安阳市2021-2022学年高二下学期阶段性考试（五）物理试题（解析版）

河南省安阳市2021-2022学年高二下学期阶段性测试(五)物理一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，第8~10题有多个选项符合要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.运动和受力是物理学打开世界大门的关键钥匙，物体在不同受力情况下的运动形式和规律不尽相同。下列说法正确的是（）A.乒乓球从某高度静止释放一定做自由落体运动B.小球在恒定的合外力作用下可能匀速圆周运动C.带电粒子在电场中运动一定受到电场力的作用D.通电直导线在磁场中运动一定受到安培力的作用【答案】C【解析】【详解】A．乒乓球运动过程中，由于空气阻力较大，不能忽略，所有乒乓球不是做自由落体运动。故A错误；B．匀速圆周运动的物体受到大小恒定，方向时刻改变的力。故B错误；C．带电粒子在电场中运动一定受到电场力的作用。故C正确；D．通电直导线在磁场中运动，若导线与磁场方向平行，则不受安培力的作用。故D错误。故选C。2.地球的同步卫星位于赤道上空，随地球同步转动。如图所示，同步卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，经过t时间转过的弧长为l。已知地球的半径为R，下列说法正确的是（）

A.地球所有同步卫星的速度均相同B.同步卫星在高空绕行的角速度为C.同步卫星在高空的向心加速度为D.地球赤道表面的向心加速度为【答案】B【解析】【详解】A．同步卫星的周期与地球自转周期相同，则所有同步卫星都具有相同的周期，也具有相同的轨道半径，根据则地球所有同步卫星的速度大小均相同，但是方向不同，则线速度不同，选项A错误；B．同步卫星在高空绕行的角速度为选项B正确；C．同步卫星在高空的向心加速度为选项C错误；D．地球赤道表面的物体的角速度等于同步卫星的角速度，则地球赤道表面的物体的向心加速度为选项D错误。故选B。3.如图所示，质量m=1kg的物块开始静止在水平面上的A点，现对物块施加一功率恒为P=50W的水平外力，物块经过后到达接有小圆弧的B点时恰好匀速，之后撤去外力，物块滑上足够长倾角为θ=37°的斜面。已知物块和所有接触面之间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度g取，sin37°=0.6，物块可视为质点，不计空气阻力，则物块从开始运动到滑上斜面第一次减速为零所用时间为（）

A.1.2s B.1.5s C.2.0s D.2.5s【答案】D【解析】【详解】物块和所有接触面之间的动摩擦因数均为μ=0.5，可求得物块水平面滑动时所受摩擦力物块斜面上滑动时所受摩擦力大小水平外力功率恒为P=50W，物块经过后到达接有小圆弧的B点时恰好匀速，匀速说明受力平衡，拉力等于摩擦力，大小为5N。根据功率公式得则水平面运动过程中，根据动能定理解得在斜面上物块做减速运动解得斜面上减速到零所用时间所以开始运动到滑上斜面第一次减速为零所用时间为故ABC错误，D正确。故选D。4.如图所示，理想变压器的原，副线圈的匝数之比为，原线圈接有正弦交变电压，电容器C的最大耐压值为300V，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是（）

