湖南省益阳市桃江第一中学2023年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．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、一质量为m、电阻为r的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端用一电阻R相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v，则金属杆在滑行的过程中,说法不正确的是(　　)A．向上滑行的时间小于向下滑行的时间B．在向上滑行时电阻R上产生的热量大于向下滑行时电阻R上产生的热量C．金属杆从开始上滑至返回出发点，电阻R上产生的热量为m()D．向上滑行时与向下滑行时通过电阻R的电荷量相等2、下列那位科学家发现尖端放电现象（）A．丹麦物理学家奥斯特B．英国物理学家法拉第C．美国科学家富兰克林D．法国物理学家库仑3、质量为1800kg的汽车在平直的路面上行驶，当速度到达72km/h时关闭发动机，经过60s停了下来．若汽车重新启动时所受的牵引力为2400N.汽车整个运动过程中受到的阻力大小不变，则汽车在重新启动时的加速度大小为A．2.4m/s²B．2m/s²C．1.42m/s²D．1m/s²4、两个质量均为m的物块叠放压在一个轻弹簧上面，处于静止状态，弹簧的劲度系数为k，t＝0时刻，给A物体一个竖直向上的作用力F，使得物体以0.5g的加速度匀加速上升A．A、B分离前系统合外力大小与时间的平方成线性关系B．分离时弹簧处于原长状态C．在t＝时刻A、B分离D．分离时B的速度为g5、甲、乙两个单摆在同一地点做简谐振动，在相等的时间内，甲完成10次全振动，乙完成20次全振动．已知甲摆摆长为1m，则乙摆的摆长为()A．2mB．4mC．0.5mD．0.25m6、1842年,奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时,发现波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的波的频率都会发生变化,并且做出了解释．人们把这种现象叫做多普勒效应．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用．装有多普勒测速仪的监视器可以安装在公路上方,向行进中的车辆发射频率已知的超声波,同时测量反射波的频率,根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度．在测速的同时把车辆牌号拍摄下来,并把测得的速度自动打印在照片上．下列说法正确的是（）A．当车辆驶向监视器时,监视器发射的超声波频率变大B．当车辆驶向监视器时,监视器接收到的超声波频率比发射出时小C．车速越大,监视器接收到的超声波频率比发射出时大得越多D．超声波能发生多普勒效应,光波也能发生多普勒效应二、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、如图所示，半径和动能都相等的两个小球相向而行，甲球质量m甲大于乙球质量m乙，水平面是光滑的，两球做对心碰撞以后的运动情况可能是下述哪些情况（）A．甲球速度为零，乙球速度不为零B．两球速度都不为零C．乙球速度为零，甲球速度不为零D．两球都以各自原来的速率反向运动8、下列说法正确的是（）A．布朗运动是液体分子无规则运动的反映B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C．知道某物质的摩尔质量和密度就可求出阿伏加德罗常数D．温度高的物体，它们分子热运动的平均动能一定大E.当分子之间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子距离的减小而增大9、一倾角为的斜面上放一木架.木架末端用细绳悬挂一小球，木架在斜面上下滑时，小球与木架相对静止共同运动.重力加速度为g.下列说法正确的是A．当细线沿竖方向，则木架的加速度为B．当细线与斜面方向垂直，则木架的加速度为C．当细线沿竖直方向.木架受到4个力作用D．当细线与斜面方向垂直.木架受到4个力作用10、关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　）A．花粉颗粒的布朗运动反映了花粉分子在永不停息地做无规则运动B．悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越不明显C．物体的温度越高，分子平均动能越大D．一定质量的0℃冰变成同温度的水，内能一定增加E.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大三、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“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到．(1)当M与m的大小关系满足_________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码总重力．(1)一组同学在探究加速度与质量的关系时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地得出加速度a与质量M的关系，应作出a与_______图象．(3)甲同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a一F图线，如图a所示．则实验存在的问题是_________________．(4)乙、丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系时，画出了各自得到的a一F图线，如图b所示．则两同学做实验时的哪一个物理量取值不同?答：______________．(5)下图是某次实验中得到的纸带．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度为________m/s1．