北京师大附中2024届物理高二第二学期期末综合测试模拟试题含解析

北京师大附中2024届物理高二第二学期期末综合测试模拟试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、如图所示，足够长水平平行金属导轨间距为L，左右两端均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，中间连接电阻及电容器R1=R2=R3=R；R4=2R．两根电阻均为R的相同金属棒，在导轨两端分别同时以相同速率v0向左、向右匀速运动．不计导轨的电阻，金属棒与导轨接触良好，则电容器两极板上电压为（）A．BLv0B．2BLv0C．QUOTEBLv0D．QUOTEBLv02、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3、如图所示，一个长方形的箱子里面用细线吊着一个小球，让箱子分别沿甲、乙两个倾角相同的固定斜面下滑。在斜面甲上运动过程中悬线始终竖直向下，在斜面乙上运动过程中悬线始终与顶板垂直，则箱子运动过程中A．箱子在斜面甲上做匀加速运动B．箱子在斜面乙上做匀速运动C．箱子对斜面甲的正压力较大D．箱子对两个斜面的正压力大小相等4、变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度．图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则下列正确的是A．当B轮与C轮组合时，两轮的线速度之比VB:VC=7:3B．当B轮与C轮组合时，两轮的周期之比TB:TC=3:7C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA:ωD＝1∶4D．当A轮与D轮组合时，两轮角速度之比ωA:ωD＝4∶15、如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc．已知bc边的长度为l．下列判断正确的是（）A．Ua＞Uc，金属框中无电流B．Ub＞Uc，金属框中电流方向沿a﹣b﹣c﹣aC．Ubc=﹣Bl2ω，金属框中无电流D．Ubc=Bl2ω，金属框中电流方向沿a﹣c﹣b﹣a6、嵩山异常险峻，为方便游客，景区设置了索道，如图所示倾斜索道与水平面间的夹角为30°，当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时，车厢内站立的人对厢底的压力为其体重的2倍，车厢对人的摩擦力大小为其体重的（）A．2倍 B．倍 C．倍 D．倍二、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、如图是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量，由图可知A．该金属的截止频率为B．该金属的截止频率为C．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为8、如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.3s时的波形图．则下列说法正确的是A．波速可能为B．最大周期为0.4sC．经过0.3s，x=2m处的质点沿着x轴正方向移动了3mD．t=0时，x=2m处的质点经过平衡位置向上振动9、如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距为L，倾角θ=30°，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，导轨的上端与水平放置的两金属板E、F相连，板间距离为板间固定有一带电微粒G。电阻与定值电阻R相等、质量为M的金属棒CD水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好，现将金属棒CD由静止释放，当金属棒的速度达到稳定时释放板间带电微粒，带电微粒恰好保持静止，不计金属导轨的电阻，重力加速度大小为g，则A．E板电势高于F板电势B．带电微粒一定带正电C．金属棒CD下滑的稳定速度大小为D．带电微粒的比荷等于10、如图所示，一理想变压器原线圈匝数=1000匝，副线圈匝数=100匝，将原线圈接在u=100sin100πt(V)的交流电压上，副线圈接有阻值R=5Ω的定值电阻、理想电流表和理想电压表.现在A、B两点间接入不同的电子元件，下列说法正确的是（）A．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为1Wb/sB．若在A、B两点间接入一阻值R′=15Ω的定值电阻，则电压表示数为2.5VC．若在A、B两点间接入一内阻r=5Ω的电动机(正常工作)，则电流表的示数为1AD．若在A、B两点间接入一只电容器，则降低交流电的频率时，电压表的示数减小三、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）（1）金属的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以制作温度传感器，称为金属热电阻，与金属不同，有些半导体在温度升高时导电能力增强，因此可以用半导体材料制作热敏电阻．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度T变化的示意图，_____________为热敏电阻的图线，________为金属热电阻的图线．（以上两空均填“1”或“2”）（2）某同学用传感器做描绘小灯泡伏安特性实验，得到如图甲所示的U-I关系图线，将该小灯泡接入如图乙所示的电路中，已知电源电动势为3V，电流传感器的示数为0.3A，则此时小灯泡的电功率为_________W，电源的内阻为________________Ω，（结果保留两位有效数字）12．（12分）某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示．这样做的目的是________（填字母代号）．A．保证摆动过程中摆长不变B．可使周期测量得更加准确C．需要改变摆长时便于调节D．保证摆球在同一竖直平面内摆动（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为_______mm，单摆摆长为________m．（3）下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横作标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知，，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________（填字母代号）．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）某水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V．通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V．要求在输电线上损失的功率控制为5KW．请你设计两个变压器的匝数比．为此，请你计算：（1）降压变压器输出的电流是多少?输电线上通过的电流是多少?（2）输电线上损失的电压是多少?升压变压器输出的电压是多少?（3）两个变压器的匝数比各应等于多少?14．（16分）一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，如图所示．开始时，气体的体积为2.0×10－3m3，现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙，活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为137℃(大气压强为1.0×105Pa)．(1)求气缸内气体最终的压强和体积；(2)在p－V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化(用箭头在图线上标出状态变化的方向)．15．（12分）如图所示，虚线PQ、MN间距离为d，其间存在水平方向的匀强电场．质量为m的带正电粒子，以一定的初速度从A处垂直于电场方向进入匀强电场中，经t时间从B处（图中未标出）离开匀强电场时速度与电场方向成30°角．带正电粒子的重力不计．求：带电粒子的（1）初速度；（2）加速度；（3）电势能的变化量．