A.，均断开，副线圈中的交流电频率小于50HzB.，均断开，电压表和电流表示数均为0C.，均闭合，副线圈中电容器C会被击穿损坏D.，闭合前后，副线圈中电压表的示数会发生变化【答案】C【解析】【详解】A．两个开关均断开，副线圈中的交流电频率等于50Hz，A错误；B．两个开关均断开，电压表示数不为零，电流表示数为零，B错误；C．两个开关均闭合，按照，副线圈的最大电压为，副线圈中电容器C会被击穿损坏，C正确；D．对于理想变压器且原线圈没有用电器的电路来说，两个开关闭合前后，副线圈中电压表的示数不会发生变化，D错误。故选C。5.如图所示，质量为m的长木板C放置在倾角为θ的斜面上，C表面有两个轻质带正电物块A和B，两物块的电荷量均为+q。B物块表面光滑，通过与斜面平行的轻质杆与A连接，整个装置处于竖直向下的匀强电场（未画出）中且保持静止状态，电场强度为E。已知重力加速度为g，不计A、B间库仑力，下列说法正确的是（）A.轻质杆对物块A的作用力大小为qEsinθB.长木板C受到斜面的摩擦力大小为mgsinθC.A和B物块系统受到C的摩擦力大小为2mgsinθD.A物块受到长木板C作用力大小为qE【答案】A【解析】【详解】A．轻质杆对物块A的作用力大小等于轻杆对物块B的作用力，对B进行受力分析可得轻杆对B的作用力A正确；B．将A、B、C做为整体，进行受力分析，可知长木板C受到斜面的摩擦力大小B错误；C．将A、B做为整体，进行受力分析，可知A和B物块系统受到C的摩擦力大小C错误；D．对A进行受力分析可知，C对A的支持力C对A的摩擦力为因此A物块受到长木板C的作用力大小为D错误。故选A。6.如图所示为一个体能游戏装置的简化图，固定在水平地面上的斜面倾角为，斜面上放置一个质量为的重物，重物与斜面之间的摩擦可忽略不计。重物通过与斜面平行的轻绳绕过光滑定滑轮与一个手梯相连，手梯悬空，质量为。某次游戏中，一位选手开始时恰好静止在手梯上（未画出），等待片刻后选手开始竖直向下做匀加速直线运动，此时M获得最大加速度沿斜面下滑。已知重力加速度g取，所有运动均在同一竖直面内进行，不计空气阻力，则这位选手此时的加速度至少为（）

A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】因为开始时，选手恰好静止在手梯上，设运动员质量为，绳子拉力为T，所以对运动员和手梯整体有对重物有解得当运动员开始竖直向下做匀加速直线运动时，因为重物达到了最大加速度沿斜面下滑，故对重物有此时手梯和重物的加速度大小相等，设运动员给手梯的力大小为F，故此时对手梯有设运动员的加速度为a，则对运动员有解得故ACD错误，B正确故选B。7.如图1所示，光滑的水平面上静置一斜面，一个小物块放置在距离水平面高处的光滑斜面上，小物块由静止释放，滑至斜面底部后与斜面分离，此时小物块相对地面的水平位移为。改变小物块在斜面上的高度，得到小物块的水平位移和高度的关系图像如图2所示，图中、为已知量。已知斜面与小物块的质量之比为，关于小物块下滑的过程，下列说法正确的是（）

