2023届上海市交大附中物理高二下期末综合测试模拟试题含解析

2022-2023学年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、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。

用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。

将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4．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、在对自由落体运动规律的探究中，下列描述错误的是()
A．亚里士多德根据生活现象提出了重的物体下落得快，轻的物体下落得慢
B．伽利略利用斜槽实验发现物体从静止开始滑下，在连续相等的时间间隔内通过的距离之比为1∶3∶5…从而间接证实了他提出的“落体速度与时间成正比”的假说
C．在当时的实验中，伽利略已经可以较精确地测量自由落体时间，直接研究自由落体运动了
D．伽利略对自由落体的探究中，经历了提出问题——猜想——数学推论——实验验证——合理外推——得出结论的科学推理方法
2、如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列有关说法中不．正确的是
A．小球能够通过最高点时的最小速度为0
B gR
，则此时小球对管道的内壁作用力为
5
4
mg
C．如果小球在最高点时的速度大小为2gR3mg
D gR，则小球通过最高点时与管道间无相互作用力
3、如图，重为G的体操运动员在进行体操比赛时，有两手臂对称支撑、竖直倒立静止的比赛动作，设两臂夹角为 ，则
A ．当θ不同时，运动员受到的合力不同
B ．当θ不同时，运动员与地面之间的相互作用力不相等
C ．当60θ=︒时，运动员单手所受地面的支持力大小为2
G D ．当120θ=︒时，运动员单手所受地面的支持力大小为2G 4、如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为纸面内有一正方形均匀金属线框abcd ，其边长为L ，总电阻为R ，ad 边与磁场边界平行，线框在水平向左的拉力作用进入磁场，则在线框进入磁场的过程中
A ．线框中感应电流的方向沿顺时针方向
B ．拉力的大小等于
C ．ad 边两端的电压为
D ．克服安培力做的功为
5、如图所示，两端开口的U 型管中装有水银，在右管中用水银封闭着一段空气，要使两侧水银面高度差h 曾大，应该( )
A ．从左管滴入水银
B ．让气体升温
C ．从右管滴入水银
D ．增大大气压强
6、四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd 的四个顶点处，导线中通有方向如图所示的
电流，若每根通电导线在正方形中点处产生的磁感应强度大小均为B，则正方形中点处实际磁感应强度的大小为（）
A．0 B．2B C．22B D．5B
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，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间增加，下列说法正确的是（）
A．线框中没有感应电流
B．线框中的感应电流可能减小
C．线框中的感应电流可能增大
D．线框中的感应电流可能不变
8、根据热力学第一定律，下列说法正确的是（）
A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机
D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机
9、如图所示，绝缘的斜面处在一个竖直向上的匀强电场中，一带正电的金属块由静止开始沿斜面滑到底端，在金属块下滑的过程中，以下判断正确的是
A．电场力做负功
B．电势能减小
C．金属块的机械能减小
D．金属块的机械能守恒
10、如图所示为理想变压器原线圈所接交变电流压的波形．原、副线圈匝数比n 1:n 2=10:1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1 A ，下列说法中正确的是
A ．变压器输出端的交变电流的电压是202 V
B ．变压器的输出功率为200 W
C ．变压器输出端的交变电流的频率为50 Hz
D ．穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为2
202n Wb/s 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）如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力加速度,也可以验证机械能守恒定律.
(1)所需器材有电火花计时器(带导线)、纸带、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需_________(选填字母代号)中的器材.
A ．直流电源、天平及砝码
