上海市部分重点中学2022-2023学年高二物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

2022-2023学年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、下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是．A．射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D．的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下50克2、如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，在O点存在的垂直纸面向里运动的匀速电子束.∠MOP=60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1.若将M处长直导线移至P处，则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2.那么F2与F1之比为（）A．3:1 B．3:2 C．1:13、如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（）A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右4、一个动能为Ek的带电粒子，垂直于电力线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2Ek，如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器时的动能变为()A．8Ek B．5Ek C．1．25Ek D．1Ek5、矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图1所示.下列说法中正确的是（）A．此交流电的频率为0.2HzB．此交流电动势的有效值为1VC．t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行D．线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb6、2018年12月8日凌晨2点24分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心起飞，把嫦娥四号探测器送入地月转移轨道，“嫦娥四号”经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道I，再经过系列调控使之进人准备落月”的椭圆轨道Ⅱ，于2019年1月3日上午10点26分，最终实现人类首次月球背面软着陆．若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥四号的说法正确的是A．“嫦娥四号”的发射速度必须大于11.2km/sB．沿轨道I运行的速度大于月球的第一宇宙速度C．沿轨道I运行至P点的加速度小于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度D．经过地月转移轨道的P点时必须进行减速后才能进入环月圆形轨道I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、倾角为θ的斜面固定在水平面上，在斜面上放置一长木板，木板与斜面之间的动摩擦因数为μ．平行于斜面的力传感器上端连接木板，下端连接一光滑小球，如图所示．当木板固定时，传感器的示数为F1．现由静止释放木板，木板沿斜面下滑的过程中，传感器的示数为F2．则下列说法正确的是A．若μ＝0，则F1＝F2B．若μ＝0，则F2＝0C．若μ≠0，则μ＝tanθD．若μ≠0，则8、边长为的正方形金属框在水平恒力作用下，穿过如图所示的有界匀墙磁场，磁场宽度为，已知边进入磁场时，线框刚好做匀速运动，则线框进入磁场过程和从磁场另一侧穿出过程（）A．产生的感应电流方向相反B．所受安培力的方向相反C．线框穿出磁场过程产生的电能和进入磁场过程产生的电能相等D．线框穿出磁场过程产生的电能一定比进入磁场过程产生的电能多9、如图所示，甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和0.8c(c为真空中光速)的飞船反向运动．则下列说法正确的是（）A．甲乙两人相对速度为1.4cB．甲观察到乙的身高不变C．甲观察到乙所乘的飞船变短D．甲观察到乙所带的钟表显示时间变快10、2018年3月1日起正式实施国家环境保护新标准，新标准高度重视对进口废物放射性污染控制，放射性元素钚()发生衰变时，会产生和-种未知粒子，并放出射线，其核反应方程为，下列说法正确的是（）A．X中含有124个中子82个质子B．上述核反应为β衰变，的穿透能力比γ射线强C．半衰期表示放射性元素衰变快慢，它和外界的温度、压强有关D．由于衰变时释放巨大能量，根据，衰变过程总质量减小三、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）根据要求，完成“验证力的平行四边形定则”实验．（1）如图甲所示，把白纸固定在木板上后，再把木板竖立在桌面上，用图钉把橡皮筋的一端固定在A点，另一端B连接两条轻绳，跨过定滑轮后各拴一细绳套，分别挂上3个钩码和4个钩码（每个钩码重1N），调整滑轮的位置，稳定后结点B位于O处，记下_______和两条轻绳的方向，取下滑轮及钩码．（2）如图乙所示，取某单位长度表示1N，用力的图示作出两条轻绳的拉力F1和F2；再用一把弹簧测力计把结点B也拉至O处，记下测力计的读数F′＝______N（保留两位有效数字），取下测力计．（3）在图丙作出F1和F2的合力F及拉力F′的图示．（4）对比F′和F的大小和方向，发现它们不是完全一致的，其可能的原因是_______（填一个原因）．12．（12分）某同学用下图所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒．该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，实验装置和具体做法如下，图中PQ是斜槽，QR为水平槽．实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次，并画出实验中A、B两小球落点的平均位置．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，E、F、J是实验中小球落点的平均位置．①为了使两球碰撞为一维碰撞，所选两球的直径关系为：A球的直径____________B球的直径（“大于”、“等于”或“小于”）；为减小实验误差，在两球碰撞后使A球不反弹，所选用的两小球质量关系应为mA______________mB（选填“大于”、“等于”或“小于”）；②在以下选项中，本次实验必须进行的测量是_____________；A．水平槽上未放B球时，A球落点位置到O点的距离B．A球与B球碰撞后，A球、B球落点位置分别到O点的距离C．A球和B球在空中飞行的时间D．测量G点相对于水平槽面的高③已知两小球质量mA和mB，该同学通过实验数据证实A、B两球在碰撞过程中动量守恒，请你用图中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是__________________________．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，AOBC为某种透明介质的截面图，△AOC为直角三角形，∠A＝30°，BC是以O为圆心、半径R＝10cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点。由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角30°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑，已知该介质对红光和柴光的折射率分别为、2。求屏幕MN上两个亮班间的距离(不考虑光的多次反射)14．（16分）如图所示，竖直平面内有个半径为的光滑半圆轨道，与光滑水平地面相切于点．一质量的小物块（可视为质点）静止在水平地面上，一颗质量的子弹，以v0的速度水平向左飞来，击中小物块并留在其中，它们一起向左运动（取．求：（1）子弹击中小物块后共同的速度；（2）子弹击中小物块后恰好能通过最高点，半圈轨道半径为多少?15．（12分）如图所示，质量M=kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m=kg的小球相连。今用跟水平方向成α=300角的力F=N,拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g=10m/s2。求：（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ；（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ。