A.斜面对小物块做正功B.斜面倾角的正弦值为C.斜面倾角正弦值为D.小滑块与斜面组成的系统动量守恒【答案】B【解析】【详解】A．由于各个接触面都光滑，可知小物块和斜面组成的系统满足机械能守恒，小物块下滑过程对斜面的压力垂直于斜面左向下，使斜面向左运动，可知斜面的机械能增加，故小物块的机械能减少，斜面对小物块做负功，A错误；D．小物块静止释放后，小物块竖直方向存在加速度，斜面竖直方面没有加速度，可知小物块和斜面组成的系统在竖直方向的合力不为零，故小滑块与斜面组成的系统动量不守恒，D错误；BC．小滑块与斜面组成的系统在水平方向的合力为零，故系统满足水平方向动量守恒，假设小物块质量为，斜面的质量为，斜面倾角为，小物块和斜面在同一时刻的水平速度分别为和，则有可得即又联立可得可知图像的斜率为解得又联立解得B正确，C错误。故选B。8.如图所示，在水平台面上固定一个光滑圆弧支架，圆弧上有一个小圆环被轻弹簧系住，轻弹簧的悬点O固定在圆弧圆心的正上方。现将小圆环拉至圆弧支架的最左端从静止释放，小圆环通过圆弧支架最高点时弹簧处于压缩状态，之后在圆弧支架两侧往复滑动，水平台面始终保持静止，不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A.在一个周期内小圆环有四次经过其机械能最大的位置B.小圆环运动过程中速度达到最大时所受合外力0C.轻弹簧在支架两端的拉伸量大于在最高点的压缩量D.小圆环在通过支架最高点之前速度可能会一直增大【答案】AC【解析】【详解】BD．小球从最左端至圆心的正上方，在切向先做加速运动，再做减速运动，当切向合力为零(此时弹簧仍处于伸长状态)时，速度最大，此时做圆周运动，具有向心加速度，有向心力，同理从圆心的正上方至最右端时，在切向先做加速运动，再做减速运动，当切向合力为零(此时弹簧仍处于伸长状态)时，速度最大，故BD错误；A．当弹簧处于原长时，弹性势能为0，小球机械能最大，由题意知，在最左端至圆心的正上方和圆心的正上方至最右端各有一处弹簧处于原长的位置，所以在一个周期内小圆环有四次经过其机械能最大的位置，故A正确；C．因只有重力和弹簧弹力做功，故小球和弹簧系统的机械能守恒，小球在最左端的动能和重力势能均最小，故小球在最左端的弹性势能必大于在圆心的正上方的弹性势能，所以弹簧在最左端的伸长量一定大于弹簧在最高点的压缩量，故C正确；故选AC。9.氢的同位素在自然界中广泛存在，尤其是氘核可通过液氢低温精馏获得。现有两个氘核均以的动能对心正碰，发生核反应产生的核能全部转化为生成物和核子X的动能。已知的质量为，的质量为，核子X的质量为，，则下列说法正确的是（）A.核反应产生的能量全部来自质量亏损B.核子X是查德威克发现的C.核反应产物的动能约为D.核反应产物X的动能约为【答案】ABD【解析】【详解】A．核反应产生的能量全部来自质量亏损，故A项正确；B．由题意得，以及核反应过程中的质量数和核电荷数守恒得，核反应方程为所以可知，核子X为中子，而中子是由英国物理学家查德威克在卡文迪许实验室发现的，故B项正确；CD．设核反应中的质量亏损为，则有解得因为两核反应前发生对心正碰，其两核动能相同，所以动量等大反向，两氘核碰撞过程动量守恒，故反应前后系统的总动量为0，结合动量与动能的关系有整理得故C错误，D正确。故选ABD。10.如图所示，光滑且不计电阻的导轨，一端接有定值电阻R=2Ω，导轨的宽度为l=0.5m，整个空间存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B=5T。在导轨上有一与导轨接触良好的足够长金属棒PQ，且与导轨夹角为θ（锐角），现用外力使PQ做匀速直线运动，速度大小为v=2m/s，方向与导轨平行。已知金属棒单位长度电阻为r=2Ω。则下列说法正确的是（）

A.不论θ如何改变，回路中的电流恒为B.θ减小，PQ金属棒两端的电压减小C.改变θ角，PQ金属棒上消耗的最大电功率为D.改变θ角，PQ金属棒上消耗的最大电功率为【答案】C【解析】【详解】A．由电磁感应定律，可得金属棒产生的感应电动势为回路中的电流为由上式可知，回路中的感应电动势不变，当改变θ角时，电流会变化，θ角越大，金属棒的电阻越小，电流越大，当θ=90°时，回路中的电流最大为A错误；B．回路中的电动势不变，θ减小，回路中的电阻增大，电流减小，定值电阻R两端的电压减小，PQ金属棒两端的电压增大，B错误；CD．由电功率公式可得金属棒的功率为又有则有当时，有P棒=Pm，最大可为当金属棒的电阻等于定值电阻R时，即R棒=R时，PQ金属棒消耗的功率最大，此时定值电阻R消耗的功率也最大。C正确，D错误。故选D。二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第11~15题为必考题，每个试题考生都必须作答。第16、17题为选考题，考生根据要求作答。（―）必考题：共55分。11.某同学在学完动量定理一节内容后，考虑到可以使用冲量表征物体之间碰撞的动量变化，于是便设计了如下实验：①如图1所示，将质量为的小车从圆弧轨道某高处静止释放，小车经过点滑行一段距离后停在水平轨道上的点，测得；②如图2所示，在水平轨道的点位置固定一个竖直挡板，测得，将小车从圆弧轨道相同的高度由静止释放，小车与挡板碰撞后停在点，测得；③查阅资料，获得小车与水平轨道之间的阻力大小恒为。

