河南省开封五县2022-2023学年高二下学期第二次月考联考物理试题（ 含答案解析 ）

第1页/共1页2022-2023学年高二下学期第二次月考联考卷物理试卷一、选择题（本题共12个小题，每题4分，共48分。其中1-8题为单项选择题，9-12题为多项选择题，全部选全对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.关于物理学发展的相关内容，下列说法错误的是（）A.1887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用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【答案】A【解析】【详解】A．1887年赫兹在研究麦克斯韦电磁理论时偶然发现了光电效应现象，1905年爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应，并因此获得1921年诺贝尔物理学奖，故A错误；B．汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定阴极射线本质上是带负电的电子流，并求出了比荷，从而发现了电子，故B正确；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，故C正确；D．原子核的核子数越多，结合能越大；比结合能越大，原子核中核子结合的越牢固，要想将原子核变成单个核子，需要吸收更大的能量，分开越不容易，原子核越稳定，故D正确。本题选错误的，故选A。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v，锂核的比结合能为，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.光子的动量C.释放的核能 D.质量亏损【答案】C【解析】【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知X核核，故A错误；B．光子的频率为v，可知光子的动量故B错误；C．由比结合能的概念可知，该核反应释放的核能为故C正确；D．质量亏损为故D错误；故选C。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OO’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N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（）A.通过线圈的最大电流为1.25A B.线圈的角速度为50rad/sC.电压表的示数为V D.穿过线圈的最大磁通量为Wb【答案】A【解析】【详解】AC、根据闭合电路的欧姆定律可知，即通过线圈的最大电流为1.25A，电压表测量的是有效值，故有电压表的示数为，故选项A正确，C错误；B、由乙图可知周期，转动的角速度为，故选项B错误；D、根据可得穿过线圈的最大磁通量为，故选项D错误．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，a、b两表面间的电压U减小【答案】B【解析】【详解】A．带电粒子再磁场中受洛伦兹力的作用而偏向A、B两板，根据左手定则，正电荷偏向B板，使B板带正电，负电荷偏向A板，使A板带负电，则A板电势低，故A错误；B．根据动能定理根据洛伦兹力提供向心力得可知，偏转半径与荷质比的平方根成反比，荷质比大的粒子在磁场中的偏转半径小，故B正确；C．直线加速器应使用交流电，故C错误；D．当a、b两表面间的电压U稳定时，根据平衡条件可知，磁感应强度增大时，a、b两表面间的电压U增大，故D错误。故选B。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abcd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L、2L、3L，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.【答案】A【解析】【详解】AB．0~t1时间内为bc边切割向里的磁场，电流为逆时针方向，t1~t2时间内ad边和bc边同向切割反向的磁场，电流加倍为顺时针，t2~t3时间内为ad边切割向外的磁场，电流为逆时针。线框做匀加速直线运动，则切割磁场的速度线框运动速度随时间增大，运动相同位移所用时间越来越短；0~t1、t2~t3时间内一个边切磁感线产生的电动势为电流0~t1、t2~t3时间内i-t图像斜率相同。t1~t2时间内，两个边切割磁感线，电动势为电流故A正确，B错误；CD．物体做匀加速运动故电流的表达式还可以写成所以电流不与位移成正比，故CD错误。故选A。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A、O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【答案】B【解析】【详解】A．根据左手定则可知，从上往下看，圆盘的转动方向是逆时针方向，选项A错误；B．刚闭合开关时，图甲中的圆盘都处在磁场中，所受安培力较大，故图甲中的圆盘比图乙中的圆盘加速得快，选项B正确；CD．开关断开后，由于图甲中磁场充满整个圆盘，使得圆盘沿每条半径方向的感应电动势都一样大，电荷只在盘心和盘的边缘处积累，不会在圆盘内部形成电流，因此在开关断开后，只要没有其它的阻力，圆盘将匀速转动不会减速，图乙由于磁场存在于圆盘中的一部分区域内，使得开关断开后，仍有电流在圆盘内部形成回路，由于安培力作用圆盘减速，选项CD错误。故选B。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【答案】A【解析】【详解】A．以整个汽缸及活塞为研究对象进行受力分析，根据平衡条件弹力大小始终等于整体的重力，弹簧的长度始终不变，则活塞的位置始终不变。汽缸内气体的压强故温度的变化不影响缸内压强，不管温度是升高还是降低，活塞的位置始终不变；根据理想气体状态方程可知，温度降低，体积减小，外界对气体做功，汽缸的上底面距地面的高度将减小；故A正确；B．温度升高，而压强不变，体积增大，汽缸中气体分子的数密度变小；温度升高，气体内能增大，故B错误；C．外界大气压强减小，根据整体受力平衡可知，弹簧弹力不变，弹簧长度不变；压强减小而温度不变，则体积V增大，外界对气体做负功，气体内能不变，由热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，故C错误；D．外界大气压强增大，而温度不变，则体积V减小，根据整体受力平衡可知，弹簧弹力不变，弹簧长度不变，活塞位置不变，则汽缸的上底面距地面的高度减小，故D错误。故选A。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【答案】B【解析】【详解】A．从左端到右端运动过程中，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，故沿磁瓶轴线方向的速度分量先变大后变小。故A错误；B．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。故选B。【点睛】根据题意理解粒子运动的规律。注意粒子运动的分解，运动的分解包含速度、受力等矢量的分解。