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】

射线是光子流，所以A错误；氢原子辐射光子后，从高轨道跃迁到低轨道，其绕核运动的电子速度增大，动能增大，故B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，所以C错误；半衰期是大量的统计规律，少数原子核不适应，所以D错误．故选B．2、B【解析】

依题意，设每根导线在O点产生的磁感应强度为B1/2，方向竖直向下，则电子在О点受到的洛伦兹力为F1=B1ev；当M处长直导线移至P点时，O点合磁感应强度大小为B2=2×12B1×cos30°=32B1A.3:1，与结论不相符，选项AB.3:2，与结论相符，选项BC.1:1，与结论不相符，选项C错误；D.1:2，与结论不相符，选项D错误。3、D【解析】试题分析：试题分析：条形磁铁从线圈正上方由左向右运动的过程中，线圈中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律的第二种描述：“来拒去留：可知，线圈先有向下和向右的趋势，后有向上和向右的趋势；故线圈受到的支持力先大于重力后小于重力；同时运动趋势向右．故选D考点：楞次定律点评：线圈有运动趋势是因发生了电磁感应而产生了感应电流，从而受到了安培力的作用而产生的；不过由楞次定律的描述可以直接判出，并且能更快捷4、C【解析】试题分析：动能为Ｅk的带电粒子，垂直于电力线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2Ｅk，则电场力做功为W=Ｅk；若使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，动能变为1Ek，则在偏转电场中运动的时间减半，根据y=at2可知偏转距离变为原来的，根据W=Eqy可知电场力做功变为原来的，即动能增量变为原来的，即它飞出电容器时的动能变为1.25Ｅk，故选C.考点：带电粒子在电场中的偏转.【名师点睛】此题是关于带电粒子在电场中的偏转问题；关键是知道带电粒子在偏转电场中动能的增量等于电场力做功，而电场力做功等于电场力与偏转的距离的乘积；此题是中等题目，意在考查学生运用物理规律进行逻辑推理的能力.5、D【解析】峰值为1V，周期为0.2s，频率为1/T=5Hz，A错；有效值为，B错；在t=0.1s时，感应电动势为零，磁通量最大，为中性面位置，C错；由Em=NBSw可知最大磁通量BS=Em/Nw=Wb,D对；6、D【解析】

