上海市民立中學(xué)2022-2023學(xué)年高二物理第二學(xué)期期末考試試題含解析

2022-2023學(xué)年高二下物理期末模擬試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔。考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、在兩個足夠長的固定的相同斜面體上(其斜面光滑)，分別有如圖所示的兩套裝置，斜面體B的上表面水平且光滑，長方體D的上表面與斜面平行且光滑，p是固定在B、D上的小柱，完全相同的兩只彈簧一端固定在p上，另一端分別連在A和C上，在A與B、C與D分別保持相對靜止?fàn)顟B(tài)沿斜面自由下滑的過程中，下列說法正確的是()A．兩彈簧都處于拉伸狀態(tài)B．兩彈簧都處于壓縮狀態(tài)C．彈簧L1處于壓縮狀態(tài)，彈簧L2處于原長D．彈簧L1處于拉伸狀態(tài)，彈簧L2處于壓縮狀態(tài)2、如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5：1，。兩電表均為理想電表，其中電流表的示數(shù)為0.4A，則A．電阻中通過的電流的有效值為1AB．電壓表V的示數(shù)為20VC．原線圈的輸入功率為40WD．穿過原、副線圈的磁通量的變化率之比為5：13、穿過閉合回路的磁通量隨時間變化的圖像分別如圖①—④所示，下列關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的論述，正確的是（）A．圖①中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定不變B．圖②中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一直在增大C．圖③中回路在0—t1內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢小于在t1—t2內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢D．圖④中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢先變小后變大4、如圖所示，長木板放置在水平地面上，一小物塊置于長木板的中央，長木板和物塊的質(zhì)量均為m，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，木板與水平地面間動摩擦因數(shù)為，已知最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度為g．現(xiàn)對物塊施加一水平向右的拉力F，則下列說法中錯誤的是（）A．木板受到地面的摩擦力大小可能等于FB．時，小物塊始終保持靜止C．長木板的加速度可能等于D．時，小物塊相對長木板滑動5、下列說法正確的是()A．速度大的物體，它的動量一定也大B．動量大的物體，它的速度一定也大C．只要物體的運動速度大小不變，物體的動量就保持不變D．物體的動量變化越大則該物體的速度變化一定越大6、如圖所示，一細(xì)束白光通過玻璃三棱鏡折射后在光屏上形成彩色光帶，a、c是光帶的兩端，下列說法正確的是A．a(chǎn)處為紅色B．b處為白色C．c處為紅色D．c處為藍(lán)色二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、圖示為金屬A和B的遏止電壓Uc和入射光頻率υ的關(guān)系圖象，由圖可知()A．金屬A的逸出功大于金屬B的逸出功B．金屬A的截止頻率小于金屬B的截止頻率C．圖像的斜率為普朗克常量D．如果用頻率為5.5×1014Hz的入射光照射兩種金屬，從金屬A逸出光電子的最大初動能較大8、在兩平行金屬板間，有如圖所示的互相正交的勻強電場和勻強磁場。α粒子（氦原子核）以速度v0從兩板的正中央垂直于電場方向和磁場方向從左向右射入，恰好能沿直線勻速通過。下列說法正確的是（）A．若電子以速度沿相同方向射入，電子將向下偏轉(zhuǎn)B．若質(zhì)子以速度沿相同方向射入，質(zhì)子將沿直線勻速通過C．若質(zhì)子以大于的速度沿相同方向射入，質(zhì)子將向下偏轉(zhuǎn)D．若質(zhì)子以大于的速度沿相同方向射入，質(zhì)子將向上偏轉(zhuǎn)9、如圖所示為一列簡諧橫波在某時刻的波形圖，P是平衡位置為x1=1m處的質(zhì)點，Q是平衡位置為x2=4m處的質(zhì)點，若質(zhì)點Q相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為t=4s，則下列說法正確的是A．該波的傳播速度v=2m/sB．從圖示時刻開始計時，若P點比Q先到達(dá)波峰，則波的傳播方向沿x軸正向C．若波沿x軸負(fù)向傳播，從圖示時刻開始計時，至少再經(jīng)過0.5s，P質(zhì)點到達(dá)波峰D．若波沿x軸正向傳播，從圖示時刻開始計時，至少再經(jīng)過3.5s，P質(zhì)點到達(dá)波峰E.若波沿x軸負(fù)向傳播，從圖示時刻開始計時，至少再經(jīng)過1.5s，Q質(zhì)點到達(dá)波峰10、如圖所示為氫原子的能級圖．現(xiàn)有大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷，下列說法正確的是A．氫原子由n＝3躍遷到n＝2能級時，其核外電子的動能將減小B．這些氫原子總共可輻射出三種不同頻率的光C．這些氫原子躍遷時輻射出光子能量的最大值為10.2evD．氫原子由n＝3躍遷到n＝1產(chǎn)生的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長長度的關(guān)系實驗．