北京市西城区2021-2022学年物理高二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、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，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、随着科学的发展与生活水平的提高，传感器已经进入日常生活。如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻（随光照强度的增强，阻值减小）、R2为定值电阻，①当有人通过遮蔽光线时，A、②当有人通过遮蔽光线时，A、③当仅増大R2的阻值时，A①当仅减小R2的阻值时，AA．①③ B．①④ C．②③ D．②④2、t=0时，甲、乙两质点从同一点沿同一直线运动，两质点运动的位移x与时间t的比值随时间t的变化关系如图所示。对于甲、乙两质点前4s的运动，下列说法正确的是（）A．甲物体的初速度为3m/sB．乙物体的加速度为1.5m/s2C．t=2s时，v甲＞v乙D．0～4s这段时间甲物体的位移比乙物体位移小3、如图所示，粗细均匀的U形管的

A端是封闭的，B端开口向上，两管中水银面的高度差h=20cm，外界大气压强为76cmHg.则A管中封闭气体的压强为（）A．56cmHg B．66cmHg C．76cmHg D．96cmHg4、一物体在水平面上做直线运动，以表示它对于出发点的位移，其在到这段时间内的图象如图所示，下列说法正确的是（）A．物体在时距离出发点最远B．物体在时速度为0C．物体在前内的平均速度为D．物体在内的平均速度为5、一正弦交流电压随时间变化的规律如图所示，由图可知()A．该交流电的电压瞬时值的表达式为B．在0.01s和0.03s时刻穿过线圈的磁通量最大C．该交流电的电压的有效值为D．若将该交流电压加在阻值为100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W6、2016年8月16日凌晨，被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅，这是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系．如图所示，“墨子号”卫星的工作高度约为500km，在轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t(t小于其运动周期)，运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为θ弧度，引力常量为G，则下列关于“墨子号”的说法正确的是()A．线速度大于第一宇宙速度B．质量为C．环绕周期为D．向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度二、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，在某空间的一个区域内有一直线PQ与水平面成45°角，在PQ两侧存在垂直于纸面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．位于直线上的a点有一粒子源，能不断地水平向右发射速率不等的相同粒子，粒子带正电，电荷量为q，质量为rn，所有粒子运动过程中都经过直线PQ上的b点，已知ab＝d，不计粒子重力及粒子相互间的作用力，则粒子的速率可能为A． B． C． D．8、卢瑟福的α粒子散射实验显示出（）A．原子内的正电荷全部集中在原子核里B．原子内的正电荷均匀分布在它的全部体积上C．原子内的正电荷分布在原子的外壳上D．原子的几乎全部质量集中在核里9、下列说法中正确的是（）A．对放射性物质施加压力,其半衰期将变小B．衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C．放射性元素衰变成的过程中,共发生了7次哀变和4次衰变D．在考古可以利用生物遗体中的含量推算该生物死亡的年代10、在如图所示的四种典型电场的情况中，电场中a、b两点的电场强度相同的是（）A．图甲中平行板电容器带电时，极板间除边缘附近外的任意两点a、bB．图乙中两个等量异号点电荷的连线上，与连线中点O等距的两点a、bC．图丙中离点电荷等距的任意两点a、bD．图丁中两个等量同号点电荷的连线的中垂线上，与连线中点O等距的任意两点a、b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)在“双缝干涉测量光的波长”实验中①小李同学用绿光作为入射光，发现干涉条纹的间距太小，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有_______A．改用红光作为入射光B．更换间距更大的双缝C．增大单缝与双缝间的距离②小胡同学把测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中央对齐，此时10等分的游标卡尺如图所示，其读数为________12．（12分）在测定一节干电池的电动势（约为和内阻的实验中，除电池、电阻箱R（最大阻值为）、开关和导线外，可供选择的器材还有：a.电流表（量程60mA，内阻约为）；b.电流表（量程100mA，内阻约为）；c.电压表（量量程3V，内阻约为）d.电压表（量程15V，内阻约为）(1)先用图甲所示电路测量电流表的内阻,其主要操作如下：:①断开，闭合，调节电阻箱R，使得电流表的示数为60mA，此时电阻箱的阻值；②电阻箱的阻值增大为，闭合，减小电阻箱的阻值，直到电流表的示数为60mA，此时电阻箱的阻值，则_________________.（2）为了尽可能精确测量该干电池的电动势和内阻，下列三个电路最合适的是______．（填所选电路的字母代号）（3）用（2）中正确选择的电路进行实验，得到6组电压表、电流表对应的示数，作出图象，如图乙所示，则该干电池的电动势为____V，内阻为____．（均保留三位有效数字）（4）用（2）中正确选择的电路进行实验，测得的干电池的内阻_____（选填大于”等于”小于”）真实值．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，固定的气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的活塞用硬杆相连，两活塞横截面积的大小满足S1=2S2，气缸用导热材料制成，内壁光滑，两活塞可自由移动．初始时两活塞静止不动，与气缸底部的距离均为h，环境温度为T1=311K，外界大气压强为p1，气缸Ⅱ内气体压强p2=1.5p1．现给气缸Ⅰ缓慢加热，使活塞缓慢移动．求：（1）加热前气缸Ⅰ内气体的压强；（2）活塞移动h/2距离时（此时活塞没有脱离气缸），气缸Ⅰ内气体的温度．14．（16分）如图所示，两根平行的金属导轨MN、PQ，其中左边PO、MQ'是倾角为的斜轨，右边放在水平面上，导轨间距为，电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为、水平导轨光滑，a棒与斜轨间动摩擦因数为，导体棒a与b的质量均为，电阻值分别为，。b棒放置在水平导轨上足够远处，a棒在斜轨上距水平面高度处由静止释放。运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为。求：（1）a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向；（2）最终稳定时两棒的速度大小；（3）从a棒开始下落到最终稳定的过程中，b棒上产生的内能。15．（12分）一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n＝，光在真空中的传播速度为c．①一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？②第一问中最边界的入射光束在射出玻璃砖时经历的时间．