B ．直流电源、毫米刻度尺
C ．交流电源、天平及砝码
D ．交流电源、毫米刻度尺
(2)实验中,已知电火花计时器所用电源的频率为50Hz ,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示,图中O 点是计时器打出的第一个点, A B C D 、、、分别是每两个点取出的计数点.根据以上数据,可知当地的重力加速度g ___________2m/s (保留三位有效数字)
(3)实验中,根据纸带算出各点的速度v ,量出下落距离h ,则以2v 为纵轴,以h 为横轴,满足机械能守恒时画出的图线应是
下图中的（_____）
12．（12分） “测定玻璃的折射率”实验中，如图所示是在纸上留下的实验痕迹，其中直线a 、'a 是描在纸上的玻璃砖的两个边．
(1)在玻璃砖的一侧竖直插两枚大头针A 、B ，在另一侧再竖直插两枚大头针C 、D ．在插入第四枚大头针D 时，要使它挡住_________．
(2)某同学根据12
L n L =计算玻璃的折射率．请在图括号内标出要测的物理量1L 、2L _________． 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，钉子A 、B 相距5l ，处于同一高度．细线的一端系有质量为M 的物块，另一端绕过A 固定于B ．小球固定在细线上C 点，B 、C 间的线长为3l ．小球和物块都静止时，BC 与水平方向的夹角为53°．忽略一切摩擦，重
力加速度为g ，取sin53°
=0.8，cos 53°=0.6，cos 26.5°=0.89，求：
(1)小球的质量；
(2)钉子A 所受压力F N 的大小和方向．
14．（16分）甲乙两车同时同地同向出发，在同一水平公路上做直线运动，甲以初速度v 1=16m /s ，加速度a 1=2m /s 2做匀减速运动，乙以初速度v 2=4m /s ，加速度a 2=1m /s 2做匀加速运动．求：
（1）两车再次相遇前两者间的最大距离；
（2）两车再次相遇所需的时间．
15．（12分）如图所示，电阻不计且足够长的U 型金属导轨框架放置在倾角37θ=︒的绝缘斜面上，质量0.1m kg =、
电阻0.4R =Ω的导体棒ab 垂直于导轨放在框架上，整个空间有垂直斜面向下的匀强磁场．导体棒ab 光滑，与导轨间无摩擦:框架质量0.2M kg =, 宽度0.4l m =，与斜面间的动摩擦因数0.6μ=，与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力．g 取210/m s ,sin370.6,cos370.8︒=︒=．将框架固定，导体棒从静止开始沿导轨无摩擦下滑，到速度15/v m s =的过程中，流过棒的电荷量 2.875q C =;到速度26/v m s =后，棒一直做匀速直线运动．整个过程中导体棒始终与导轨垂直且接触良好．
(1)求匀强磁场的磁感应强度B ;
(2)求从静止开始下滑到速度15/v m s =的过程中， 导体棒中产生的热量Q
(3)若框架不固定，求当框架刚开始运动时导体棒的速度3v ．
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、C
【解析】
亚里士多德根据生活现象提出了重的物体下落得快，轻的物体下落得慢，选项A 正确；伽利略利用斜槽实验发现物体从静止开始滑下，在连续相等的时间间隔内通过的距离之比为1∶3∶5…从而间接证实了他提出的“落体速度与时间成正比”的假说，选项B 正确；在当时的实验中，由于条件限制伽利略不能较精确地测量自由落体时间，只能通过斜面实验，通过“冲淡”重力的方法，因时间长，便于测量，选项C 错误；伽利略对自由落体的探究中，经历了提出问题——猜想——数学推论——实验验证——合理外推——得出结论的科学推理方法，选项D 正确；此题选择不正确的选项，故选C.
2、B
【解析】
因为管道对小球的作用力可以向上，可以向下，知小球在最高点的最小速度为零．故A 正确．如果小球在最高点时的速度大小为gR ，则此时2v mg m R =，则小球通过最高点时与管道间无相互作用力，选项D 正确；当小球在最高点时的速度大小为2gR gR <，知内壁对小球有作用力，根据牛顿第二定律得，mg-N=m 2
v R ，解得N=34mg ，则此时小球对管道的内壁作用力为34
mg ，故B 错误．小球在最高点时的速度大小为2gR gR >，知外壁对小球有作用力．根据牛顿第二定律得，mg+N=m 2
v R
，解得N=3mg ，则此时小球对管道的外壁作用力为3mg ．故C 正确．本题选不正确的，故选B ．
3、C
【解析】
A ．运动员受重力和地面对运动员的作用力，处于静止，合力为零，当θ不同时，运动员受到的合力相同，始终为零，故A 错误；
B ．由于运动员处于静止状态，故运动员与地面之间的相互作用力大小始终等于重力的大小，与θ无关，故B 错误； CD ．运动员的两手臂对称支撑，夹角为θ，无论θ多大，运动员单手所受地面的支持力等于重力的一半，故
C 正确，故
D 错误．
4、B
【解析】
A.穿过线框的磁通量增加，磁场方向垂直于纸面向里，根据楞次定律知，线框中感应电流的方向沿逆时针方向，故A 错误。

