2022届上海市黄埔区大境中学高二物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

2021-2022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、汽车以20m/s的速度做匀速直线运动,见前面有障碍物立即刹车,刹车后加速度大小为5m/s2,则汽车刹车后2s内及刹车后5s内通过的位移之比为()A．1:9 B．1:3 C．5:13 D．3:42、图示是氢原子的能级图，大量处于n=5的能级的氢原子，在向低能级跃迁的过程中，下列说法正确的是A．辐射的光子频率最多有5种B．辐射的光子频率最多有8种C．可能辐射能量为2.86eV的光子D．可能辐射能量为11eV的光子3、电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步．下列说法错误的是()A．甲图中，这是录音机的录音电路原理图，当录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花C．丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金D．丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小4、如图所示，当南北放置的直导线中通有电流时，其正下方与之平行的小磁针会发生偏转，这一现象在物理学中叫电流的磁效应。首先发现电流磁效应的物理学家是（）A．法拉第 B．奥斯特 C．库仑 D．麦克斯韦5、下列叙述正确的是（）A．弱相互作用是引起原子核β衰变的原因B．天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构C．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D．比较α、β、γ三种射线，α射线，电离能力最弱、穿透能力最强6、下列几个现象中，能反映光具有粒子性的是A．光的衍射 B．光的折射 C．光电效应 D．光的偏振二、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，在光滑水平面内建立一直角坐标系xoy，一质量m=1kg的小球以1m/s的初速度沿x轴正向做匀速直线运动。小球经过坐标原点O时（此时t=0）,撤去沿y轴负方向，大小F=1N的恒力，保持其他力不变。在t=0时刻之后，关于小球的运动，下列说法正确的是A．做匀变速曲线运动B．在任意相等的时间内，小球的速度变化相同C．经过x、y坐标相同位置时所用的时间为1sD．在t=1s时，小球的动能为1J8、如图所示,间距为、电阻不计的足够长平行光滑导轨竖直放置,其上端接有一阻值为的电阻,一质量为、长度为、电阻也为的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好,整个装置处于垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中.现将金属棒由静止释放,金属棒下落过程中始终水平,经一定时间后金属棒速度达到最大速度,此过程中通过电阻的电荷量为,重力加速度为,下列说法正确的是（）A．此过程中金属棒做加速度减小的加速运动B．此过程中金属棒下落的距离为C．此过程中金属棒克服安培力做的功为D．当金属棒速度为时,金属棒的加速度大小为9、用表示分子引力与斥力平衡时两分子间的距离,下列各图中可以定性反映分子作用力或分子势能随分子间距离变化关系的图线是A．B．C．D．10、关于机械振动和机械波，下列说法正确的是A．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关B．做简谐运动的物体经过平衡位置时所受合外力一定为零C．单摆做简谐运动的周期跟振幅及摆球质量无关D．只有当障碍物（或孔）的尺寸比波长小时，才能发射衍射现象E.单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，外力的频率越大，单摆的振幅可能越小三、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）某同学在研究性学习中利用光电门对自由落体运动进行了研究．如图所示，用铁架台竖直固定长木板，光电门A、B分别固定在长木板上，AB相距S=41.5cm；现从光电门A上方某高度静止释放一个小球，小球通过A、B的时间分别为，小球直径．回答下列问题：（计算结果取三位有效数字）(1)小球通过光电门B时的瞬时速度为____________m/s．(2)小球的加速度a=__________．12．（12分）某同学用如图甲所示装置做“探究合力做功与动能改变的关系”的实验，他们将光电门固定在水平轨道上的B点，如图所示，并用重物通过细线拉小车，然后保持小车和重物的质量不变，通过改变小车释放点到光电门的距离（s）进行多次实验，实验时要求每次小车都从静止释放．（1）用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，d=__________cm．（2）如果遮光条通过光电门的时间为t，小车到光电门的距离为s．该同学通过描点作出线性图象来反映合力做的功与动能改变关系，则他作的图象关系是下列哪一个时才能符合实验要求__________．A．s-tB．s-t2C．s-t-1D．s-t-2（3）下列哪些实验操作能够减小实验误差________．A．必须保证小车从静止状态开始释放B．必须满足重物的质量远小于小车的质量C．调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动D．细线与轨道平面平行四、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）为探测宇宙中的带电粒子，某科研小组设计将宽度为2D的稀疏的带电粒子汇聚到宽度为2d的较小的区域范围内，带电粒子质量为m，带电量为q，在一D≤y≤D范围内以速度v从远处平行于x轴向右运动，经过有界磁场，使带电粒子在y轴左侧磁场中均做半径为D的匀速圆周运动，且这些粒子都通过，不计带电粒子间的相互作用力，不计带电粒子重力，求(1)y轴左侧磁场的磁感应强度大小;(2)所有粒子中通过磁场时的最长时间;(3)xOy平面内所有磁场的最小总面积14．（16分）如图所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入．已知棱镜的折射率n＝，AB＝BC＝8cm，OA＝2cm，∠OAB＝60°．①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向．②第一次的出射点距C多远．15．（12分）一瓶中储存压强为100atm的氧气50L，实验室每天消耗1atm的氧气190L。当氧气瓶中的压强降低到5atm时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天？

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、D【解析】

规定初速度方向为正方向，已知初速度v0=20m/s，a=-5m/s2，设汽车从刹车到停止所需的时间为t，根据匀变速运动速度时间公式得：v=v0+at，解得：t==4s，当t1=2s＜t，位移为：x1=v0t1+at12=30m；当t2=5s>t，说明5s内汽车的位移等于汽车从刹车到停止的位移，位移为：x2==40m，所以x1：x2=3：4，故D正确，ABC错误。故选D。2、C【解析】

