2023年山东省潍坊市物理高二下期末学业水平测试试题含解析

2022-2023高二下物理期末模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．所有答案必须填涂或写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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的。1、如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是A．P、Q将保持不动B．P、Q将相互远离C．磁铁的加速度小于gD．磁铁的加速度仍为g2、下列式子属于该物理量的定义式的是（　　）A．加速度a=F/mB．功率P＝FvC．电场强度E=F/qD．电阻R=ρl/S3、如图所示，粗细均匀的U形管的 A端是封闭的，B端开口向上，两管中水银面的高度差h=20cm，外界大气压强为76cmHg.则A管中封闭气体的压强为（）A．56cmHgB．66cmHgC．76cmHgD．96cmHg4、水平面上有一物体，在水平推力F的作用下由静止开始运动，经过时间△t，撤去F，又经时间2△t，物体停止运动，则该物体与水平面间的摩擦力为（　　）A．FB．C．D．5、下记录了某弹簧振子在不同频率的驱动力作用下的振幅，若该弹簧振子的固有频率为，则驱动力频率152025303540受迫振动振幅9.115.626.927.815.19.3A．B．C．D．6、如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2和h3，则B端气体的压强为（）（已知大气压强为P0）A．P0-ρg(h1+h2+h3)B．P0-ρg(h1+h2)C．P0-ρg(h1+h3-h2)D．P0-ρg(h1+h3)二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是()A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B．查德威克用α粒子轰击获得反冲核，发现了中子C．贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型8、一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0s时刻的波形图如图所示．已知波速为0.4m/s，且波刚传的c点．下列选项正确的是（）A．波源的振动周期为0.2sB．t=0s时，质点c点沿y轴正方向运动C．在t=0s时，质点a的加速度比质点b的加速度小D．质点a比质点b先回到平衡位置E.t=0.1s时，质点c将运动到x=12cm处9、如图所示为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法中不正确的是（）A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r1时，分子间的作用力为零D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功10、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，如线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示，则线圈中(　　)A．0时刻感应电动势最大B．0.05s时感应电动势为零C．0.05s时感应电动势最大D．0～0.05s这段时间内平均感应电动势为0.4V三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，先配制好一定浓度的油酸酒精溶液，并得到1滴油酸酒精溶液的体积V，往浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上，用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面散开形成一块薄膜，可以清晰地看出它的轮廓，如图所示，待薄膜形状稳定后量出它的面积为S。在这个实验中，下列说法正确的是A．实验中将油酸薄膜看成单层的油酸分子组成，且不考虑油酸分子间的空隙B．根据就可以粗略地测量酒精分子的直径C．选择油酸作为被测物质，是因为油酸分子的结构有助于油酸在水面上形成单分子膜D．实验需配置一定浓度的油酸酒精溶液，其中的酒精可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓12．（12分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中：(1)为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最___________（填“高”或“低”）点的位置，且用秒表测量单摆完成多次次全振动所用的时间．（1）为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长，测出相应的周期Ｔ，从而得出一组对应的和T的数值，再以为横坐标T1为纵坐标，将所得数据连成直线如图所示，利用图线的斜率可求出重力加速度的表达式为=________，可求得=_________m/s1．