上海市浦东新区南汇中学2022-2023学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．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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，气缸竖直放置在水平地面上，质量为m的活塞将气缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，气缸、活塞是绝热的且不漏气．开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是()A．ΔE＝mgh B．ΔE>mghC．ΔE<mgh D．以上三种情况均有可能2、首次成功解释光电效应和首次提出物质波的科学家分别是()A．爱因斯坦、康普顿 B．普朗克、爱因斯坦C．普朗克、德布罗意 D．爱因斯坦、德布罗意3、教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示．理想交流电流表A和交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P．若将发电机线圈的匝数变为原来的4倍，其它条件均不变，下列说法正确的是A．R消耗的功率变为2PB．电压表的读数为4UC．电流表的读数为2ID．通过R的交变电流频率变大4、下列叙述中符合物理学史的有：（）A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在B．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的C．巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说5、如图所示，一理想变压器给一标有“20V，10W”的小灯泡供电，原副线圈分别接一理想电流表和一理想电压表．当原线圈输入220V的交变电流时，闭合开关S小灯泡恰好正常发光．下列说法正确的是A．变压器原、副线圈的匝数比为1∶11B．变压器原、副线圈中每匝线圈的磁通量的变化率之比为11∶1C．将开关断开，电压表的示数将为0D．灯泡两端再并联一盏相同的灯泡，电流表的示数将变为原来的两倍6、两种单色光由玻璃射向空气时发生了全反射，临界角分别为、且，、分别表示玻璃对这两种单色光的折射率，、分别表示这两种单色光在玻璃中的传播速度，则（）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、关于光电效应的产生以及现象，下列描述正确的是()A．逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大B．对某金属来说，入射光波长必须大于一极限值，才能产生光电效应C．产生光电效应时从金属表面逸出的所有光电子的动能都相同D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，一定是入射光的光子能量太小8、如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外．P（）、Q（）为坐标轴上的两个点．现有一电子从P点沿PQ方向射出，不计电子的重力：（）A．若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线，则电子运动的路程一定为B．若电子从P点出发经原点O到达Q点，则电子运动的路程一定为C．若电子从P点出发经原点O到达Q点，则电子运动的路程一定为D．若电子从P点出发经原点O到达Q点，则电子运动的路程可能为，也可能为9、如图所示，空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场，各处的磁感应强度大小均为B，圆台母线与竖直方向的夹角为θ，一个质量为m、半径为r的匀质金属环位于圆台底部，环中维持恒定的电流I不变，之后圆环由静止向上运动，经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合，圆环全过程上升的最大高度为H，已知重力加速度为g，磁场的范围足够大，在圆环向上运动的过程中，下列说法正确的是A．圆环开始减速时加速度大于gB．在时间t内安培力对圆环做功为mgHC．圆环先有收缩后有扩张的趋势D．圆环运动的最大速度为2πBIrt10、如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为1：m，降压变压器的原副线圈匝数比为n：1，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电机输出的电压恒为U，若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数减小了，则下列判断正确的是（）A．电压表V1的示数减小了B．电流表A1的示数增大了C．输电线损失的功率增大了D．电流表A2的示数增大了三、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）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度为L＝________mm；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径D＝________mm；(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻R，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为________Ω.(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R电流表A1(量程0～4mA，内阻约50Ω)电流表A2(量程0～30mA，内阻约30Ω)电压表V1(量程0～3V，内阻约10kΩ)电压表V2(量程0～15V，内阻约25kΩ)直流电源E(电动势4V，内阻不计)滑动变阻器R1(阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A)开关S、导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，某同学设计电路时，电流表应选用______、（选填“A1”或“A2”）电流表应采用______法（选填“内接”或“外接”），滑动变阻器应采用______式接法（选填“分压”或“限流”）12．（12分）在如图所示的光滑水平面上，小明站在静止的小车上用力向右推静止的木箱，木箱离开手以5m/s的速度向右匀速运动，运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹回来后被小明接住．已知木箱的质量为30kg，人与车的质量为50kg．求：①推出木箱后小明和小车一起运动的速度大小；②小明接住木箱后三者一起运动，在接木箱过程中系统损失的能量．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）圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ与直径MN垂直并接触于N点，已知半圆形玻璃砖的半径R＝20cm，折射率n=，一细束激光沿半径方向射向圆心O点，入射光线与夹角θ＝30°，光屏PQ上出现两个光斑，则这两个光斑之间的距离为多少？14．（16分）如图所示，高为H的圆柱形容器中盛满折射率＝2的某种透明液体，容器直径L＝2H，容器底部安装一块平面镜，在圆心正上方高度处有一点光源S，要使S发出的光从液体上方观察照亮整个液体表面，应该满足什么条件？15．（12分）某透明物体的横截面如图所示，其中ABC为直角三角形，AB为直角边，长度为2L，，ADC为一圆弧，其圆心在AC边的中点，此透明物体的折射率为n=2.1．若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入透明物体，试由光路图画出光线从ADC圆弧射出的区域，并求此区域的圆弧长度s．（不考虑经ADC圆弧反射后的光线）

