2023届江苏省无锡市物理高二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、如图所示的A、B、C、D四幅图中，哪一幅能表示一个自由下落的小球触地后竖直向上跳起的运动状态．设小球碰地面前后的速度大小不变，规定向下为正方向（）A．B．C．D．2、在探究“加速度与物体受力的关系”实验中,我们首先保持砝码质量不变研究小车质量和加速度的关系,再保持小车质量不变研究砝码和加速度的关系最终得到F=ma,从科学研究的方法来说,这属于()A．等效替代 B．控制变量C．科学假说 D．数学归纳3、如图所示，理想变压器原线圈与120V的交流电源相连，副线圈并联两个灯泡A和B，灯泡A、C的额定功率皆为30W，正常发光时电阻皆为30Ω，已知三灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为1.0A，则下列说法中正确的是A．原副线圈匝数为3：1B．原副线圈匝数为4：1C．正常发光时B灯电阻为30ΩD．流过灯泡B的电流为1A4、在光滑水平面上，质量为m的小球A正以速度v0匀速运动．某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰，两球相碰后，A球的动能恰好变为原来的．则碰后B球的速度大小是()A．B．C．或D．无法确定5、对原子的认识，错误的是A．原子由原子核和核外电子组成B．原子核的质量就是原子的质量C．原子核的电荷数就是核中的质子数D．原子序数等于核电荷与电子电荷大小的比值6、如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，电键K断开。当K接通时，以下说法中正确的是A．副线圈的两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的功率减小C．通过灯泡L1的电流不变D．理想变压器的输入功率增大二、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、如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R．开始时，开关S断开．当S接通时，以下说法中正确的是（）A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压减小C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流变大8、如图所示，CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨,导轨间距为L,在水平导轨的左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,如图所示。导轨的右端接有一电阻R,左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。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,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好,且动摩擦因数为μ,则下列说法中正确的是()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BL2ghC．电阻R中产生的焦耳热为mg(h-μd)D．整个过程中产生的内能为mgh9、如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁的两个磁极上方，导线可以自由地沿各个方向移动或转动，如果电流方向自左向右，导线的右端垂直纸面向里转，则（）A．转到与纸面垂直后导线再向下移动B．导线在转动过程的同时就向下移动C．磁铁右端的磁极是N极D．磁铁左端的磁极是N极10、如图所示，两个匀强磁场的方向相同，磁感应强度分别为B1、B2，虚线MN为理想边界．现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为B1的匀强磁场中，其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线．则以下说法正确的是A．电子的运动轨迹为P→D→M→C→N→E→PB．电子运动一周回到P点所用的时间T＝C．电子运动一周回到P点所用的时间T＝D．两磁场的磁感应强度的大小关系为B1＝2B2三、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）某实验小组为验证动量守恒定律，将一轻弹簧压缩并用细线拴住置于水平光滑桌面上，紧挨着压缩后的轻弹簧两端分别放置大小相等、质量不等的小球a和b，系统处于静止状态，如题11图所示．将细线烧断，球被弹出，两小球飞离桌面前都已离开弹簧．(1)若只需验证动量守恒定律，请你在以下操作中选出最简单有效的操作步骤________（只填写操作步骤前的字母代号）A．用螺旋测微器测量出小球的直径d；B．用刻度尺测量出桌面离水平地面的竖直高度h；C．用天平分别测量出a、b两小球的质量ma和mb；D．用重锤线分别悬于小球a和b飞离桌子边缘的位置，待其静止时记下重锤在地面上的投影点O1、O2；E．烧断细线，记下两小球a和b第一次落地时的位置M点和N点；F．用刻度尺分别测量O1M的长度Sa和O2N的长度Sb；G．利用h、g（重力加速度）计算时间，再用Sa和Sb计算出两球水平飞出速度va、vb．(2)请你写出验证动量守恒最简单有效的关系式____________（选用d、h、ma、mb、g、Sa、Sb表示）．(3)若实验小组还需测定烧断细线前，压缩弹簧储存的弹性势能．则弹性势能的表达式EP=________（选用d、h、ma、mb、g、Sa、Sb表示）．12．（12分）在“探究匀变速直线运动的规律”的实验中⑴目前实验室用的打点计时器有电火花打点计时器和电磁式打点计时器两种，它们的原理基本一样，所接电源均为的______（填“交流”或“直流”）电源，若频率为50Hz，则每隔______s打一次点．⑵实验中某同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻计数点之间的时间间隔为0.10s．①请根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、E两个点时的瞬时速度，并将速度值记录到下方的表格中（数值保留到小数点后第二位）；位置