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】

AB.R1为光敏电阻，有光照射时，电阻减小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B之间的电压U=IR2降低，故①项错误，②项正确；则ACD.由闭合电路欧姆定律得U=E-IR1+r，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B之间的电压U升高，故③项正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B之间的电压2、A【解析】

AB、根据匀变速直线运动位移时间公式x=v0t+12at2变形得xt=v0+12at，知xt-t图象的纵轴表示初速度，可知，甲物体的初速度为3m/s；xt-t图象的斜率等于12a，则乙物体的加速度为a乙=2k乙=2×64m/sC、乙物体的初速度为0，甲物体的加速度为：a甲=2k甲=2×34m/s2=1.5m/st=2s时，v甲=v0+a甲t=(3+1.5×2)m/s=6m/s，v乙=a乙t=6m/s，则有：v甲=v乙，故C错误。D、当t=4s，甲、乙的xt相等，则位移相等，故D3、A【解析】

由于同一液面压强相等，则有：p0＝pA+hcmHg，解得：pA＝76cmHg﹣20cmHg＝56cmHg．A．56cmHg，与结论相符，选项A正确；B．66cmHg，与结论不相符，选项B错误；C．76cmHg，与结论不相符，选项C错误；D．96cmHg，与结论不相符，选项D错误；4、C【解析】

A．由图可知，在3s和6s时离出发点最远，故A错误；B．x-t图线的斜率等于速度的大小，4.5s时速度大小为2m/s，故B错误；C．前3s内做匀速运动，速度大小为，故C正确；D．前6s内的位移为3m，平均速度为，故D错误。故选C。5、D【解析】由图象知周期为，则频率，电压的最大值为，，则电压瞬时值的表达式为，有效值为，则加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率是，故AC错误，D正确；由图可知，t=0.01s和t=0.03s时刻线圈的感应电动势最大，则磁通量的变化率也最大，所以通过线圈的磁通量最小，故C错误；故选D.6、C【解析】

第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度，可知“墨子号”的线速度一定小于第一宇宙速度，故A错误；“墨子号”卫星是环绕天体，根据万有引力提供向心力无法求出“墨子号”的质量，故B错误；卫星的角速度，则周期，故C正确；根据，可得，“墨子号”卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则“墨子号”卫星的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，故D错误．所以C正确，ABD错误．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、ABC【解析】由题意可知粒子可能的运动轨迹如图所示所有圆弧的圆心角均为90°,所以粒子运动的半径（n=1，2，3…），由洛伦兹力提供向心力得，则（n=1，2，3…），故ABC正确，D错误；故选ABC．【点睛】根据题意画出粒子的运动轨迹两条，由几何知识可知，运动所有圆弧的圆心角都为90°，求出运动半径的通式；由洛伦兹力提供向心力，列式求出速度表达式，结合选项判断．8、AD【解析】

卢瑟福根据粒子散射实验现象提出了原子核式结构模型：原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷集中在原子核内，原子的质量几乎全部集中在原子核内，故选项A、D正确，B、C错误。9、CD【解析】放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫半衰期，这是一个统计规律，对于大量的原子核才适用，对于少量原子核是不成立的，放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，A错误；发生衰变的过程是：一个中子变为质子同时放出一个电子，并非原子核外的电子电离形成的，B错误；需要经过x次衰变和y次衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：93=2x-y+83，4x=237-209，所以解得：x=7，y=4，C正确；14C具有放射性，能够自发地进行β衰变，半衰期是固定的，因此在考古中可利用14C来测定年代，D正确．10、AB【解析】

A．a、b是匀强电场中的两点，电场强度相同，故A正确；B．两个等量异号点电荷的连线上，据电场线的对称性可知，a、b两点电场强度相同，故B正确；C．离点电荷Q等距的任意两点a、b电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故C错误；D．两个等量同号点电荷连线的中垂线上，与中点O等距的任意两点a、b场强大小相等，但方向相反，所以电场强度不同，故D错误。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、A12.0mm【解析】

①根据双缝干涉条纹的间距公式，知干涉条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比；则：A项：改用红光作为入射光，红光的波长比黄光的大，则干涉条纹间距增大，故A正确；B项：增大双缝之间的距离，干涉条纹间距减小，故B错误；C项：增大单缝与双缝间的距离，干涉条纹间距不受影响，故C错误。②游标卡尺的主尺读数为12mm，游标尺上第0个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0×0.1mm=0.0mm，所以最终读数为：12mm+0.0mm=12.0mm。12、2.3B1.483.70等于【解析】

（1）根据实验的电路图和实验步骤可知，断开，闭合，调节电阻箱R，使得电流表的示数为60mA，根据欧姆定律有，闭合，减小电阻箱的阻值，直到电流表的示数为60mA，根据欧姆定律有，联立解得；（2）因为（1）中已经测得电流表A2的内阻rA2，为了尽可能精确测量该干电池的电动势和内阻，故选择B图，此时测量的电动势准确，内阻偏大电流表A2的内阻rA2，但（1）已经测得rA2，故可以进行误差修正。（3）根据闭合电路欧姆定律可得，，结合图像可知该干电池的电动势为，，内阻为；（4）根据（3）中数据处理过程可知：选用（2）中B图所示电路图进行实验，此时测量的电动势准确，内阻偏大了rA2，但（1）中已经测得rA2，故可以减去，所以测得的干电池的内阻等于真实值。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