2023届上海市静安区风华中学物理高二第二学期期末质量跟踪监视试题含解析

2022-2023高二下物理期末模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、下图为氢原子能级的示意图。现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当同低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是（）A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B．频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生C．最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的D．用由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应2、在光滑的水平面上有静止的物体A和B.物体A的质量是B的2倍，两物体由中间用细绳束缚的、处于压缩状态的轻质弹簧相连.当把细绳剪断，弹簧在恢复原长的过程中（）A．A的速率是B的2倍 B．A的动量大小大于B的动量大小C．A所受力的大小大于B所受力的大小 D．A、B组成系统的总动量为零3、如图所示，质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的动摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是（）A．受到的摩擦力为B．受到的摩擦力为C．受到向心力为D．受到的合力方向竖直向上4、如图，将两个质量分别为2m、m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线OA与竖直方向的夹角保持θ=30°，则F的最小值为A．1B．3C．3D．mg5、氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（）A．图中两条曲线下面积相等B．图中实线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目D．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大6、在光滑水平地面上有两个完全相同的弹性小球a、b，质量均为m．现b球静止，a球向b球运动，发生弹性正碰．当碰撞过程中达到最大弹性势能Ep时，a球的速度等于()A． B．C． D．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，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则：A．P带正电荷B．Q带负电荷C．P带负电荷D．Q带正电荷8、如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态.则该力可能为图中的（）A．F1B．F2C．F3D．F49、我国将开展空气中PM2.5浓度的监测工作．PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害．矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因，下列关于PM2.5的说法中正确的是（）A．温度越高，PM2.5的运动越激烈B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动C．周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动D．倡导低碳生活减少化石燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度10、如图所示，在光滑的水平面上有一静止的物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，最低点为C，两端A、B一样高，现让小滑块m从A点由静止下滑，则A．m不能到达M上的B点B．m从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动C．m从A到B的过程中M一直向左运动，m到达B的瞬间，M速度为零D．M与m组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒三、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）为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光子”的概念，并给出了光电效应方程．但这一观点一度受到质疑，密立根通过下述实验来验证其理论的正确性，实验电路如图1所示．（1）为了测量遏止电压UC与入射光频率的关系，实验中双刀双掷开关应向____闭合．（填“ab”或“cd”）（2）如果实验所得UC-υ图象如图2所示，其中U1、υ1、υ0为已知量，电子电荷量e，那么：①只需将__________________与普朗克常量h进比较，若在误差许可的范国内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的．②该实验所用光电管的K极材料的逸出功为___________________．12．（12分）为了测一圆柱体电阻的电阻率，小光同学分别用游标卡尺和螺旋测微器测量其长度和直径，由图知，长度为___________，直径为____________．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,光滑水平面上有一长木板,长木板的上表面也是水平光滑的,右端用细绳拴在墙上,左端上部固定一轻质弹簧．质量为m的铁球以某一初速度v0在木板的上表面上向左匀速运动．铁球与弹簧刚接触时绳子绷紧,小球的速度仍与初速度相同,弹簧被压缩后,铁球的速度逐渐减小,当速度减小到初速度的一半时,弹簧的弹性势能为E,此时细绳恰好被拉断(不考虑这一过程中的能量损失),此后木板开始向左运动．(1)铁球开始运动时的初速度是多少?(2)若木板的质量为M,木板开始运动后弹簧的弹性势能最大是多少?(3)为使木板获得的动能最大,木板的质量应为多大?14．（16分）质量为m、长为L的长木板静止在光滑水平面上，质量也为m的小滑块(可看做质点)，放在长木板的左端，滑块与木板间的动摩擦因数为μ，如图所示。现给小滑块一个水平向右的拉力F，当F取不同值时求解下列问题．(重力加速度为g)（1）要使滑块在木板上发生相对滑动，F至少为多大；（2）当F＝3μmg时，经多长时间，可使滑块滑至木板的最右端．15．（12分）两磁铁各固定在两辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动。已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg，乙车和磁铁的总质量为1kg。两磁铁的N极相对，推动一下，使两车相向运动，某时刻甲的速率为2m/s，乙的速率为3m/s，方向与甲相反。两车运动过程中始终未相碰。求：(1)甲车开始反向运动时，乙的速度为多大？(2)两车最近时，乙的速度为多大？

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、D【解析】

根据C42=6知，这些氢原子可辐射出6种不同频率的光子，故A错误。n=4和n=3间的能级差最小，则频率最小的光子是由n=4跃迁到n=3能级产生的，故B错误。最容易表现出衍射现象的光的波长最大，频率最小，是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的，选项C错误；n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量为10.2eV，大于金属铂的逸出功，可以发生光电效应，故D【点睛】本题考查了能级跃迁与光电效应的综合，知道辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，掌握光电效应的条件，难度不大．2、D【解析】

