2023届北京市师大二附中高二物理第二学期期末统考模拟试题含解析

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、一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，使其压强增大，则在这一过程中气体( )
A．从外界吸收了热量
B．对外界做了功
C．密度增大
D．分子的平均动能增大
2、关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型、卢瑟福提出行星模型(如图甲、乙所示)，都采用了类比推理的方法．下列事实中，主要采用类比推理的是( )
A．人们为便于研究物体的运动而建立的质点模型
B．伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律
C．库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律
D．托马斯·杨通过双缝干涉实验证实光是一种波
3、下列说法不正确的是（）
A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短
D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
4、如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平．A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接，当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中θ=30º，则A球、C球的质量之比为（）
A．1:2 B．2:1 C．3D3
5、如图，表面粗糙的斜面体固定在水平面上，质量为m的小物块从斜面底端以大小为v0的初速度沿斜面向上运动，到达斜面顶端后滑回到底端时速度大小为v1，则小物块（）
A．在整个过程受到支持力的冲量为零
B．在整个过程受到合外力的冲量大小为m（v1+v0）
C．上滑过程受到的摩擦力冲量大于下滑时摩擦力冲量
D．上滑过程克服摩擦力做功大于下滑时克服摩擦力做功
6、下列行为符合安全用电常识的是( )
A．在高压线旁放风筝
B．家里保险丝熔断时用铜导线代替
C．发生火灾时，不带电泼水救火
D．发现有人触电，立即用手将触电人拉开
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、下列属于反冲运动的是( )
A．向后划水，船向前运动
B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退
C．用力向后蹬地，人向前运动
D．水流过水轮机时，水轮机旋转方向与水流出方向相反
8、关于电磁波，下列说法正确的是
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
9、一根轻质细线将2个薄铁垫片A、B连接起来，一同学用手固定B，此时A、B间距为3L，A距地面为L，如图所示。

由静止释放A、B，不计空气阻力，且A、B落地后均不再弹起。

从释放开始到A落地历时t1，A落地前的瞬时速率为v1，从A落地到B落在A上历时t2，B落在A上前的瞬时速率为v2，则（）
A．t1>t2B．t1＝t2C．v1:v2＝1:2 D．v1: v2＝1:3
10、利用引力常量G和下列某一组数据，能计算出地球质量的是
A．地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转）
B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期
C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离
D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间距离
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）“验证动量守恒定律”的实验装置如图所示.让质量为m1的小球从斜面上某处自由滚下与静止在支柱上质量为m2的小球发生对心碰撞，则：
（1）两小球质量的关系应满足__________
A． m1=m2B． m1＞m2C． m1＜m2D．没有限制
（2）实验必须满足的条件是___________
A．轨道末端的切线必须是水平的
B．斜槽轨道必须光滑
C．入射球m1每次必须从同一高度滚下
D．入射球m1和被碰球m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度
12．（12分）某同学用如图所示的装置探究感应电流的产生条件，请回答下面的问题｡
(1)开关闭合稳定后，滑动变阻器滑片位置不动，线圈A 也不动，线圈B 中___(填“有”或“没有”)电流｡
(2)开关闭合稳定后，滑动变阻器滑片位置不动，将线圈A 从线圈B 中快速抽出，线圈B________中(填“有”或“没有”)电流｡
(3)开关闭合稳定后，滑动变阻器的滑片向右移动与开关断开瞬间，流过灵敏电流计的电流方向___(填“相同”或“相反”)｡
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）一个静止的铀核（238
92U ）要放出一个α粒子变成钍核（234
90Th ），已知α粒子动能为E k1，且在核反应中
释放的能量全部转化为两个粒子的动能．（已知真空中的光速为c ），求：
①钍核的动能
②该核反应中的质量亏损．
14．（16分）课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×
10－4 m 3/s ，喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg ，则启动2 s 末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水
平轨道运动阻力不计，水的密度是1.0×
103 kg/m 3. 15．（12分）如图所示，粗糙倾斜轨道AB 通过光滑水平轨道BC 与光滑竖直圆轨道相连，B 处有一段小圆弧，长度不
计，C 为切点。

一个质量m =0. 04kg 、电量4210q C -=-⨯的带负电绝缘小物块（可视为质点）从A 点静止开始沿斜面
下滑，倾斜轨道AB 长L =4. 0m ，且倾斜轨道与水平方向夹角为37θ=︒，带电绝缘小物块与倾斜轨道的动摩擦因数0. 5μ=，小物块在过B 、C 点时没有机械能损失，所有轨道都绝缘，运动过程中小物块的电量保持不变，空气阻力不计，只有竖直圆轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强31.010/E V m =⨯. （cos37°=0. 8，sin37°=0. 6）求：
（1）小物块运动到B 点时的速度大小；
（2）如果小物块刚好可以过竖直圆轨道的最高点，求竖直圆轨道的半径；
（3）如果竖直圆轨道的半径R=1. 8m，求小物块第二次进入圆轨道时上升的高度。

