天津杨村第六中学2023年高二物理上学期期末试题含解析

天津杨村第六中学2023年高二物理上学期期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（多选）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有A.是核聚变反应B.是β衰变C.是核裂变反应D．是α衰变参考答案：AC2.如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电量q的液滴做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感应强度为B，则油滴的质量和环绕速度分别为（）A．， B．， C．B， D．，参考答案：A【考点】带电粒子在混合场中的运动．【分析】液滴在复合场中做匀速圆周运动，可判断出电场力和重力为平衡力，从而可求出液滴的质量并可判断电场力的方向，结合电场的方向便可知液滴的电性．根据洛伦兹力的方向，利用左手定则可判断液滴的旋转方向．结合重力与电场力平衡以及液滴在洛伦兹力的作用下的运动半径公式，可求出线速度．【解答】解：液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，可知，液滴受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相同，故可知液滴带正电．磁场方向向里，洛伦兹力的方向始终指向圆心，由左手定则可判断液滴的旋转方向为逆时针；由液滴做匀速圆周运动，得知电场力和重力大小相等，得：mg=qE…①得：m=液滴在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为：R=…②①②联立得：v=，故A正确，BCD错误；故选：A．3.电容器的电容与本身构造有关，试选出不能决定电容器的电容的物理量（

）A．电容器两板间的距离

B．电容器两板间所带的电量C．电容器两板的正对面积

D．电容器两板间的电介质参考答案：B4.下列情况下，单摆的周期会变大（

）A、将摆放到加速向上的电梯中B、单摆振幅减为原来的一半；

C、将摆由高山移到平地上；D、将摆由北极移到赤道。参考答案：D5.月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3（）”的化学元素，这是热核聚变的重要原料。科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源。关于“氦3（）”与氘核的聚变，下列的说法中正确的是A．核反应方程为B．核反应生成物的质量将大于参加反应物质的质量C．氦3（）一个核子的结合能大于氦4（）一个核子的结合能D．氦3（）的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图12所示，一质量m＝0.1kg的金属棒ab可沿接有电阻R＝1Ω的足够长的竖直导体框架无摩擦地滑动，框架间距L＝50cm，匀强磁场的磁感应强度B＝0.4T，方向如图示，其余电阻均不计．若棒ab由静止开始沿框架下落，且与框保持良好接触，当棒ab运动达到稳定状态时的速度v＝

．（g＝10m/s2）参考答案：25m/s7.如图所示，理想变压器的原．副线圈匝数之比为n1∶n2=4∶1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。a、b端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA∶PB=________；两电阻两端的电压之比UA∶UB=_________。

参考答案：（1）2000v（2）99.5%（3）199：228.(4分)自然界中只存在两种电荷：用丝绸摩擦过的

带正电荷，用毛皮摩擦过的

带负电荷。同种电荷相互

，异种电荷相互

。参考答案：玻璃棒，硬橡胶棒，排斥，吸引9.（8分）如图所示，均匀且有界的磁场，其磁感应强度为B，有一边长为l的正方形线框，其平面与磁感线垂直，ab边在磁场的边缘，线框以垂直于磁场方向的恒定速度v向磁场外运动，并整个移出磁场。若线框的电阻为R，则在这个过程中，线框中的感应电流为________，外力对线框做的功为________，外力的功率为________，通过线框中某横截面的电量为________。参考答案：；；；10.一个2吨重的汽车以4m/s的速度通过一拱型桥的桥顶时对桥的压力比它的重力小4000N。桥拱的半径为________m。参考答案：11.（实验）一个匝数为1000的金属圈所包围的面积为0.25m2的闭合线圈平面与均匀分布的磁场的磁感线的方向垂直，该磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图所示.画出0—4×10-2s内的感应电动势的图象，标明感应电动势的大小.参考答案：根据法拉第电磁感应定律，当穿过线圈的磁通量发生变化时，线圈中的感应电动势E=n=nS，其中为B-t图中图线的斜率，从0—4×10-2s的图线的斜率不变，可知感应电动势的大小、方向均不变.由法拉第电磁感应定律可得E=n=n=1000×0.25×

V=12500V.12.如图10所示，将α、β和γ三束射线射人磁场中，图中A束射线是γ射线，B束射线是

射线，C束射线是

射线。参考答案：13.如图为“研究电磁感应现象”的实验装置．如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上电键稳定后可能出现的情况有：A．将A线圈迅速拔出B线圈时，灵敏电流计指针将向

偏转（填“左”或“右”）；B．A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将向

偏转（填“左”或“右”）．参考答案：左；左．【考点】研究电磁感应现象．【分析】根据在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，结合题意，应用楞次定律分析答题．【解答】解：如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将A线圈迅速从B线圈拔出时，穿过线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏；A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，穿过线圈的磁通量减小，电流计指针将向左偏．故答案为：左；左．三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）如图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊接处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起，我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的。请定性地说明：为什么交变电流的频率越高，焊接处放出的热量越多？参考答案：交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快。根据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大(2分)，而放出的热量与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高，焊接处放出的热餐越多(2分)。15.用游标为10分度的卡尺测量的某物体的直径，示数如图所示，读数为