根据嫦娥四号”经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道I，再经过系列调控使之进人准备落月”的椭圆轨道Ⅱ可知，本题考查卫星变轨问题，根据万有引力定律和圆周运动知识进行列方程求解．【详解】A项：嫦娥四号仍在地月系里，也就是说嫦娥四号没有脱离地球的束缚，故其发射速度需小于第二宇宙速度而大于第一宇宙速度，故A错误；B项：由公式可知，在轨道I的半径大于月球的半径，所以沿轨道I运行的速度小于月球的第一宇宙速度，故B错误；C项：卫星经过P点时的加速度由万有引力产生，不管在哪一轨道只要经过同一个P点时，万有引力在P点产生的加速度相同，故C错误；D项：地月转移轨道进入环月圆形轨道I时做近心运动，所以经过地月转移轨道的P点时必须进行减速后才能进入环月圆形轨道I，故D正确．故选D．【点睛】理解宇宙速度的物理意义和卫星变轨原理是解决本题的关键，应用“越远越慢”这一规律可以方便解决此类问题．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．当木板固定时，对小球分析，根据共点力平衡有：F1=mgsinθ，静止释放木板，木板沿斜面下滑的过程中，若μ=0，则整体沿斜面下滑时根据牛顿第二定律可得：Mgsinθ=Ma，解得：a=gsinθ，再以小球为研究对象，则有：mgsinθ-F2=ma，解得：F2=0，故A错误、B正确；CD．当木板沿斜面下滑时，若μ≠0，对整体分析，根据牛顿第二定律可得加速度为：a=gsinθ-μgcosθ，隔离对小球分析有：mgsinθ-F2=ma，解得：F2=μmgcosθ，则有：，解得：；故C错误、D正确.8、AD【解析】线框进入磁场过程：磁通量增加，根据楞次定律得知，线框感应电流方向沿逆时针方向；根据楞次定律的第二种表述：感应电流总要阻碍导体与磁体间相对运动，则知线框所受的安培力方向向左，产生的电能为；线框穿出磁场过程：磁通量减小，根据楞次定律得知，线框感应电流方向沿顺时针方向；根据楞次定律的第二种表述：感应电流总要阻碍导体与磁体间相对运动，则知线框所受的安培力方向向左；线框进入和穿出磁场的两个过程中，水平恒力做功都是FL，进入过程线框做匀速运动，产生的电能等于FL，由于线框完全进入磁场后做匀加速运动，到出磁场时，线框的速度增大，产生的感应电流增大，所受的安培力增大，线框将做减速运动，减小的动能也转化为电能，所以出磁场过程产生的电能一定大于进磁场过程产生的电能，故AD正确，BC错误；故选AD．【点睛】根据楞次定律判断感应电流的方向，根据楞次定律的第二种表述：感应电流总要阻碍导体与磁体间相对运动，分析安培力的方向．由焦耳定律求解线框产生的电能．9、BC【解析】

A．如果把两个人中的一个看成静止，那么另一个相对有一个运动速度，但不是速度合成公式，而是相对论速度合成公式，合成的速度接近某个光速值，也即是说，如果把甲看成静止，那么乙相对甲以某个接近光速的速度飞行，故A错误；B．身高是竖直方向，他们的运动方向为水平，所以身高不变，两者看到对方的身高不变，故B正确；C．根据相对论的尺缩效应，甲观察到乙所乘的飞船变短，故C正确；D．根据相对论的钟慢效应，可以推测两人在接近光速运动时，相对地球来说时间都变慢了，但乙相对于甲的速度更大，因此可以推测，乙的钟要更慢一点，故D错误；故选：BC10、AD【解析】

A．根据质量数电荷数守恒知，X中的质量数为206，电荷数为82，则中子数为206-82=124，质子数为82，则故A正确；B．该核反应放出α粒子，是α衰变，的穿透能力比γ射线弱，故B错误；C．半衰期的大小反映衰变的快慢，与所处的物理环境和化学状态无关，故C错误；D．由于衰变时释放巨大能量，根据ΔE=mc²，衰变过程总质量减小，故D正确。故选AD。【点睛】解决本题的关键知道核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，知道影响半衰期的因素，并能理解质能方程的意义。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）O的位置（2）5.0（3）合理选取标度，作出两分力，再应用平行四边形定则作出合力如图所示：（4）F′和F不是完全一致的，其可能的原因是测量存在误差；作图没有画准；弹簧测力计自身重力的影响；滑轮与绳之间的摩擦力等【解析】（1）稳定后结点B位于O处，记下O的位置和两条轻绳的方向，取下滑轮及钩码．

（2）可读出弹簧测力计的示数为F=5.0N．

（3）如图所示（注意画F1和F2的合力为F，画好了平行四边形后应画出对角线，应用三角板画平行线而不能出现曲线，沿AO画力F′）．

（4）对比F和F′不重合存在原因有：说明测量存在误差．作图没有画准；弹簧测力计自身重力的影响；滑轮与绳之间的摩擦力等；点睛：本题的关键是明确合力与分力间“等效替代”关系，要求实验中要求橡皮条的节点必须达到同一位置．因此掌握实验原理是解决实验问题的关键．12、①等于；大于；②AB；③mA·OF=mA·OE+mB·OJ【解析】

①为了使两球碰撞为一维碰撞，在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律，两球碰后都做平抛运动，即实现对心碰撞，则A球的直径等于B球的直径．为了使碰撞后不反弹，故mA＞mB．②根据动量守恒有：mAv0=mAv1+mBv2，因为，，．代入得：mAx1=mAx2+mBx1，所以需要测量水平槽上未放B球时，A球落点位置到O点的距离x1，A球与B球碰撞后x2，A球与B球落点位置到O点的距离x1．故AB正确．因为时间相同，可以用水平位移代替速度，不用测时间，也不用测量测量G点相对于水平槽面的高，故选AB．③A球与B球碰后，A球的速度减小，可知A球没有碰撞B球时的落点是F点，A球与B球碰撞后A球的落点是E点．用水平位移代替速度，动量守恒的表达式为：mAOF=mAOE+mBOJ．【点睛】本题关键明确验证动量守恒定律实