B.线框匀速运动，则拉力为：，故B 正确。

C.ad 边两端的电压是路端电压，为BLv ，故C 错误。

D.克服安培力做的功为：，故D 错误。

5、C
【解析】以右侧管中封闭气体做为研究对象，封闭气体的压强P =P 0+h =P 0+h 右，要使两侧水银面高度差h 增大，封闭
气体的压强P=P0+h变大；A、从左侧管口滴入水银，h右不变，封闭气体压强P=P0+h右不变，两侧水银面高度差h不变，故A错误；B、使气体升温，h右不变，封闭气体压强P=P0+h右不变，两侧水银面高度差h不变，故B错误；C、从右侧管口滴入水银，h右变大，封闭气体压强P=P0+h右变大，由P=P0+h可知，两侧水银高度差h增大，故C正确；
D、增大大气压强，封闭气体的压强P=P0+h=P0+h右，h=h右，不变，故D错误；故选C。

【点睛】封闭气体的压强等于大气压与左侧水银柱h产生的压强之和，使两侧水银面高度差变大，则封闭气体压强变大，分析各选项能否使封闭气体压强变大是正确解题的关键．
6、C
【解析】
由右手螺旋定则可知，中心电场如图所示：
c导线在中心的磁场指向b，a导线在中心的磁场也指向b，b导线在中心的磁场指向a，d导线在中心的磁场也指向a，所以中心的磁感应强度为：
22
B B B
+=
(2)(2)22
C正确。

故选C。

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、BCD
【解析】
A. 当磁感应强度增加时，线框中磁通量发生变化，故一定会产生感应电流，故A项与题意不相符；
BCD. 磁感应强度的变化率增大时，感应电流变大，当磁感应强度的变化率减小时，感应电流变小，当磁感应强度的变化率不变时，感应电流不变，故BCD项与题意相符。

