山东省青岛市青岛第二中学2023年物理高二第二学期期末考试试题含解析

2022-2023高二下物理期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、在物理学史上，奥斯特首先发现电流周围存在磁场．随后，物理学家提出“磁生电”的闪光思想．很多科学家为证实这种思想进行了十多年的艰苦研究，首先成功发现“磁生电”的物理学家是（）A．法拉第B．爱因斯坦C．牛顿D．霍金2、甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动，它们的位移—时间（x–t）图象如图所示，由图象可以得出在0~4s内（）A．甲、乙两物体始终同向运动B．4s时甲、乙两物体间的距离最大C．甲的平均速度等于乙的平均速度D．甲、乙两物体间的最大距离为6m3、如图所示，在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用锤子连续敲打小车。初始时，人、车、锤都静止。下列说法正确的是A．连续敲打可使小车持续向右运动B．人、车和锤组成的系统机械能守恒C．人、车和锤组成的系统动量守恒D．人、车和锤组成的系统水平方向动量时刻为零4、在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素Na发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示，下列说法正确的是(　　)A．新核为MgB．轨迹1是新核的径迹C．Na发生的是α衰变D．新核沿顺时针方向旋转5、如图所示，今有一子弹穿过两块静止放置在光滑水平面上的相互接触质量分别为m和2m的木块A、B，设子弹穿过木块A、B的时间分别为t1和t2，木块对子弹的阻力恒为Ff，则子弹穿过两木块后，木块A的速度大小是（　　）A．B．C．D．6、在卢瑟福进行的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是(　　)A．正电荷在原子中是均匀分布的B．原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上C．原子中存在带负电的电子D．原子核中有中子存在二、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、关于电磁波，下列说法正确的是A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输8、如图所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动.若两球质量之比mA∶mB＝2∶1，那么关于A、B两球的下列说法中正确的是(　　)A．A、B两球受到的向心力之比为2∶1B．A、B两球角速度之比为1∶1C．A、B两球运动半径之比为1∶2D．A、B两球向心加速度之比为1∶29、如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则：A．P带正电荷B．Q带负电荷C．P带负电荷D．Q带正电荷10、关于光谱，下列说法正确的是A．发射光谱一定是连续谱B．利用线状谱可以鉴别物质和确定物质的组成成分C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的光谱也是不同的D．太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元索三、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“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图甲)：(1)下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字母)A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝．B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a，求出相邻两条亮纹间距(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，则图乙读数为________mm，求得这种色光的波长λ＝______nm．（已知双缝间距d＝0.2mm，双缝到屏间的距离L＝700mm12．（12分）光电门在测量物体的瞬时速度方面有得天独厚的优势，比如在探究加速度和力的关系时就省去了打点计时器分析纸带的不便，实验装置如图甲所示．(1)测量遮光条的宽度，游标卡尺测量的结果如图乙所示，遮光条宽度d为________cm．(2)某次实验过程中，已经得到AB之间的距离l和遮光条通过光电门的时间t和力传感器的示数F，若要完成探究目的，还需要满足的条件是______________．若要以F为横坐标，做出一条倾斜的直线来判断加速度和力成正比，那么纵坐标的物理量应该是_______（选填或）．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）如图一质点静止于A点,第一次质点从A点由静止开始做加速度为5m/s2的匀加速直线运动,2秒后改做匀速直线运动,再经9秒到B点;第二次质点从A点由静止开始仍以5m/s2的加速度做匀加速直线运动，4秒后改做匀减速直线运动，到B点时速度和第一次相同。求：(1)A、B两点间的距离(2)第二次质点从A到B的时间和减速阶段加速度的大小。14．