山西省忻州市忻府区忻州一中2022年物理高二下期末考试试题含解析

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，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体．细绳的一端摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9N．关于物体受力的判断（取g=9.8m/s2），下列说法正确的是A．斜面对物体的摩擦力大小为零B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9N，方向沿斜面向上C．斜面对物体的摩擦力大小为4.9N，方向沿斜面向上D．斜面对物体的摩擦力大小为4.9N，方向垂直斜面向上2、某同学用单色光做双缝干涉实验时，观察到在条纹如甲图所示，改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示．他改变的实验条件可能是A．减小了单色光的波长 B．减小了双缝之间的距离C．减小了光源到单缝的距离 D．减小了双缝到光屏之间的距离3、如图所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时()A．v不变 B．v变大C．v变小 D．不能确定4、真空中，下列可见光中光子能量最小的是A．红光 B．黄光C．绿光 D．蓝光5、如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管向下滑．已知这名消防队员的质量为60kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再减速下滑，滑到地面时速度恰好为零．如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，g取10m/s2，那么该消防队员()A．下滑过程中的最大速度为4m/sB．加速与减速过程的时间之比为1∶2C．加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为2∶7D．加速与减速过程的位移之比为1∶46、如图所示，小球质量为m，被三根质量不计的劲度系数相同的弹簧A、B、C拉住，弹簧间的夹角均为120°。小球平衡时，A、B、C的伸长量之比为3：3：1，当剪断C瞬间，小球的加速度大小及方向为（）A．g/2，竖直向上B．g/2，竖直向下C．g/4，竖直向上D．g/4，竖直向下二、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、太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看做是4个氢核（11H）结合成1个茨核（24He）。下表中列出了部分粒子的质量（粒子名称质子pα粒子电子e中子n质量/u1.00734.00150.000551.0087A．核反应方程式为4B．核反应方程式为4C．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.02715uD．4个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8MeV8、在杨氏双缝干涉实验中，如果A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹9、下列说法中正确的是（）A．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有间隙B．物体的温度升高时，其分子平均动能增大C．气体绝不可能从单一热源吸收热量全部转化为有用功D．一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能10、如图所示，两条电阻可忽略的平行金属导轨MN、PQ水平放置，导轨间距为L,在水平导轨的右侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B,磁场区域的长度为d．导轨的右端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，左端接有一电阻R，将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ,导体棒最终恰好停在磁场的左边界处，重力加速度大小为g，则A．导体棒在磁场中做匀减速直线运动B．导体棒的最大电动势为C．电阻R中产生的焦耳热为D．整个过程产生的内能为三、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）小明同学看了“神舟十号”宇航员王亚平在太空授课时，利用牛顿第二定律测量聂海胜的质量后深受启发，在学校实验室里设计了如图甲所示的实验装置，测量手机电池的质量，为使滑块平稳运动，小明把两块质量相等的手机电池用质量不计的细棉线固定在滑块的两侧．接通气源，当空气从导轨两侧稳定喷出时，发现滑块与气垫导轨没有直接接触，装置能正常使用．调节导轨水平，把细线的一端固定在滑块上，另一端固定在钩码上．(1)小明用图乙中的螺旋测微器测得遮光条的宽度L＝________mm.(2)将附带手机电池的滑块由图甲所示位置从静止释放，在钩码的牵引下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1＝7.2×10－3s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝2.3×10－3s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝0.592s，则手机电池经过光电门1时的瞬时速度v1＝________m/s(保留2位有效数字)，经过光电门2时的瞬时速度v2＝________m/s(保留3位有效数字)，重力加速度g＝10m/s2，手机电池的加速度a＝________m/s2(保留2位有效数字)．(3)已知钩码的质量为m1＝200g，滑块与遮光条的总质量为m2＝510g，则一块手机电池的质量为m＝________g(保留2位有效数字)．12．（12分）如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先将入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复．（小球质量关系满足m1>m2）接下来要完成的必要步骤是__________．(填选项前的符号)A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM、ON(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________________[用(2)中测量的量表示]．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，在平面直角坐标系中，的直角三角形内存在垂直平面向里的匀强磁场，边在轴上，线段．在第四象限正方形内存在沿方向的匀强电场，电子束以相同的速度沿方向从边上的各点射入磁场，己知这些电子在磁场中做圆周运动的半径均为．电子的电量为质量为，忽略电子之间的相互作用力以及电子的重力．试求：（1）磁感应强度．（2）在所有能射入第四象限的电子中，最右侧进入的电子刚好经过轴上的点，求第四象限的电场强度的大小．14．（16分）如图所示，物体由静止从A点沿斜面匀加速下滑，随后在水平面上作匀减速运动，最后停止于C点，已知AB=4m,BC=6m，整个运动历时10s，求AB和BC运动的加速度15．（12分）如图所示，直角玻璃三棱镜ABC置于空气中，棱镜的折射率为n＝2，∠A＝60°。一细光束从AC的中点D垂直于AC面入射，AD＝a，求：(1)画出光路图并计算出光从棱镜第一次射入空气时的折射角；(2)光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间(光在真空中的传播速度为c)。