8、AB
【解析】
试题分析: 冰箱制冷的过程实质上是利用氟利昂在冰箱内汽化吸收大量的热量，然后在冰箱外液化放出大量的热量，使冰箱内温度降低，此过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，故A正确；空调机在制冷过程中，把室内的热量向室外释放，消耗电能，产生热量，故从室内吸收的热量小于向室外放出的热量，故B正确；热力学第二定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其
他影响，科技的进步不可能使内燃机成为单一的热源热机，故C 错误；自然界的总能量是守恒的，只是有的能源转化成其他形式的能之后，不能再重新被利用，导致可利用能源越来越少，故而形成能源危机，故D 错误．
考点： 热力学第二定律
9、AC
【解析】
AB ．由图示电场方向可知，带正电的金属块受到的电场力向上，在金属块下滑过程中，电场力做负功，电势能增大，故A 正确，B 错误；
CD ．因为重力以外的电场力做负功，金属块的机械能减小，故C 正确，D 错误．
10、BCD
【解析】
原线圈接入电压的最大值是，所以原线圈接入电压的有效值是U =200V ，根据理想变压器变压比：1122
U n U n =，代入数据解得副线圈的电压为：220U V =，故A 错误；理想变压器传输功率不损耗，所以输出功率为：
11==U 200P P I W 入出=，故B 正确；因交流电的周期是0.02 s ，所以频率为11500.02
f Hz Hz T ===，且变压器不改变电流频率，故C
正确；由交变电流知识可知，变压器铁芯线圈中磁通量变化率的最大值为：
222
/m U s t n ∆Φ==∆，故D 正确．所以BCD 正确，A 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、D 9.69 C
【解析】
（1）实验时要测h 和速度v ，根据原理分析需要的实验器材，除列出的器材外，还要打点计时器的电源，即低压交流电源，和测高度需要的毫米刻度尺，故选D ．
（2）从图中可知相邻点间的位移差为 1.550.0155x cm m ∆==，故根据2x aT ∆=可得
222
0.01559.69/0.04x a m s T ∆=
==； （3）若机械能守恒，则有22122mv mgh v gh =⇒=，图像的斜率2k g =，恒定，故C 正确． 【点睛】实验时要测h 和速度v ，根据实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定测量的器材；根据机械能守恒定律得出v 2-h 的关系式，从而确定图线斜率的意义，即可求解g ；用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，同时要熟练应用基本物理规律解决实验问题，及注意图象的应用．
12、（1）挡住C 及A 、B 的像；（2）如下图所示．
【解析】 用“插针法”测定玻璃的折射率的原理是折射定律sin sini n r =，根据题目作出入射光线和折射光线，画出光路图，用量角器量出入射角和折射角，由折射定律算出折射率．
【详解】
插在D 点的大头针必须挡住C 及A 、B 的像；这样才保证沿A 、B 的光线经过C 、D ；作出光路图，以入射点O 为圆心作半径为r 的圆，根据折射率定义，有：1122
sin L L sini r n L r L r
===，在图中括号中标出要测的物理量1L 、2L ，如图所示：
【点睛】
解决本题的关键理解和掌握实验的原理和实验的方法，其中实验原理是实验的核心，同时利用单位圆，从而更容易求得折射率．
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)53
m M = (2)F N = 1.78Mg 【解析】
小球和物块静止时受力平衡,分别进行受力分析,列平衡方程即可求得.
【详解】
（1）根据题意,对物体进行受力分析,由图知，cos53°=35l l =0.6 ,所以∠C=90°
设小球质量为m ，AC 、BC 的拉力分别为F 1、F 2，有
F 1sin53°=F 2cos53°
mg =F 1cos53°+ F 2sin53°
F 1=Mg
解得m =35
M （2）钉子所受压力等于两细线合力，合力方向沿与竖直方向成26.5°向右下方
故F N =2 Mg cos26.5°
解得F N =1.78Mg
【点睛】
本题考查共点力平衡,关键是选择好研究对象，做好受力分析．
14、（1）两车在此相遇前两者间的最大距离为24m ；（2）两车在此相遇所需的时间为8s ．
【解析】
(1)二者相距最远时的特征条件是：速度相等，即v 甲t ＝v 乙t
v 甲t ＝v 甲－a 甲t 1；v 乙t ＝v 乙＋a 乙t 1，得：t 1＝-v v a a +甲乙甲乙
＝4 s 相距最远Δx ＝x 甲－x 乙＝(v 甲t 1－12a 甲t 12)－(v 乙t 1＋12
a 乙t 12)＝24 m ． (2)再次相遇的特征是：二者的位移相等，即
v 甲t 2－12a 甲t 22＝v 乙t 2＋12a 乙t 22，代入数值化简得12t 2－32
t 22＝0 解得：t 2＝8 s ，t 2′＝0(即出发时刻，舍去)
15、 (1)0.5T B = (2) 2.2J Q = (3)3 2.4/v m s =
【解析】
（1）设导体棒做匀速直线运动时，棒中电动势为E 1，回路中感应电流为I 1，导体棒所受安培力为F 安，则 E 1=Blv 2
11E I R
= F 安=BI 1l
mgsinθ=F 安
解得 B=0.5T ；
（2）设导体棒从静止开始下滑到速度v 1＝5 m/s 的过程中，沿导轨下滑的距离为x ，经过的时间为△t ，闭合回路内磁通量变化为△ψ，平均感应电动势为E ，平均电流强度为I ，则
E t
ϕ∆=∆，Blx ϕ∆= E I R
=，q I t =∆ 解得=
qR x Bl =5.75 m 211sin 2
Q mg x mv θ=⋅- 解得：Q=2.2 J ；
（3）若框架不固定，导体棒速度为v 3时，设回路中的电流为I 3，则
33Blv I R
= 3sin ()cos Mg BI l M m g θμθ+=+
解得：v 3=2.4m/s
点睛：若框架固定，导体棒匀速下滑时速度最大，根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式和平衡条件结合求解最大速度；根据能量转化和守恒定律求解热量．由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式结合求解电量；当框架刚开始运动时所受的静摩擦力达到最大，由平衡条件求解回路中电流，再由法拉第电磁感应定律、欧姆定律结合求解．。