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【解题分析】试题分析：两个导体棒产生的感应电动势均为E=BLv0；电阻R3两端的电压为，外端电势高；左端电路外电路电阻为R，则R4两端电压为，R2两端电压为，里端电势高，故电容器两端的电压为；故选C．考点：法拉第电磁感应定律；欧姆定律【名师点睛】此题是法拉第电磁感应定律以及欧姆定律的结合题；关键是知道这是两个基本电路，必须求得与电容器相连接的两个电阻两端的电压，并判断出两端电势的高低才能知道电容器两端的电压；注意搞清两个电路的内外电路．2、B【解题分析】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．3、D【解题分析】

箱子和小球具有相同的加速度，根据小球的受力，判断出小球的运动规律，从而知道箱子的运动规律；对整体分析，抓住垂直斜面方向合力为零，比较箱子对斜面正压力的大小；【题目详解】A、对于甲斜面上的箱子，里面小球受重力和拉力两个力平衡，知箱子也处于平衡状态，即箱子在斜面甲上做匀速直线运动，故A错误；

B、对于乙斜面上的箱子，里面的小球受重力和拉力作用，两个力的合力沿斜面方向向下，知小球具有沿斜面向下的加速度，因为小球与箱子加速度相同，知箱子在斜面乙上做匀加速直线运动，故B错误；

C、对整体分析，在垂直于斜面方向上合力为零，得N=（M+m)gcosθ，知箱子对两个斜面的正压力相等，故C错误，【题目点拨】解决本题的关键知道小球和箱子具有相同的加速度，通过隔离分析得出整体的加速度。4、C【解题分析】当B轮与C轮组合时，同缘传动边缘点线速度相等，前齿轮的齿数与每秒转动圈数的乘积等于后齿轮齿数与每秒转动圈数的乘积，，解得，故，故AB错误；同理当A轮与D轮组合时，．综故C正确，D错误．5、C【解题分析】试题分析：因为当金属框绕轴转运时，穿过线圈abc的磁通量始终为0，故线圈中无感应电流产生，选项BD错误；但对于bc与ac边而言，由于bc边切割磁感线，故bc边会产生感应电动势，由右手定则可知，c点的电势要大于b点的电势，故Ubc是负值，且大小等于Bl×=Bl2ω，故选项C正确；对于导体ac而言，由右手定则可知，c点的电势大于a点的电势，故选项A错误，所以选项C是正确的．考点：导合格切割磁感线产生感应电动势．【名师点睛】该题既可以通过法拉第电磁感应定律得出线圈abc的感应电流情况，又可以通过对bc边和ac边的研究，看它们切割磁感线时产生感应电动势的大小，判断导线端点的电势大小情况．6、B【解题分析】由于人对车厢底的正压力为其重力的2倍，即FN=2mg，在竖直方向上，由牛顿第二定律有：FN-mg=ma上解得：设水平方向上的分加速度为a水，则有：所以有：对人受力分析可知，在水平方向上摩擦力作为合力产生加速度，由牛顿第二定律得：故应选B．点晴：对人受力分析可知，人在水平方向和竖直方向都有分加速度，由牛顿第二定律可以求得竖直方向上的分加速度的大小，进而可以求得水平方向上的加速度的大小，再次由牛顿第二定律可以求得摩擦力的大小．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【解题分析】

