北京市北京第四中学2021-2022学年物理高二下期末学业水平测试模拟试题含解析

2021-2022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、如图所示，边长为L的正方形区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，A、B、C、D是正方形四个顶点，E点位于CD边上，且ED=33L，某带正电粒子从A点以速度v沿AB方向射入该磁场区域，经磁场偏转后从E点射出，在磁场中的运动时间为t。若带电粒子的质量为m、电荷量为q，不计重力，磁感应强度为A．v=23C．t=πm6q2、如图所示，“伦敦眼”(TheLondonEye)是世界著名的观景摩天轮，它总高度135米(443英尺)，屹立于伦敦泰晤士河南畔的兰贝斯区．现假设摩天轮正绕中间的固定轴做匀速圆周运动，则对于坐在座椅上观光的游客来说，正确的说法是（）A．因为摩天轮做匀速转动，所以游客受力平衡B．当摩天轮转到最高点时，游客处于失重状态C．因为摩天轮做匀速转动，所以游客的机械能守恒D．当摩天轮转到最低点时，座椅对游客的支持力小于所受的重力3、下列说法正确的是A．α射线具有很强的穿透能力B．放射性元素半衰期与环境温度有关C．轻核聚变和重核裂变均释放能量D．汤姆孙发现电子并提出原子核式结构模型4、“电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比．”这个规律用公式表示为Q=I2Rt．通过实验发现这个规律的物理学家是（

）A．麦克斯韦 B．奥斯特 C．法拉第 D．焦耳5、如图所示，是高二某同学演示楞次定律实验的记录，不符合实验事实的是A． B．C． D．6、汽车发动机的额定功率为40KW，质量为2000kg，汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，取g=10m/s2，若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶，则下列说法错误的是A．汽车在水平路面上能达到的最大速度为20m/sB．汽车匀加速的运动时间为10sC．当汽车速度达到16m/s时，汽车的加速度为0.5m/s2D．汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为57.5s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，气缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是_______．E．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少A．气体A吸热，内能增加B．气体B吸热，对外做功，内能不变C．气体A分子的平均动能增大D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大8、有一群氢原子处于量子数n=4的激发态,当它们跃迁时（）A．有可能放出6种能量的光子B．从n=4向n=1跃迁能级差最大,光子的波长最长C．由n=4向n=3跃迁能级差最小,光子的波长最长D．由n=4向n=3跃迁能级差为0.66eV9、原子核俘获一个慢中子后发生裂变，核反应方程式为，，其中X为某种粒子，a为X的个数．则以下说法正确的是（）A．a＝3 B．X为电子C．上述原子核中的核子数最多的是 D．上述原子核中的中子数最少的是10、如图所示，理想变压器原线圈输入电压，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示，下列说法正确的是A．滑片P不动，滑片Q向上滑动过程中，U2变小，I1变小B．滑片P不动，滑片Q向上滑动过程中，U2不变，I1变小C．滑片Q不动，滑片P向下滑动过程中，U2变大，I1变大D．滑片Q不动，滑片P向下滑动过程中，U2变大，I1变小三、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）“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12．（12分）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如下图所示。在实验前已获知的数据有：双缝的间距为d，双缝到屏的距离为L。(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出M处的实验器材是______。(2)分别选用红色和蓝色滤光片做实验，得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅。则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的_________A．B．C．D．(3)经测量，红光干涉相邻两条亮条纹间的距离为Δx，请据此写出能够反映红光波长大小的表达式=__________。(4)该实验中L=700mm，已知d的数量级为10-4m，相邻两条亮条纹间距的数量级为10-3m，由此可推断红光的波长数量级约为__________m。A．10-3B．10-5C．10-7D．10-9四、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，直圆筒气缸内部横截面积S=0.01m²，上端开口处有挡板，缸内总体积为Vo．一厚度不计质量m=20kg的活塞封住一定质量的理想气体，温度为时缸内气体体积为0.8Vo．大气压强为po=1.0×105Pa，不计活塞与气缸间的摩擦．g取10N/kg，求：(i)若在活塞上方缓慢添加沙子，保持缸内气体温度为To，当沙子的质量为40kg时，缸内气体的体积；(ii)若将缸内气体温度缓慢升高到2To，最后缸内气体的压强．14．（16分）如图所示，半径为R的四分之三圆周CED，O为圆心，A为CD的中点，在OCEDO内充满垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为B.一群相同的带正电粒子以相同的速率从AC部分垂直于AC射向磁场区域，沿半径OD放置一粒子吸收板，所有射在板上的粒子均被完全吸收．已知粒子的质量为m，电量为q，速率v＝，假设粒子不会相遇，忽略粒子间的相互作用，不考虑粒子的重力．求：(1)粒子在磁场中的运动半径；(2)粒子在磁场中运动的最短和最长时间；(3)吸收板上有粒子击中的长度．15．（12分）如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体．p0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U＝αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求①气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；②在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.

