2023年天津市东丽区第一百中学物理高二第二学期期末综合测试试题含解析

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要求的。1、两个中间有孔的质量为M的小球A、B用一轻弹簧相连，套在一水平光滑横杆上，两个小球下面分别连一轻弹簧，两轻弹簧下端同系在一质量为m的小球C上，如图所示．已知三根轻弹簧的劲度系数都为k，三根轻弹簧刚好构成一等边三角形，则下列说法中正确的是()A．水平横杆对质量为M的小球的支持力为2Mg+mgB．连接质量为m的小球的轻弹簧的弹力为C．连接质量为m的小球的轻弹簧的伸长量为D．套在水平横杆上的轻弹簧的形变量为2、将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略．a为小球运动轨迹上的一点，小球上升和下降经过a点时的动能分别为Ek1和Ek1．从抛出开始到小球第一次经过a点时重力所做的功为W1，从抛出开始到小球第二次经过a点时重力所做的功为W1．下列选项正确的是（）A．Ek1=Ek1，W1=W1B．Ek1＞Ek1，W1=W1C．Ek1＜Ek1，W1＜W1D．Ek1＞Ek1，W1＜W13、某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是（）A．t=1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值4、某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示．表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料（

）A．仅钠能产生光电子B．仅钠、铜能产生光电子C．仅铜、铂能产生光电子D．都能产生光电子5、人们为了纪念德国科学家赫兹对人类的贡献,把频率的単位定为“赫兹”．赫兹对人类的突出贡献是．A．通过实验证实了电磁波的存在B．通过实验发现了磁场对通电导线有力的作用C．通过实验发现了电荷之间相互作用力的规律D．通过实验发现了电磁感应的规律6、一列简谐横波在t=0时的波形如图1所示，介质中x=2m处质点P沿y轴方向做简谐振动图像如图2所示，下列说法正确的是（）A．振源振动的频率是4HzB．波的传播速度大小为1m/sC．波沿x轴负向传播D．t=2s时，质点P到达x=4m处二、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、如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为lOcm、总电阻为0.1Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是()A．导线圈中产生的是交变电流B．在t=2.5s时导线图产生的感应电动势为1VC．在0-2s内通过导线横截面的电荷量为20CD．在t=ls时，导线圈内电流的瞬时功率为20W8、一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p-V图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是()A．气体经历过程1，其温度降低B．气体经历过程1，其内能减少C．气体在过程2中一直对外放热D．气体经历过程1的内能该变量与经历过程2的相同9、下列关于核反应方程及描述正确的是（）A．是居里夫妇发现人工放射性的核反应方程B．是卢瑟福发现中子的方程C．是核聚变反应D．是查德威克发现质子的方程10、如图所示，一个箱子中放有一个物体，已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力，且物体与箱子上表面刚好接触．现将箱子以初速度v0竖直向上抛出，已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速率成正比，且箱子运动过程中始终保持图示姿态．则下列说法正确的是()．A．上升过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越小B．上升过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越小C．下降过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越大D．下降过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越小三、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）下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属发生光电效应时入射光的频率和与之对应的遏制电压的几组数据．已知．5.6445.8886.0986.3036.5010.5410.6370.7140.8090.878(1)试在给定的坐标系中作出图象__________________________：(2)通过图象求出这种金属的截止频率为___________(结果保留3位有效数字)；(3)通过图象求出普朗克常量为______________(结果保留3位有效数字)．12．（12分）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图。(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___.(2)本实验采用的科学方法是___.A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法四、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）美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据。密立根的实验目的是：测量金属的遏止电压Uc。入射光频率v，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性。如图所示，是根据某次实验作出的Uc－v图像，电子的电荷量e=1.6×10－19C。试根据图像和题目中的已知条件：(1)写出爱因斯坦光电效应方程（用Ekm、h、v、W0表示）；(2)由图像求出这种金属的截止频率vc；(3)若图像的斜率为k，写出普朗克常量的表达式，并根据图像中的数据求出普朗克常量h。以上均保留两位有效数字。14．（16分）如图，足够长的平行金属导轨弯折成图示的形状，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域．Ⅰ区域导轨与水平面的夹角α=37°，存在与导轨平面垂直的匀强磁场；Ⅱ区域导轨水平，长度x=0.8m，无磁场；Ⅲ区域导轨与水平面夹角β=53°，存在与导轨平面平行的匀强磁场．金属细杆a在区域I内沿导轨以速度v0匀速向下滑动，当a杆滑至距水平导轨高度为h1=0.6m时，金属细杆b在区域Ⅲ从距水平导轨高度为h1=1.6m处由静止释放，进入水平导轨与金属杆a发生碰撞，碰撞后两根金属细杆粘合在一起继续运动．已知a、b杆的质量均为m=0.1kg，电阻均为R=0.1Ω，与导轨各部分的滑动摩擦因数均为μ=0.5，导轨间距l=0.1m，Ⅰ、Ⅲ区域磁场的磁感应强度均为B=1T．不考虑导轨的电阻，倾斜导轨与水平导轨平滑连接，整个过程中杆与导轨接触良好且垂直于金属导轨，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s1．求（1）金属细杆a的初始速度v0的大小；（1）金属细杆a、b碰撞后两杆共同速度的大小；（3）a、b杆最终的位置．15．（12分）汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0~60s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示．⑴画出汽车在0~60s内的v-t图线；⑵求在这60s内汽车行驶的路程．

