安陽市2021-2022學年高二下學期階段性考試（五）物理試題（解析版）

河南省安陽市2021-2022學年高二下學期階段性測試(五)物理一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一個選項符合題目要求，第8~10題有多個選項符合要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.運動和受力是物理學打開世界大門的關鍵鑰匙，物體在不同受力情況下的運動形式和規(guī)律不盡相同。下列說法正確的是（）A.乒乓球從某高度靜止釋放一定做自由落體運動B.小球在恒定的合外力作用下可能勻速圓周運動C.帶電粒子在電場中運動一定受到電場力的作用D.通電直導線在磁場中運動一定受到安培力的作用【答案】C【解析】【詳解】A．乒乓球運動過程中，由于空氣阻力較大，不能忽略，所有乒乓球不是做自由落體運動。故A錯誤；B．勻速圓周運動的物體受到大小恒定，方向時刻改變的力。故B錯誤；C．帶電粒子在電場中運動一定受到電場力的作用。故C正確；D．通電直導線在磁場中運動，若導線與磁場方向平行，則不受安培力的作用。故D錯誤。故選C。2.地球的同步衛(wèi)星位于赤道上空，隨地球同步轉動。如圖所示，同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，軌道半徑為r，經過t時間轉過的弧長為l。已知地球的半徑為R，下列說法正確的是（）

A.地球所有同步衛(wèi)星的速度均相同B.同步衛(wèi)星在高空繞行的角速度為C.同步衛(wèi)星在高空的向心加速度為D.地球赤道表面的向心加速度為【答案】B【解析】【詳解】A．同步衛(wèi)星的周期與地球自轉周期相同，則所有同步衛(wèi)星都具有相同的周期，也具有相同的軌道半徑，根據則地球所有同步衛(wèi)星的速度大小均相同，但是方向不同，則線速度不同，選項A錯誤；B．同步衛(wèi)星在高空繞行的角速度為選項B正確；C．同步衛(wèi)星在高空的向心加速度為選項C錯誤；D．地球赤道表面的物體的角速度等于同步衛(wèi)星的角速度，則地球赤道表面的物體的向心加速度為選項D錯誤。故選B。3.如圖所示，質量m=1kg的物塊開始靜止在水平面上的A點，現對物塊施加一功率恒為P=50W的水平外力，物塊經過后到達接有小圓弧的B點時恰好勻速，之后撤去外力，物塊滑上足夠長傾角為θ=37°的斜面。已知物塊和所有接觸面之間的動摩擦因數均為μ=0.5，重力加速度g取，sin37°=0.6，物塊可視為質點，不計空氣阻力，則物塊從開始運動到滑上斜面第一次減速為零所用時間為（）

A.1.2s B.1.5s C.2.0s D.2.5s【答案】D【解析】【詳解】物塊和所有接觸面之間的動摩擦因數均為μ=0.5，可求得物塊水平面滑動時所受摩擦力物塊斜面上滑動時所受摩擦力大小水平外力功率恒為P=50W，物塊經過后到達接有小圓弧的B點時恰好勻速，勻速說明受力平衡，拉力等于摩擦力，大小為5N。根據功率公式得則水平面運動過程中，根據動能定理解得在斜面上物塊做減速運動解得斜面上減速到零所用時間所以開始運動到滑上斜面第一次減速為零所用時間為故ABC錯誤，D正確。故選D。4.如圖所示，理想變壓器的原，副線圈的匝數之比為，原線圈接有正弦交變電壓，電容器C的最大耐壓值為300V，電壓表和電流表均為理想交流電表。下列說法正確的是（）