（保留三位有效数字）四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒高均为L．两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，小活塞的横截面积为S、质量为m，大活塞的横截面积为2S、质量为2m。两活塞用长为L的刚性杆连接，两活塞间充有氧气，大活塞下方充有氮气。小活塞的导热性能良好，汽缸及大活塞绝热。开始时，氮气和外界环境的温度均为T0，大活塞处于大圆筒的中间位置，且刚性杆上恰无弹力。重力加速度用g表示，外界的大气压强恒为，氧气和氮气均可看做理想气体，则（1）开始时氮气的压强是多少？（2）若通过电阻丝缓慢加热氮气，当大活塞上升时，氮气的温度是多少？（3）当氮气的温度上升到3T0时，压强多大？14．（16分）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、相距，导轨平面与水平面夹角，导轨电阻不计．磁感应强度的匀强磁场垂直导轨平面向上，质量、电阻的金属棒垂直、放置在导轨上．两金属导轨上端连接如图电路，其中电阻，，为滑动变阻器．现将金属棒由静止释放，重力加速度取．（1）当时，求金属棒下滑的最大速度；（2）在（1）问的条件下，金属棒由静止开始下滑已达最大速度，求此过程整个电路产生的电热；（3）改变的阻值，当金属棒匀速下滑时，消耗的功率随之改变，求最大时的阻值和消耗的最大功率．15．（12分）如图为小敏的火警报警装置．在导热良好、开口向上的圆柱体气缸内，用活塞密闭一定质量的理想气体，27℃时，气体体积为V1=2×10-5m3，活塞质量不计，横截面积为1cm2，大气压强p0=1.0×105Pa，当温度升高时，活塞上升，活塞上表面(涂有导电膜)与导线端点接触，使电路接通，蜂鸣器发出声音．（1）报警器温度达到177℃时会报警，求27℃时活塞上表面与导线端点的距离h（2）如果温度从27℃升到报警温度的过程中，封闭空气柱从外界吸收的热量为20J，则空气柱的内能变化了多少?增大还是减少?参考答案一、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、C【解析】当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，分析导体的运动情况．【详解】当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用。故AB错误。由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g，故C正确，D错误。故选C。【点睛】本题直接用楞次定律判断电磁感应现象中导体的运动方向，抓住导体总是反抗原磁通量的变化是关键．楞次定律的另一结论：增反减同．2、C【解析】A.加速度是牛顿第二定律表达式，不是加速度的定义式，故选项A错误；B.功率是功率的计算式，不是定义式，故选项B错误；C.电场强度是电场强度的定义式，采用的是比值定义法，故选项C正确；D.电阻是电阻定律的决定式，不是定义式，故选项D错误。3、A【解析】由于同一液面压强相等，则有：p0＝pA+hcmHg，解得：pA＝76cmHg﹣20cmHg＝56cmHg．A．56cmHg，与结论相符，选项A正确；B．66cmHg，与结论不相符，选项B错误；C．76cmHg，与结论不相符，选项C错误；D．96cmHg，与结论不相符，选项D错误；4、D【解析】设物体的最大速度为v。则物体匀加速运动的加速度大小为：物体匀减速运动的加速度大小为：故有：a1＝2a2根据牛顿第二定律得，匀加速过程有：F﹣f＝ma1匀减速过程有：f＝ma2。联立解得：f=FA.F与计算结论不符，故不符合题意。B.与计算结论不符，故不符合题意。C.与计算结论不符，故不符合题意。D.与分析结论相符，故符合题意。5、C【解析】当驱动力的频率等于弹簧振子的固有频率时，出现振幅最大的现象叫共振，由表格数据可知，当驱动力的频率在范围内的某值时出现振幅最大，可知弹簧振子的固有频率为；A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论相符，选项C正确；D.，与结论不相符，选项D错误；6、D【解析】对右侧液面分析，与之相平的左侧液面压强相等，而左测液面受到大气压强，中间气体压强及上部液柱的压强；故有：P0=P2+ρgh3以中间气柱的最低液面分析，同理可得：PB+ρgh1=P2联立解得：PB=P0-ρg（h1+h3）故选D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解析】A、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，选项A正确；B、卢瑟福用α粒子轰击，获得反冲核，发现了质子，选项B错误；C、贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构，选项C正确；D、卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，选项D错误．