（1）實驗中還需要的測量工具有：______（2）如圖乙所示，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪圖，縱軸是鉤碼質(zhì)量m，橫軸是彈簧的形變量x，由圖可知：圖線不通過原點的原因是由于______；彈簧的勁度系數(shù)______計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字，重力加速度g?。唬?）如圖丙所示，實驗中用兩根不同的彈簧a和b，畫出彈簧彈力F與彈簧長度L的圖象，下列正確的是______A．a(chǎn)的原長比b的長B．的勁度系數(shù)比b的大C．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的小D．彈力與彈簧長度成正比12．（12分）“用油膜法估測分子的大小”的實驗（1）“用油膜法估測分子的大小”實驗的科學(xué)依據(jù)是（______）A．考慮了各油酸分子間的間隙B．不考慮各油酸分子間的間隙C．將油酸形成的膜看成單分子油膜D．將油酸分子看成立方體（2）某學(xué)生在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時，計算結(jié)果偏大，可能是由于（_____）A．油酸未完全散開B．油酸溶液濃度低于實際值C．計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格D．求每滴體積時1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴（3）在“用油膜法估測分子大小”實驗中所用的油酸酒精溶液為1000mL溶液中有純油酸0.6mL，用量筒測得1mL上述溶液為80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形方格的邊長為1cm，試求：①．油酸膜的面積是_________cm2.（保留三位有效數(shù)字）②．每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是_________m3③．實驗測出油酸分子的直徑是___________m．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)④．實驗中為什么要讓油膜盡可能散開______________________________.四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，空間存在著方向豎直向上的勻強電場和方向垂直于紙面向內(nèi)，磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場，帶電量為、質(zhì)量為的小球靜置在光滑絕緣的水平高臺邊緣，另一質(zhì)量為不帶電的絕緣小球以水平初速度向運動，，已知小球、正碰過程中沒有機械能損失且電荷量不發(fā)生轉(zhuǎn)移，已知勻強電場的電場強度，水平臺面距離地面高度，重力加速度為，不計空氣阻力．（1）求、兩球首次發(fā)生彈性碰撞后，小球的速度大?。?）、兩球首次發(fā)生彈性碰撞后，經(jīng)多少時間小球落地，落地點與平臺邊緣的水平距離多大?14．（16分）如圖所示，MN與PQ是兩條水平放置彼此平行的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為l＝0.5m．質(zhì)量m＝1.0kg、電阻r＝0.5Ω的金屬桿ab垂直跨接在導(dǎo)軌上，勻強磁場的磁感線垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度的大小為B＝2.0T，導(dǎo)軌左端接阻值R＝2.0Ω的電阻，導(dǎo)軌電阻不計．t＝0時刻ab桿受水平拉力F的作用后由靜止開始向右做勻加速運動，第4s末，ab桿的速度為v＝2.0m/s，重力加速度g取10m/s2.求：(1)4s末ab桿受到的安培力F安的大小；(2)若0～4s時間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為1.7J，求這段時間內(nèi)水平拉力F做的功；(3)若第4s末以后，拉力不再變化，且從4s末到金屬桿ab達(dá)到最大速度過程中通過桿的電量q＝1.6C，則此過程金屬桿ab克服安培力做功W安為多少？15．（12分）根據(jù)量子理論，光子的能量為E=hv，其中h是普朗克常量．（1）根據(jù)愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E=mc1，光子的質(zhì)量可表示為m=E/c1，由動量的定義和相關(guān)知識，推導(dǎo)出波長為λ的光子動量的表達(dá)式p=h/λ；（1）光子能量和動量的關(guān)系是E=pc．既然光子有動量，那么光照到物體表面，光子被物體吸收或反射時，都會對物體產(chǎn)生壓強，這就是“光壓”．a(chǎn).一臺二氧化碳?xì)怏w激光器發(fā)出的激光功率為P0=103W，發(fā)出的一細(xì)束激光束的橫截面積為S=1mm1．若該激光束垂直照射到物體表面，且光子全部被該物體吸收，求激光束對該物體產(chǎn)生的光壓P0的大?。籦.既然光照射物體會對物體產(chǎn)生光壓，科學(xué)家設(shè)想在遙遠(yuǎn)的宇宙探測中，可以用光壓為動力使航天器加速，這種探濺器被稱做“太陽帆”．設(shè)計中的某個太陽帆，在其運行軌道的某一階段，正在朝遠(yuǎn)離太陽的方向運動，太陽帆始終保持正對太陽．已知太陽的質(zhì)量為1×1030kg，引力常量G=7×10-11Nm1/kg1，太陽向外輻射能量的總功率為P=4×1016W，太陽光照到太陽帆后有80%的太陽光被反射．探測器的總質(zhì)量為m=50kg．考慮到太陽對探測器的萬有引力的影響，為了使由太陽光光壓產(chǎn)生的推動力大于太陽對它的萬有引力，太陽帆的面積S至少要多大？（計算結(jié)果保留1位有效數(shù)字）

