2023年陕西省西安市西工大附中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
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B 铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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，T 为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab 和cd 的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当电键K 闭合时( )
A ．交流电压表V 1和V 2的示数一定都变小
B ．交流电压表只有V 2的示数变小
C ．交流电流表A 1、A 2和A 3的示数一定都变大
D ．只有A 1的示数变大
2、物理学是一门以实验为基础的学科，物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的，但有些物理规律或物理关系的建立并不是直接从实验得到的，而是经过了理想化或合理外推，下列选项中属于这种情况的是（ ）
A ．牛顿第一定律
B ．牛顿第二定律
C ．万有引力定律
D ．库仑定律
3、光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )
A ．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
B ．白光通过三棱镜后得到彩色图样是利用光的衍射现象
C ．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
D ．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
4、一质点沿x 轴运动，其位置x 随时间t 的变化规律为215105x t t =-+（各物理量均采用国际单位制单位）．下列关于该质点运动的说法正确的是（ ）
A ．该质点的加速度大小为5 m/s 2
B ．t ＝3 s 时刻该质点速度为零
C ．0~3 s 内该质点的平均速度大小为10 m/s
D ．质点处于x ＝0时其速度大小为20 m/s
5、氢原子的能级如图所示，氢原子从n ＝4能级直接向n ＝1能级跃迁所放出的光子，恰能使某金属产生光电效应，
下
列判断错误的是()
A．氢原子辐射出光子后，氢原子能量变小
B．该金属的逸出功W0＝12.75 eV
C．用一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，该金属仍有光电子逸出
D．氢原子处于n＝1能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动
6、在物理学的发展史上，许多科学家都做出了卓越的贡献．下列关于若干科学家及其所做科学贡献的叙述中，正确的是（）
A．伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动状态的原因”的观点
B．牛顿依据大量的观察数据归纳出了行星运动的三大定律
C．库仑引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用
D．奥斯特发现了磁场对电流的作用力
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，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A．其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程．该循环过程中，下列说法正确的是__________．
A．A→B过程中，气体对外界做功，吸热
B．B→C过程中，气体分子的平均动能增加
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化
E.该循环过程中，气体吸热
8、不同的原子核，其核子的平均质量m（原子核的质量除以核子数）与原子序数Z的关系如图所示．下列说法中正确的是（）
A．随原子序数的增大核子的平均质量先减小后增大
B．原子核E的比结合能比原子核F的比结合能大
C．原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量
D．原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能
9、图甲为磁控健身车，图乙为其车轮处结构示意图，在金属飞轮的外侧有磁铁与飞轮不接触，人用力蹬车带动飞轮旋转时，需要克服磁铁对飞轮产生的阻碍，通过调节旋钮拉线可以实现不同强度的健身需求（当拉紧旋钮拉线时可以减少磁铁与飞轮间的距离），下列说法正确的是
A．飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力
B．人蹬车频率一定时，拉紧旋钮拉线，飞轮受到的阻力越小
C．控制旋钮拉线不动时，飞轮转速越大，受到的阻力越小
D．控制旋钮拉线不动时，飞轮转速越大，内部的涡流越强
10、光滑斜面AE被分为四个相等的部分,一物体从A点由静止释放，下列结论正确的是（）
A．物体到达各点的速率v B∶v C∶v D∶v E=1∶2∶3∶2
B．物体从A到E的平均速度=v B
C．物体到达各点所经历的时间t E=2t B2t C3D
D．物体通过每一部分时,其速度增量v B－v A=v C－v D=v D－v C=v E－v D
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）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．
(1)本实验中，下列选项中可以减小实验误差的是_________．
A．细绳OB和OC间的夹角尽量小些
B．两弹簧秤读数的差值要适当小些
C．拉橡皮筋的细绳要稍短一些
D．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要与弹簧秤刻度盘垂直
(2)为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧秤成一定角度拉橡皮筋时，必须记录的有_________．
A．两细绳的方向B．橡皮筋的原长C．两弹簧秤的示数
(3)实验中，若将OB换成橡皮筋，对实验验证_________发生影响．(选填“会”或“不会”)
12．（12分）为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光子”的概念，并给出了光电效应方程．但这一观点一度受到质疑，密立根通过下述实验来验证其理论的正确性，实验电路如图1所示．
（1）为了测量遏止电压U C与入射光频率的关系，实验中双刀双掷开关应向____闭合．（填“ab”或“cd”）
（2）如果实验所得U C-υ图象如图2所示，其中U1、υ1、υ0为已知量，电子电荷量e，那么：
①只需将__________________与普朗克常量h进比较，若在误差许可的范国内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的．
②该实验所用光电管的K极材料的逸出功为___________________．
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）某种磁缓冲装置可简化为如图所示的模型:宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上框架底部有高度为H、方向垂直于框架平面向里磁感应强度为B的匀强磁场区域．框架的上端接有一个电子元件,其阻值为R．质量为m、电阻为r的金属棒ab与框架始终接触良好无摩擦，且保持水平．将金属棒ab从与磁场区域上方距离为h处由静止释放，金属棒沿框架向下运动,落地前已达到稳定速度．不计金属框架的电阻,重力加速度为g．求:
(1)金属棒进人磁场瞬间，流过金属棒的电流大小和方向?
(2)从释放金属棒到落地整个过程中电子元件的发热量为多少J?
(3)求导体在磁场中运动的时间?
14．（16分）如图所示，光电管的阴极k是用极限波长为λ0= 5.0×10-7m的钠制成．现用波长为λ=3.0×10-7m的紫外线照射阴极K,当光电管阳极A和阴极K之间的电压U =2.1V时，光电流达到最大值I m=0.56μA．已知元电荷的电荷量
e=1.60×10-19C，普朗克常量h =6.63×10-34J.s，光速c=3×108m/s. 求：
（1）每秒钟内由阴极K发射的光电子数目n；
（2）电子到达阳极A时的最大初动能E km；(保留三位有效数字)
（3）该紫外线照射下阴极的遏止电压U c． (保留三位有效数字)
15．（12分）如图所示，半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。

