清华大学2023学年物理高二第二学期期末学业水平测试试题（含解析）

2023学年高二下学期物理期末模拟测试卷考生请注意：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、一个质子以速度v垂直电场方向飞入平行板间的匀强电场中，它飞离电场时的偏移量为d1，如果换成一个.α粒子以速度2v垂直电场方向飞入该电场，飞离时的偏移量为d2，则下列正确的是A．d1：d2=1：1 B．d1：d2=4：1C．d1：d2=16：1 D．d1：d2=8：12、如图所示，t＝0时，质量为0.5kg的物体从光滑斜面上的A点由静开始下滑，经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变)，最后停在C点．测得每隔2s的三个时刻物体的瞬时速度，记录在下表中．g取10m/s2，则下列说法中正确的是t/s0246v/(m·s－1)08128A．物体运动过程中的最大速度为12m/sB．t＝3s时刻物体恰好经过B点C．t＝10s时刻恰好停在C点D．A、B间的距离大于B、C间的距离3、如图所示的电路，将两个相同的电流表分别改装成A1(0-3A)和A2(0-0.6A)的电流表，把两个电流表并联接入电路中测量电流强度，则下列说法正确的是（）A．A2的指针还没半偏时，A1的指针已经半偏B．A1的指针还没半偏时，A2的指针已经半偏C．A1的读数为1A时，A2的读数为0.6AD．A1的读数为1A时，干路的电流I为1.2A4、不计空气阻力，以一定的初速度竖直上抛一物体，物体从被抛出至回到抛出点的运动时间为t.现在物体上升的最大高度的一半处设置一块挡板，物体撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反，撞击所需时间不计，则这种情况下物体上升和下降的总时间约为()A．0.5t B．0.4t C．0.3t D．0.2t5、下列图中仪器所测量的物理量不是国际单位制（SI）中基本量的是（）A． B．C． D．6、在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为RL，则下列说法正确的是A．合上开关后，c先亮，a、b后亮B．断开开关时，N点电势高于M点C．断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭D．断开开关后，c马上熄灭，b闪一下后缓慢熄灭二、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、以下说法中正确的有___________A．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功B．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加C．食盐溶化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体D．布朗运动是指液体分子的无规则运动E.当分子力表现为引力时，分子势能都随分子间距离的增大而增大8、在某些恒星内，3个α粒子结合成一个C，C原子的质量是12.0000u，He原子的质量是4.0026u，已知1u=1.66×10-27kg，则()A．反应过程中的质量亏损是Δm=0.0078uB．反应过程中的质量亏损是Δm=1.2948×10-29kgC．反应过程中放出的能量约为7.266MeVD．反应过程中放出的能量约为1.16×10-19J9、如图所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是()A．S闭合后，A、B同时发光且亮度不变B．S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭C．S断开的瞬间，A、B同时熄灭D．S断开的瞬间，A再次发光，然后又逐渐熄灭10、如图所示表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中平行于横轴，M的延长线过原点，以下说法正确的是A．从状态b到a，气体温度升高B．从状态a到d，气体体积增大C．从状态d到c，气体体积减小D．从状态c到b，气体体积减小三、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）在“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置如图所示．槽口末端在水平地面上的竖直投影为O点，实验中可供选择的碰撞小球均为直径相同的硬质小球，碰撞时都可认为是弹性碰撞．设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m1．（1）为了使入射小球在碰撞后不被反弹，则应使m1____m1．（填“>”“＝”或“<”）；（1）为了保证入射小球和被碰小球离开槽口后均做平抛运动，必须调整斜槽末端____；（3）在（1）（1）条件的前提下，让入射小球从同一高度沿斜槽滑下，实验中将被碰小球放入槽口末端前后的落点如图中A、B、C所示，图中OA＝x1，OB＝x1，OC＝x3，为验证小球碰撞前后动量守恒，实验中____（填“需要”或“不需要”）测量槽口末端到水平地面的高度h．若实验中小球碰撞前后动量守恒，则应满足的关系式为m1x1＝__________．12．（12分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中(1)为了尽量减小实验误差，以下做法正确的是___；A．选用轻且不易伸长的细线组装单摆B．选用密度和体积都较小的摆球组装单摆C．使摆球在同一竖直面内做小角度摆动D．选择最大位移处作为计时起点(2)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则摆球的直径为____；(3)一位同学在实验中误将49次全振动计为50次，其它操作均正确无误，然后将数据代入单摆周期公式求出重力加速度，则计算结果比真实值___；（选填“偏大”或“偏小”）(4)为了进一步提高实验精度，可改变几次摆长L并测出相应的周期，从而得出一组对应的与的数据，再以为横轴、为纵轴建立直角坐标系，得到图示直线，并求得该直线的斜率为，则重力加速度_____。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）如图所示,水平的平行虚线间距为d=50cm,其间有B=1T的匀强磁场.一个正方形线圈边长为l=10cm,线圈质量m=0.1kg,电阻为R=0.02Ω．开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等.取g=10m/s2,求(1)线圈下边缘刚进入磁场时线圈中感应电流的大小和方向(2)线圈上边缘刚要进入磁场时线圈加速度的大小和方向(3)线圈穿过磁场的整个过程中产生的焦耳热Q14．（16分）2018年5月13日我国第一艘国产航空母舰下水海试，预计航母上的弹射器可以使舰载战斗机在较短距离内获得较大的发射速度以保证顺利起飞；一架质量为2×104kg的战斗机在蒸汽式弹射器牵引下加速，假设牵引器对战斗机的牵引力恒定，且牵引器有效作用距离为87.5m，加速过程战斗机发动机推力恒为1.0×l05N．要求战斗机在水平弹射过程结束时速度大小达到70m/s．弹射过程中战斗机所受总推力为弹射器牵引力和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，求：（1）战斗机在弹射过程中的加速度大小；（2）加速过程所用的时间；（3）弹射器对战斗机的牵引力大小．15．（12分）一力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力．图甲中O点为单摆的固定悬点，现将小摆球（可视为质点）拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，∠AOB＝∠COB＝θ，θ小于10°且是未知量．图乙表示由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t的变化的曲线，且图中t＝0时刻为摆球从A点开始运动的时刻．试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息求：（g取l0m/s2）（1）单摆的振动周期和摆长；（2）摆球的质量；（3）摆球运动过程中的最大速度．