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解析】A與B保持相對靜止，則二者向下的加速度是相等的，設(shè)它們的總質(zhì)量為M，則：Ma=Mgsinα；所以：a=gsinα；同理，若以C、D為研究對象，則它們共同的加速度大小也是gsinα．以A為研究對象，A受到重力、斜面體B豎直向上的支持力時，合力的方向在豎直方向上，水平方向的加速度：ax=acosα=g?sinαcosα；該加速度由水平方向彈簧的彈力提供，所以彈簧L1處于壓縮狀態(tài)；以B為研究對象，則B受到重力、斜面的支持力作用時，合力的大?。篎合=mgsinθ，所以B受到的重力、斜面的支持力作用提供的加速度為：a=gsinα，即B不能受到彈簧的彈力，彈簧L2處于原長狀態(tài)．故選項C正確，ABD錯誤．故選C．2、B【解析】

A、根據(jù)原副線圈的電流關(guān)系可以得到：有：故A錯誤；B、電壓表的讀數(shù)為的電壓，即為：故B正確；C、負(fù)載功率為：原副線圈功率相等，有：故C錯誤；D、理想變壓器穿過原、副線圈的磁通量的變化率相等，即穿過原、副線圈的磁通量的變化率之比為，故D錯誤。3、D【解析】試題分析:根據(jù)電動勢的定義式：可知，電動勢的大小與通量的變化率有關(guān)，即可以理解為線圈匝數(shù)不變的情況下磁通量變化率越大，感應(yīng)電動勢越大．在圖中斜率表示磁通量的變化率，A的斜率為0，即磁通量的變化率為0，故A不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．B的斜率一直不變，故感應(yīng)電動勢應(yīng)為恒定．C中的過程中斜率為負(fù)值，故應(yīng)產(chǎn)生反向感應(yīng)電動勢．D中前半段曲線走勢越來越平，即斜率越來越小，故電動勢越來越小，后半段曲線越來越陡，即斜率越來越大，故電動勢越來越大．綜合上述A.B.C均錯誤,D正確．考點：感應(yīng)電動勢大小的決定因素與圖像處理能力4、B【解析】小物塊在F的作用下，如果小物塊相對于長木板靜止，根據(jù)整體法可知地面對長木板的摩擦力等于F，選項A正確；當(dāng)長木板和物塊剛要發(fā)生相對滑動時，物塊和長木板間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力；對整體：F?×2mg＝2ma；隔離對長木板：μmg?×2mg＝ma得a＝μg,聯(lián)立得F=μmg;當(dāng)F＜μmg時，物塊與長木板不發(fā)生相對滑動，對整體分析，由于整體受到地面的最大靜摩擦力，知物塊和長木板不能相對地面靜止，故B錯誤，CD正確；此題選擇錯誤的選項，故選B.點睛：本題考查牛頓第二定律的綜合運用，解決本題的突破口在于通過隔離法和整體法求出物塊與長木板不發(fā)生相對滑動時的最大拉力．5、D【解析】

