上海市上海大学附属中学2022-2023学年物理高二下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
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置． 3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B 铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效． 5．如需作图，须用2B 铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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,光滑水平桌面上,有物块A 、B 用轻弹簧相连，两物块质量相等，即A B m m =，在水平拉力A F 和B F 的作用下一起运动，已知A B F F <，不计弹簧质量，则以下说法中正确的有（ ）
A ．撤去A F 瞬间，
B 的加速度一定变大
B ．弹簧突然从P 点断裂的瞬间，B 的加速度小于B B
F m
C ．撤去B F 后，弹簧将伸长
D ．撤去A F 后，弹簧将缩短
2、如图所示，矩形线圈处于匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直，则在两次以不同大小的速度，将线圈向右匀速拉出磁场过程中，相同的是
A ．通过线圈某一截面的电荷量
B ．拉力的功率
C ．线圈中产生的电热
D ．拉力大小
3、如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a 、b 和c ，各导线中的电流大小相同，其中a 、c 导线中的电流方向垂直纸面向外，b 导线中电流方向垂直纸面向里，每根导线都受到另外两根导线对它的安培
A．导线a所受合力方向水平向左
B．导线a所受合力方向水平向右
C．导线c所受合力方向水平向左
D．导线b所受合力方向水平向左
4、关于布朗运动，下列说法正确的是
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．布朗运动说明了组成小颗粒的分子在做无规则运动
C．温度越低布朗运动越激烈
D．布朗运动间接说明了液体分子在做无规则运动
5、相向运动的A、B两辆小车相撞后,一同沿A原来的方向前进,则碰撞前的瞬间（）
A．A车的动量一定大于B车的动量B．A车的速度一定大于B车的速度
C．A车的质量一定大于B车的质量D．A车的动能一定大于B车的动能
6、某系统的初状态具有内能1 J，在外界对它做0.5 J的功后，它放出0.2 J的热量，系统在这个过程中内能的增量是( ) A．0.7 J B．0.3 J C．1.3 J D．－0.3 J
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、关于光的波粒二象性的理解正确的是（）
A．大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性
B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子
C．高频光是粒子，低频光是波
D．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著
8、下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（）
A．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
9、在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如图1，并记录相关数据。

对于这两组实验，下列判断正确的是( )
A．因为材料不同,逸出功不同，所以遏止电压Uc不同
B．饱和光电流一定不同
C．光电子的最大初动能不同
D．分别用不同频率的光照射之后绘制Uc-ν图像（ν为照射光频率，图2为其中一小组绘制的图像），图像的斜率可能不同
10、原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有
A．4
2
He核的结合能约为14 MeV
B．4
2He核比6
3
Li核更稳定
C．两个2
1H核结合成4
2
He核时释放能量
D．235
92U核中核子的平均结合能比89
36
Kr核中的大
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）某同学用如图1所示的装置进行“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。

前的字母表示）
A．长度约为1.0m的细绳
B．长度约为30cm的细绳
C．直径约为2.0cm的塑料球
D．直径约为2.0cm的铁球
E．最小刻度为1cm的米尺
F．最小刻度为1mm的米尺
（2）用游标卡尺测量摆球直径时，游标尺的位置如图2所示，则可知摆球直径d为________mm。

（3）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是___________（选填选项前的字母）
A．把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，使之做简谐运动
B．在摆球到达最高点时开始计时
C．用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期
D．用秒表测量单摆完成30次全振动所用的总时间，用总时间除以全振动的次数得到单摆的周期
（4）若测出单摆的周期T、摆线长l、摆球直径d，则当地的重力加速度g = _________（用测出的物理量表示）。

（5）该同学改变摆长，测量出多组周期T、摆长L的值，作出T2-L图像，如图3所示。

他根据测量值作出的图像与理论值有偏差（两图线平行）。

他认为造成这个结果的原因可能是“实验时将摆线长和球的直径之和当成了摆长”。

请你分析他的说法是否正确________________________________________。

12．（12分）某同学利用图甲装置研究小车的匀变速直线运动，得到如图乙所示纸带（图中相邻两点间还有四个点未画出），测得S1＝2.45cm，S2＝3.26cm，S3＝4.04cm，S4＝4.82cm，S5＝5.63cm，S6＝6.49cm。