（16分）如图甲所示，两竖直放置的平行金属导轨，导轨间距L=0.50m，导轨下端接一电阻R=5的小灯泡，导轨间存在一宽h=0.40m的匀强磁场区域，磁感应强度B按图乙所示规律变化，t=0时刻一金属杆自磁场区域上方以某一初速度沿导轨下落，t1时刻金属杆恰好进入磁场，直至穿越磁场区域，整改过程中小灯泡的亮度始终保持不变．已知金属杆的质量m=0.10kg，金属杆下落过程中始终保持水平且与导轨良好接触，不计金属杆及导轨的电阻，g取10m/s1．求：（1）金属杆进入磁场时的速度v；（1）图乙中t1的数值；（3）整个过程中小灯泡产生的总焦耳热Q．15．（12分）玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动视为经典力学描述下的轨道运动．他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动．已知电子质量为m，元电荷为e，静电力常量为k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1．（1）氢原子处于基态时，电子绕原子核运动，可等效为环形电流，求此等效电流值．（2）氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和．已知当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中离场源电荷q为r处的各点的电势．求处于基态的氢原子的能量．（3）处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，形成氢光谱．氢光谱线的波长可以用下面的巴耳末—里德伯公式来示n，k分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数．k=1，2，3，……对于每一个k，有n=k+1，k+2，k+3，……R称为里德伯常量，是一个已知量．对于的一系列谱线其波长处在紫外线区，称为赖曼系；的一系列谱线其波长处在可见光区，称为巴耳末系．用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验，当用赖曼系波长最短的光照射时，遏止电压的大小为U1；当用巴耳末系波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U2．真空中的光速为．求：普朗克常量和该种金属的逸出功．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、A【解析】年丹麦物理学家奥斯发现了电流的磁效应，即电生磁的现象，英国科学法拉第坚信电与磁是紧密联系的，经过十多年的艰苦研究，于年发现了电磁感应现象即磁生电的现象，故A正确，BCD错误；故选A。2、C【解析】A．图像的斜率等于速度，可知在内甲、乙都沿正向运动，运动方向相同。内甲沿负向运动，乙仍沿正向运动，运动方向相反，故A错误。BD．内甲乙同向运动，甲的速度较大，两者距离不断增大。后甲反向运动，乙仍沿原方向运动，两者距离减小，则时甲、乙两物体间的距离最大，最大距离为，故BD错误。C．由图知，在内甲、乙的位移都是，平均速度相等，故C正确。3、D【解析】A.把人、锤子和平板车看成一个系统，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，用锤子连续敲打车的左端，根据水平方向动量守恒可知，系统的总动量为零，锤子向左运动，平板车向右运动。锤子向右运动，平板车向左运动，所以车左右往复运动，不会持续地向右运动，A错误。B.由于人消耗体能，体内储存的化学能转化为系统的机械能，因此系统机械能不守恒，B错误。CD.在锤子的连续敲打下，系统竖直方向的合力不等于零，该方向系统的动量不守恒，所以系统的动量不守恒；但系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，初态水平动量为零，所以水平方向动量时刻为零，C错误D正确。4、A【解析】A、C项：根据动量守恒得知，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定则判断得知，放出的粒子应带负电，是β粒子，所以发生的是β衰变，根据质量数守恒和电荷数守恒，配平核反应方程式，可知衰变方程为，故新核是，故A正确，C错误；B项：由题意，静止的发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量，由半径公式可知半径与电荷量q成反比，所以轨迹1为所释放出的粒子的轨迹，故B错误；D项：根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断得知：新核要沿逆时针方向旋转．故D错误．5、B【解析】A与B分离时二者的速度是相等的，分离后A的速度不变，在分离前子弹对系统的作用力使A与B的速度增大，由动量定理得：，所以：，故选项B正确．点睛：A与B分离时二者的速度是相等的，在水平面上运动的过程中受到子弹的作用力，由动量定理即可求出A的速度．6、B【解析】少数α粒子大角度散射的原因是：原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，α粒子散射实验证明了原子的核式结构模型。故选项B正确，ACD三项错误。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、BC【解析】A、电磁波在真空中的传播速度恒为，A错误；B、根据麦克斯韦电磁理论可得周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，B正确；C、变化的电场与变化的磁场共同产生电磁场，电磁波是横波，电磁波的电场强度与磁感应强度总是相互垂直，且与传播方向垂直，C正确；D、电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播，D错误．