A.，均斷開，副線圈中的交流電頻率小于50HzB.，均斷開，電壓表和電流表示數均為0C.，均閉合，副線圈中電容器C會被擊穿損壞D.，閉合前后，副線圈中電壓表的示數會發(fā)生變化【答案】C【解析】【詳解】A．兩個開關均斷開，副線圈中的交流電頻率等于50Hz，A錯誤；B．兩個開關均斷開，電壓表示數不為零，電流表示數為零，B錯誤；C．兩個開關均閉合，按照，副線圈的最大電壓為，副線圈中電容器C會被擊穿損壞，C正確；D．對于理想變壓器且原線圈沒有用電器的電路來說，兩個開關閉合前后，副線圈中電壓表的示數不會發(fā)生變化，D錯誤。故選C。5.如圖所示，質量為m的長木板C放置在傾角為θ的斜面上，C表面有兩個輕質帶正電物塊A和B，兩物塊的電荷量均為+q。B物塊表面光滑，通過與斜面平行的輕質桿與A連接，整個裝置處于豎直向下的勻強電場（未畫出）中且保持靜止狀態(tài)，電場強度為E。已知重力加速度為g，不計A、B間庫侖力，下列說法正確的是（）A.輕質桿對物塊A的作用力大小為qEsinθB.長木板C受到斜面的摩擦力大小為mgsinθC.A和B物塊系統(tǒng)受到C的摩擦力大小為2mgsinθD.A物塊受到長木板C作用力大小為qE【答案】A【解析】【詳解】A．輕質桿對物塊A的作用力大小等于輕桿對物塊B的作用力，對B進行受力分析可得輕桿對B的作用力A正確；B．將A、B、C做為整體，進行受力分析，可知長木板C受到斜面的摩擦力大小B錯誤；C．將A、B做為整體，進行受力分析，可知A和B物塊系統(tǒng)受到C的摩擦力大小C錯誤；D．對A進行受力分析可知，C對A的支持力C對A的摩擦力為因此A物塊受到長木板C的作用力大小為D錯誤。故選A。6.如圖所示為一個體能游戲裝置的簡化圖，固定在水平地面上的斜面傾角為，斜面上放置一個質量為的重物，重物與斜面之間的摩擦可忽略不計。重物通過與斜面平行的輕繩繞過光滑定滑輪與一個手梯相連，手梯懸空，質量為。某次游戲中，一位選手開始時恰好靜止在手梯上（未畫出），等待片刻后選手開始豎直向下做勻加速直線運動，此時M獲得最大加速度沿斜面下滑。已知重力加速度g取，所有運動均在同一豎直面內進行，不計空氣阻力，則這位選手此時的加速度至少為（）

A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】因為開始時，選手恰好靜止在手梯上，設運動員質量為，繩子拉力為T，所以對運動員和手梯整體有對重物有解得當運動員開始豎直向下做勻加速直線運動時，因為重物達到了最大加速度沿斜面下滑，故對重物有此時手梯和重物的加速度大小相等，設運動員給手梯的力大小為F，故此時對手梯有設運動員的加速度為a，則對運動員有解得故ACD錯誤，B正確故選B。7.如圖1所示，光滑的水平面上靜置一斜面，一個小物塊放置在距離水平面高處的光滑斜面上，小物塊由靜止釋放，滑至斜面底部后與斜面分離，此時小物塊相對地面的水平位移為。改變小物塊在斜面上的高度，得到小物塊的水平位移和高度的關系圖像如圖2所示，圖中、為已知量。已知斜面與小物塊的質量之比為，關于小物塊下滑的過程，下列說法正確的是（）

A.斜面對小物塊做正功B.斜面傾角的正弦值為C.斜面傾角正弦值為D.小滑塊與斜面組成的系統(tǒng)動量守恒【答案】B【解析】【詳解】A．由于各個接觸面都光滑，可知小物塊和斜面組成的系統(tǒng)滿足機械能守恒，小物塊下滑過程對斜面的壓力垂直于斜面左向下，使斜面向左運動，可知斜面的機械能增加，故小物塊的機械能減少，斜面對小物塊做負功，A錯誤；D．小物塊靜止釋放后，小物塊豎直方向存在加速度，斜面豎直方面沒有加速度，可知小物塊和斜面組成的系統(tǒng)在豎直方向的合力不為零，故小滑塊與斜面組成的系統(tǒng)動量不守恒，D錯誤；BC．小滑塊與斜面組成的系統(tǒng)在水平方向的合力為零，故系統(tǒng)滿足水平方向動量守恒，假設小物塊質量為，斜面的質量為，斜面傾角為，小物塊和斜面在同一時刻的水平速度分別為和，則有可得即又聯立可得可知圖像的斜率為解得又聯立解得B正確，C錯誤。故選B。8.如圖所示，在水平臺面上固定一個光滑圓弧支架，圓弧上有一個小圓環(huán)被輕彈簧系住，輕彈簧的懸點O固定在圓弧圓心的正上方?，F將小圓環(huán)拉至圓弧支架的最左端從靜止釋放，小圓環(huán)通過圓弧支架最高點時彈簧處于壓縮狀態(tài)，之后在圓弧支架兩側往復滑動，水平臺面始終保持靜止，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）