(结果保留三位有效数字)12．（12分）某同学在“用电压表、电流表测电源的电动势和内电阻”的实验中，测得4组U、I数据，并在U-I坐标平面上标出相应的坐标点，如图所示．（1）图中标出了ABCD四组数据的对应点坐标，由U-I图线的特性可以判断______组数据是错误的．（2）请根据正确数据在U-I坐标平面上画出U-I图线．根据图线求出电源的电动势E＝______V，内电阻＝_______Ω．（3）在此电源上外接一个电阻作为负载，当该电阻值＝____________Ω时，电源的输出功率达到最大值，且Pmax＝_________W．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）如图所示，一个内壁光滑的汽缸竖直放置，内有两个重力均为30N的密闭活塞，将缸内理想气体分成I、II两部分，其中活塞A导热，活塞B及侧壁均绝热．初状态整个装置静止不动并且处于平衡状态，I、II两部分气体的高度均为，温度都是300K，设外界大气压强为保持不变．活塞横截面积为S，且．现保持环境温度、外界大气压强不变，通过汽缸的导热底面给II气体加热，同时在活塞A上逐渐添加细砂，若在活塞A下降的高度，并且II气体的高度仍为时两部分气体重新处于平衡，试求所添加细砂的重力大小和重新处于平衡时II气体的温度．14．（16分）如图所示，在一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用5cm高的水银柱封闭着45cm长的理想气体，管内外气体的温度均为300K，大气压强p0=76cmHg．（i）若缓慢对玻璃管加热，当管中气体的温度上升了60K时水银柱上表面与管口刚好相平，求玻璃管的总长度；（ii）若保持管内温度始终为300K，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，求此时玻璃管内水银柱的总长度．（计算结果可带根号）15．（12分）如图1所示，两根与水平面成角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为，导轨底端接有阻值为的电阻R，导轨的电阻忽略不计整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度现有一质量为、电阻为的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为的物体相连，细绳与导轨平面平行将金属棒与M由静止释放，棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动运动过程中，棒与导轨始终保持垂直接触取重力加速度求：（1）金属棒匀速运动时的速度；（2）棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热；（3）若保持某一大小的磁感应强度不变，取不同质量M的物块拉动金属棒，测出金属棒相应的做匀速运动的v值，得到实验图象如图2所示，请根据图中的数据计算出此时的；（4）改变磁感应强度的大小为，，其他条件不变，请在坐标图2上画出相应的图线，并请说明图线与M轴的交点的物理意义．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】因为导体棒中产生电能消耗机械能，则导体棒回到底端的速度小于v0；上滑阶段的平均速度大于下滑阶段的平均速度，而上滑阶段的位移与下滑阶段的位移大小相等，所以上滑过程的时间比下滑过程短，所以A正确；电量，式中结果无时间，故上滑阶段和下滑阶段通过回路即通过R的电量相同，所以D正确；分析知上滑阶段的平均速度大于下滑阶段的平均速度，由动生电动势公式E=BLv可知上滑阶段的平均感应电动势E1大于下滑阶段的平均感应电动势E2，而上滑阶段和下滑阶段通过回路即通过R的电量相同，再由公式W电=qE电动势，可知上滑阶段回路电流做功即电阻R产生的热量比下滑阶段多．所以B正确；金属杆从开始上滑至返回出发点的过程中，只有安培力做功，动能的一部分转化为热能，电阻R与金属杆电阻上共同产生的热量等于金属杆减小的动能，C错误．本题选错误的，故选C．2、C【解析】丹麦物理学家奥斯特发现电流磁效应，法拉第发现电磁感应，富兰克林发现尖端放电，库伦发现库仑定律，C正确．3、D【解析】汽车减速过程有：，则汽车受的阻力为：，汽车加速过程有：，故D正确，ABC错误。4、C【解析】A、B分离前物体做匀加速运动，合外力不变，选项A错误；开始时弹簧被压缩x1，则；当两物体分离时，加速度相同且两物体之间的弹力为零，则对物体B：，且，解得，此时刻弹簧仍处于压缩状态，选项B错误，C正确；分离时B的速度为，选项D错误；故选C.点睛：此题关键哟啊搞清两物体的运动情况以及两物体分离的条件：两物体之间的压力为零；两物体的加速度相等.5、D【解析】在相等的时间内，甲完成10次全振动，乙完成20次全振动，可知T甲：T乙=2：1，根据知摆长，甲乙的周期之比为2:1，则摆长之比为4:1，甲摆的摆长为1m，则乙摆的摆长为0.25m;故选D.【点睛】解决本题的关键掌握单摆的周期公式，通过周期之比求出摆长之比是关键.6、D【解析】（1）多普勒效应是波源和观察者有相对运动时观察者接收到的波的频率与波源发出的频率不相同的现象．但波源实际发出的频率并没有变化．所以A错误；（2）当波源和观察者靠近时，接收到的频率增大，当波源和观察者远离时，接收到的频率减小．所以当车辆驶向监视器时,监视器接收到的超声波频率比发射出时的大，B错；（3）车速越大，如果车辆靠近监视器的话，监视器接收到的超声波频率比发射出时大得越多，远离的话反而更小，C错误；（4）超声波，电磁波都可发生多普勒效应，光波属于电磁波所以可以发生多普勒效应．D正确．故本题选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、AB【解析】由动能Ek＝mv2与动量p=mv，得到动能与动量的关系式：p＝，由于两球的动能相等，而甲球质量m甲大于乙球质量m乙，所以p甲＞p乙，碰撞前总动量向右。