结合实验过程，回答下列问题：（1）根据实验步骤①可知小车通过点时的动量大小为________。（2）根据实验步骤②和③可知小车撞击挡板的过程中，所受外力冲量的大小为________。（3）使用（2）中的冲量大小表示挡板对小车的作用效果与真实效果相比________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）【答案】①.②.③.偏小【解析】【详解】（1）[1]设小车通过点时的速度大小为，从到的过程，根据动能定理可得解得则小车通过点时动量大小为（2）[2]设小车与挡板碰撞前的速度大小为，小车从到的过程，根据动能定理可得解得设小车与挡板碰撞后的速度大小为，小车从到的过程，根据动能定理可得解得根据动量定理可得，小车撞击挡板的过程中，所受外力冲量的大小为（3）[3]小车在实际运动过程中除了受到轨道的阻力，还要受到一定的空气阻力，可知小车受到的实际阻力应大于，根据（2）问中的冲量表达式可知使用（2）中的冲量大小表示挡板对小车的作用效果与真实效果相比偏小。12.实验室中有一灵敏电流计G，量程为100mA，内阻约为200Ω，现准备较为精确地测量该灵敏电流计的内阻，使用定值电阻将灵敏电流计改装后接入电路中，实验部分器材的参数如下：

A．蓄电池（电动势约为9V）B．定值电阻C．定值电阻D．标准电流表A（量程0.3A）E．电阻箱R（0~999.9Ω）回答下列问题：（1）较为准确地测量G的内阻，电路图应选择图________（选填“1”或“2”），定值电阻应选择________（选填“”或“”）（2）开始实验，调节滑动变阻器阻值至最大，将开关闭合，然后将开关拨向________（选填“1”或“2”），调节滑动变阻器，使电流表A的示数为I；然后将开关拨向另一端，调节电路中某元件，使得电流表示数仍为I。（3）实验结束后，电阻箱的示数为，则灵敏电流计的内阻为________（用题中所给符号表示）。【答案】①.2②.③.1④.【解析】【详解】（1）[1]标准电流表A的量程为0.3A，灵敏电流计G，量程为100mA，即0.1A，为了减小误差，方便实验操作，应与电流计并联一个小电阻，改装成量程为0.3A的电流表，故应选择图2所示电路图；[2]根据串并联电路的特点，需要并联的电阻阻值为故定值电阻应选择；（2）[3]开始实验，调节滑动变阻器阻值至最大，将开关闭合，然后将开关拨向“1”，调节滑动变阻器，使电流表A的示数为I；然后将开关拨向另一端，调节电路中电阻箱R的阻值，使得电流表示数仍为I。（3）[4]由（2）知道，实验结束后，电阻箱的示数为，则此时电阻箱的阻值满足可得灵敏电流计的内阻为13.如图1所示，单匝矩形导轨的两侧分别接有电阻和，矩形导轨中央虚线区域磁场的有效面积，磁感应强度B随时间t的变化如图2所示。不计其他一切电阻，求：（1）回路中电流的有效值是多少（可用根式表示）；（2）一个周期内整个回路中产生的热量为多大（可用分式表示）。

【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由图可得，0~1s内，电路的感应电动势为则感应电流为同理可得，1~3s内，电路的感应电动势为则感应电流为设感应电流的有效值为I，由电流的热效应得解得（2）一个周期内整个回路中产生的热量为14.如图所示，两平行直线ab、cd之间存在垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，ab上方存在竖直向下与ab垂直的匀强电场，在匀强电场中到ab距离为d的粒子源垂直电场线水平向右发射出速为的带电粒子，经电场偏转后与ab成θ角射入匀强磁场，并从磁场的下边界cd射出，射出方向与磁场边界dc的夹角也为θ，ab、cd之间的宽度也为d，不计粒子的重力及粒子间相互作用。（1）判断粒子的电性，并求粒子的比荷；（2）求电场强度E的大小。

【答案】（1）粒子带正电，；（2）【解析】【详解】（1）粒子在电场中的偏转方向与电场方向相同，可知粒子带正电；经电场偏转后与ab成θ角射入匀强磁场，设进入磁场时的速度为v，则

