河南省南阳市南阳市第一中学2023年物理高二下期末学业水平测试试题含解析

2022-2023高二下物理期末模拟试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、设想探测火星时，载着登陆舱的探测飞船在以火星中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，登陆舱的探测飞船的总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2。则A．火星的质量为M=B．火星表面的重力加速度为'C．登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为vD．登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2、下列说法中错误的是（）A．光电效应实验揭示了光的粒子性B．原子核经过一次衰变后，核子数减少4C．电子的衍射实验证实了物质波的假设是成立的D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等3、如图，光滑水平面上有两辆小车，用细线相连，中间有一个被压缩的轻弹簧，小车处于静止状态。烧断细线后，由于弹力的作用两小车分别向左、右运动。已知两小车质量之比m1:m2=2:1，下列说法正确的是A．弹簧弹开后两车速度大小之比为1:2B．弹簧弹开后两车动量大小之比为1:2C．弹簧弹开过程m1、m2受到的冲量大小之比为2:1D．弹簧弹开过程弹力对m1、m2做功之比为1:44、下列说法正确的是A．传感器是把非电信息转换成电信息的器件或装置B．真空中的光速在不同惯性系中测得的数值是不相同的C．紫外线常用于医院和食品消毒，是因为它具有显著的热效应D．波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率小于波源的频率5、关于电场线，下述说法中正确的是()A．电场线是客观存在的B．电场线与电荷运动的轨迹是一致的C．电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不同D．沿电场线方向，场强一定越来越大6、下列说法正确的是()A．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．物体的温度为0℃时，分子的平均动能为零C．用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功4.5×105J，同时空气的内能增加了3.5×105J，则空气从外界吸收热量1×105JD．第一类永动机违反了热传导的方向性二、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、一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其V﹣T图象如图所示，pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强，下列判断正确的是（）A．过程ab中气体一定吸热B．pc＝pb＞paC．过程bc中分子势能不断增大D．过程bc中每一个分子的速率都减小E.过程ca中气体吸收的热量等于对外做的功8、如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同．三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示．则下列说法正确的是()A．A物体受的摩擦力不是零，方向向右B．三个物体只有A物体受的摩擦力是零C．B、C受的摩擦力大小相等，方向相反D．B、C受的摩擦力大小相等，方向相同9、如图所示，探月卫星由地面发射后进入地月转移轨道，经多次变化最终进入距月球表面100公里，周期为118分钟的圆轨道III，开始进行探月工作，下列说法正确的是A．卫星在轨道III上经过P点时的运行速度比在轨道II上经过轨道I上P点时的运行速度小B．卫星在轨道III上经过P点时的加速度比在轨道I上经过P点时的加速度小C．卫星在轨道I上的机械能比在轨道II上的机械能小D．卫星在轨道I上的机械能比在轨道III上的机械能大10、如图所示，A､B､C是相同的灯泡，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻与各灯泡相同｡下列说法正确的是A．闭合S瞬间，B､C灯同时亮，A灯后亮B．闭合S，电路稳定后，A､B､C灯的亮度相同C．断开S瞬间，A灯逐渐熄灭D．断开S瞬间，A､B､C灯均逐渐熄灭三、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）某兴趣小组在对2B铅笔芯的导电性能进行测量时，先用万用表粗测其阻值为15Ω，可供选择的实验器材有：电压表V(0-6V，内阻约为10KΩ)电流表A1(0-100mA，内阻约为5Ω)电流表A2(0-500mA，内阻约0.5Ω)滑动变阻器R1(0-20Ω)滑动变阻器R2(0-1KΩ)直流电源E=10V，导线开关若干(1)在上述器材中电流表应选择___________，滑动变阻器应选择___________。(2)根据实验原理、实验目的，使实验误差尽量小而选择实验电路请在图中用笔划线代替导线，把实验仪器连接成完整电路___________。(3)若铅笔芯长为L，直径为D，电压表读数为U，电流表读数为I，则铅笔芯的电阻率表达式为___________。(用题中给定字母表示)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）如图甲所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，上端与木块A连接，物块B叠放在A上，系统处于静止状态。现对B施加竖直向上的拉力F，使A、B以大小的加速度竖直向上做匀加速直线运动直至分离，力F的大小随B的位移x变化的关系如图乙所示。当x=16cm时撤去力F，撤去力F前B一直做匀加速直线运动。取，求：(1)弹簧的劲度系数k、物块A的质量m和物块B的质量M；(2)A、B分离时A的速度大小以及从A、B分离至B到达最高点所用的时间t；(3)从B由静止开始到A与B分离的过程中，A与弹簧组成的系统的机械能变化量。14．（16分）放射性原子核先后发生衰变和衰变后，变为原子核．已知质量为m1=238.0290u，质量为m2=234.0239u，粒子的质量为mα=4.0026u，电子的质量为me=0.0005u。（原子质量单位1u相当于931.5Mev的能量）则：（1）写出放射性衰变方程；（2）原子核衰变为的过程中释放能量为多少；（3）若的半衰期是4.5109年，假设一块矿石中含有2kg，经过90亿年后，还剩多少。15．（12分）如图所示，电阻r＝0.3Ω、质量m＝0.1kg的金属棒CD静止在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上，棒与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，导轨的左端接有阻值为R＝0.5Ω的电阻，有一个理想电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面．现给金属棒加一个水平向右的恒定外力F，观察到电压表的示数逐渐变大，最后稳定在1.0V，此时金属棒的速度为2m/s.(1)求拉动金属棒的外力F的大小．(2)当电压表读数稳定后某一时刻，撤去外力F，求此后电阻R上产生的热量．