A.在一個周期內小圓環(huán)有四次經過其機械能最大的位置B.小圓環(huán)運動過程中速度達到最大時所受合外力0C.輕彈簧在支架兩端的拉伸量大于在最高點的壓縮量D.小圓環(huán)在通過支架最高點之前速度可能會一直增大【答案】AC【解析】【詳解】BD．小球從最左端至圓心的正上方，在切向先做加速運動，再做減速運動，當切向合力為零(此時彈簧仍處于伸長狀態(tài))時，速度最大，此時做圓周運動，具有向心加速度，有向心力，同理從圓心的正上方至最右端時，在切向先做加速運動，再做減速運動，當切向合力為零(此時彈簧仍處于伸長狀態(tài))時，速度最大，故BD錯誤；A．當彈簧處于原長時，彈性勢能為0，小球機械能最大，由題意知，在最左端至圓心的正上方和圓心的正上方至最右端各有一處彈簧處于原長的位置，所以在一個周期內小圓環(huán)有四次經過其機械能最大的位置，故A正確；C．因只有重力和彈簧彈力做功，故小球和彈簧系統(tǒng)的機械能守恒，小球在最左端的動能和重力勢能均最小，故小球在最左端的彈性勢能必大于在圓心的正上方的彈性勢能，所以彈簧在最左端的伸長量一定大于彈簧在最高點的壓縮量，故C正確；故選AC。9.氫的同位素在自然界中廣泛存在，尤其是氘核可通過液氫低溫精餾獲得?，F有兩個氘核均以的動能對心正碰，發(fā)生核反應產生的核能全部轉化為生成物和核子X的動能。已知的質量為，的質量為，核子X的質量為，，則下列說法正確的是（）A.核反應產生的能量全部來自質量虧損B.核子X是查德威克發(fā)現的C.核反應產物的動能約為D.核反應產物X的動能約為【答案】ABD【解析】【詳解】A．核反應產生的能量全部來自質量虧損，故A項正確；B．由題意得，以及核反應過程中的質量數和核電荷數守恒得，核反應方程為所以可知，核子X為中子，而中子是由英國物理學家查德威克在卡文迪許實驗室發(fā)現的，故B項正確；CD．設核反應中的質量虧損為，則有解得因為兩核反應前發(fā)生對心正碰，其兩核動能相同，所以動量等大反向，兩氘核碰撞過程動量守恒，故反應前后系統(tǒng)的總動量為0，結合動量與動能的關系有整理得故C錯誤，D正確。故選ABD。10.如圖所示，光滑且不計電阻的導軌，一端接有定值電阻R=2Ω，導軌的寬度為l=0.5m，整個空間存在豎直方向的勻強磁場，磁感應強度為B=5T。在導軌上有一與導軌接觸良好的足夠長金屬棒PQ，且與導軌夾角為θ（銳角），現用外力使PQ做勻速直線運動，速度大小為v=2m/s，方向與導軌平行。已知金屬棒單位長度電阻為r=2Ω。則下列說法正確的是（）

A.不論θ如何改變，回路中的電流恒為B.θ減小，PQ金屬棒兩端的電壓減小C.改變θ角，PQ金屬棒上消耗的最大電功率為D.改變θ角，PQ金屬棒上消耗的最大電功率為【答案】C【解析】【詳解】A．由電磁感應定律，可得金屬棒產生的感應電動勢為回路中的電流為由上式可知，回路中的感應電動勢不變，當改變θ角時，電流會變化，θ角越大，金屬棒的電阻越小，電流越大，當θ=90°時，回路中的電流最大為A錯誤；B．回路中的電動勢不變，θ減小，回路中的電阻增大，電流減小，定值電阻R兩端的電壓減小，PQ金屬棒兩端的電壓增大，B錯誤；CD．由電功率公式可得金屬棒的功率為又有則有當時，有P棒=Pm，最大可為當金屬棒的電阻等于定值電阻R時，即R棒=R時，PQ金屬棒消耗的功率最大，此時定值電阻R消耗的功率也最大。C正確，D錯誤。故選D。二、非選擇題：包括必考題和選考題兩部分。第11~15題為必考題，每個試題考生都必須作答。第16、17題為選考題，考生根據要求作答。（―）必考題：共55分。11.某同學在學完動量定理一節(jié)內容后，考慮到可以使用沖量表征物體之間碰撞的動量變化，于是便設計了如下實驗：①如圖1所示，將質量為的小車從圓弧軌道某高處靜止釋放，小車經過點滑行一段距離后停在水平軌道上的點，測得；②如圖2所示，在水平軌道的點位置固定一個豎直擋板，測得，將小車從圓弧軌道相同的高度由靜止釋放，小車與擋板碰撞后停在點，測得；③查閱資料，獲得小車與水平軌道之間的阻力大小恒為。

