五校联盟2021届高二级第二学期联考物理试卷 含答案及解析

绝密★启用前 茂名市五校联盟 2021 届高二级第二学期联考 物理试卷 本试卷共 8 页，15 题。全卷满分 100 分。考试用时 75 分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的 指定位置。 2.选择题的作答：选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、 草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.填空题和解答题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题 卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题 目要求的） 1.2020 年 4 月 20 日，国内首条中低速磁浮旅游专线——广东清远磁浮首列车开始整车动态调试。如图所示 为超导磁浮的示意图，在水平桌面上放置着一个圆柱形磁铁甲，将用高温超导材料制成的超导圆环乙从圆 柱形磁铁甲的正上方缓慢下移，由于超导圆环乙跟圆柱形磁铁甲之间有排斥力，结果超导圆环乙悬浮在圆 柱形磁铁甲的正上方。若圆柱形磁铁甲的 N 极朝上，在超导圆环乙放入磁场向下运动的过程中，从上往下 看 A.超导圆环乙中感应电流的方向为顺时针方向；当超导圆环乙稳定后，感应电流消失 B.超导圆环乙中感应电流的方向为逆时针方向；当超导圆环乙稳定后，感应电流消失 C.超导圆环乙中感应电流的方向为顺时针方向；当超导圆环乙稳定后，感应电流仍存在 D.超导圆环乙中感应电流的方向为逆时针方向；当超导圆环乙稳定后，感应电流仍存在 2.在全国男子举重棉标赛上，广东茂名选手黄鸿昌在 61 公斤级比赛中摘得挺举金牌。在某次挺举试举中， 黄鸿昌在地面上能举起 168kg 的杠铃，假设他以这个成绩在运动着的升降机中最多却只能举起 160kg 的杠 铃，重力加速度 g=10m/s2，空气阻力不计，则升降机运动的加速度大小和方向分别为 A.0.5m/s2，方向向上 B.0.5m/s2，方向向下 C.1.0m/s2，方向向上 D.1.0m/s2，方向向下 3.关于核反应、核能，下列说法正确的是 A.爱因斯坦提出了质能方程，表明质量和能量在一定条件下能相互转化 B.把放射性元素密封在很厚的铅盒子里，可以减援其衰变的速率 C.查德威克发现中子的核反应方程式为 D.钍的半衰期为 24 天，8g 钍经 96 天后还剩下 0.2g 钍 4.如图所示的电路中，L1、L2 为两个灯泡（忽略灯泡电阻随温度的变化），电源的电动势为 E、内阻为 r，电 压表为理想电表，R 为滑动变阻器，闭合开关 S，当滑动变阻器的触头 P 向上滑动时，下列说法正确的是 A.灯泡 L1 变暗 B.灯泡 L2 变亮 C.电压表的示数增大 D.电源内阻消耗的功率增大 5.质谱仪是分离和检测同位素的仪器，其示意图如图所示。一质量为 m、带电量为 q 的粒子从粒子源 S 射出 时速度很小（可视为零），该粒子经电压为 U 的加速电场加速后，以速度 v 垂直进入磁感应强度大小为 B 的 匀强磁场中，在磁场中做圆周运动的直径为 D。若该粒子的重力不计，下列说法正确的是 4 9 12 1 2 4 6 0He Be C n+ → + A. ， B. ， C. ， D. ， 6.某质量为 6×107kg 的战舰的额定功率为 1.5×105kW，在一次航行中，此战舰以额定功率航行，阻力恒定， 可达到的最大航速为 54km/h，当战舰上的速度计显示的速度为 13.5km/h 时，其加速度的大小为 A.5×10-2m/s2 B.0.5 m/s2 C.5m/s2 D.50 m/s2 二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要 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） 7.关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是 A.阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，已知水的摩尔质量和水分子的质量，可以求出 该常数 B 布朗运动是分子热运动，而扩散现象是分子热运动的间接反映 C.系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，是由系统的状态决定的 D.某一定质量的理想气体从某一状态分别经等压过程和等容过程后，若升高了相同的温度，则等容过程吸 收的热量多 8.