一质量m=0.10kg的小球，以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度大小a=3.0m/s2的匀减速直线运动，运动4.0m后达到A点，冲上竖直半圆环，经过B点，然后小球落在C点。

（取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力）．
（1）求小球到达A点时的速率和在水平地面上运动时受到的摩擦力大小；
（2）求小球在B点时受到的向心力；
（3）试问：小球落在C时的速率和它在A点时的速率是否相等？为什么？
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】
输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可。

【详解】
AB．当S闭合时，两个电阻并联，电路的总电阻减小，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压不变，即V1示数不变，副线圈的电流变大，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，所以输电线ab和cd上的电压变大，所以V2的示数变小，故A错误，B正确；
CD．副线圈的电流变大，所以A2和A1的示数变大，由于R1两端电压减小，所以A3的示数减小，故C、D错误。

【点睛】
本题主要考查了变压器在输电方面的的应用，较为简单。

2、A
【解析】
试题分析：牛顿第一定律是逻辑思维的产物，不是直接从实验得到的，故A正确；牛顿第二定律、万有引力定律和库仑定律均是实验定律，故BCD错误。

考点：物理学史
【名师点睛】本题考查了理想实验的理解和应用，在平时学习中要加强基本规律的理解，平时注意加强练习。

3、C
在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，故A 错误．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光折射现象，故B 错误．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故C 正确；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故D 错误．故选C ．
4、D
【解析】
A 、将匀变速直线运动的位移时间公式为：2012x v t at =+与215105x t t =-+对比得：该质点的初速度：v 1=11m/s ，加速度a =-11m/s 2，故A 错误．
B 、t =3s 时刻该质点速度为：v =v 1+at =11 m/s -11 m/s 2×3 s =-21m/s ，故B 错误．
C 、将t =1代入215105x t t =-+得：x 1=15m ，将t =3s 代入215105x t t =-+得：x 2=1，所以1~3s 内该质点的平均速度大小为：150 m/s 5m/s 3
x v t ∆-===∆，故C 错误． D 、由上知：t =3s 时质点的坐标是x =1．根据速度时间公式得：v =v 1+at =11+（-11）×3=-21m/s ，速度大小为21m/s ，故D 正确．
故选D ．
5、C
【解析】
A.氢原子发生跃迁，辐射出光子后，氢原子能量变小，故A 说法正确。

