始下滑，经过时间2t回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为f F，重力加速度为g.在整个运动过程中，下列说法正确的是（）
A.重力对滑块的总冲量为()
12sin
mg t tθ
+
B.摩擦力的总冲量为()
12
f
F t t+
C.支持力对滑块的总冲量为()
12cos
mg t tθ
+
D.合外力的冲量为0
3.天然放射性元素23290Th（钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成20882Pb（铅）.下列判断中正确的是（）
A.衰变过程共有6次α衰变和2次β衰变
B.铅核比钍核少8个质子
C.β衰变所放出的电子来自原子核外
D.钍核比铅核多24个中子
4.如图甲所示，以O点为平衡位置，弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，图乙为这个弹簧振子的振动图像。

下列说法中正确的是（）
A.在0.2s t =时，小球的加速度为正向最大
B.在0.1s t =与0.3s t =两个时刻，小球在O 点的左右两侧
C.从0t =到0.2s t =时间内，小球做加速度增大的减速运动
D.在0.6s t =时，弹簧振子有最小的弹性势能
5.如图所示是某一线圈通过的交流电的电流一时间关系图像（前半个周期为正弦波形的12
），则一个周期内该电流的有效值为（
）
A.
032
I B.
052
I C.
032
I D.
052
I 6.一列简谐横波在均匀介质中沿x 轴传播，图甲为2s t =时的波形图，图乙为2m x =处的质点P 的振动图像，质点Q 为平衡位置 3.5m x =的质点。

下列说法正确的是（
）
A.波沿x 轴负方向传播
B.波的传播速度为2m /s
C.2s t =时刻后经过0.5s ，质点P 通过的路程大于0.05m
D. 3.5s t =时刻，质点Q 处于波谷的位置
7.超市中有一种强力挂钩，其工作原理如图所示。

使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图甲），吸盘中的空气被挤出一部分后，吸盘内封闭气体的体积为0V ，压强为0P ，然后再把锁扣扳下（如图乙），使腔内气体体积变为02V ，让吸盘紧紧吸在墙上，已知吸盘与墙面的有效正对面积为S ，强力挂钩的总质量为m ，与墙面间的动摩擦因数为μ，外界大气压强为0P ，重力加速度为g ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略操作时的温度变化，把封闭气体看成理想气体（只有吸盘内的气体是封闭的）。

下列说法正确的是（
）
A.吸盘内的气体要向外放出热量
B.吸盘内的气体分子的平均速率增大
C.此挂钩所能挂物体的最大质量为02P s m g
μ
-D.吸盘内的气体的压强增大
8.2023年5月13日武汉天空出现了如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。

图乙为一束太阳光射到正六边形冰晶上时的光路图，a 、b 为其折射出的光线中的两种单色光，比较b 两种单色光，下列说法正确的是（
）
A.用这两种单色光去照射某金属a 光比b 光容易发生光电效应
B.在同种条件下发生干涉现象，a 光的条纹比b 光的条纹宽
C.在同种条件下，b 光可能比a 光的衍射现象更明显
D.a 、b 两种光分别从水射入空气发生全反射时，a 光的临界角比b 光的大
9.如图所示，在坐标系xOy 的y 轴右侧存在有理想边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，磁场的宽度为d ，磁场方向垂直于xOy 平面向里。

一个质量为m 、电荷量为()0q q ->的带电粒子，从原点O 射入磁场，速度方向与x 轴正方向成30°角，粒子恰好不从右边界射出，经磁场偏转后从y 轴上的某点离开磁场。

忽略粒子重力。

关于该粒子在磁场中的运动情况，下列说法正确的是（
）
A.它的轨道半径为
23
d B.它进入磁场时的速度为
23qBd m
C.它在磁场中运动的时间为
23B
m q π D.它的运动轨迹与y 10.在倾角37θ=︒的光滑导轨的上端接入一个电动势3V E =，内阻0.5r =Ω的电源，滑轨间距50cm L =，将一个质量40g m =，电阻1R =Ω的金属棒水平放置在滑轨上。