2023学年模拟测试卷参考答案（含详细解析）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【答案解析】

设平行板长为L，则根据类平抛运动可以得到，对于质子：水平方向：竖直方向：而且：对于粒子，水平方向：竖直方向：而且：联立以上方程式可以得到：故选项D正确，选项ABC错误．故选D。【名师点睛】首先带电粒子在电场中沿垂直电场方向做匀速直线运动，已知位移和速度，根据即可求得时间；然后带电粒子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为，根据即可求出侧移位移．2、C【答案解析】根据表格可知物体下滑的加速度a=4m/s2，在水平面上的加速度为，如果第4s在斜面上，由可知速度为16m/s，由此可知第4s末物体在平面上，最大速度是在B点，最大速度不是12m/s，A错误；物体在斜面上运动的时间为t，到第4s末在平面上运动时间为，，，得，B错误；第6s末的速度是8m/s，到停下来还需的时间，，，所以到C点的时间为10s，C正确；到达B点的速度，由得，，D错误．3、D【答案解析】AB：电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，两电流计两端电压相等，两电流计相同，则流过两电流计的电流相等，所以A1的指针半偏时，A2的指针也半偏．故AB两项均错误．CD：两电流计改装电流表量程之比为5：1，两电流表的内阻之比为1：5；两电表并联，通过两电流表的电流之比为5：1，当A1的读数为1A时，A2的读数为0.2A，干路中电流为1.2A．故C项错误，D项正确．4、C【答案解析】

物体做竖直上抛运动，从抛出至回到原点的时间为t，根据对称性可得，物体下降时间为0.5t，故高度为物体自由落体运动0.5h过程，有联立解得故第二次物体上升和下降的总时间故选C。5、B【答案解析】

托盘天平是测量质量的仪器，质量是基本物理量，所以托盘天平是测量的力学基本量；测力计是测量力的仪器，力不是基本物理量，所以测力计不是测量的力学基本量；秒表是测量时间的仪器，时间是基本物理量，所以秒表是测量的力学基本量；安培表是测量电流的仪器，电流是基本物理量，所以安培表是测量的基本量，测量的物理量不是基本量的故选选项B．6、B【答案解析】A、开关S闭合瞬间，因线圈L的电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过a灯的电流逐渐增大，所以b、c先亮，a后亮，故A错误；BCD、断开开关S的瞬间，因线圈L的电流减小，产生自感电动势，根据楞次定律可知通过自感线圈的电流方向与原电流方向相同，N点电势高于M点；L和a、b组成的回路中有电流，由于原来a灯的电流小于b灯的电流，开关断开的瞬间，通过a、b和线圈回路的电流从a灯原来的电流减小，所以b灯会闪暗后a、b一起缓慢熄灭，而c没有电流，马上熄灭，故B正确，C、D错误；故选B。【答案点睛】闭合S和断开S瞬间，通过线圈L的电流发生变化，产生自感电动势，相当瞬时电源，从而可以进行分析。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、BCE【答案解析】