当最大初动能为零时，入射光的光子能量与逸出功相等，即入射光的频率等于金属的截止频率，可知金属的截止频率为4.３×1014Hz，故A正确B错误；根据知，图线的斜率表示普朗克常量，故C正确；金属的逸出功为，故D错误．8、BD【解题分析】

AB、一列简谐横波沿x轴正方向传播，x=0m处质点沿y轴负向振动，根据题意可知（n=0、1、2、3…），所以周期为（n=0、1、2、3…），波速为，根据此公式可知，不论n取几，波速都不可能为，则当n=0时，周期最大为，故A错误，B正确。C、质点只在平衡位置附近振动，不随波逐流，故C错误；

D、一列简谐横波沿x轴正方向传播，根据上下坡法可判t=0时，x=2m处的质点经过平衡位置向上振动，故D正确。故选BD．【题目点拨】根据两个时刻的波形，分析时间与周期的关系或波传播距离与波长的关系是关键，要抓住波的周期性得到周期或波传播距离的通项，从而得到周期的特殊值．9、AC【解题分析】

A.根据右手定则可判断出E板电势高于F板，选项A正确；B.带电微粒重力方向竖直向下，受电场力方向竖直向上，故带电微粒一定带负电，选项B错误；CD.由金属棒下滑达到稳定速度时受力平衡有，由带电微粒受力平衡，解得，，选项C正确、D错误。10、BD【解题分析】

根据法拉第电磁感应定律，代入数据：，解得，即穿过铁芯的磁通量的最大变化率为，故A错误；原线圈电压的有效值，根据电压与匝数成正比，得副线圈两端的电压，A、B两点间接入一阻值R'=15Ω的定值电阻，副线圈电流，电压表示数等于电阻R两端的电压，U＝IR＝×5V＝2.5V，故B正确；在A、B两点间接入一内阻r=5Ω的电动机（正常工作），欧姆定律不适用，电流表示数，即电流表示数不等于1A，故C错误；在A、B间接入一只电容器，降低交流电的频率，容抗增大，副线圈电流减小，电阻R两端的电压减小，所以电压表的示数减小，故D正确；故选BD．【题目点拨】本题关键是明确变压器的输入和输出电压成正比，然后转化为恒定电路的动态分析问题，注意电容器的容抗与频率成反比，电感器的感抗与频率成正比．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、210.69（0.66~0.72）2.3【解题分析】（1）金属的电阻率随温度的升高而增大，导体在温度升高时电阻减小，由图可知，2为热敏电阻的图线，1为金属热电阻的图线．（2）由图可知，当电流为0.3A时，灯泡两端的电压为2.3V，可知此时小灯泡的电功率为P=UI=0.69W；电源的内阻为．12、AC12.00.9930A【解题分析】

（1）[1]在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，是为了防止动过程中摆长发生变化，如果需要改变摆长来探究摆长与周期关系时，方便调节摆长，故AC正确．（2）[2]游标卡尺示数为：[3]单摆摆长为：（3）[4]当摆角小于等于5°时，我们认为小球做单摆运动，所以振幅约为：当小球摆到最低点时速度较大，此时开始计时，误差较小，测量周期时要让小球做30-50次全振动，求平均值，所