B. 恰能使某金属产生光电效应，由
跃迁到，辐射的光子能量最大值为，所以该金属的逸出功为
，故B 说法正确。

D. 一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的能量小于从
能级直接向能级跃迁辐射出光子的能量，则不会发生光电效应，故C 说法错误。

D.根据波尔原子模型可知，处于
能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动，故D 说法正确。

本题选不正
确的，应该C 。

6、A
【解析】
A 、伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动原因”的观点，故A 正确；
B 、开普勒依据大量的观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律，故B 错误；
C 、法拉第引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用，故C 错误；
D 、安培发现了磁场对电流的作用力，故D 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、ADE
【解析】
A B →过程中，体积增大，气体对外界做功，B C →过程中，绝热膨胀，气体对外做功，温度降低，C D →过程中，等温压缩，D A →过程中，绝热压缩，外界对气体做功，温度升高．
【详解】
A.A B →过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，故A 正确；
B.B C →过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B 错误；
C.C D →过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C 错误；
D.D A →过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增大，气体分子的速率分布曲线发生变化，故D 正确；
E.该循环中，气体对外做功大于外界对气体做功，即0W <；一个循环，内能不变，0U =，根据热力学第一定律，0Q >，即气体吸热，故E 正确；
故选ADE
【点睛】
本题考查了理想气体状态方程的应用，根据图象判断出气体体积如何变化，从而判断出外界对气体做功情况，再应用热力学第一定律与题目所给条件即可正确解题；要知道：温度是分子平均动能的标志，理想气体内能由问题温度决定． 8、AD
【解析】
（1）由图象可知，随原子序数的增大核子的平均质量先减小后增大，A 正确；
（2）由图象可知，原子核E 的核子的平均质量大于原子核F 核子的平均质量，若从E 核转变为F ，必然存在核子的质量亏损，释放能量，比结合能增加，故原子核F 的比结合能更大，B 错误；
（3）由图象可知，D 和E 核子的平均质量大于F 核子的平均质量，原子核D 和E 聚变成原子核F 时，核子总质量减小，有质量亏损，要释放出核能，C 错误；
（4）由图象可知，A 裂变成原子核B 和C 时，核子的平均质量变小，核子发生了质量亏损，释放出核能，D 正确； 故本题选AD
【点睛】
根据图象判断出各原子核质量关系，然后判断发生核反应时质量变化情况，结合质能方程分析判断．
9、AD
【解析】A 、飞轮在磁场中做切割磁感线的运动，会产生感应电动势和感应电流，根据楞次定律可知，磁场会对运动的飞轮产生阻力，以阻碍飞轮与磁场之间的相对运动，所以飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力，故A 正确；
B 、拉紧旋钮拉线，磁铁越靠近飞轮，飞轮处于的磁感应强度越强，所以在飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大；飞轮受到的阻力越大，故B 错误；
CD 、控制旋钮拉线不动时，则有磁铁和飞轮间的距离一定，飞轮转速越大，根据法拉第电磁感应定律可知，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，内部的涡流越强，故D 正确，C 错误；
故选AD 。