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】

气体甲体积减小，外界对它做正功，其中包括mgh和乙气体分子对活塞的力做功W乙，且为正功，△E=mgh+W乙，故B正确，ACD错误．故选B．2、D【解析】

普朗克提出量子假说，此后爱因斯坦提出光量子假说，成功解释了光电效应，首次提出物质波假说的科学家是德布罗意。A.A项与上述分析结论不相符，故A不符合题意；B.B项与上述分析结论不相符，故B不符合题意；C.C项与上述分析结论不相符，故C不符合题意；D.D项与上述分析结论相符，故D符合题意。3、C【解析】

根据交流电的产生以及最大值的表达式，分析交流电的最大值的变化，结合有效值与最大值之间的关系分析有效值的变化；结合变压器的特点分析副线圈上的电压的变化、功率的变化以及频率的变化．【详解】线圈在匀强磁场中匀速转动，设线圈的最大横截面积为S，磁场的磁感应强度为B，线圈转动的角速度为ω，则产生的最大电动势为：Em=nBSωA、B项：原线圈两端的电压等于电动势的有效值，为：设原副线圈的匝数比为k，则副线圈两端的电压为：当发电机线圈的转速变为原来的2倍时，有副线圈两端的电压为：所以，电压表的示数变为原来的2倍，故B错误；由公式可知，即R消耗的功率变为4倍，故A错误；C项：由于电压表的示数变为原来的两倍，由欧姆定律可知，电流表的示数变为原来的两倍，故C正确；D项：变压器不能改变交流电的频率，故D错误．故应选：C．【点睛】本题考查了交流电的产生以及变压器的构造和原理，对交流电来说，当线圈的角速度减小时，不仅仅交流电的频率发生变化，交流电的最大值、有效值都会产生变化．4、C【解析】本题考查的是对物理学史的掌握情况，汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，A错误，卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子具有核式结构，B错误；巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式，C正确；玻尔提出的原子模型，并没有否定卢瑟福的原子核式结构学说，D正确；5、D【解析】

A、原线圈的电压，副线圈的灯泡正常发光，由变压器的规律可知，可知，故A错误．B、根据互感的原理可知，则原副线圈每匝线圈的磁通量匝数比为1:1，故B错误．C、副线圈开光断开，则无电流和输出功率，当由U1决定，故不为零，故C错误．D、副线圈并一相同灯泡，则输出功率加倍，即输入功率加倍，而输入电流不变，则输入电流变为原来的2倍，故D正确．故选D．【点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．6、B【解析】根据光的全反射，临界角与折射率的关系，，则有，因，故，又，故，故选B．【点睛】根据光的全反射，临界角与折射率的关系式和分析判断．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、AD【解析】