由动量守恒定律，碰撞后若甲球速度为零，而乙球向右，则总动量向右，所以选项A正确。由动量守恒定律，碰撞后若甲、乙球速度均不为零，合为一整体向右，则总动量也向右，所以选项B正确。若乙球速度为零，则甲球一定向左运动，则总动量向左，与动量守恒不相符，所以选项C错误。两球都以各自原来的速率反向运动，由于总动量大小向左，所以与动量守恒不相符，所以选项D错误。故选AB。【点睛】关于碰撞问题要注意：①碰撞前后动量守恒．②碰撞前后动能不会增加，即能量守恒．③与实际情况相符，即碰撞后，不能穿越，最多也只能合为一整体．8、ADE【解析】A.布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，选项A正确；B.根据热力学第二定律可知，没有摩擦的理想热机也不可以把吸收的能量全部转化为机械能，选项B错误；C.知道某物质的摩尔质量和分子质量就可求出阿伏加德罗常数，选项C错误；D.温度是分子平均动能的标志，则温度高的物体，它们分子热运动的平均动能一定大，选项D正确；E.当分子之间的作用力表现为斥力时，分子距离减小时，分子力做负功，分子势能增大，选项E正确.9、BC【解析】AC.如图a所示.当细线沿竖直方向时，FT1与mg沿竖直方向，而且大小相等，合力为零，加速度为零，否则，合力不为零，而且合力与速度不在同一直线上，小球不可能做直线运动。木架受到重力、斜面的支持力和摩擦力、细线对木架的拉力，共4个力作用。故A错误，C正确.BD.如图b所示，FT2与mg的合力必沿加速度方向，即沿斜面方向，做出平行四边形，可知F合=mgsinθ，由牛顿第二定律知.对小球和木架整体，由牛顿第二定律得：m总gsinθ-f=m总a=m总gsinθ，可知，斜面对木架的摩擦力f=0，则木架受到重力、斜面的支持力、细线对木架的拉力，共3个力作用；故B正确，D错误.10、BCD【解析】A.花粉颗粒的布朗运动反映了液体分子在永不停息地做无规则运动，选项A错误；B.悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，液体分子对悬浮微粒撞击的冲力趋于平衡，布朗运动越不明显，选项B正确；C.温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子平均动能越大，选项C正确；D.一定质量的0℃冰变成同温度的水，要吸收热量，则内能一定增加，选项D正确；E.当分子间作用力表现为斥力时，分子距离变大，则分子力做正功，分子势能减小，即分子势能随分子间距离的增大而减小，选项E错误.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、平衡摩擦力时木板倾角过大（或平衡摩擦力过度）两个小车及车上砝码质量不同（或M）【解析】（1）若认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力，应不考虑盘及盘中砝码受到的合力，即M与m的大小关系应满足M≫m．（1）由F=ma知，保持盘及盘中砝码的质量一定，即绳的拉力F一定，加速度与质量成反比，为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应作两者的正比例图像，即做a与的图像．（3）由图像知，没有力时小车就有了加速度，说明该同学在平衡摩擦力时木板倾角过大．（4）由图像知，图像的斜率为质量的倒数，两图线斜率不同，说明两小车及车上砝码的总质量不同．（5）由打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，知相邻两计数点间的时间间隔为T=0.1s，由，把数据统一成国际单位代入得到．【点睛】学生要清楚“验证牛顿第二定律”的实验原理，实验步骤，会分析a-F图像，用纸带求加速度时，要把所给的数据全用上以减小误差．12、C3V0.5Ω0.5Ω4.5W【解析】(1)[1]根据公式可知，U-I图象为直线，ABCD四点应拟合成一条直线，由描点可知，C点偏离直线最远，故C组数据是错误的；(2)[2][3]根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：由图示图象可知，将直线延长与纵轴相交，电源U-I图象与纵轴交点坐标系为3V，则电动势为3V，电源内阻：；(3)[4][5]当外电阻内电源内阻相等时电源输出功率最大，所以:R=0.5【点晴】本题考查了测量电源电动势与内阻实验，掌握描点法作图的方法即可正确解题，应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握．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、90N600K【解析】对I气体，由玻意耳定律有：，其中：解得：，对II气体，由查理定律有：，其中：，解得II气体的温度．【点睛】对于Ⅰ气体，作等温变化，根据玻意耳定律求出所添加细砂的重力大小；对于Ⅱ气体，作等容变化，根据查理定律求出重新处于平衡时Ⅱ气体的温度．14、（i）59cm；（ii）21.7cm【解析】（i）设玻璃管横截面积为S，玻璃管的总长度为L，以管内封闭气体为研究对象，气体经等压膨胀：初状态末状态由玻意耳定律可得得L=59cm（ii）当水银柱上表面与管口相平，设此时管中气体压强为，水银柱的高度为H，管内气体经等压压缩：初状态末状态由玻意耳定律可得得H≈21.7cm15、（1）4m/s（2）1.2J（3）（4）【解析】（1）金属棒受力平衡，所以Mg＝mgsinθ＋（1）（2分）所求速度为：v＝＝4m/s（2）（2分）（2）对系统由能量守恒有：Mgs="mgs"sinθ+2Q+（M＋m）v2（3）（3分）所求热量为：Q＝（Mgs－mgssinθ）/2－（M＋m）v2/4＝1.2J（4）（2分）（3）由上（2）式变换成速度与质量的函数关系为：v＝＝M－（5）（2分）再由图象可得：＝，B1＝0.54T（2分）（4）由上（5）式的函数关系可知，当B2＝2B1时，图线的斜率减小为原来的1/4。（画出图线3分）与M轴的交点不变，与M轴的交点为M="m"sinθ。（2分）考点：本题考查电磁感应综合问题。