8、BCD【解析】由绳子的拉力提供向心力，绳子的拉力相等，所以向心力相等，向心力大小之比为1：1，故A错误；同轴转动角速度相同，由绳子的拉力提供向心力，则有：mAω2rA=mBω2rB，解得：，故BC正确；根据a=ω2r得：，故D正确；故选BCD。9、CD【解析】由图可知，两小球均在电场力和库仑力的作用下保持平衡，由于库仑力为相互作用，大小相等、方向相反，即球所受库仑力向右，电场力向左，又因为电场的方向向右，所以球带负电；球所受库仑力向左，受电场力向右，所以球带正电。故CD正确，AB错误。10、BC【解析】A.发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱，故A错误；BC.各种原子的发射光谱都是线状谱，都有一定的特征，也称特征谱线，是因原子结构不同，导致原子光谱也不相同，因而可以通过原子发光谱线来确定和鉴别物质，对此称为光谱分析，故BC正确；D.太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳中存在与这些暗线相对应的元素，故D错误。故选BC。点晴：原子的发射光谱都是线状谱，也叫特征谱线，各种不同的原子的光谱各不相同，是因原子中电子结合不同．因此可通过原子发光来确定物质的组成．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、(1)A(2)13.870660【解析】（1）A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝．故A错误；B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐．故B正确；C．n条亮纹之间有n-1个间距，相邻条纹的间距．故C正确．（2）图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为：2mm，可动刻度读数为：0.01×32.0mm=0.320mm，所以最终读数为：2.320mm．图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为：13.5mm，可动刻度读数为：0.01×37.0mm=0.370mm，所以最终读数为：13.870mm．则有：根据双缝干涉条纹的间距公式得，代入数据得，λ=6.6×10-7m=6.6×102nm．【点睛】解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法：螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读；知道双缝干涉的条纹间距公式.12、0.225滑块由A点静止释放【解析】（1）20格的游标卡尺的精度为0.05mm，游标卡尺的主尺读数为2mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，所以最终读数为：2mm+0.25mm=2.25mm=0.225cm．（2）若要完成探究目的，实验时，将滑块从A位置必须由静止释放；由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．根据运动学公式得若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是遮光条到光电门的距离l．由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：v2=2al，v=，a=F/M，可得：，解得：F=，故纵坐标物理量为。【点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，主尺读数加上游标读数，不需估读；常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．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)100m(2)8s【解析】(1)第一次匀加速运动的末速度v=a0t1xAB=+(a0t1)t2代入数据：xAB=100m    (2)第二次匀加速阶段的位移：x1==×5×42m=40m到达B点速度vB=a0t1第二次匀加速运动的末速度v1=a0t3匀减速运动过程根据速度位移关系式有vB2-v12=2a(xAB-x1)即(a0t1)2-(a0t3)2=2a(xAB-x1)代入数据：a=-2.5m/s2   匀减速运动的时间：t4=4s，t=t3+t4=4+4=8s【点睛】（1）根据第一次运动过程，AB两点间的距离为匀加速和匀速运动的位移之和，结合位移时间关系式求解；（2）根据速度位移关系求出匀减速运动的加速度，再由速度时间关系式求出匀减速运动的时间，即可求出第二次质点从A到B的时间；14、（1）5m/s（1）0.04s（3）0.6J【解析】解：（1）金属杆进入磁场时受力平衡整理得（1）根据法拉第电磁感应定律（3）整个过程中小灯泡产生的总焦耳热解得：15、（1）（2）（3）【解析】（1）电子绕原子核做匀速圆周运动：解得电子绕原子核运动的等效电流（2）处于基态的氢原子的电子的动能取无穷远处电势为零，距氢原子核为r处的电势处于基态的氢原子的电势能所以，处于基态的氢原子的能量（3）由巴耳末—里德伯公式可知赖曼系波长最短的光是氢原子由n=∞→k=1跃迁发出，其波长的倒数对应的光子能量为，式中h为普朗克常量．巴耳末系波长最长的光是氢原子由n=3→k=2跃迁发出，其波长的倒数对应的光子能量用W表示该金属的逸出功，则eU1和eU2分别为光电子的最大初动能．由光电效应方程解得：