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】

A．选择整体为研究的对象，它们在竖直方向只受到重力与杆的支持力，由二力平衡可知，杆的支持力与整体的重力大小相等，即N=2Mg+mg所以水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg+mg．故A错误；B．对三个小球分别进行受力分析如图：则由对称性可知，左右弹簧对C的拉力大小相等，与合力的方向之间的夹角是30°，所以：2F1cos30°=mg得：F1=mg．故B错误；C．由胡克定律得：F1=kx1连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量：故C正确；D．对A进行受力分析如图，则水平方向受到水平弹簧向左的弹力与F1的水平分力的作用，由受力平衡得：F2=F1•cos60°=mg同理，对B进行受力分析得：F2′=F1•cos60°=mg所以弹簧的弹力是mg；套在水平光滑横杆上的轻弹簧的形变量：故D错误．故选C．【点睛】本题关键是对小球受力分析后，通过整体法和隔离法正确选择研究对象，根据平衡条件求得弹力，然后根据胡克定律并几何关系列式求解即可．2、B【解析】从抛出开始到第一次经过a点和抛出开始第二次经过a点，上升的高度相等，因重力做功只与初末位置有关，故重力做功相等，即W1=W1．对两次经过a点的过程根据动能定理得，-Wf=Ek1-Ek1，可知Ek1＞Ek1，故B正确，ACD错误．3、A【解析】

根据振动图象判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，“上坡”段质点向上振动，“下坡”段质点向下振动．【详解】AC．在t=1s和t=3s时，振子偏离平衡位置最远，速度为零，回复力最大，加速度最大，方向指向平衡位置，A正确，C错误；BD．在t=2s和t=4s时，振子位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零，BD错误．4、D【解析】根据爱因斯坦光电效应方程可知，只有光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长有小于100nm，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D正确，A、B、C错误．【考点定位】光电效应5、A【解析】1886年，德国科学家赫兹制作了一套仪器，试图用它发射和接收电磁波，结果他成功了，赫兹在人类历史上第一次捉到了电磁波，即通过实验证实了电磁波的存在，人们为了纪念他，把频率的单位定为赫兹，故选A．【点睛】麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在，而赫兹首先验证了电磁波存在．6、B【解析】据图可知：T=4s，λ=4m，即f=0.25Hz，v=λT=44m/s=1m/s，故A错误，B正确；据图2可知，质点p在t=0时刻沿y轴正方向运动，据波形平移法可知，该波沿x轴的正方向传播，故C错误；波的传播中，各质点并随波迁移，所以t=2s点睛：首先明确两个图象的区别和联系，据图求出波长、周期是解题的前提，灵活应用波的传播方向与质点的振动关系是解题的核心．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】

根据楞次定律可知，在0～2s内的感应电流方向与2s～3s内的感应电流方向相反，即为交流电，故A正确；根据法拉第电磁感应定律，2.5s时的感应电动势等于2s到3s内的感应电动势，则有，故B错误；在0～2s时间内，感应电动势为：E1=100××0.12V=1V，再根据欧姆定律I=，则有：I1=A=10A;根据Q=It，解得：Q=10×2C=20C，故C正确；由C选项分析，可知，在t=1s时，线框内电流为10A，那么导线框内电流的瞬时功率P=I2R=102×0.1=10W，故D错误；故选AC．点睛：本题考查了法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和楞次定律，及电量与电功率表达式，难度不大，属于基础题，需加强训练，注意交流电与直流电的区别．8、ABD【解析】

AB.气体经历过程1，压强减小，体积变大，膨胀对外做功，内能减小，故温度降低，故AB正确；C.气体在过程2中，根据理想气体状态方程pVT=C，刚开始时，体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热，然后压强不变，体积变大，膨胀对外做功，则温度升高，吸热，故D.无论是经过1过程还是2过程，初、末状态相同，故内能改变量相同，故D正确。9、AC【解析】

A．是居里夫妇发现人工放射性的核反应方程，故A正确；B．是查德威克发现中子的方程，故B错误；C．氘与氚生成氦核的核反应为核聚变方程，故C正确；D．是卢瑟福发现质子的核反应方程，故D错误；故选AC．10、BC【解析】试题分析：对箱子和物体整体受力分析，当物体与箱子上升时，如图甲所示，由牛顿第二定律可知，Mg＋kv＝Ma，则a＝g＋kvM，又整体向上做减速运动，v减小，所以a减小；再对物体单独受力分析，如图乙所示，因a>g，所以物体受到箱子上底面向下的弹力FN，由牛顿第二定律可知mg＋FN＝ma，则FN＝ma－mg，而a减小，则FN考点：考查了牛顿第二定律的应用【名师点睛】先总体分析，把箱子和物体当成一个整体，上升过程中，空气阻力和重力都是向下的，在下降过程中，阻力的方向向上，根据牛顿第二定律列式分析加速度变化情况，再对物体单独受力即可三、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、;;【解析】根据表格数据，通过一一描点，并作出图象，如图所示：（2）根据光电效应方程得：Ekm=hv﹣W0=hv﹣hv0又Ekm=eUC解得：．知图线的斜率为：，解得：h=6×10﹣34J•s当Uc=0，由图象与横坐标的交点，则有：．【点睛】根据表格数据，通过描点作图，即可；根据光电效应方程得出遏止电压与入射光频率的关系，通过图线的斜率求出普朗克常量；遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率．12、(1)F'；(2)B【解析】

（1）[1]是通过作图的方法得到合力的理论值,而是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是，由于误差的存在和方向并不重合(2)[2]合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法,故B正确,ACD错误。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）光电效应方程：（2）由图像可知，当UC=0时，该金属的截止频率：（3）由光电效应方程：可得即：。14、（1