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】A、根据万有引力提供向心力得GMm1r12=mB、由于火星的半径未知，则无法求出星球表面的重力加速度，故B错误；C、根据万有引力提供向心力得GMmr2=mv2r，解得v=GMr，登陆舱在r1与D、根据万有引力提供向心力得GMmr2=m4π2T2r，解得故选A。【点睛】本题主要抓住万有引力提供圆周运动向心力并由此根据半径关系判定描述圆周运动物理量的大小关系，掌握万有引力提供向心力这一理论，并能灵活运用。2、D【解析】

（1）光电效应实验证实了爱因斯坦光的能量子的说法，认为光子是一种粒子，它的能量为，A正确；（2）原子核经过衰变放出了氦原子核，根据质量数守恒，可知知道，新核的核子数减少4，B正确；（3）1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束的衍射的实验，得到了电子波的衍射图样，从而证实了德布罗意物质波的假设是成立的，C正确；（4）根据动量和动能的关系：，德布罗意波长：，推得：．由于质子和电子的质量不同，故D的说法错误；故本题选D3、A【解析】

AB．两小车和弹簧组成的系统，在烧断细线后，合外力为零，动量守恒，所以两车的动量大小之比为1:1，由结合可知，所以A选项正确,B选项错误；C．由于弹簧弹开过程，对两小车每时每刻的弹力大小相等，又对应着同一段作用时间，由可知，m1、m2受到的冲量大小之比为1:1，所以C选项错误；D．根据功能关系的规律，弹簧弹开过程，弹力对m1、m2做功等于两小车动能的增量，由代入数据可知，所以D选项错误。4、A【解析】

A.传感器是把被测非电信息转换为电信息的装置，故选项A正确；B.根据光速不变原理知在不同惯性系中，光在真空中传播速度大小相等，故选项B错误；C.紫外线常用于医院和食品消毒，但它不具有显著的热效应，反而红外线才是显著的热效应，故选项错误；D.根据多普勒效应，当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率会增加，观察者接收到的频率大于波源的频率，故选项D错误。5、C【解析】

A．电场线是人为了方便研究电场而假想出来的，是不存在的，故A错误；B．电场线上某点的切线方向即为电场强度的方向，若是正电荷，电场力方向与电场强度方向相同，而电荷运动的轨迹在电场线上，电场线必须是直线，故B错误；C．负电荷受到的电场力方向和电场方向相反，即和电场线的切线方向相反，故C正确；D．沿电场方向，电势是降落的，电场强度用电场线的疏密程度来表示，也就是说，沿电场方向，电场强度可能增大，也可能减小，故D错误．故选C。【点睛】电场线虽然不存在，但可形象来描述电场的分布．当正电荷沿着电场线方向移动时，电场力做正功，则电势能减少，所以电势在减少．当负电荷沿着电场线方向移动时，电场力做负功，则电势能增加，而电势仍减小．6、A【解析】