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】
气体的温度不变，内能不变，使其压强增大，玻意耳定律PV=C可知，其体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律知气体向外放热．故AB错误．由A知气体的体积减小，分子密度增大．故C正确．温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子的平均动能不变，D错误；故选C．
点睛：根据温度是分子平均动能的标志、一定质量的理想气体内能只与温度有关进行判断．对于气体状态变化过程，要掌握气态方程，分析参量的变化．
2、C
【解析】
质点属于理想模型，A错误；伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律，即通过实验观察发现了规律，B错误；库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律，两者都是根据距离的平放成反比，用到了类比法，C正确；托马斯•杨通过双缝干涉实验证实光是一种波，是利用了实验方法，D错误．
3、B
【解析】爱因斯坦在量子理论的基础上，提出了光子假说并建立了光电效应方程，光电效应现象以及康普顿效应说明光具有粒子性，故A正确；康普顿效应表明光子不仅具有能量还具有动量，故B错误；依据德布罗意波长公式可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故C正确；卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，故D正确．
4、C
【解析】
B球对碗壁刚好无压力，则根据几何知识分析可得B球所在位置两线的夹角为90°，以B球为研究对象，进行受力分析，水平方向所受合力为零，由此可知
cos sin A B F F θθ=
tan A A B B F m g F m g θ=== A ．1:2，与结论不相符，选项A 错误；
B ．2:1，与结论不相符，选项B 错误；
C ．
，与结论相符，选项C 正确；
D
，与结论不相符，选项D 错误；
故选C.
考点：考查受力平衡的分析
点评：本题难度较小，明确B 球所在位置夹角为90°是本题求解的关键
5、B
【解析】
A ．根据I ＝Ft 可知，支持力的冲量不为零；故A 错误.
B ．根据动量定理知合外力的冲量为I ＝△P ＝mv -m (-v 1)＝m (v +v 1)；故B 正确.
C ．根据受力分析可知，上滑时的加速度一定大于下滑时的加速度，由位移公式可知，上滑过程用时小于下滑用时，而摩擦力大小相等，则可知，上滑过程中摩擦力的冲量小于下滑过程摩擦力冲量；故C 错误.
D ．上滑过程和下滑过程位移相等，且摩擦力大小相等，根据做功公式可知两段过程克服摩擦力做功相同；故D 错误. 6、C
【解析】
高压线的电压很高，在在其旁边放风筝，风筝容易挂到高压线上，很有可能会发生导电，使得放风筝的人触电，在电压极高的情况下空气都能导电，何况是实物的风筝线，这是相当危险的．故A 错误；组成保险丝的材料是电阻率较大而熔点较低的铅锑合金，在电流过大时熔断，自动切断电路，起到保护作用；铜导线的熔点很高，当电流过大时，不能熔断起不到保护作用，容易引起火灾，故B 错误；电引起的火灾不要用水泼．因为水是导体，容易发生触电事故，首先要切断电源，再救火，故C 正确；一旦有人触电，千万不能用手将触电人拉开，这是非常危险的，应立即切断电源或用绝缘棒将导线挑开，使接触者尽快脱离电源，故D 错误．所以C 正确，ABD 错误．
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】
反冲运动：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方
向运动．这个现象叫做反冲．
【详解】
反冲运动是物体在内力作用下分为两部分，其运动方向相反，A 选项是浆与外部水的作用，C 选项是人脚与外部地面
的作用，都不属于反冲；B 选项中子弹与枪身是系统中的两部分，D 选项中水流过水轮机内部，是系统中的两部分，
B 、D 正确．
【点睛】
对反冲运动的进一步理解
（1）反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果．
（2）反冲运动的过程中，如果合外力为零或外力的作用远小于物体间的相互作用力，可利用动量守恒定律来处理． （3）研究反冲运动的目的是找出反冲速度的规律．求反冲速度的关键是确定相互作用的物体系统和其中各物体对地的运动状态．
8、ABC
【解析】电磁波在真空中的传播速度即为真空中的光速，与频率无关，A 正确；根据麦克斯韦的电磁场理论，B 正确；电磁波是横波，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，C 正确；电磁波可以通过全反射在光缆中传播，D 错误。

9、BC
【解析】
AB ．由静止释放A 、B ，A 、B 都做自由落体运动，A 运动的位移为L ，B 运动的位移为4L ，根据自由落体公式 212
h gt = 可知，A 落地的时间
1t =B 落地的时间为
t =则有
21t t t =-= 所以t 1=t 2，故A 错误，B 正确；
CD ．A 落地前瞬间速率为
11v gt ==
B 落地前瞬间速率为
22v gt == 所以v 1：v 2=1：2，故C 正确，D 错误。