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，粒子散射实验中，粒子与金原子中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【答案】CD【解析】【详解】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短的方向移动，选项A错误；B．如图乙所示，发生光电效应时，入射光频率越大，光电子的最大初动能也就越大，与入射光的强度无关，选项B错误；C．如图丙所示，粒子散射实验中，粒子与金原子中的原子核碰撞可能会发生大角度偏转，选项C正确；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种频率的光子，其中从的能级跃迁到能级能级差最小，则辐射的光子频率最小，波长最长，选项D正确。故选CD。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U1=220V，输出功率为，输电线的总电阻r=12Ω，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50V。则下列说法中正确的有（）A.输电线上的电流为100AB.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【答案】AD【解析】【详解】A．升压变压器原线圈电流为所以故A正确；B．输电线损耗的功率为所以用户获得的功率为故B错误；C．升压变压器副线圈电压为输电线损耗的电压为所以降压变压器的匝数比为故C错误；D．若充电桩消耗的功率增大，则电源输入总功率变大，因为总电压不变，由可知升压变压器原线圈电流变大，升压变压器副线圈电流变大，则输电线上的损耗电压变大，降压变压器原线圈电压变小，则降压变压器副线圈电压也变小。故D正确。故选AD。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，共匝，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（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【答案】BD【解析】【详解】AB．根据题意，由左手定则可知，若的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码，若的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，需要在左边加砝码，故A错误，B正确；CD．根据题意，设线框的质量为，结合AB分析，由平衡条件有联立解得故C错误，D正确。故选BD。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【答案】BC【解析】【详解】根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示A．粒子沿方向从区域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，根据左手定则，可知区域II磁感应强度方向垂直纸面向外，故A错误；B．三圆心构成等边三角形，可知粒子在区域I、III内各转过60°角，由几何关系有由洛仑兹力提供向心力，有粒子在区域II转过120°角，由几何关系有由洛仑兹力提供向心力，有得故B正确；C．粒子在区域I、III周期相等粒子在区域II周期粒子从进入磁场到离开磁场所用时间故C正确；D．粒子在区域II中速度方向改变了120°角，速度变化量故D错误。故选BC。二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）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，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插入图乙中的螺线管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”）。【答案】①.判别电流表指针的偏转方向与电流方向关系②.不偏③.向左偏【解析】【详解】[1][2][3]试触目的是判别电流表指针的偏转方向与电流方向关系；根据楞次定律，电键保持闭合状态，磁通量不变，感应电流为零，所以电流计指针不偏；图丙中滑动变阻器的滑片P向右滑动，电阻变大，A中电流变小，穿过线圈磁通量减小，产生感应电流，根据楞次定律，感应电流方向与闭合电键K的瞬间电流方向相反，所以图乙中电流计指针向左偏。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.【答案】①.A②.逆时针③.B④.吸引⑤.排斥【解析】【详解】（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；三、计算题（本题共4小题，共计46分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15.如图所示，相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°，现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab，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2T的竖直向上匀强磁场中，导轨所接的电源电动势为15V，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g=10m/s2，为了保证ab处于静止状态，则：（1）ab通入的最大电流为多少？（2）ab通入的最小电流为多少？（3）R的调节范围是多大？【答案】（1）16.5A（2）1.5A（3）0.91～10Ω【解析】【详解】试题分析：（1）ab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ab中电流最小时，变阻器阻值为：当ab中电流最强时，变阻器阻值为：，所以为保持ab静止，R的调节范围为0.91~10考点：此题考查静摩擦力、安培力的大小和方向及力的平衡条件问题．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：Ⅰ.细管中被封闭的空气柱的长度；Ⅱ.洗衣缸内水的高度。【答案】Ⅰ.；Ⅱ.【解析】【分析】【详解】Ⅰ．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Ⅱ．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.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r=0.5m的竖直半圆，两导轨间距离l=0.3m，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小B=1T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ab、cd，均垂直导轨置于水平导轨上，金属棒ab、cd的质量分别为m1=0.2kg、m2=0.1kg，电阻分别为R1=0.1Ω、R2=0.2Ω。现让ab棒以v0=10m/s的初速度开始水平向右运动，cd棒进入圆轨道