B

C

D

E

F

瞬时速度v(m/s)

____

0.48

0.56

____

0.71

②将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在下图的坐标线上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线______，由图线可求得小车加速度为________m/s1．（保留两位有效数字）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）冰球运动是一项对抗性极强的冰雪体育竞技项目．如图所示，甲、乙两冰球运动员为争抢冰球而合理水平冲撞，冲撞过程中运动员手中的冰球杆未与地面接触．已知甲运动员的总质量为m1=50kg，乙运动员的总质量为m2=60kg，冲撞前两运动员速度大小均为v0=4m/s，冲撞结束，甲被撞回，速度大小为v1=1.4m/s，如果冲撞接触时间为0.2s，忽略冰球鞋与冰面间的摩擦．问：（1）撞后乙的速度v2大小是多少?方向又如何?（2）冲撞时两运动员相互间的平均作用力多大?14．（16分）如图所示，平行金属板PQ、MN水平地固定在地面上方的空间，金属板长l=20cm，两板间距d=10cm，两板间的电压UMP=100V，在距金属板M端左下方某位置有一粒子源A，从粒子源斜向右上连续发射速度相同的带电粒子，发射速度相同的带电粒子，射出的带电粒子在空间通过一垂直于纸面向里的磁感应强度B=0.20T的圆形区域匀强磁场（图中未画出）后，恰好从金属板PQ左端的下边缘水平进入两金属板间，带电粒子在电场力作用下恰好从金属板MN的右边缘飞出．已知带电粒子的比荷，粒子重力不计，（计算结果可用根号表示）．求：（1）带电粒子射入电场时的速度大小v；（2）圆形匀强磁场区域的最小半径r；15．（12分）光滑的斜面倾角，斜面底端有弹性挡板，长、质量为的两端开口的圆筒置于斜面上，下端在点处，，圆筒的中点处有一质量为的活塞，．活塞与圆筒壁紧密接触，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，其值为．每当圆筒中的活塞运动到斜面上区间时总受到一个沿斜面向上大小为的恒力作用，．现由静止开始从点处释放圆筒．（1）活塞进入区间前后的加速度分别多大？（2）圆筒第一次与挡板碰撞前的速度和经历的时间分别为多少？（3）若圆筒第一次与挡板瞬间碰撞后以原速度大小弹回，那么，圆筒沿斜面上升到最高点的时间为多少？

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】

试题分析：小球在数值型下落过程中，根据公式，可得速度向下越来越大，当与地面接触的瞬间，速度达到最大，经地面反弹，速度反向最大，然后做竖直上抛运动，速度向上越来越小，所以选D考点：考查了对v-t图像的理解点评：本题的关键是对自由下落运动和竖直上抛运动过程中速度的变化情况清楚2、B【解析】

在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，由于变量较多，因此采用了“控制变量法”进行研究，分别控制一个物理量不变，看另外两个物理量之间的关系，即“先保持砝码质量不变研究小车质量和加速度的关系，再保持小车质量不变研究砝码和加速度的关系”。故ACD错误，B正确；3、A【解析】根据题意，闭合开关S，三个灯泡均能正常发光，设通过灯泡C的电流为I，C两端的电压为U，则：U=I1RC=1.0×30=30V；所以变压器的输入电压：U1=U0-U=120-30=90V；灯泡A的额定功率为30W，A两端的电压：；所以原副线圈的匝数比：．故A正确，B错误；副线圈上的总电流：，所以流过B的电流：．故D错误；由欧姆定律可得，正常发光时B灯电阻为：．故C错误；故选A．点睛：此题解题的突破口在原副线圈的电流关系，特别注意电源总电压与加在副线圈两端电压的关系，难度适中．4、A【解析】根据碰后A球的动能恰好变为原来的得：解得：碰撞过程中AB动量守恒，则有：mv=mv′+3mvB

解得：vB=v或vB=v；当vB=v时A的速度大于B的速度，不符合实际，故选项A正确，BCD错误，故选A.点睛：本题考查的是动量定律得直接应用，注意动能是标量，速度是矢量；同时要分析结果是否符合实际情况，即不可能发生二次碰撞．5、B【解析】

