2022年山东省德州市平原中英文实验高级中学物理高二下期末达标测试试题含解析

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、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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、如图所示，长为a宽为b的矩形区域内（包括边界）有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．0点有一粒子源，某时刻粒子源向磁场所在区域与磁场垂直的平面内所有方向发射大量质量为m电量为q的带正电的粒子，粒子的速度大小相同，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T，最先从磁场上边界射出的粒子经历的时间为，最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为，不计重力和粒子之间的相互作用，则（）A．粒子速度大小为B．粒子做圆周运动的半径为3bC．a的长度为（+1）bD．最后从磁场中飞出的粒子一定从上边界的中点飞出2、如图甲，倾角为θ的光滑绝缘斜面，底端固定一带电量为Q的正点电荷．将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点B处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(E1和x1为已知量)．已知重力加速度为g，静电力常量为k，由图象可求出()A．小物块的带电量B．A、B间的电势差C．小物块的质量D．小物块速度最大时到斜面底端的距离3、如图所示为氢原子的能级示意图，则关于氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征，下列说法中正确的是（）A．一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出5种不同频率的光子B．一群处于n＝3能级的氢原子吸收能量为0.9eV的光子可以跃迁到n＝4能级C．处于基态的氢原子吸收能量为13.8eV的光子可以发生电离D．若氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照在某种金属表面上能发生光电效应，则从n＝5能级跃迁到n＝2能级辐射出的光也一定能使该金属发生光电效应4、如图所示是一个平行板电容器,其板间距为,电容为,带电荷量为Q,上极板带正电.现将一个试探电荷由两极间的点移动到点,如图所示,两点间的距离为,连线与极板间的夹角为30°,则电场力对试探电荷所做的功等于(

)

A． B．C． D．5、如图，铜质金属环从水平桌面上竖立的条形磁铁正上方由静止释放，金属环始终保持水平，不计空气阻力，则从开始下落至到达桌面的过程中A．金属环的机械能守恒B．金属环的机械能先减小后增大C．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力D．金属环动能的增加量小于其重力势能的减少量6、如图所示，闭合的矩形导线圈在匀强做场中绕垂直于磁场方向的对称轴匀速转动．己知匀强磁场的磁感应强度为，线圈匝数为，边的边长为，边的边长为，线圈总电阻为，转动的角速度为,则当线圈转至图示位置时（）A．穿过线圈的磁通量为B．线圈中的感应电动势为C．穿过线圈的磁通量的变化率为D．线圈边所受安培力的大小为二、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、关于热学规律，下列说法正确的是（）A．第二类永动机不能制成，因为它违反了能量守恒定律B．一定质量的理想气体在等温压缩过程中，一定向外界放出热量C．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体D．利用高科技手段，可以使散失在环境中的内能全部重新收集起来加以利用8、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9、如图所示，粗糙绝緣的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某区域的电场线与轴平行，在轴上的电势与坐标的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点的切线。现有一质量为，电荷量为的滑块（可视作质点），从处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为。取重力加速度。则下列说法正确的是（）A．滑块运动的加速度先逐渐成小后逐渐增大B．处滑块运动的动能最大约为C．滑块运动过程中电势能先减小后增大D．滑块整个运动过程中克服摩擦力做功10、一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示的实线，在t=1s时刻的波形所示的虚线，则下列判断正确的是_______A．波长为4cmB．振幅为4cmC．波速可能为5cm/sD．波速可能为7cm/sE.波速可能为9cm/s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）利用如图所示的方式验证碰撞中的动量守恒,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切,先将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放，测量出滑块在水平桌面滑行的距离x1(图甲)；然后将小滑块B放在圆弧轨道的最低点，再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，测量出整体沿桌面滑动的距离x2(图乙)。圆弧轨道的半径为R，A和B完全相同,重力加速度为g。(1)滑块A运动到圆弧轨道最低点时的速度v=_________(用R和g表示)；(2)滑块与桌面的动摩擦因数μ=____________(用R和x1表示)；(3)若x1和x2的比值=____________，则验证了A和B的碰撞动量守恒。12．（12分）如图是用气垫导轨验证两滑块碰撞过程中动量守恒的实验装置,已知遮光板宽度为,实验过程中给滑块一向右的初速度,使它碰撞静止的滑块．某同学记录了滑块碰撞前经过光电门的遮光时间、碰撞后经过光电门的遮光时间;滑块碰撞后经过光电门的遮光时间,选向右为正方向．(1)该实验还需测量的量为__________A．滑块的质量B．滑块的质量C．两光电门之间的距离D．开始时滑块之间的距离(2)以下各空用题中和第(1)问中相关字母表达①碰撞前滑块的总动量为__________．②若碰后滑块向右运动,则碰撞后滑块的总动量为__________．③若碰后滑块向左运动,则碰撞后滑块的总动量为__________．通过比较滑块碰撞前后的总动量,既可验证两滑块碰撞过程中动量是否守恒．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，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输电电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、9.5kW的电，求：（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1（2）输电线路导线电阻R；（3）用户降压变压器、原副线圈匝数比n314．（16分）一个静止的铀核（U）要放出一个α粒子变成钍核（Th），已知α粒子动能为Ek1，且在核反应中释放的能量全部转化为两个粒子的动能．（已知真空中的光速为c），求：①钍核的动能②该核反应中的质量亏损．15．（12分）如图所示,三个小木块A、B、C静止在足够长的光滑水平轨道上,质量分别为mA=0.1kg,mB=0.1kg,mC=0.3kg,其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药(质量不计),现引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有转化为A和B沿轨道方向的动能．（1）分别求爆炸后瞬间A、B的速度大小;（2）求弹簧弹性势能的最大值;（3）分别求弹簧恢复到原长时B、C的速度大小．