故选BC 。

10、ABC
【解析】
A. 根据地球表面物体重力等于万有引力可得：
2GMm mg R
=， 所以，地球质量：
G
gR M 2
=， 故A 可计算；
B. 由万有引力做向心力可得：
22
224GMm v m m R R R T
π==， 故可根据v ，T 求得R ，进而求得地球质量，故B 可计算；
CD.根据万有引力做向心力可得：
2
224GMm m r r T
π=， 故可根据T ，r 求得中心天体的质量M ，运动天体的质量m 的质量无法求解，故C 可计算，D 不可计算。

本题选不能计算出的，故选：ABC 。

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、 B ACD
【解析】（1）在“验证碰撞中的动量守恒”实验中，为防止被碰球碰后反弹，入射球的质量必须（远）大于被碰球的质量，因此B 正确，ACD 错误．故选B ．
（2）要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故A 正确；“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故B 错误；要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C 正确；要保证碰撞后都做平抛运动，两球要发生正碰，碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心应在同一水平高度，两球心的连线应与轨道末端的切线平行，因此两
球半径应该相同，故D 正确．故选ACD ．
点睛：利用平抛运动验证动量守恒定律的实验注意事项：（1）前提条件：保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动．（2）利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m 1＞m 2，防止碰后m 1被反弹．
12、没有； 有； 相反
【解析】
(1) 开关闭合稳定后，滑动变阻器滑片位置不动，线圈A 也不动，穿过线圈B 的磁通量不变，所以线圈B 中没有电流；
(2)开关闭合稳定后，滑动变阻器滑片位置不动，将线圈A 从线圈B 中快速抽出，穿过线圈B 的磁通量减小，所以线圈B 中有电流；
(3)开关闭合稳定后，滑动变阻器的滑片向右移动，通过线圈A 的电流增加，穿过线圈B 的磁通量增大；开关断开瞬间，通过线圈A 的电流减小，穿过线圈B 的磁通量减小，根据楞次定理可知，滑动变阻器的滑片向右移动与开关断开瞬间，流过灵敏电流计的电流方向相反．
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、①12117k E ；②12
119117k E c ． 【解析】
(1)衰变过程等效于爆炸，满足动量守恒和能量守恒，结合动能的表达式即可求出；
(2)衰变产生的能量全部以动能的形式释放，可求释放的总能量，结合爱因斯坦质能方程，求出质量亏损．
【详解】
①衰变过程系统动量守恒，以α粒子的速度方向为正方向，
根据动量守恒定律得：0He Th P P -=
根据动能与动量的关系P =可知1k kT Th
E m E m α= α粒子的质量数为4，钍核的质量数为234，则
142234117k kT E E == 故12117
kT k E E = ②根据动能表达式，则释放的总能量：112117k k E E E =+
解得：1119117
k E E =
由质能方程知释放总能量为：E =△mc 2 解得12
119117k E m c ∆=
【点睛】
本题考查了写核反应方程式、求速度、求质量亏损，知道核反应过程质量数与核电荷数守恒、应用动量守恒定律、质能方程即可解题．
14、4/m s
【解析】
试题分析：“水火箭”喷出水流做反冲运动．设火箭原来总质量为M ，喷出水流的流量为Q ，水的密度为ρ，喷出水流的速度为v ，火箭的反冲速度为v′，
由动量守恒定律得 (M Qt)v Qtv ρρ'－＝
火箭启动2 s 末的速度为
v′＝Qtv M Qt ρρ-＝34341102102101.41102102
--⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯m/s ＝4 m/s 考点：动量守恒定律的应用
点评：正确理解动量守恒的条件：（1）系统受到的合外力为零；（2）系统所受的外力比相互作用力（内力）小的多，以至可以忽略外力的影响；（3）系统总体上不满足动量守恒定律，但是在某一特定的方向上，系统不受外力，或所受的外力远小于内力，则系统沿这一方向的分动量守恒．
15、（1）4m/s （2）0. 64m （3）0. 32m
【解析】
（1）从A 到B 过程由牛顿第二定律得：sin cos mg mg ma θμθ-=
沿斜面做匀加速直线运动 22B v aL =
解得 4m/s B v =
（2）刚好过圆轨道最高点时2
v mg Eq m R
-= 从B 点到圆轨道最高点由动能定理得 2211()(2)22B mg Eq R mv mv --=
- 解得R =0. 64m
（3）如恰好到竖直圆轨道最右端时：201()02B mg qE R mv --=-
解得：R 0=1. 6m
因为01.8m 1.6m R R =>=，故小物块不会脱离轨道； 小物块第一次冲上圆轨道1 1.6m H =高度时速度变为0，然后返回倾斜轨道h 1高处再滑下，第二次再进入圆轨道达到的高度为H 2。

从圆轨道返回斜面过程：111()mg qE H mgh mgh ctg μθ-=+ 从斜面再次进入圆轨道过程：211()mg qE H mgh mgh ctg μθ-=- 两式联立求解得21413413
H H μμ-=+ 所以 2110.32m 5
H H ==。