A．原子由原子核和核外电子组成，故A正确；B．原子核的质量与电子的质量和就是原子的质量，故B错误；C．原子核的电荷数就是核中的质子数，故C正确；D．原子序数等于核电荷与电子电荷大小的比值，故D正确．本题选错误的，故选B．6、D【解析】

变压器的输入电压和匝数比都不变，根据电压与匝数成正比，可知副线圈的两端M、N的输出电压不变，故A错误；K接通时负载总电阻减小，输出电压又不变，所以副线圈中电流变大，则副线圈输电线等效电阻R上的功率增大，故B错误；电阻R上的电压增大，灯泡L1两端的电压减小，所以通过灯泡L1的电流减小，故C错误；次级电流变大，则次级消耗的功率变大，则理想变压器的输入功率增大，故D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】因为变压器的输入电压不变，变压器原副线圈匝数比不变，所以S接通时，副线圈两端的输出电压不变，A错误，S接通后，电路总电阻减小，总电流增大，所以R上的电压增大，B错误D正确，因为并联电路两端的电压减小，所以通过灯泡L1的电流减小，C正确，8、BD【解析】

金属棒在弯曲轨道下滑时，只有重力做功，其机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理可以求出金属棒到达水平面时的速度。导体棒进入水平导轨后做变减速运动，刚进入水平导轨时产生的感应电流最大，由E=BLv求出感应电动势；克服安培力做功转化为焦耳热，由动能定理（或能量守恒定律）可以求出克服安培力做功，得到电阻R产生的焦耳热。【详解】导体棒进入磁场后受到向左的安培力和摩擦力作用而做减速运动，随着速度的减小，感应电动势减小，回路的电流减小，安培力减小，加速度减小，则导体棒在磁场中做变减速直线运动，选项A错误；金属棒在弯曲轨道下滑过程中，由机械能守恒定律得：mgh=12mv2，可得，金属棒到达水平面时的速度v=2gh，金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力和摩擦力做减速运动，则导体棒刚到达水平面时的速度最大，产生的最大感应电动势为E=BLv=BL2gh，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；电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，两者产生的焦耳热相等，则电阻R产生的焦耳热：QR=12Q=12mg（h-μd），故C错误。整个过程中产生的内能等于机械能的减小量，即mgh【点睛】此题关键是分析导体棒进入磁场后的受力情况和运动情况，结合法拉第电磁感应定律以及动能定理求解焦耳热.9、BD【解析】

根据如图所示的导线所处的特殊位置判断其运动情况，将导线AB从两极的中间O分成两段，电流方向自左向右，导线的右端垂直纸面向里转，根据左手定则可以判断磁铁左端的磁极是N极；根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况.如图所示，导线AB此时所受安培力方向竖直向下，导线将向下运动.由上述两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述的特殊位置时，所受安培力使AB逆时针转动的同时还要向下运动.A.A项与上述分析结论不相符，故A不符合题意；B.B项与上述分析结论相符，故B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．10、ABD【解析】（1）根据左手定则可知：电子从P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场时，受到的洛伦兹力方向向上，所以电子的运行轨迹为P→D→M→C→N→E→P，故A正确；（2）由图象可知，电子在匀强磁场中运动半径是匀强磁场中运动半径的一半，根据，可知，故D正确；（3）电子在整个过程中，在匀强磁场中运动两个半圆，即运动一个周期，在匀强磁场中运动半个周期，所以，B正确，C错误；故本题选ABD【点睛】电子在磁场中受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动，根据左手定则判断电子的绕行方向，根据周期公式分三个部分求解运动一周的时间，根据半径关系求解两磁场的关系．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、CDEFmaSa【解析】

(1)(2)球离开桌面后做平抛运动，取A的初速度方向为正方向，两球质量和平抛初速度分别为：ma、mb、va、vb，平抛运动的水平位移分别为Sa、Sb，平抛运动的时间为t，需要验证的方程：0=mava(3)平抛运动竖直方向h=12gt2，得到t=2hg，对系统根据能量守恒定律有12、交流0.010.40m/s0.64m/s0.80m/s1【解析】

(1)目前实验室用的打点计时器有电火花打点计时器和电磁式打点计时器两种，它们的原理基本一样，所接电源均为的交流电源，若频率为50Hz，则每隔0.01s打一次点．(1)因为每相邻两计数点间还有4个打点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s．利用匀变速直线运动的推论得：，②将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线，如图所示．由图线可知．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写