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】试题分析：根据左手定则可知，粒子在磁场中受到的洛伦兹力的方向向右，将向右偏转．结合运动的特点可知，粒子向上的分速度越大，则越早从上边界飞出．所以最早从上边界飞出的粒子进入磁场的方向是竖直向上的．又由题最先从磁场上边界射出的粒子经历的时间为，根据：，则粒子偏转的角度：．做出这种情况下粒子运动的轨迹如图1，由图中几何关系可知：粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，即：所以：．故A错误，B错误；C、D、粒子的入射的方向在90°的范围以内，又r=2b，所以粒子运动的轨迹不会超过半个圆，运动的时间不超过半个周期，由可知，轨迹的圆心角越大，则运动的时间越长，而圆心角越大，对应的弦长越长，所以粒子运动的最长时间的轨迹，弦长也最长．所以最后射出磁场的粒子一定是从磁场的右边射出，最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为，画出运动的最长轨迹如图2，则：所以：α=30°，β=90°﹣α=60°，由于最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为，则偏转角等于90°，γ=90°﹣β=30°，由几何关系可得：．故C正确，D错误．故选C考点：带电粒子在磁场中运动【名师点睛】该题考查带电粒子在磁场中运动的几种临界问题，解题的关键是根据题目的条件，正确画出粒子运动的轨迹，然后从运动的轨迹中确定临界条件和几何关系．此题综合性较强，意在考查学生综合分析问题的能力.2、C【解析】试题分析：由动能图线得知，小球的速度先增大，后减小．根据库仑定律得知，小球所受的库仑力逐渐减小，合外力先减小后增大，加速度先减小后增大，则小球沿斜面向上做加速度逐渐减小的加速运动，再沿斜面向上做加速度逐渐增大的减速运动，直至速度为零．由动能图线看出，速度有最大值，此时小球受力平衡，由库仑力与重力沿斜面的分力平衡，由于没有x的具体数据，所以不能求得q．故A错误；A到B的过程中重力势能的增加等于电势能的减小，所以可以求出小物块电势能的减小，由于小物块的电量不知道，所以不能求出AB之间的电势差．故B错误；由重力势能线得到EP=mgh=mgssinθ，读出斜率，即可求出m；图象中不能确定哪一点的速度最大，题目中也没有小物块的电量、质量等信息，所以不能确定小物块速度最大时到斜面低端的距离．故D错误．故选C．考点：功能关系；电势及电势能【名师点睛】本题首先要抓住图象的信息，分析小球的运动情况，再根据平衡条件和动能定理进行处理．3、C【解析】

A．大量处在n=4能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出种不同频率的光子，故A错误；B．一群处于n=3能级的氢原子吸收能量为0.9eV的光子后的能量为E=-1.51+0.9=0.61eV，不可以跃迁到n=4能级，故B错误；C．处于基态的氢原子吸收能量为13.8eV的光子可以发生电离，剩余的能量变为光电子的最大初动能，故C正确；D．若氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光能量为△E1=E3-E1=12.09eV，从n=5能级跃迁到n=2能级辐射出的能量为△E2=E5-E2=2.86eV，所以若氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光照在某种金属表面上能发生光电效应，则从n=5能级跃迁到n=2能级辐射出的光不一定能使该金属发生光电效应，故D错误．4、C【解析】

由电容的定义式C=Q/U得板间电压U=Q/C，板间场强E=U/d=Q/Cd．试探电荷q由A点移动到B点，电场力做功为：，选项C正确，ABD错误，故选C。【点睛】本题只要抓住电场力具有力的一般性质，根据功的一般计算公式就可以很好地理解电场力做功，并能正确计算功的大小．5、D【解析】