已知打点计时器所接交流电的频率为50Hz。

（1）打点计时器在打F点时的小车的速度v F＝_____m/s，小车的加速度为_____m/s2；（结果均保留两位有效数字）（2）若实验中流经打点计时器的交流电频率实际为52Hz，而该同学仍按50Hz计算，那么测得的加速度与实际值相比_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入．已知棱镜的折射率n2，AB＝BC＝8 cm，OA＝2 cm，∠OAB＝60°．
①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向． ②第一次的出射点距C 多远．
14．（16分）如图所示，电阻不计的光滑U 形导轨水平放置，导轨间距l ＝0.5m ，导轨一端接有R ＝4.0Ω的电阻．有一质量m ＝0.1kg 、电阻r ＝1.0Ω的金属棒ab 与导轨垂直放置．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B ＝0.2T ．现用F ＝5N 的水平恒力垂直拉动金属棒ab ，使它由静止开始向右加速运动，当金属棒向右运动的距离为x ＝2m 时速度达到v ＝10m/s ．设导轨足够长．求：
（1）此时金属棒ab 中电流I 的大小和方向； （2）此时金属棒ab 两端的电压U ；
（3）金属棒在向右运动2m 的过程中，电阻R 产生的焦耳热Q R ．
15．（12分）如图所示，A 气缸截面积为500cm 2，A 、B 两个气缸中装有体积均为10L 、压强均为1atm 、温度均为27℃的理想气体，中间用细管连接．细管中有一绝热活塞M ，细管容积不计．现给左面的活塞N 施加一个推力．使其缓慢向右移动,同时给B 中气体加热,使此过程中A 气缸中的气体温度保持不变．活塞M 保持在原位置不动．不计活塞与器
壁间的摩擦，周围大气压强为1atm=105Pa ．当推力35
10N 3
F =⨯时,求：
①活塞N 向右移动的距离是多少? ②B 气缸中的气体升温到多少?
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】
A ．设弹簧弹力为F 1，对于
B 物体的加速度
1
B B B
F F a m -=
撤去F A 瞬间，弹簧弹力不变，所以B 的加速度不变，故A 错误；
B ．弹簧突然从P 点断裂的瞬间，弹簧的弹力消失，所以B 的加速度等于B
B
F m .故B 错误；
C ．撤去F B 前，对整体分析，选取向右为正方向，整体的加速度 a =
B A
A B
F F m m -+
弹簧的弹力F 1: F 1−F A =m A a 则： F 1=F A +m A a =
B A A B
A B
m F m F m m ++
弹簧的伸长量： x 1=
1
F k
； 撤去F B 后，
a ″=A
A B
F m m +
弹簧的弹力F 2: F 2=m B a ″=
B A
A B
m F m m +
弹簧的伸长量： x 2=
2
F k
<x 1 所以撤去F B 后，弹簧将伸缩短．故C 错误；
F 3=m A a ′=A B
A B
m F m m +
所以弹簧的伸长量： x 3=
3
F k
<x 1. 所以撤去F A 后，弹簧将伸缩短．故D 正确． 故选D 。

点睛：先对两个物体组成的系统整体进行受力分析，得出弹簧的拉力的表达式，然后结合各选项的条件，使用牛顿第二定律逐个分析即可． 2、A 【解析】
设矩形线圈长为1L ，宽为2L ，因为线圈被匀速拉出，所以F F =安，感应电动势的大小2E BL v =，由闭合欧姆定律
得：E I R =，安培力为：2222B L v F BIL R ==安，则拉力222B L v F R =，拉力的功率为：222
2B L v P Fv R
==，由焦耳定律得产生的热量：2
222
121L B L L v E Q I Rt R R R R ⎛⎫==⨯⨯=
⎪⎝⎭
；通过线圈某一截面的电荷量：2121BL v L BL L E
q It t R R v R
==
=⨯=，由上分析可知拉力大小F 、拉力的功率P 、线圈中产生的电热Q 与速度有关，故不相同；而通过线圈某一截面的电荷量q 与速度无关，故相同，故选A ．
【点睛】线圈匀速拉出时，拉力等于安培力，结合切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律以及安培力的大小公式求出拉力的大小．拉力的功率P=Fv ；根据焦耳定律求出线圈中产生的热量．根据电量q=It 求出通过线圈某一截面的电荷量． 3、A 【解析】
试题分析：对a 来说，受到b 的斥力和c 的引力，而b 靠近a ，所以对a 的作用力更大，所以a 受到的合力向左，故A 正确，B 错误；对c 来说，和a 的情况正好相反，所以合力向右，故C 错误；对b 来说，受到a 、c 的斥力，并且是相等的，所以b 受到的合力为0，故D 错误。