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、A【解析】试题分析：物体重力沿斜面方向下的分力Gx=mgsin30°=1．9N，与弹簧的弹力相等，根据共点力平衡，知物体不受摩擦力作用．故A正确，B错误．根据共点力平衡得，N=mgcos30°=1．9N，方向垂直于斜面向上．故C正确，D错误．故选AC．考点：物体的平衡【名师点睛】此题是关于物体的平衡问题；解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用共点力平衡进行求解．2、B【解析】

A．条纹间距与光源到单缝的距离无关，故选项A错误．BCD．通过观察发现，图乙中干涉条纹的宽度比甲图中的大，根据干涉条纹宽度干涉有：，因此可以使缝屏距l变大，双缝距d减小，或换用波长较长即频率较低的光，以达到要求，故选项C、D错误；选项B正确；故选B．3、C【解析】

未加磁场时，根据动能定理，有：加磁场后，多了洛伦兹力，洛伦兹力不做功，但正压力变大，摩擦力变大，根据动能定理，有：因，所以v′＜v，故选C。4、A【解析】

可见光中红光的频率最小，由光子的能量为可知，红光的能量最小，故A正确．5、D【解析】下滑过程中最大的速度即为加速阶段的末速度，减速阶段的初速度，设为v，则可求的加速过程，减速阶段，又因为，可求的加速时间为1s，减速时间为2s，v=8m/s，所以A错误，B正确，，加速与减速过程中摩擦力大小之比为l:7，C正确，加速与减速过程的位移之比为1:2，D错；6、A【解析】

先小球为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件求出剪断C前弹簧C的弹力，在当剪断C瞬间，A、B的弹力没有变化，小球所受的合力与原来弹簧C的弹力大小相等、方向相反，则得到此瞬间小球的合力，由牛顿第二定律求出加速度。【详解】对小球平衡有：3F=F+mg解得：F=1当剪断C瞬间，A、B的弹力没有变化，小球所受的合力与原来弹簧C的弹力大小相等、方向相反，即此瞬间小球的合力大小为F=1由牛顿第二定律得，小球的加速度大小为12故A正确。【点睛】本题是牛顿运动定律应用中典型的问题瞬时问题，往往先分析状态变化前弹簧的弹力，再分析状态变化瞬间的合力，求出瞬间的加速度，关键要抓住弹簧的弹力不能突变的特点进行分析。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、BD【解析】

AB.根据电荷数守恒、质量数守恒、核反应方程为411H→2CD.在核反应过程中质量亏损△m＝4×1.0073﹣4.0015﹣2×0.00055u＝0.0266u，释放的核能为△E＝△mc2＝0.0266×931.5MeV＝24.8MeV，故C错误，D正确。8、BD【解析】

白光作杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D对．9、ABD【解析】

A.水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙；故A正确.B.物体的温度升高时，其分子平均动能增大，由于分子热运动是无规则的，不能说分子动能增大；故B正确.C.根据热力字第二定律可知，只要外界要对气体做功即产生其它影响，是可以实现从单一热源吸收热量全部转化为有用功；故C错误.D.一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，气体要对外做功，根据热力学第一定律可知吸收的热量大于增加的内能；故D正确.10、BD【解析】导体棒进入磁场后受到向右的安培力作用以及摩擦力作用而减速，随速度的减小，安培力减小，则加速度减小，则导体棒在磁场中做加速度减小的减速直线运动，选项A错误；金属棒下滑过程中，由机械能守恒定律得：mgh=mv2，金属棒到达水平面时的速度v=，金属棒到达水平面后进入磁场受到向右的安培力做减速运动，则导体棒刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为E=BLv=BL，选项B正确；金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：mgh-WB-μmgd=0-0，则克服安培力做功：WB=mgh-μmgd，所以整个电路中产生的焦耳热为Q=WB=mgh-μmgd，电阻R中产生的焦耳热为QR=mg(h-μd)，故C错误；由能量关系可知，整个过程产生的内能为mgh，选项D正确；故选BD.

点睛：本题关键要能根据导体棒的受力情况分析其运动情况；能用能量关系分析导体棒运动过程中的能量转化关系，注意整个过程中有摩擦生热，也有电热产生．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)5.000或5.001或4.999(2)0.69；2.17；2.5；(3)45；【解析】（1）由图示螺旋测微器可知，其示数为：5mm+0.0×0.01mm=5.000mm；

（2）经过光电门1的速度：经过光电门2的速度：

加速度：（3）由牛顿第二定律得：m1g=（m1+m2+2m）a

即：0.2×10=（0.2+0.51+2m）×2.5解得：m=0.045kg=45g；12、CADEm1·OM＋m2·ON＝m1·OP【解析】

（1）验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度．故选C．（2）实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必需的，而且D要在E之前．至于用天平秤质量先后均可以．故选ADE．（3）若两球相碰前后的动量守恒，则m1v0=m1v1+m2v2，又OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t，代入得：