A．功可以全部转化为热，根据热力学第二定律可知，在外界的影响下热量也可以全部转化为功，故A错误；B．物体吸收热量Q，同时对外做功W，如二者相等，则内能可能不变，若，则内能增加，若，则内能减少，故B正确；C．晶体的特点是在熔化过程中温度保持不变，有固定的熔点，食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体，所以C正确；D．布朗运动的实质是液体分子不停地做无规则撞击悬浮微粒，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡的导致的无规则运动，反映的是液体分子的无规则运动，故D错误；E．当分子力表现为引力时，距离增大时，分子力做负功，故分子势能增大，故E正确．【答案点睛】本题考查热学内容，热学内容的考查比较全面，但难度不大，故对于热力学要注意全面掌握．8、ABC【答案解析】AB、根据题意可知，核反应方程为：，反应中的质量亏损Δm=3×4.0026u-12.0000u=0.0078u，即△m=0.0078×1.66×10-27kg≈1.2948×10-29kg，故AB正确；CD、根据爱因斯坦质能方程可知△E=Δmc2=1.2948×10−29×（3×108）2J=1.16×10-12J==7.26MeV，故C正确，D错误．故选ABC．9、BD【答案解析】

L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，LA、LB是两个完全相同的小灯泡。AB．S闭合瞬间，但由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于电阻可忽略不计，所以以后LA熄灭，LB变亮，故A错误，B正确；CD．S断开的瞬间，LB立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以LA亮一下再慢慢熄灭，故C错误，D正确。故选BD。10、ABD【答案解析】

A.从状态b到a是一个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，故A正确；B.从状态a到d是一个等压、升温的过程，同时体积增大，故B正确；C.从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，故C错误；D.从状态c到b是一个降压、降温的过程，同时体积减小，故D正确。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）（1）水平（3）不需要，【答案解析】（1）为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求ma＞mb，ra=rb（1）要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平；（3）小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，所以不需要测量槽口末端到水平地面的高度h.要验证动量守恒定律定律，即验证：,上式两边同时乘以t得：，得：，【答案点睛】（1）在做“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，所以要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平．（1）由动量守恒定律求出需要验证的表达式，根据表达式确定需要测量的量；（3）根据（1）的分析确定需要验证的关系式．12、(1)AC(2)18.1(3)偏大(4)【答案解析】

(1)A。为减小实验误差，组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，故A正确；B．为减小空气阻力对实验的影响，从而减小实验误差，组装单摆须选用密度大而直径都较小的摆球，故B错误；C．使摆球在同一竖直平面内做小角度摆动（小于5°），故C正确；D．测量时间应从单摆摆到最低点开始，因为最低位置摆球速度最大，相同的视觉距离误差，引起的时间误差较小，则周期测量比较准确，故D错误；故选AC。(2)游标卡尺的固定刻度读数为18mm，游标尺读数为：0.1×1mm=0.1mm，所以最终读数为：18mm+0.1mm=18.1mm；(3)单摆的周期公式得：，据可知，将49次全振动计为50次，使周期变小，据加速度的表达式可知，会使g偏大；(4)单摆的周期公式，得：，则有，重力加速度。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)20A，线圈中的感应电流的方向为逆时针；(2),方向竖直向上；(3)1J.【答案解析】

（1）线圈下边缘刚进入磁场时，则有：得：线圈下边缘切割磁场产生的感应电动势为：该位置下对应的感应电流为：线圈中的感应电流的方向为逆时针；（2）线圈上边缘进入磁场后，线圈将做加速

度为g的匀加速运动，由题意线圈下边缘,刚

穿出磁场时速度为v，则设线圈上边缘刚进入

磁场的速度为v2，由动能定理有：线圈上边缘将进入磁场时，线圈下边切割磁场

产生的感应电动势为