A．根据光电效应方程：Ekm=hγ-W0可知，发生光电效应时，光电子的最大初动能随入射光频率增大而增大，故A正确。B．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，即入射光的波长小于金属的极限波长，故B错误。C．发生光电效应时，由于电子逸出金属克服束缚力做功不同，则电子逸出金属时的初动能不同，故C错误。D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为光的频率小于金属的极限频率，由可知入射光的光子能量太小导致不能发生光电效应，故D正确。8、AD【解析】A项：粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设圆周运动半径为R，若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线，如图甲所示则有半径R＝L，运动轨迹为四分之一圆周，所以运动的路程，故A正确；B、C、D项：若电子从P点出发经原点O到达Q点，若粒子恰好经原点O第一次射出磁场分界线，则轨迹如图甲，运动路程为一个圆周，即s＝2πR＝2πL，若粒子第N次离开磁场边界经过原点O，则要回到Q点，经过O点的速度必然斜向下45°，则运动轨迹如图乙，根据几何关系有，圆周运动半径，运动通过的路程为，故B、C错误，D正确．点晴：考查根据运动半径来确定运动轨迹，从而确定运动的路程，掌握左手定则与右手定则的区别，注意运用几何关系正确画出运动轨迹图是解题的关键．9、ACD【解析】A、电流撤去后，由于惯性，圆环继续向上运动，在磁场中切割磁感线产生感应电流，电流方向俯视为逆时针，由左手定则可知圆环所受安培力方向垂直磁感线向下，重力竖直向下，所以圆环开始减速时加速度大于g，故A正确；B、由功能关系可知，在上升全过程中，在t时间内安培力对圆环做的功等于全过程重力做的功mgH和t时间后圆环克服安培力做的功，所以在时间t内安培力对圆环做功大于mgH，故B错误；C、圆环通电流时，电流方向为顺时针，安培力分量指向圆心，有收缩的趋势，撤去电流后，切割产生的感应电流为逆时针，则安培力分量背离圆心，则有扩张的趋势，故C正确；D、环中通以恒定电流I后，圆环所受安培力为BI·2πr，则在竖直方向的分力为2πrBIcosθ，由牛顿第二定律,可得：BI2πrcosθ-mg=ma，则圆环向上的加速度为a=2πBIrcosθm-g，竖直向上；在电流未撤去时，圆环将做匀加速直线运动，经过时间t，速度会达到最大值，由v=at得v=故选ACD。【点睛】根据牛顿第二定律，与运动学公式，依据功能关系，结合电磁感应与安培力，即可求解。10、BD【解析】

A．发电机输出的电压恒为U，而升压变压器原副线圈匝数比不变，所以电压表的示数不变，A错误；BD．由于V2示数（）减小了，根据可得降压变压器原线圈的电压减小了，根据，故增大了，所以电流表A1的示数增大了，根据，可得A2的示数增大了，BD正确；C．输电线损失的功率增大了，故C错误．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、50.154.700120A2外接分压【解析】(1)游标卡尺主尺读数为50mm，游标尺读数为3×0.05mm=0.15mm，故测量值为50.15mm；(2)螺旋测微器主轴读数为4.5mm，螺旋读数为20.0×0.01mm=0.200mm，故测量值为4.700mm；(3)欧姆表的读数为刻度值乘以倍率，所以测量值为12×10=120Ω；(4)电动势为4V，故待测电阻的最大电流约为，所以电流表选择A2；由于电动势为4V，所以电压表应用V1，其内阻为，电流表的内阻为30，待测电阻约为120，所以测量电路用电流表的外接法，因要测量多组数据故滑动变阻器用分压式接法，为调节方便．点晴：测量电阻最基本的原理是伏安法，电路可分为测量电路和控制电路两部分设计．测量电路要求精确，误差小，可根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系，选择电流表内、外接法．控制电路关键是变阻器的分压式接法或限流式接法．在两种方法都能用的情况下，为了减小能耗，选择限流式接法．12、（1）3m/s（2）37.5J【解析】试题分析：①人在推木箱的过程，由动量守恒定律可得：解得：人车一起向左运动的速度②小明在接木箱的过程，由动量守恒定律可得：解得：三者的共同速度损