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、B【解析】

AB．线段AE=AD2+ED2=L2+(33CD．粒子运动的轨迹如图，θ=30∘，轨迹圆弧对应圆心角为120∘，t=2、B【解析】A、摩天轮匀速转动，每个乘客都在做线速度大小不变方向不断变化的匀速圆周运动，不是平衡状态，故A错误；

B、当摩天轮转到最高点时，游客受到的重力与支持力的合力的方向向下，指向圆心，所以处于失重状态，故B正确；

C、摩天轮做匀速转动，所以游客的动能不变而重力势能是变化的，所以机械能不守恒，故C错误；

D、乘客随摩天轮做匀速圆周运动，当摩天轮转到最低点时，游客受到的重力与支持力的合力的方向向上，指向圆心，所以座椅对游客的支持力大于所受的重力，故D错误．点睛：该题结合竖直平面内的圆周运动考查到多个知识点的内容，解答的关键是分析在最低点和最高点的受力，结合向心力公式列牛顿第二定律方程即可．3、C【解析】γ射线具有很强的穿透能力，甚至能穿透几厘米厚的铅板，α射线具有很强的电离能力，故A错误；放射性元素的半衰期只与元素的种类有关，与放射性元素所处的环境温度等因素无关，故B错误；轻核聚变与重核裂变都有质量亏损，都释放能量，故C正确；汤姆孙发现了电子，但卢瑟福在用α粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，故D错误。所以C正确，ABD错误。4、D【解析】试题分析：发现这个规律的物理学家是焦耳，Q=Ⅰ2Rt称为焦耳定律；故选D.考点：物理学史【名师点睛】此题是对物理学史的考查；要熟记课本上物理学家的名字，以及这些物理学家对物理学发展的贡献，并学习他们为科学研究勇于献身的精神；此题难度不大，意在考查学生对物理学史的认识以及对物理学家的了解.5、D【解析】试题分析：D选项中，由楞次定律知：当条形磁铁拔出时，感应电流形成的磁场与原磁场方向相同，因原磁场方向向上，故感应磁场方向也向上，再由安培定则知从上向下看感应电流方向为逆时针，D错．考点：楞次定律、安培定则等．【名师点睛】楞次定律中“阻碍”的含义6、C【解析】汽车发动机的额定功率P额=40kW=4×104W，由题意知，阻力f=0.1mg=0.1×2000×10N=2000N，A.当汽车有最大速度时，此时牵引力与阻力二力平衡，由P额=F牵vm=fvm得，汽车的最大速度：vm=P额/f=（4×104）/2000m/s=20m/s，故A正确；B.若汽车从静止作匀加速直线运动，则当P=P额时，匀加速结束，则有：P额=F′牵vt…①根据牛顿第二定律有：F′牵−f=ma…②联立①②可解得：vt=10m/s，由vt=at得，汽车匀加速的运动时间：t=vt/a=10/1s=10s，故B正确；C.当速度v=16m/s时，由P=Fv得，此时汽车的牵引力：F=P额/v=（4×104）/16N=2500N，则汽车的加速度：a=（F−f）/m=（2500−2000）/2000m/s2=0.25m/s2，故C错误；D.设匀加速后的800m过程所用的时间为t′，根据动能定理得：解得：t′=47.5s，汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间：t总=t+t′=10s+47.5s=57.5s，故D正确．本题选择错误的答案，故选C．点睛：当汽车有最大速度时，牵引力与阻力二力平衡，根据P=Fv求得最大速度；根据牛顿第二定律求得牵引力，由P=Fv求得达到额定功率时的速度，根据v=at求得匀加速的时间；根据P=Fv求得v=16m/s时的牵引力，根据牛顿第二定律求得加速度；根据动能定理列式即可求出匀加速后的800m过程所用的时间，进而得出总时间．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、ACE【解析】试题分析：气体A进行等容变化，则W=0，根据△U=W+Q可知气体A吸收热量，内能增加，温度升高，气体A分子的平均动能变大，但是不是每个分子的动能都是增加的，选项AC正确，D错误；因为中间是导热隔板，所以气体B吸收热量，温度升高，内能增加；由因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，选项B错误；气体B的压强不变，但是体积增大，所以气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少，选项E正确．考点：气体的压强；热力学第一定律及气体状态方程．8、ACD【解析】

A、一群氢原子向低能级跃迁满足数学组合公式种，知这群氢原子最多能发出6种频率的光，故A正确．B、因为放出的光子能量满足hv=Em-En，知从n=4能级跃迁到n=1能级发出光的频率最大，由知其波长最短，故B错误．C、D、由，从n=4能级跃迁到n=3能级发出光的频率最小，由知其波长最长，故C、D均正确．故选ACD．【点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足hv=Em-En．9、AC【解析】

AB．根据电荷数和质量数守恒有：92=56+36+0知X为中子，235+1=a+141+92知a=3，A正确，B错误；C．核子数=质量数，则原子核中的核子数最多的是，故C正确；D．中子数235-92=143，141-56=85，92-36=56，上述原子核中的中子数最少的是，故D错误．故选AC．10、BC【解析】滑片P不动，则变压器次级电压不变，即U2不变，滑片Q向上滑动过程中，R变大，则次级电流较小，则根据可知，初级电流I1变小，选项A错误，B正确；滑片Q不动，滑片P向下滑动过程中，初级匝数减小，根据则次级电压变大，即U2变大，次级电流I2变大，则初级电流I1变大，选项C正确，D错误；故选BC.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)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。12、单缝Aλ=ΔxLd【解析】

(1)[1]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，M处的实验器材是单缝；(2)[2]干涉图样应是间距相等明暗相间的条纹，由于红光的波长大于蓝光的波长，根据Δx=Ldλ可知，红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽，故A(3)[3]根据Δx=Lλ=Δx(4)[4]根据λ=Δxλ=故ABD项与题意不相符，C项与题意相符。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）0.6V0（2）1.92×105