设粒子在磁场中运动的半径为R，由牛顿第二定律得粒子射出方向与磁场边界dc的夹角也为θ，由几何关系得解得（2）设粒子在电场中运动的加速度为a，牛顿第二定律得粒子在电场中做类平抛运动，有经电场偏转后与ab成θ角射入匀强磁场，则解得15.如图所示，在直角平面坐标系xOy的第二象限中有沿+x方向的匀强电场，质量为m，电荷量为q的粒子第一次从M（﹣d，0）点以初速度垂直x轴进入匀强电场，经过N（0，2d）点后飞离匀强电场，此时撤去匀强电场，在x轴上放置一点电荷（大小未知），粒子从N开始做匀速圆周运动，从x轴上的A点（图中未画出）沿﹣y方向离开第一象限。第二次从M点释放一个相同的粒子，重复第一次的运动从N点飞离，此时撤去匀强电场，在第一象限内放置另一点电荷，粒子做匀速圆周运动一段时间后撤去，最后粒子从x轴上的B点（图中未画出）离开第一象限，粒子在B点的速度方向指向右下方，与﹣y方向夹角为30°。已知静电力常量为k，不计粒子的重力及其他阻力，求：（1）粒子从N点飞离时速度v的大小和方向；（2）x轴上点电荷的电性和电荷量大小；（3）第二次粒子从x轴离开位置B点的横坐标。

【答案】（1），速度与x轴正方向夹角为；（2）负电，；（3）【解析】【详解】（1）依题意，知粒子受到水平向右的电场力作用，粒子带正电且在匀强电场中做类平抛运动，有联立求得则粒子从N点飞出时，沿y轴正方向的分速度大小为故设粒子飞出时速度与x轴正方向夹角为，则有（2）由于粒子带正电，根据匀速圆周运动特点知，点电荷对粒子的库仑力为引力，则点电荷带负电，由几何知识求得，粒子做匀速圆周运动的半径为根据库仑力提供粒子做匀速圆周运动的向心力，可得求得（3）依题意，可作出粒子运动轨迹如图所示

若在第一象限内放置另一点电荷，由于粒子飞入第一象限的速度不变，根据库仑力提供向心力，可得此时粒子做匀速圆周运动的半径为则B点的横坐标为根据几何知识可得可得（二）选考题：共15分。请考生从给出的16、17两道题中任选一题作答。如果多选，则按所做的第一题计分。[选修3-3]16.如图所示，方形冰块恰好嵌在开口向上的玻璃杯底部，然后玻璃杯开口处用杯盖紧封，将含冰块的玻璃杯置于稳定的室温下，一段时间后玻璃杯内外刚好达到热平衡。在这个过程中，下列说法正确的是（）

A.玻璃杯中物质的内能先增大后减小B.冰在融化过程中，分子的平均动能不变C.玻璃杯中物质的分子平均动能一直增大D.玻璃杯中的冰块一定是晶体E.玻璃杯中的水面最终一定是曲面【答案】BDE【解析】【详解】A．冰块融化过程中吸收热量，内能增大，完全融化后温度不变，则内能不变，故A错误；BC．冰块融化过程中温度不变，则分子平均动能不变，故B正确，C错误；D．冰块融化过程吸收热量，温度不变，则冰块是晶体，故D正确；E．因水表面张力作用，玻璃杯中的水面最终一定是曲面，故E正确。故选BDE。17.如图所示，细绳绕过光滑定滑轮在水面下拴接着一个轻质导热汽缸，汽缸底部侧面有小孔与外界液体相通，紧挨着汽缸下方固定有一个梯形重物，重物的质量为m=5t，体积为。初始时，汽缸内理想气体的体积为，汽缸内的液面到水面的高度为H=15m，汽缸和重物在细绳的拉力作用下静止不动，此时细绳与竖直方向夹角均为37°；之后缓慢拉动细绳，直到细绳拉力为0。已知水的密度为，大气压强为，重力加速度g取，sin37°=0.6，水温恒定。求：（1）初始时每