A、動量p=mv，速度大的物體，它的動量不一定大，故A錯誤；B、物體的動量p=mv，動量大的物體，它的速度不一定大，故B錯誤；C、動量等于質(zhì)量與速度的乘積，物體運動的速度大小不變，物體的動量大小保持不變，但速度方向可能改變，動量方向可能改變，動量大小不變而方向改變，動量變了，故C錯誤；D、質(zhì)量一定的物體，動量變化△p=m△v，動量變化越大，該物體的速度變化一定越大，故D正確；故選D．6、C【解析】

由光路圖可知，c處光的偏折程度最小，則玻璃對c處光的折射率最小，即c處光的頻率最小，a處光的頻率最大，所以c處為紅光，由于玻璃對各種光的折射率不同，所以白光經(jīng)過玻璃三棱鏡折射后各種光分開，所以b處不可能為白光A.a處為紅色與分析不相符，故A項與題意不相符；B.b處為白色與分析不相符，故B項與題意不相符；C.c處為紅色與分析相符，故C項與題意相符；D.c處為藍(lán)色與分析不相符，故D項與題意不相符。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BD【解析】B．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm=hν?W0及能量守恒定律方程：eUC=Ekm，得：.當(dāng)Uc=0時，對應(yīng)的頻率為截止頻率，由圖知，金屬A的截止頻率小于金屬B的截止頻率，故B正確；A．截止頻率對應(yīng)的光子能量等于金屬的逸出功，金屬的逸出功為W0=hγc，γC是截止頻率．所以金屬A的逸出功小于金屬B的逸出功，故A錯誤；C．根據(jù)，斜率為，故C錯誤；D．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm=hγ-W0，由于A的逸出功較小，從金屬A逸出光電子的最大初動能較大，故D正確；故選：BD8、BD【解析】