結合實驗過程，回答下列問題：（1）根據實驗步驟①可知小車通過點時的動量大小為________。（2）根據實驗步驟②和③可知小車撞擊擋板的過程中，所受外力沖量的大小為________。（3）使用（2）中的沖量大小表示擋板對小車的作用效果與真實效果相比________（選填“偏大”“偏小”或“相同”）【答案】①.②.③.偏小【解析】【詳解】（1）[1]設小車通過點時的速度大小為，從到的過程，根據動能定理可得解得則小車通過點時動量大小為（2）[2]設小車與擋板碰撞前的速度大小為，小車從到的過程，根據動能定理可得解得設小車與擋板碰撞后的速度大小為，小車從到的過程，根據動能定理可得解得根據動量定理可得，小車撞擊擋板的過程中，所受外力沖量的大小為（3）[3]小車在實際運動過程中除了受到軌道的阻力，還要受到一定的空氣阻力，可知小車受到的實際阻力應大于，根據（2）問中的沖量表達式可知使用（2）中的沖量大小表示擋板對小車的作用效果與真實效果相比偏小。12.實驗室中有一靈敏電流計G，量程為100mA，內阻約為200Ω，現準備較為精確地測量該靈敏電流計的內阻，使用定值電阻將靈敏電流計改裝后接入電路中，實驗部分器材的參數如下：

A．蓄電池（電動勢約為9V）B．定值電阻C．定值電阻D．標準電流表A（量程0.3A）E．電阻箱R（0~999.9Ω）回答下列問題：（1）較為準確地測量G的內阻，電路圖應選擇圖________（選填“1”或“2”），定值電阻應選擇________（選填“”或“”）（2）開始實驗，調節(jié)滑動變阻器阻值至最大，將開關閉合，然后將開關撥向________（選填“1”或“2”），調節(jié)滑動變阻器，使電流表A的示數為I；然后將開關撥向另一端，調節(jié)電路中某元件，使得電流表示數仍為I。（3）實驗結束后，電阻箱的示數為，則靈敏電流計的內阻為________（用題中所給符號表示）?！敬鸢浮竣?2②.③.1④.【解析】【詳解】（1）[1]標準電流表A的量程為0.3A，靈敏電流計G，量程為100mA，即0.1A，為了減小誤差，方便實驗操作，應與電流計并聯一個小電阻，改裝成量程為0.3A的電流表，故應選擇圖2所示電路圖；[2]根據串并聯電路的特點，需要并聯的電阻阻值為故定值電阻應選擇；（2）[3]開始實驗，調節(jié)滑動變阻器阻值至最大，將開關閉合，然后將開關撥向“1”，調節(jié)滑動變阻器，使電流表A的示數為I；然后將開關撥向另一端，調節(jié)電路中電阻箱R的阻值，使得電流表示數仍為I。（3）[4]由（2）知道，實驗結束后，電阻箱的示數為，則此時電阻箱的阻值滿足可得靈敏電流計的內阻為13.如圖1所示，單匝矩形導軌的兩側分別接有電阻和，矩形導軌中央虛線區(qū)域磁場的有效面積，磁感應強度B隨時間t的變化如圖2所示。不計其他一切電阻，求：（1）回路中電流的有效值是多少（可用根式表示）；（2）一個周期內整個回路中產生的熱量為多大（可用分式表示）。

【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）由圖可得，0~1s內，電路的感應電動勢為則感應電流為同理可得，1~3s內，電路的感應電動勢為則感應電流為設感應電流的有效值為I，由電流的熱效應得解得（2）一個周期內整個回路中產生的熱量為14.如圖所示，兩平行直線ab、cd之間存在垂直紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場，ab上方存在豎直向下與ab垂直的勻強電場，在勻強電場中到ab距離為d的粒子源垂直電場線水平向右發(fā)射出速為的帶電粒子，經電場偏轉后與ab成θ角射入勻強磁場，并從磁場的下邊界cd射出，射出方向與磁場邊界dc的夾角也為θ，ab、cd之間的寬度也為d，不計粒子的重力及粒子間相互作用。（1）判斷粒子的電性，并求粒子的比荷；（2）求電場強度E的大小。