A.在整个下落过程中，穿过铜圈的磁通量一直在变化，也就一直有感应电流产生，也就产生了一部分电热，总能量就等于电热加铜环的机械能，总能量守恒，所以机械能一定不守恒。故A错误。B.整个下落过程中，穿过铜圈的磁通量一直在变化，也就一直有感应电流产生，一直有电热产生，所以铜环的机械能一直在减小。故B错误。C.①圆环从磁铁的正上方下落至磁铁的中间部位过程中，穿过环的磁通量一直在增加，根据来拒去留，二者之间表现为斥力，也就是说该过程中圆环对磁铁有向下的力；②．当圆环从磁铁中间部位向磁铁底端运动过程中，穿过磁铁的磁通量一直在减少，根据来拒去留，二者之间表现为引力，也就是说该过程中圆环对磁铁继续有向下的力；③．当圆环运动至磁铁正中间部位时，圆环的运动方向与磁感线平行，不切割磁感线，该时刻圆环中没有感应电流，二者之间没有力的作用，也就是说该时刻磁铁的重力大小等于磁铁对桌面的压力大小。综上所述，故C错误。D.整个下落过程中，减少的是重力势能，增加的是动能和电热能（内能），由能量守恒：减少的重力势能就等于增加的是动能和电热能（内能），所以下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量。故D正确。6、D【解析】A.图示时刻，线圈平面与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，故A错误；BC.图示时刻，图示时刻ad、bc两边垂直切割磁感线，根据法拉第电磁感应定律，线圈中的感应电动势最大，为E==nBSω=nBl1l2ω，=，故B错误，C错误；D.线圈ad边所受安培力的大小为F=nBIl2=nB⋅l2=，故D正确．故选：D点睛：根据感应电动势公式求解线圈中的感应电动势．图示时刻线圈中产生的感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律分析磁通量的变化率．由安培力公式F=BIL求出安培力大小．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、BC【解析】

A.第二类永动机不能制成，因为违反了宏观热现象的方向性，即违反了热力学第二定律，故A不符合题意．B.一定质量的理想气体在等温压缩过程中，温度不变，内能不变，压缩气体，外界对气体做功，则一定向外界放出热量，故B符合题意．C.根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故C符合题意．D.能量转化过程中，存在能量耗散，不能使散失在环境中的内能全部重新收集起来加以利用，故D不符合题意．8、ABD【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。9、AB【解析】

A．电势与位移x图线切线的斜率表示电场强度，则x=0.15m处的场强此时的电场力为滑动摩擦力大小为在x=0.15m前，电场力大于摩擦力，做加速运动，加速度逐渐减小，x=0.15m后电场力小于摩擦力，做减速运动，加速度逐渐增大，故A正确；B．在x=0.15m时，电场力等于摩擦力，速度最大，动能最大，根据动能定理得解得故B正确；C．由图可知，电势降低，故正电荷的电势能减少，则电场力一直做正功，故C错误；D．由数据图像可得，电势与x成反比关系，即，当x=0.45m时，电势，代入上述公式，得到，故沿x轴的电势与x的函数关系表达式，滑块运动的全部过程中，只有电场力和摩擦力做功，当速度为零时，滑块将停止运动，设滑块停止的位置为，根据动能定理得即可解得则滑块克服摩擦力做功为故D错误。故选AB。【点睛】电势与位移x图线的斜率表示电场强度，根据斜率判断电场强度的变化，从而判断出电场力的变化，根据牛顿第二定律判断出加速度的变化，根据加速度方向与速度方向的关系，判断出速度的变化，从而知道何时速度最大。根据图像求出电势与位移x的表达式，当滑块停止运动时，摩擦力做功最大，根据动能定理求出滑动的位移，再根据摩擦力做功的公式求解即可。10、ACE【解析】

AB.由波形图知波长为4cm，振幅为2cm，故选项A正确，B错误；CDE.经t=1s波形如图虚线所示，由于波传播的周期性，由实线变为虚线波形是(n+14)T即1s=(n+14)T，解得T=44n+1s，(n=0,1,2...)，波速v=λT=(4n+1)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、4【解析】

(1)[1]A在圆弧面上运动时机械能守恒，则有mgR=mv2解得(2)[2]对A下滑的全过程由动能定理要分析可知mgR-μmgx1=0解得(3)[3]如果碰撞中动量守恒，则有mv=2mv'再对碰后的AB物体分析，由动能定理可知mv'2=μ•2mgx2

则故；因此只要满足即可证明动量守恒。【点睛】本题考查动量守恒定律以及功能关系的应用，要注意明确实验原理，知道实验中如何验证动量守恒定律，明确机械能守恒定律以及动量守恒定律的正确应用。12、AB【解析】（1）由实验步骤可知：滑块A碰撞前的速度、碰撞后A的速度；滑块B碰撞后的速度；要验证的关系是：，即，则需要测量的物理量是：滑块A的质量m1和滑块B的质量m2，故选AB.（2）由（1）的分析可知，①碰撞前滑块A、B的总动量为；②若碰后滑块A向右运动，则碰撞后滑块A、B的总动量为；③若碰后滑块A向左运动，则碰撞后滑块A、B的总动量为；点睛：本题考查验证动量守恒定律的基本实验，理解光电门能测量瞬时速度的原理，能正确利用动量守恒定律列