粒子受到向上的洛倫茲力和向下的電場力，二力平衡時粒子沿直線運動，當(dāng)二力不平衡時，粒子做曲線運動，由公式qv0B=qE，電量與電性不會影響粒子的運動性質(zhì)；再分析電子的受力情況，從而明確電子是否會發(fā)生偏轉(zhuǎn)?！驹斀狻坑捎讦亮Ｗ訌淖笙蛴疑淙胝坏碾妶龊痛艌隹臻g，恰能做勻速直線運動，則兩力平衡，即Eq=qvB，所以選擇的速度v=，與電性和電量無關(guān)，但有確定的進(jìn)、出口。若電子以相同的速度射入，相對α粒子電場力和洛侖茲力均反向，則電子仍將做勻速直線運動，所以選項A錯誤；同理，質(zhì)子以相同的速度射入時，相對α粒子電場力和洛侖茲力雖減小，但兩力仍平衡，沿直線通過，所以選項B正確；若質(zhì)子進(jìn)入的速度變大，電場力不變，但向上的洛侖茲力變大，所以質(zhì)子將向上偏轉(zhuǎn)，選項C錯誤，選項D正確。故選BD?！军c睛】本題考查了利用質(zhì)譜儀進(jìn)行粒子選擇原理，只要對粒子進(jìn)行正確的受力分析即可解決此類問題，注意掌握粒子做直線運動，一定是勻速直線運動，且粒子的電量與電性均不會影響運動性質(zhì)。9、ACD【解析】從圖中可知，因為Q點相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間為4s，，即，故波速，A正確；若波沿x軸正方向傳播，根據(jù)走坡法可知此時P質(zhì)點向下振動，到達(dá)波峰的時間大于，而Q質(zhì)點正向上振動，到達(dá)波峰的時間為，故B錯誤；若波沿x軸負(fù)方向傳播，則在圖示時刻質(zhì)點P正向上振動，若質(zhì)點P到達(dá)波峰，則相當(dāng)于后面的波峰傳到了x=1m處，故經(jīng)歷時間，當(dāng)n=0時所需時間最短，最短為0.5s，故C正確；若波沿x軸正方向運動，則在圖示時刻質(zhì)點P正向下振動，根據(jù)平移法可得經(jīng)歷時間，當(dāng)n=0時所需時間最短，最短為3.5s，故D正確；若波沿x軸負(fù)方向傳播，Q還需時間到達(dá)波峰，E錯誤．10、BD【解析】氫原子由n=3躍遷到n=2能級時，氫原子放出光子，則能量減小，軌道半徑減小，根據(jù)知，電子動能增大，故A錯誤；根據(jù)=3知，這些氫原子可能輻射出三種不同頻率的光子．故B正確．氫原子由n=3向n=1能級躍遷時輻射的光子能量最大，頻率最大，最大能量為13.6-1.51eV=12.09eV．故C錯誤；氫原子由n=3躍遷到n=1能級，輻射的光子能量為12.09eV，大于金屬鉑的逸出功6.34eV，故能發(fā)生光電效應(yīng)．故D正確．故選BD．點睛：解決本題的關(guān)鍵知道光電效應(yīng)的條件以及知道能級間躍遷時輻射或吸收的光子能量等于兩能級間的能級差．三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、刻度尺彈簧有自身重力4.9B【解析】

（1）［1］實驗需要測量彈簧伸長的長度，故需要刻度尺．

（2）［2］由圖可知，當(dāng)F=0時，x0，說明沒有掛重物時，彈簧有伸長，這是由于彈簧自身的重力造成的．故圖線不過原點的原因是由于彈簧有自身重力，實驗中沒有考慮（或忽略了）彈簧的自重．［3］由圖線乙，彈簧的勁度系數(shù)k===4.9N/m（3）［4］A.由圖丙知，F(xiàn)-L圖像橫坐標(biāo)的截距表示原長，故b的原長比a的長，選項A錯誤；BC.由彈簧的勁度系數(shù)k=知，a圖線較b圖線傾斜，a的勁度系數(shù)比b的大，選項B正確，C錯誤；D.圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比，選項D錯誤．12、BCAC1157.5×10-66.5×10-10這樣做的目的是為了讓油膜在水平面上形成單分子油膜【解析】

第一空.在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，我們的實驗依據(jù)是：①油膜是呈單分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之間沒有空隙，由此可知AD錯誤，BC正確。第二空.計算油酸分子直徑的公式是d=V/S，V是純油酸的體積，S是油膜的面積．A．油酸未完全散開，S偏小，故得到的分子直徑d將偏大，故A正確；B．如果油酸溶液濃度低于實際值，則油酸的實際體積偏小，則直徑將偏小，故B錯誤；C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格，S將偏小，故得到的分子直徑將偏大，故C正確；D．求每滴體積時，lmL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴，由V0=V/n可知，純油酸的體積將偏小，則計算得到的分子直徑將偏小，故D錯誤；第三空.由圖示可知，由于每格邊長為1cm，則每一格就是1cm2，估算油膜面積以超過半格以一格計算，小于半格就舍去的原則，估算出115格．則油酸薄膜面積S=115cm2；第四空.一滴油溶液中含油的體積為V=1mL第五空.所以油酸分子直徑為d=V第六空.當(dāng)油酸