参考答案：1.47四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（20分）图中M1和M2是绝热气缸中的两个活塞，用轻质刚性细杆连结，活塞与气缸壁的接触是光滑的、不漏气的，M1是导热的，M2是绝热的，且M2的横截面积是M1的2倍。M1把一定质量的气体封闭在气缸的L1部分，M1和M2把一定质量的气体封闭在气缸的L2部分，M2的右侧为大气，大气的压强P0是恒定的。K是加热L2中气体用的电热丝。初始时，两个活塞和气体都处在平衡状态，分别以V10和V20表示L1和L2中气体的体积。现通过K对气体缓慢加热一段时间后停止加热，让气体重新达到平衡态，这时，活塞未被气缸壁挡住。加热后与加热前比，L1和L2中气体的压强是增大了、减小了还是未变？要求进行定量论证。参考答案：解法一用n1和n2分别表示L1和L2中气体的摩尔数，P1、P2和V1、V2分别表示L1和L2中气体处在平衡态时的压强和体积，T表示气体的温度（因为M1是导热的，两部分气体的温度相等），由理想气体状态方程有

p1V1=n1RT

（1） P2V2=n2RT

（2）式中R为普适气体常量。若以两个活塞和轻杆构成的系统为研究对象，处在平衡状态时有p1S1－p2S1+p2S2－p0S2=0

（3）已知

S2=2S1

（4）由（3）、（4）式得

p1+p2=2p0

（5）由（l）、（2）、（5）三式得

（6）若（6）式中的V1、V2是加热后L1和L2中气体的体积，则p1就是加热后L1中气体的压强。加热前L1中气体的压强则为

（7）设加热后，L1中气体体积的增加量为△V1，L2中气体体积的增加量为△V2，因连结两活塞的杆是刚性的，活塞M2的横截面积是M1的2倍，故有

△V1=△V2=△V

（8）加热后，L1和L2中气体的体积都是增大的，即△V>0。[若△V<0，即加热后，活塞是向左移动的，则大气将对封闭在气缸中的气体做功，电热丝又对气体加热，根据热力学第一定律，气体的内能增加，温度将上升，而体积是减小的，故L1和L2中气体的压强p1和p2都将增大，这违反力学平衡条件（5）式］于是有

V1=V10+△V

（9）

V2=V20+△V

（10）由（6）、（7）、（9）、（10）四式得

（11）由（11）式可知，若加热前V10=V20，则p1＝p10，即加热后p1不变，由（5）式知p2亦不变；若加热前V10＜V20，则p1<p10，即加热后P1必减小，由（5）式知P2必增大；若加热前V10＞V20,则p1>p10，即加热后p1必增大，由（5）式知p2必减小。评分标准：本题20分。得到（5）式得3分，得到（8）式得3分，得到（11）式得8分，最后结论得6分。解法二设加热前L1和L2中气体的压强和体积分别为p10、p20和V10、V20，以pl、p2和V1、V2分别表示加热后L1和L2中气体的压强和体积，由于M1是导热的，加热前L1和L2中气体的温度是相等的，设为T0，加热后L1和L2中气体的温度也相等，设为T．因加热前、后两个活塞和轻杆构成的系统都处在力学平衡状态，注意到S2=2S1，力学平衡条件分别为

p10+p20=2p0

（1）

p1+p2=2p0

（2）由（l）、（2）两式得

p1－p10=－(p2－p20)

（3）根据理想气体状态方程，对L1中的气体有

（4）对L：中的气体有

（5）由（4）、（5）两式得

（6）（6）式可改写成

（7）因连结两活塞的杆是刚性的，活塞M2的横截面积是M1的2倍，故有

V1－V10=V2－V20

（8）把（3）、（8）式代入（7）式得

（9）若V10=V20，则由（9）式得p1=p10，即若加热前，L1中气体的体积等于L2中气体的体积，则加热后L1中气体的压强不变，由（2）式可知加热后L2中气体的压强亦不变。若V10<V20，则由（9）式得p1<p10，即若加热前，L1中气体的体积小于L2中气体的体积，则加热后L1中气体的压强必减小，由（2）式可知加热后L2中气体的压强必增大。若V10>V20，则由（9）式得p1>p10，即若加热前，L1中气体的体积大于L2中气体的体积，则加热后L1中气体的压强必增大，由（2）式可知加热后L2中气体的压强必减小。评分标准：本题20分。得到（l）式和（2）式或得到（3）得3分，得到（8）式得3分，得到（9）式得8分，最后结论得6分。17.质量为m的均匀方形木块在平静的水面上处于平衡状态，用力F缓慢向下压木块使之向下移动距离d，然后松开手，不计水的粘滞作用，木块做简谐运动．(1)当木块正好经过平衡位置向下运动时，某同学开始观察木块的振动过程，该同学发现经过0.5s后木块第一次回到平衡位置．已知d＝2cm，取竖直向上为正方向，