若导轨所在空间加一匀强磁场，当闭合开关S 后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示。

（已知sin370.6︒=，cos370.8︒=，2
10m /s g =）则下列说法正确的是（
）
A.磁感应强度有最小值为0.24T ，方向垂直导轨平面向下
B.磁感应强度有最大值0.4T ，方向水平向右
C.磁感应强度有可能为0.3T ，方向竖直向下
D.磁感应强度有可能为0.4T ，方向水平向左
二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11.（8分）如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：
①用天平测出两个小球的质量分别为1m 和2m ；
②安装实验装置，将斜槽AB 固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面BC 连接在斜槽末端；③先不放小球2m ，让小球1m 从斜槽顶端A 处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P ；
④将小球2m 放在斜槽末端B 处，仍让小球1m 从斜槽顶端A 处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球1m 、
2m 在斜面上的落点位置；
⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B 的距离。

图中M 、P 、N 点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从M 、P 、N 到B 点的距离分别为SM 、SP 、SN .依据上述实验步骤，请回答下面问题：（1）两小球的质量1m 、2m 应满足1m ______2m （填写“>”“=”或“<”）：
（2）小球1m 与2m 发生碰撞后，1m 的落点是图中______点，2m 的落点是图中______点；
（3）用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式______，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的；
（4）若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞，用实验中测得的数据来表示，只需比较______与______是否相等即可。

12.（9分）在探究单摆运动的实验中：
（1）图（a ）是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图，图（b ）是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F t -图像，根据图（b ）的信息可得，从0t =时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为______s ，摆长为______m （取2
10π=，重力加速度大小2
10m /s g =）.
（2）用游标尺测量摆球的直径如图，可读出摆球的直径为______cm.
（3）单摆运动的回复力是______.A.摆球所受的重力 B.摆球重力在垂直摆线方向上的分力C.摆线对摆球的拉力
D.摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力
（4）某同学的操作步骤如下，其中正确的是______.
A.取一根弹性较好的轻质细线，下端系住直径为d 的金属小球，上端固定在铁架台上
B.用米尺量得细线长度L ，即摆长为L
C.在摆线偏离竖直方向5°位置由静止释放小球
D.让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度
13.（10分）为了监控锅炉外壁的温度变化，某锅炉外壁上镶嵌了一个底部水平、开口向上的圆柱形导热缸，汽缸内有一质量不计、横截面积2
10cm S =的活塞封闭着一定质量理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着矩形重物。

当缸内温度为1360K T =时，活塞与缸底相距6cm H =、与重物的下表面相距4cm h =.已知锅炉房内空气压强50 1.010Pa ρ=⨯，重力加速度大小2
10m /s g =，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦，缸内气体温度等于锅炉外壁温度。

（1）当活塞刚好接触重物时，求锅炉外壁的温度2T .
（2）当锅炉外壁的温度为660K 时，轻绳拉力刚好为零，警报器开始报警，求重物的质量M .
14.（15分）如图所示，一质量为 3.0kg M =的平板车静止在光滑的水平地面上，其右侧足够远处有一障碍物A ，质量为 2.0kg m =的b 球用长2m L =的细线悬挂于障碍物正上方，一质量也为m 的滑块（视为质点）以
07m /s v =的初速度从左端滑上平板车，同时对平板车施加一水平向右的，大小为6N 的恒力F .当滑块运动到
平板车的最右端时，二者恰好相对静止，此时撤去恒力F .当平板车碰到与其等高的障碍物A 时立即停止运动，滑块水平飞离平板车后与b 球正碰并与b 粘在一起成为c .不计空气阻力。

已知滑块与平板车间的动摩擦因数
0.3μ=，g 取210m /s ，求：
（1）撤去恒力F 前，滑块、平板车的加速度1a 、2a 各为多大；（2）有恒力F 作用的过程，平板车受到的总冲量Ⅰ是多大：（3）c 能上升的最大高度h .
15.（18分）如图甲所示，相距1m L =的两根足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，与水平面夹角37θ=︒，导轨电阻不计，质量1kg m =、接入电路电阻为0.5r =Ω的导体棒ab 垂直于导轨放置，导轨的PM 两端接在外电路上，定值电阻阻值 1.5R =Ω，电容器的电容0.5F C =，电容器的耐压值足够大，导轨所在平面内有垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场。