AB．根据，所以辐射的光子频率最多有10种，故AB错误；CD．辐射的能量一定等于两能级差，由图可知，从n=5跃迁到n=2过程中辐射的能量为2.86eV，故C正确，11eV的能量没有任何两个能级差，故D错误．故选C。3、B【解析】

A．A图中，将声音信号转变为磁信号，是录音机的原理，当录音机录音时，声音信号变成电信号，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场，使磁带的磁粉磁化，故A正确，不符合题意；B．B图电路中，开关断开瞬间，灯泡立即熄灭，开关处电压等于电源的电动势加上自感电动势，开关处会产生电火花，故B错误，符合题意；C．C图中，在真空冶炼炉中，高频交变电流产生的涡流，电能转化为内能，来冶炼出高质量的合金，故C正确，不符合题意；D．D图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，相当于变压器，不需要切断导线，故D正确，不符合题意。故选B．4、B【解析】

首先发现电流磁效应的物理学家是奥斯特。故选B。5、A【解析】

A.弱相互作用，是引起β衰变的原因，A正确；B.天然放射现象的发现使人类认识到原子核具有复杂的结构，B错误C.比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，C错误；D.α、β、γ三种射线，α射线，电离能力最强、穿透能力最弱，D错误。6、C【解析】

ABD、光的衍射、折射反映光具有波动性，光的偏振反映光是一种横波，故A、B、D选项错误；C、光电效应反映光具有粒子性，故C选项正确。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、ABD【解析】

撤去沿y轴负方向，大小F=1N的恒力，保持其他力不变，可知小球所受的合力沿y轴正向且合力恒定，小球的加速度恒定不变，且与初速度垂直，可知小球做匀变速曲线运动，选项A正确；因加速度不变，则根据∆v=at可知在任意相等的时间内，小球的速度变化相同，选项B正确；小球沿y轴正向的加速度为，则，x方向：x=v0t，则当x=y时解得t=2s，选项C错误；在t=1s时，vy=at=1m/s，则此时小球的速度，则小球的动能为，选项D正确.8、AD【解析】

下降过程中，金属棒受到竖直向下的重力，竖直向上的安培力作用，故，而，速度增大，故安培力增大，所以加速度减小，故金属棒做加速度减小的加速运动，A正确；过程中通过金属棒的电荷量为，故下落的距离为，根由于金属棒的电阻和定值电阻R的电阻相等，故两者产生的热量相等，根据能量守恒定律可得，，解得，BC错误；当金属棒速度为时，安培力大小为，故，而，故，D正确．9、BC【解析】

AB．分子之间的相互作用都随分子间距离的增大而减小分子引力的变化慢，当时分子引力等于分子斥力，所以，是分子的平衡距离，r大于平衡距离，分子力表现为引力，当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力：分析间距离为时分子势能最小；当r由小于逐渐增大到10r0的过程中，和均减小，是分子的平衡距离，此时分子间的作用力为0；所以在该过程中合力F先是斥力逐渐减小，大于r0后表现为分子引力并逐渐增大，达到最大后又逐渐减小，A错误，B正确；CD．当时分子引力小于分子斥力，当r减小时，分子之间的作用力做负功，分子势能增大；当时分子引力大于分子斥力当r增大时，分子之间的作用力做负功，分子势能增大．所以当r等于时，分子势能最小，C正确，D错误．故选BC.【点睛】当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；掌握分子间作用力与分子间距离的关系、分子清楚图象，即可正确解题．10、ACE【解析】

A．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大，选项A正确；B．做简谐运动的物体经过平衡位置时所受合外力不一定为零，例如单摆经过平衡位置时合力不为零，选项B错误；C．根据可知，单摆做简谐运动的周期跟振幅及摆球质量无关，选项C正确；D．只有当障碍物（或孔）的尺寸比波长小或差不多时，才能发生明显的衍射现象，选项D错误；E．单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，当外力的频率等于单摆的固有频率时，会产生共振现象，振幅最大；则当外力的频率大于单摆的固有频率时，随频率的增加，单摆的振幅会越小，选项E正确；故选ACE.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、3.009.64【解析】(1)由于小球通过光电门的时间极短，可以利用其平均速度来代替瞬时速度，因此有：滑块经过光电门A时的速度表达式为：；滑块经过光电门B时的速度表达式为：(2)设物体的加速度为a,根据匀变速直线运动公有：，解得：．12、1.075DAD【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为，游标读数为：，所以最终读数为：；（2）根据动能定理：，可见s与t2成反比，即与成正比，故应作出图象．（3）经前面分析知，要使图象为过原点的直线，应保证小车初动能为零，即必须保证小车从静止状态开始释放，故选C。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)带电粒子在y轴左侧磁场中均做半径为D的匀速圆周运动r=D，由可得(2)由题意，所加磁场的形状如图；通过磁场区域时间最长的是沿磁场边缘运动的粒子在左边磁场中的时间为在右边磁场中的时间为总时间为：(3)磁场的最小面积：14、①光线第一次从CD边射出与CD边成45°斜向左下方；②；【解析】

根据，求出临界角的大小，从而作出光路图，根据几何关系，结合折射定律求出出射光线的方向；根据几何关系，求出第一次的出射点距C的距离；【详解】(1)因为，所以得临界角第一次射到AB面上的入射角为，大于临界角,所以发生全反射，反射到BC面上，入射角为，又发生全反射，射到CD面上的入射角为根据折射定律得解得即光从CD边射出,与CD边成斜向左下方；(2)根据几何关系得，AF=4cm则BF=4cm∠BFG=∠BGF，则BG=4cm所以GC=4cm所以15、【解析】试题分析：根据玻