如图所示，理想变压器原制线圈匝数比 n1:n2=5:1，即线圈中接一线圈内阻为 10Ω的电动机，电压表和电 流表均为理想交流电表，当原线圈接上如图乙所示的正弦交流电时，电流表 A2 的示数为 1A，则下列说法 正确的是 A 交流电的频率为 50Hz B.电动机的输出功率为 10W C.电流表 A1 的示数为 5A D.电压表的示数为 220V 9.如图所示为某一点电荷产生的电场中的 6 条电场线，电场线的分布关于 y 轴对称，O 点为坐标原点，M、 qUv m = 1 2mUD B q = qUv m = 2 2mUD B q = 2qUv m = 1 2mUD B q = 2qUv m = 2 2mUD B q = N、P、Q 是以 O 点为圆心的一个圆周上的四个点，其中 M、N 两点在 y 轴上，Q 点在 x 轴上，P 点在第 4 条电场线上，则下列说法正确的是 A.M 点的电势和 P 点的电势相等 B.将一负电荷由 N 点移到 Q 点克服电场力做的功小于由 N 点移到 P 点克服电场力做的功 C.将一正电荷由 M 点移到 P 点，电势能增大 D.Q 点的电场强度大小小于 M 点的电场强度大小 10.如图所示，足够长的平行粗糙金属导轨 MN、PQ 间的距离 L=1m，导轨平面与水平面的夹角 =37°，导 轨电阻不计。空间内存在着方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势 E=4.5V、 内阻 r=0.5Ω的直流电源。现把一个质量 m=0.05kg 的导体棒放在金属导轨上，闭合开关 S，导体棒保持静止 状态，受到的安培力大小 F 安=0.5N。已知导体棒与金属导轨始终垂直且接触良好，导体棒长度为 L、电阻 R=4 Ω，sin 37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度 g=10m/s2，下列说法正确的是 A.磁感应强度的大小为 0.5T B.导体棒受到的安培力方向沿导轨向上 C.导体棒受到的摩擦力方向沿导轨向上 D.导体棒受到的摩擦力大小为 0.2N 第Ⅱ卷 三、非选择题（本题共 5 小题，共 52 分） 11.（5 分） 某实验小组采用如图所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在水平桌面上放置气垫导轨，导 轨上安装光电计时器 1 和光电计时器 2，带有遮光片的滑块 A、B 的质量分别为 mA、mB，两遮光片沿运动 方向的宽度均为 d，实验过程如下：①调节气垫导轨成水平状态；②轻推滑块 A，测得滑块 A 通过光电计 时器 1 的遮光时间为 t1；③滑块 A 与滑块 B 相碰后，滑块 B 和滑块 A 先后经过光电计时器 2 的遮光时间分 别为 t2 和 t3。 θ （1）实验中为确保两滑块碰撞后滑块 A 不反向运动，则 mA、mB 应满足的关系为 mA_______（填“大 于”“等于”或“小于”）mB。 （2）碰前滑块 A 的速度大小为______________。 （3）利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为____________________。 12.（10 分） 某同学为了同时测出微安表的内阻 Rg 和电压表的内阻 Rv，设计了如图甲所示的电路图，按照图甲把电 池组、开关、毫安表、电压表、微安表、电阻箱连成回路。 （1）闭合开关 S 前，先将电阻箱 R 的阻值调至_________（填“最大值”“最小值”或“任意值”）。 （2）闭合开关 S，调节电阻箱 R 的阻值，记下电压表的示数 U，毫安表的示数 I，微安表的示数 I1， 电阻箱的阻值 R，则微安表的内阻 Rg=_______，电压表的内阻 Rv=______。 （3）在实验过程中，某次将电阻箱 R 调至如图乙所示位置，则此时电阻箱 R 接入电路的阻值为______ Ω。 （4）利用本实验电路图_________（填“能”或“不能”）测出该电池组的电动势。若能，请写出数据 处理方法；若不能，请说明原因。___________________________________________________________ 13.（10 分） 如图所示为一个测温装置的示意图，可以用来观测大棚内温度的变化情况，M、N 是两个完全相同的立 方体密闭容器，横截面积为 S，高度为 a=57cm，导热性良好，两个容器用绝热细管相连。早晨把 M 放在恒 温室内，把 N 放在蔬菜大棚里，两容器底面在同一水平面上，此时 N 内水银柱的高度为 b=2cm，N 内气体 的压强 pN=53cmHg，湿度为 270K，M 中恰好无水银，细管的容积忽略不计，一段时间后，N 中的水银恰好 全部排出，求此时： （1）M 内的压强为多少？ （2）N 内的气体温度为多少 K。（计算结果保留小数点后一位） 14.（12 分） 如图所示，在Ⅰ区域内存在水平向左的匀强电场，Ⅰ区域的宽度为 L，在Ⅱ区域内存在着磁感应强度大 小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。在 MN 边界上的 O 点处沿 ON 方向竖直向上射出速率为 v0、质 量为 m、带电量为+q 的某种粒子，粒子进入磁场时速度方向与边界 ST 成 =60°角，边界 PQ、TS、MN 竖直且足够长，不计粒子的重力，要使粒子不从 PQ 边界射出，求： （1）Ⅰ区域里匀强电场的场强大小 E； （2）Ⅱ区域里磁场在水平方向上的最小宽度 x。 15.（15 分） 如图所示，两根间距为 L 的平行金属导轨由两部分组成且平滑连接，虚线 CD 左侧部分的导轨水平且 足够长，CD 右侧部分的导轨向上弯曲，CD 左侧存在磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场，CD 右侧不存在磁场，导轨上端 M、P 间接有阻值为 R 的定值电阻。金属棒乙静止在导轨 E、F 处，EF 距磁场 边界 CD 的距离为 L，EF 右侧导轨光滑，左侧导轨粗糙。现将金属棒甲从圆弧导轨上距水平导轨 高度处 由静止释放，金属棒甲进入磁场的瞬间，金属棒乙刚好要滑动，最终金属棒甲与乙发生碰撞并粘在一起。 已知运动过程中两金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨电阻不计，两金属棒质量均为 m，长度均为 L、 电阻均为 R，与 EF 左侧导轨间的动摩擦因数相等，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g，求： （1）金属棒甲刚进入磁场时的速度大小； （2）金属棒乙与 EF 左侧导轨间的动摩擦因数； （3）金属棒甲与金属棒乙碰撞前瞬间金属棒甲的速度大小和碰撞后瞬间金属棒甲、乙的共同速度大小。 高二物理 一、单项选择题 θ 2 L 1.C 【解析】若圆柱形磁铁甲的 N 极朝上，在超导圆环乙放入磁场向下运动的过程中，磁通量增加，根据 楞次定律可知超导圆环乙中感应电流的方向为顺时针方向；在超导圆环乙放入磁场的过程中，穿过超导圆 环乙的磁通量增加，超导圆环乙中将产生感应电流，因为超导圆环乙是超导体，没有电阻，所以稳定后感 应电流仍存在，C 项正确。 2.A 【解析】黄鸿昌在地面上能举起 m0=168kg 的杠铃，则黄鸿昌向上的最大支撑力 F=m0g=1680N，在运 动着的升降机中只能举起 m=160kg 的杠铃，可见该杠铃处于超重状态，升降机应具有向上的加速度，设此 加速度为 a，对杠铃由牛顿第二定律得 F-mg=ma，解得 a=0.5m/s2，A 项正确。 3.C 【解析】质能方程表明质量和能量有着紧密的联系，但不能相互转化，A 项错误；半衰期由原子核内 部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关，B 项错误；查德威克通过用 粒子轰击铍核的实验发 现了中子，C 项正确；由公式 ， 得 m=0.5g，D 项错误。 4.D 【解析】当滑动变阻器的触头 P 向上滑动时，电路中的电阻减小，总电流增大，灯泡 L1 变亮，A 项错 误；灯泡 L2 两端的电压减小，灯泡 L2 变暗，B 项错误；总电流增大，内阻分压增大，外电路分压减小，电 压表的示数减小，C 项错误；总电流增大，电源内阻消耗的功率增大，D 项正确。 5.D 【解析】根据动能定理得 ，解得粒子在磁场中的速度 。粒子在磁场中偏转， 由洛伦兹力提供向心力得 ，解得 ，粒子在磁场中做圆周运动的直径 ，D 项正确。 6.B 【解析】战舰以最大航速匀速前进时，P=fvm， 。当战舰以 13.5km/h 的速度航行时 有 P=Fv， ，F-f=ma，解得战舰的加速度大小 a=0.5m/s2，B 项正确。 二、多项选择题 7.AC 【解析】阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，已知水的摩尔质量和水分子的 质量，可以求出阿伏加德罗常数，A 项正确；扩散现象是分子热运动，而布朗运动是分子热运动的间接反 映，B 项错误；系统的内能是由系统的状态决定的，C 项正确；某一定质量的理想气体从某一状态分别经等 容过程和等压过程后，若升高了相同的温度，内能增量 相同，根据热力学第一定律得等容过程吸收的 热量 ，等压过程吸收的热量 ，而等压过程气体对外做功，W