AD.弹簧在恢复原长的过程中，两物体及弹簧组成的系统动量守恒，规定向左为正方向，则有m1v1+m2（-v2）=0，由于物体A的质量是B的2倍，故A的速率是B的，选项A错误，D正确；B.A的动量大小等于B的动量大小，故B错误C.在恢复原长的过程中，弹簧对物体A和B的作用力大小相等，A所受力的大小等于B所受力的大小，故C错误.3、A【解析】

AB．根据牛顿第二定律得则所以滑动摩擦力故A正确B错误；C．向心力的大小故C错误；D．由于重力支持力的合力方向竖直向上，滑动摩擦力方向水平向左，则物体合力的方向斜向左上方，D错误。故选A。4、D【解析】

以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F在三个方向时整体的受力图，根据平衡条件得知：F与T的合力与重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，根据平衡条件得F的最小值为：F=2mgsin30°=mgA.12mg与计算结果不符，故B.32mg与计算结果不符，故C.33mg与计算结果不符，故D.mg与计算结果相符，故D符合题意。5、A【解析】

A．由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，A正确；B．由图可知，具有最大比例的速率区间，100℃时对应的速率大，故说明实线为100℃的分布图象，故对应的平均动能较大，B错误；C．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，C错误；D．由图可知，0～400m/s段内，100℃对应的占据的比例均小于与0℃时所占据的比值，因此100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，D错误。6、C【解析】试题分析：两球压缩最紧时，两球速度相等．根据碰撞过程中动量守恒，以及总机械能守恒求出碰前A球的速度．设碰撞前A球的速度为v，当两球压缩最紧时，速度相等，根据动量守恒得，则．在碰撞过程中总机械能守恒，有，得，故C正确．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、CD【解析】

由图可知，两小球均在电场力和库仑力的作用下保持平衡，由于库仑力为相互作用，大小相等、方向相反，即球所受库仑力向右，电场力向左，又因为电场的方向向右，所以球带负电；球所受库仑力向左，受电场力向右，所以球带正电。故CD正确，AB错误。8、BC【解析】

首先对B球受力分析，合力为零．故B球受重力和OB绳子的向上的拉力，由于B球保持静止，受力平衡，故AB绳子的拉力为零；再对A球受力分析，受重力，OA绳子的拉力和一个题中需要求解的力，根据三力平衡条件，可以知道，任意两个力的合力必定与第三个力等值、反向、共线，由于重力和OA绳子的拉力的合力必定在AO方向和竖直方向之间，故只有与符合，故BC正确，AD错误．9、ACD【解析】温度越高分子热运动越剧烈,A对；PM2.5在空气中的运动是悬浮颗粒物的布朗运动，B错；根据布朗运动的原因和特点可判断CD对；10、CD【解析】

A．M和m组成的系统水平方向不受外力，动量守恒，没有摩擦，系统的机械能也守恒，所以根据水平方向动量守恒和系统的机械能守恒知，m恰能达到小车M上的B点，到达B点时小车与滑块的速度都是0，故A错误；BC．M和m组成的系统水平方向动量守恒，m从A到C的过程中以及m从C到B的过程中m一直向右运动，所以M一直向左运动，m到达B的瞬间，M与m速度都为零，故B错误，C正确；D．小滑块m从A点静止下滑，物体M与滑块m组成的系统水平方向不受外力，动量守恒．没有摩擦，M和m组成的系统机械能守恒，故D正确；故选CD．【点睛】分析清物体运动过程，该题属于水平方向动量守恒的类型，知道系统在某一方向的合外力为零，该方向的动量守恒．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、cd【解析】

（1）测量遏止电压需要将阴极K接电源的正极，可知实验中双刀双掷开关应向下闭合到cd．

（2）①根据爱因斯坦光电效应方程：Ek=hv-W0

由动能定理：eU=Ek得：，

结合图象知：；

解得普朗克常量：h=，

②截止频率为v0，则该金属的逸出功：W0=hv0【点睛】解决本题的关键掌握光电效应方程，对于图象问题，关键得出物理量之间的关系式，结合图线的斜率或截距进行求解，解决本题的关键掌握光电效应方程以及最大初动能与遏止电压的关系．12、【解析】

[1]．由图示游标卡尺可知，长度：L=100mm+4×0.01mm=100.4mm=10.04cm；[2]．由图示螺旋测微器可知，直径：D=2mm+15.0×0.01mm=2.150mm．【点睛】本题考查了游标卡尺与螺旋测微器读数，游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数．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)

(2)（3）m=4M【解析】

（1）球与弹簧组成的系统能量守恒，由能量守恒定律得：解得：v0＝；

（2）球与木板组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得：mv0＝(m+M)v，

由能量守恒定律得：E+m(v0)2＝(m+M)v2+Em

解得，弹簧的最大弹性势能：Em＝E；

（3）对球与木板组成的系统，动量守恒：mv0＝Mv1能量守恒：E+m(v0)2＝Mv12

解得木板质量：m=4M【点睛】此题中球与木板组成的系统动量守恒，当两者速度相等时，弹簧的压缩量最大，此时弹簧的弹性势能最大.14、（1）（2）【解析】

（1）当滑块和木板刚要发生相对滑动时对滑块、木板整体有：F＝2m