在开关1S 闭合、2S 断开的状态下将导体棒ab 由静止释放，导体棒的v t -图像如图乙所示，ab 棒的电阻忽略不计，sin370.6︒=，重力加速度g 取2
10m /s .
（1）求磁场的磁感应强度大小B ；
（2）在开关1S 闭合、2S 断开的状态下，当导体棒下滑的距离5x =时，定值电阻产生的焦耳热为21J ，此时导体棒的速度1v 与加速度1a 分别是多大？
（3）若开关1S 断开、2S 闭合时，由静止释放导体棒，求经过2s t =时导体棒的速度2v 大小。

荆门市2022—2023学年度下学期期末
高二年级学业水平检测
物理参考答案
一、选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分。

第1～7题只有一个选项符合题意，第8～10题有多个选项符合题意，全部选对得4分，选对但选不全得2分，有选错的得0分）
题号12345678910
答案D C B C B C C
BD AB
AC 11.（8分）（1）>（2分）（2）
M N（2分）
（3
）2
m m m
=2分）（42分）
12.（9分）（1）0.6（1分）1（1.0或1.00均给2分）
（2）2.06（2分）
（3）B（2分）
（4）C（2分）
13.（10分）
解：（1）（5分）活塞上升过程中，缸内气体发生等压变化，1V HS
=，()
2
V H h S
=+
由盖—吕萨克定律有12
12
V V
T T
=………………3分
代入数据解得2600K
T=………………2分
（2）（5分）活塞刚好接触重物到轻绳拉力为零的过程中，缸内气体发生等容变化3660K
T=
由平衡条件有0
Mg
p p
S
=+………………2分
由查理定律有0
23
p p
T T
=………………2分
代入数据解得1kg
M=.………………1分
14.（15分）
解：（1）（4分）对滑块，由牛顿第二定律得：2
1
3m/s
a gμ==，…………2分
对平板车，由牛顿第二定律得：22
2
60.320m/s4m/s
3
F mg
a
M
μ
++⨯
===………2分
（2）（5分）设经过时间1t滑块与平板车相对静止，此时撤去恒力F，共同速度为1v
则对滑块：1011
v v a t
=-对平板车：
121
v a t
=………………1分
解得：11s
t=，
1
4m/s
v=.………………1分
由动量定理得：I P
=△，………………2分
解得：12N.S
I =………………1分
（3）（6分）规定向右为正方向，对滑块和b 球组成的系统运用动量守恒得:
12
2mv mv =………………2分解得124
m /s 2m /s 22
v v =
==.………………1分根据机械能守恒得，2
212
22mv mgh
⨯=………………2分
解得224
0.2220
v h m m g ===.
………………1分
15.（18分）
解：（1）（5分）由题图乙可知，导体棒的最大速度3m /s m v =，………1分对应的感应电动势m E BLv =，………………1分感应电流E
I R r
=
+，………………1分
当速度达到最大时，导体棒做匀速运动，导体棒受力平衡，有sin BIL mg θ=，………………1分
解得2sin 2m
mgR r B T L v θ
+=
=.
………………1分
（2）（7分）导体棒和定值电阻串联，由公式2
Q I Rt =可知：1:3
ab R Q Q =:………………1分
则导体棒ab 产生的焦耳热1
21J 7J 3
ab Q =
⨯=………………1分导体棒下滑5m x =的距离，导体棒减少的重力势能转化为动能和回路中的焦耳热，由能量守恒定律有2
11sin 2
ab R mgx mv Q Q θ=++………………2分得导体棒的速度12m /s
v =………………1分
此时感应电动势11E BLv =，感应电流11E I R r
=+对导体棒有11sin mg BI L ma θ-=………………1分解得加速度212m /s a =.
………………1分
（3）（6分）开关1S 断开、2S 闭合时，任意时刻对导体棒，根据牛顿第二定律有
22
sin mg BI L ma θ-=………………1分
且2v a t
∆=
∆………………1分感应电流2q
I t
∆=
∆而q C U
∆=∆………………1分t ∆时间内，有U E BL v
∆=∆=∆………………1分解得2
22m /s a =………………1分
表明导体棒ab 下滑过程中加速度不变，导体棒做匀加速直线运动。