【点睛】金属飞轮在磁场中运动的过程中产生感应电流，与磁场之间产生相互作用的电磁阻力，由此分析即。

10、AB
【解析】
解：A 、根据运动学公式2202v v ax -=得：物体由A 点从静止释放，所以22v ax =所以物体到达各点的速率之
B C D E v v v v =：：： . 故A 正确．
B 、初速度为零的匀加速直线运动，开始相对时间内的位移之比为1：3，因为AB ：BE=1：3，知B 点是AE 段中间时刻的位置，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，知物体从A 到E 的平均速度等于B 点的瞬时速度．故B 正确．
C.根据运动学公式2012x v t at =+,又初速度为零,得：t =物体到达各点经历的时间B C D E t t t t =：：：,
即2
E B C D t t ===故C 错误．
D 、因为B C D
E v v v v =：：：，故物体通过每一部分时其速度增量不等，故D 错误．故选AB ．
【点睛】本题是同一个匀加速直线运动中不同位置的速度、时间等物理量的比较，根据选项中需要比较的物理量选择正确的公式把物理量表示出来，再进行比较．
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、BD AC 不会
【解析】
（1）根据平行四边形定则可知两绳夹角太小将会导致合力过大，若用一个弹簧测力计拉时可能超过量程，故夹角不能太小或太大，适当即可，A 错误；.两弹簧秤读数的差值要适当小些，保持它们都在精确读数的指针范围内，B 正确；对拉橡皮筋的细绳要尽量长些，可以准确记录力的方向，C 错误；实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要与弹簧秤刻度盘垂直，D 正确．故本小题选BD ；
（2）为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧秤成一定角度拉橡皮筋时，必须记录两个拉力的方向和大小，故本小题
选AC ；
（3）将细绳OB 换成橡皮筋，产生的力学效果是相同的，故对实验的验证不会产生影响．
【点睛】
根据实验原理以及方法分析实验中减小误差的一些方法；明确绳子的作用，从而明确绳子被橡皮筋代替后的影响；根据实验中的数据处理方法分析所需要的数据分析应记录的内容．
12、cd 110
U e νν- 0h ν 【解析】
（1）测量遏止电压需要将阴极K 接电源的正极，可知实验中双刀双掷开关应向下闭合到cd ．
（2）①根据爱因斯坦光电效应方程：E k =hv-W 0
由动能定理：eU=E k 得：110h h U v v e e =
-， 结合图象知：110
U h k e v v ==-； 解得普朗克常量：h=110
eU v v -， ②截止频率为v 0，则该金属的逸出功：W 0=hv 0
【点睛】
解决本题的关键掌握光电效应方程，对于图象问题，关键得出物理量之间的关系式，结合图线的斜率或截距进行求解，解决本题的关键掌握光电效应方程以及最大初动能与遏止电压的关系．
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)I =方向a →b (2)()2212X mgR R Q mg H h m B L R r ⎡⎤⎛⎫=+-⨯ ⎪⎢⎥+⎝⎭⎣
⎦ (3) (
)22222m g R r B L H R r B L t mg
++-+= 【解析】
（1）金属棒进入磁场前自由落体
由2202t v v ax -=
可得金属棒进入磁场瞬间速度为：1v =E BLV = U I R =
I =,方向由a 到b （2）金属棒落地前处于平衡状态：BIL mg =
()
222mg R r V B L +=
系统总发热量为：()2212Q mg H h mv =+-
总 电子元件发热量为：()2212X R mgR R Q Q mg H h m R r B L R r
⎡⎤⎛⎫==+-⨯ ⎪⎢⎥++⎝⎭⎣⎦总 （3）21mgt BILt mv mv -=-
BLH Q It R r
==+电场 得：(
)22222m g R r B L H R r B L t mg
++-+= 14、（1）3.5×
1012 (个)（2）6.01×10-19J(或3.76ev) （3）1.66V 【解析】
（1）光电流达到最大值时m q I t =
；q ne = 其中t=1s 解得n=3.5×
1012 (个) （2）光电子从阴极K 逸出时的最大初动能为E km0，
由光电效应方程有E km0=0c
c
h h λλ-
由动能定理E km = E km0+ Ue
解得E km =6.01×
10-19J(或3.76eV) （3）由U c e = E km0
可得U c =1.66V
15、 (1) 5m/s ，0.3N ； (2) 2.25N , 方向指向圆形轨道的圆心 ； (3) 相等，A 到C 机械能守恒，A C 在同一水平面，动能相同，所以速度大小相同。

【解析】
（1）对于小球的匀减速运动过程，有
2202A v v as -=-
即
227234A v -=-⨯⨯，
解得
v A =5m/s
小球的受力图如右图所示，由牛顿第二定律，得
f=ma
解得
f =0.1×3=0.3N
（2）对于小球沿光滑半圆形轨道由A 点运动到B 点的过程，小球的机械能守恒，则有
22110222
A B mv mv mg R +=+⋅ 解得
v B =3m/s
对于小球在B 点时的圆周运动瞬间，有
2=B v F m R
向 解得
F 向=2.25N
F 向的方向指向圆形轨道的圆心．
(3) 相等，A 到C 机械能守恒，A C 在同一水平面，动能相同，所以速度大小相同．
点睛：解决多过程问题首先要理清物理过程，然后根据物体受力情况确定物体运动过程中所遵循的物理规律进行求解；体会机械能守恒定律在解决力学问题中的优越性．。