A、根据热力学第二定律知：热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物，即涉及热现象的宏观过程都具有方向性，A正确．B、分子处于永不停息的无规则运动之中，物体的温度为0℃时，其分子平均动能不为零；B错误．C、根据热力学第一定律公式△U=W+Q知，W=+4.5×105J，△U=+3.5×105J，解得Q=-1.0×105J，即空气向外界放出热量1.0×105J，C错误．D、第一类永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，D错误．故选A．【点睛】本题考查了热力学定律、内能、布朗运动等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点即可解答．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、ABE【解析】

根据理想气体状态方程可知在V-T图象中，图线上各点与坐标原点的连线斜率代表压强，斜率越大压强越小，分析各条图线的变化可知；【详解】A、过程ab中气体的体积不变，没有做功；温度升高，内能增大，所以气体一定吸热，故A正确；B、设a状态的压强为，则由理想气体的状态方程可知：，所以：，同理：，解得：，所以：，故B正确；C、由于气体分子之间的作用力可以忽略不计，所以过程bc中分子势能不变，故C错误；D、温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以过程bc中气体的温度降低，分子的平均动能减小，并不是每一个分子的速率都减小，故D错误；E、由图可知过程ca中气体等温膨胀，内能不变，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于对外做的功，故E正确；故选ABE．【点睛】关键知道温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律；8、BD【解析】

利用假设法判断A物体是否受摩擦力，BC两物体有向下滑动的趋势，从而判断摩擦力；【详解】A、A物体做水平方向的匀速直线运动，水平方向不受摩擦力，即摩擦力为零，故A错误；

B、BC物体均有相对传送带向下滑动的趋势，故均受到沿斜面向上的静摩擦力，大小等于，结合AB两项的分析可知，BD正确，C错误．【点睛】本题考查摩擦力的性质，要注意产生摩擦力的条件是相互接触的物体间有相对运动或相对运动趋势，同时注意平衡条件的准确应用．9、AD【解析】

A．根据卫星发射特点可知，从轨道III变轨到轨道II需要在P点加速，即卫星在轨道III上通过P点的速度小于在轨道II上经过P点时的速度，A正确；B．根据可得无论在哪个轨道上，经过P点时的轨道半径相同，故加速度相同，B错误；CD．从轨道II变轨到轨道I，需要点火加速，而从轨道III变轨到轨道II需要在P点加速，故外力做正功，所以在轨道I上的机械能大于在轨道II上的机械能，轨道II上的机械能大于轨道III上的机械能，即卫星在轨道I上的机械能比在轨道III上的机械能大，C错误D正确．故选AD。10、BC【解析】

A．电路中A灯与线圈并联，B灯与C灯并联，然后它们再串联，闭合开关的瞬间，A、B、C三灯同时立即发光，故A错误；B．闭合S，电路稳定后，因线圈的直流电阻与各灯泡相同，所以A灯与线圈两端电压等于B灯与C灯两端的电压，则有A､B､C灯的亮度相同，故B正确；CD．断开S瞬间，B、C两灯电流立即减至零，B、C两灯立即熄灭；L中产生自感电动势，相当于电源，电流从稳定时的电流值逐渐减小，这个自感电流通过A灯，所以A灯逐渐熄灭；故C正确，D错误．故选BC．【点睛】当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据自感现象的规律来分析．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、A2R1电路图见解析.【解析】

第一空.电路中可能达到的最大电流为，可知电流表选择A2；第二空.滑动变阻器要接成分压电路，则选择阻值较小的R1；第三空.因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，则测量电路接成电流表外接，如图；第四空.由欧姆定律：，由，解得.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)，0.45kg，0.45kg；(2)0.6m/s，0.18s；(3)【解析】

(1)经分析可知，当B的位移大小时，A与B恰好分离，A、B间的弹力为零，有：其中，解得设A、B叠放在弹簧上静止时弹簧的压缩量为，则有在A、B分开之前，对A、B整体，根据牛顿第二定律有：联立以上两式可得结合题图乙可知，解得(2)B一