【点睛】此题是对近代物理学史的考查；都是课本上涉及的物理学家的名字及其伟大贡献，只要多看书、多积累即可很容易得分；对物理学史的考查历来都是考试的热点问题，必须要熟练掌握．8、ABC【解析】从图中可知波长，故振动周期，A正确；根据走坡法可知质点c正通过平衡位置向上振动，B正确；根据回复力公式可知在t=0时刻质点a的为质点b的位移小，即质点a的回复力小于质点b的回复力，所以质点a的加速度小于质点b的加速度，C正确；t=0时刻质点a正向下振动，即要回到平衡位置所需要的时间大于十分之一周期，而质点b回到平衡位置所需时间等于四分之一周期，故质点b比质点a先回到平衡位置，D错误；波上的质点只在平衡位置上下振动不随波迁移，E错误9、ACD【解析】A．由图可知r2=r0，因此当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，大于r2时分子力为引力，故A错误，符合题意；B．由于r1＜r2=r0，故当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力，故B正确，不符合题意；C．由于r2=r0，因此当r等于r2时，分子间的作用力为零，故C错误，符合题意。D．当r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，因此分子间作用力做正功，故D错误，符合题意。故选ACD。10、ABD【解析】ABC、根据法拉第电磁感应定律可得，，所以可知图像的斜率表示感应电动势，因此0、0.1s时刻感应电动势最大，0.05s时刻感应电动势为0，AB正确，C错误D、0～0.05s这段时间内平均感应电动势为，D正确三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、AC【解析】A．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间不考虑空隙，故A正确；B．根据就可以粗略地测量油酸分子的直径，并不是酒精分子的直径，也不能精确测量的，故B错误；C．依据实验原理，要形成单分子膜，因此油酸的物理性质有助于油酸在水面上形成单分子膜，故C正确；D.实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是尽可能地减小滴入水面的油酸的含量，故D错误。故选AC。12、低9.86【解析】(1)小球的偏角α在很小(α＜5°)时，小球的振动才近似看成简谐运动．在摆球经过最低点时开始计时，产生的时间误差较小．(1)由单摆的周期公式为：,变形得，则函数的斜率，解得重力加速度，代入图象的数据可得，解得.【点睛】掌握单摆的周期公式以及减小误差的方法，求解重力加速度时借助数形结合的思想．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）（2）（3）【解析】（1）氧气的压强为：氮气的压强为：（2）对于氧气，温度不变，初状态：p1=，V1=L⋅2S+L⋅S=LS末状态设压强为p2，体积为V2=L⋅2S+L⋅S=LS根据波意耳定律知：p1V1＝p2V2代入数据解得：p2=对于氮气分析初状态：p1′＝p1+=，T1′＝T0，V1=L⋅2S=LS加热后，p2′＝p2+=设温度为：T2′，体积为：根据理想气体状态方程知：代入数据解得：T2′=T0；（3）设大活塞刚达到圆筒顶部时氮气的温度为T′0；对于氧气，温度不变，初状态：p1=，V1=L⋅2S+L⋅S=LS末状态设压强为p3，体积为：V3＝LS根据波意耳定律知：p1V1＝p3V3代入数据解得：对于氮气分析初状态：p1′＝p1+=，T1′＝T0，V1=L⋅2S=LS加热后：p3′＝p3+=，V3′＝2LS根据理想气体状态方程知代入数据解得T0′=T0＜3T0，说明在3T0时，大活塞已经在顶部；对大活塞，当氮气的温度上升到3T0时，压强为p末，根据理想气体状态方程知解得：p末=答：（1）开始时氮气的压强是（2）氮气的温度是（3）当氮气的温度上升到3T0时，压强为。14、(1)(2)(3)【解析】（1）金属棒从静止开始向下运动，加速度减小，速度增大，最后匀速下滑达最大速度，则金属棒的电动势：流过金属棒的电流：总电阻为：根据平衡条件：联立并代入数据得最大速度：（2）由动能定理解得：产生的电热代入上面的值，可得：（3）当金属棒匀速下滑时，两端电压：、并联电阻值：上消耗的功率：将数据代并整理可得消耗的功率：由数学知识可知，当时，消耗的功率最大最大功率为：Pm=1W点睛：金属棒ab先加速下滑，加速度减小，后匀速下滑，速度达到最大．由欧姆定律、感应电动势和安培力公式推导出安培力的表达式，根据平衡条件求解最大速度；金属棒由静止开始下滑L的过程中，重力和安培力对棒做功，棒减小的重力势能转化为棒的动能和电路的内能，根据能量守恒列式可求出整个电路中产生的总电热；根据串并联电路关系，求出R3消耗功率的表达式，利用数学知识求最大功率．15、①活塞上表面与导线端点的距离②气体内能增加了19J【解析】①在温度升高的过程中，密封的理想气体压强不变，解得，气体体积增大活塞上升所以，活塞上表面与导线端点的距离②在此过程中，气体压强外界对气体做功根据热力学第一定律可得所以气体内能增加了19J点睛：对于气体问题，关键是分析状态变化过程，找到气体的状态参量，选择合适的规律列方程；对于热力学第一定律的应用，关键是理解公式中各个物理量的符号法则.