【答案】（1）粒子帶正電，；（2）【解析】【詳解】（1）粒子在電場中的偏轉方向與電場方向相同，可知粒子帶正電；經電場偏轉后與ab成θ角射入勻強磁場，設進入磁場時的速度為v，則

設粒子在磁場中運動的半徑為R，由牛頓第二定律得粒子射出方向與磁場邊界dc的夾角也為θ，由幾何關系得解得（2）設粒子在電場中運動的加速度為a，牛頓第二定律得粒子在電場中做類平拋運動，有經電場偏轉后與ab成θ角射入勻強磁場，則解得15.如圖所示，在直角平面坐標系xOy的第二象限中有沿+x方向的勻強電場，質量為m，電荷量為q的粒子第一次從M（﹣d，0）點以初速度垂直x軸進入勻強電場，經過N（0，2d）點后飛離勻強電場，此時撤去勻強電場，在x軸上放置一點電荷（大小未知），粒子從N開始做勻速圓周運動，從x軸上的A點（圖中未畫出）沿﹣y方向離開第一象限。第二次從M點釋放一個相同的粒子，重復第一次的運動從N點飛離，此時撤去勻強電場，在第一象限內放置另一點電荷，粒子做勻速圓周運動一段時間后撤去，最后粒子從x軸上的B點（圖中未畫出）離開第一象限，粒子在B點的速度方向指向右下方，與﹣y方向夾角為30°。已知靜電力常量為k，不計粒子的重力及其他阻力，求：（1）粒子從N點飛離時速度v的大小和方向；（2）x軸上點電荷的電性和電荷量大??；（3）第二次粒子從x軸離開位置B點的橫坐標。

【答案】（1），速度與x軸正方向夾角為；（2）負電，；（3）【解析】【詳解】（1）依題意，知粒子受到水平向右的電場力作用，粒子帶正電且在勻強電場中做類平拋運動，有聯立求得則粒子從N點飛出時，沿y軸正方向的分速度大小為故設粒子飛出時速度與x軸正方向夾角為，則有（2）由于粒子帶正電，根據勻速圓周運動特點知，點電荷對粒子的庫侖力為引力，則點電荷帶負電，由幾何知識求得，粒子做勻速圓周運動的半徑為根據庫侖力提供粒子做勻速圓周運動的向心力，可得求得（3）依題意，可作出粒子運動軌跡如圖所示

若在第一象限內放置另一點電荷，由于粒子飛入第一象限的速度不變，根據庫侖力提供向心力，可得此時粒子做勻速圓周運動的半徑為則B點的橫坐標為根據幾何知識可得可得（二）選考題：共15分。請考生從給出的16、17兩道題中任選一題作答。如果多選，則按所做的第一題計分。[選修3-3]16.如圖所示，方形冰塊恰好嵌在開口向上的玻璃杯底部，然后玻璃杯開口處用杯蓋緊封，將含冰塊的玻璃杯置于穩(wěn)定的室溫下，一段時間后玻璃杯內外剛好達到熱平衡。在這個過程中，下列說法正確的是（）

A.玻璃杯中物質的內能先增大后減小B.冰在融化過程中，分子的平均動能不變C.玻璃杯中物質的分子平均動能一直增大D.玻璃杯中的冰塊一定是晶體E.玻璃杯中的水面最終一定是曲面【答案】BDE【解析】【詳解】A．冰塊融化過程中吸收熱量，內能增大，完全融化后溫度不變，則內能不變，故A錯誤；BC．冰塊融化過程中溫度不變，則分子平均動能不變，故B正確，C錯誤；D．冰塊融化過程吸收熱量，溫度不變，則冰塊是晶體，故D正確；E．因水表面張力作用，玻璃杯中的水面最終一定是曲面，故E正確。故選BDE。17.如圖所示，細繩繞過光滑定滑輪在水面下拴接著一個輕質導熱汽缸，汽缸底部側面有小孔與外界液體相通，緊挨著汽缸下方固定有一個梯形重物，重物的質量為m=5t，體積為。初始時，汽缸內理想氣體的體積為，汽缸內的液面到水面的高度為H=15m，汽缸和重物在細繩的拉力作用下靜止不動，此時細繩與豎直方向夾角均為37°；之后緩慢拉動細繩，直到細繩拉力為0。已知水的密度為，大氣壓強為，重力加速度g取，sin37°=0.6，水溫恒定。求：（1）初始時每