考点：左手定则、安培力
【名师点睛】本题考查了学生对用安培定律中导线之间相互作用力、电流的大小、导线之间的距离等因素的关系了解和掌握，属于常见题型。

4、D
A. B. C. 悬浮在液体中的固体微粒由于受到周围液体分子撞击的冲力不平衡而引起无规则运动，所以布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，不是固体小颗粒分子的运动；故AB错误，D正确；
C. 布朗运动是液体分子撞击的冲力不平衡而引起的，故颗粒越小，温度越高，运动越剧烈，故C错误；
故选D.
5、A
【解析】
两车相撞过程，系统的动量守恒，相撞后，总动量沿A原来的方向，根据动量守恒定律得知，碰撞前的总动量的方向与A原来的速度方向，由于A.B是相向运动，动量又是矢量，则得，A车的动量一定大于B车的动量．由于两车的质量关系未知，无法判断速度大小、动能大小的关系．故A正确．
故选A
点睛：两车相撞过程，系统的动量守恒，相撞后，总动量沿A原来的速度方向，根据动量守恒定律分析可知，碰撞前的总动量的方向，即可得到两车动量大小的关系．
6、B
【解析】根据热力学第一定律：∆U=W+Q，因外界对它做0.5 J的功后，它放出0.2 J的热量，则∆U=0.5J-0.2J=0.3J，故选B.
点睛：本题考查了求系统内能的增量，应用热力学第一定律即可正确解题，解题时要处于各物理量正负号的含义．
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、AD
【解析】
ABD．光同时具备波的性质和粒子的性质，大量光子表现出波动性，个别光子表现为粒子性，故AD正确B错；C．波长越大、频率越小波动性越明显，而不是说其是波，故C错；
8、BC
【解析】
A．布朗运动是固体小颗粒的运动，它是分子热运动的间接反应，但不是分子热运动；故A错误；
B．分子间作用力随分子间距离的增大而减小，当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等；故B正确；
C．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用；故C正确；
D．单晶体具有规则的形状，并且也具有各向异性；故D错误；
故选BC．
【解析】
根据光电效应方程和得出遏止电压与入射光频率的关系式，从而进行判断；
【详解】
A、根据光电效应方程和得出，相同频率，不同逸出功，则遏止电压也不同，故A正确；
B、虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流不一定相同，故B错误；
C、根据光电效应方程得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同，故C正确；
D、因为，知图线的斜率等于，从图象上可以得出斜率的大小，已知电子电量，可以求出斜率与普朗克常量有关，即图像的斜率相同，故D错误。

【点睛】
解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道遏止电压与最大初动能之间的关系，注意图象斜率的含义。

10、BC
【解析】
A．由图知4
2
He核的比结合能约为7 MeV，所以结合能约为
4×7=28 MeV
故A错误；
B．4
2He核比6
3
Li核的比结合能大，所以4
2
He核比6
3
Li核更稳定，故B正确；
C．两个2
1H核结合成4
2
He核时，即由比结合能小的反应生成比结合能大的释放能量，故C正确；
D．由图知235
92U核中核子的平均结合能比89
36
Kr核中的小，故D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、ADF 20.6 AD
2
2
2(2)
l d
T
π+
正确
【解析】
第一空.摆长等于摆线的长度和摆球的半径之和，所以选择长近1m的细线，直径为2.0cm的铁球，需要测量摆长，所以需要最小刻度为1mm的米尺．故选：ADF．
第二空.摆球直径d为：20mm+0.1mm×6=20.6mm。

第三空.把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，使之做简谐运动，选项A正确；在摆球到达最低点时开始计时，
错误，D 正确；
第四空.
由2T =，则222
222
4()42(2)2=d
l L l d g T T T πππ++==； 第五空.根据单摆周期公式可知T 2和L 的关系为2
2
4T L g π=，理论上摆长2
d
L l =+。

若“实验时将摆线长和球的直径之和当成了摆长”，则测量的摆长值L l d =+，比理论值偏大了2
d。

这样对图线斜率没有影响，只是导致根据测量值作出的图线向右平移。

所以该同学的说法正确。

12、0.61 0.80 偏小 【解析】
第一空.图中相邻两点间还有四个点未画出，则有05
50.1s T T f
==
=； P 点的速度2
56(5.63 6.49)10m/s 0.61m/s 220.1
F S S v T -++⨯===⨯；
第二空.根据匀变速直线运动的判别式△x ＝aT 2，结合逐差法可得：
6543212
()()
9S S S S S S a T ++-++=
代入数据解得：a ＝0.80m/s 2 第三空.由2
6543216543212
()()()()=9925
S S S S S S S S S S S S a f T ++-++++-++=
⨯， 可知因f 测＜f 实，得a 测＜a 实，即加速度的测量值比实际值偏小.
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光线第一次从CD 边射出与CD 边成45°斜向左下方；
m ； 【解析】 根据1
sinC n
=
，求出临界角的大小，从而作出光路图，根据几何关系，结合折射定律求出出射光线的方向；根据几何关系，求出第一次的出射点距C 的距离； 【详解】 (1)
因为1sinC n =
=，所以得临界角45C =︒ 第一次射到AB 面上的入射角为60︒，大于临界角,所以发生全反射，反射到BC 面上，入射角为60︒，又发生全反
根据折射定律得sinr n sini
=
解得45r =︒ 即光从CD 边射出,与CD 边成45︒斜向左下方；
(2)根据几何关系得，AF =4cm
则BF =4cm
∠BFG =∠BGF ，则BG =4cm
所以GC =4cm
所以43CE = 14、（1）I = 0.2A 电流方向由b 指向a （2） U = 0.8V （3）R 4J Q =
【解析】
（1）感应电动势大小E Blv =
根据全电路欧姆定律 E I R r
=+ 代入数据解得电流 I = 0.2A
电流方向由b 指向a
（2） 金属棒ab 两端的电压即为电阻R 两端电压
根据部分电路欧姆定律得 U IR =
代入数据解得 U = 0.8V
（3）设电路中产生的焦耳热为Q
根据功和能的关系有 212
Fx mv Q =+ 根据焦耳定律有 2()Q I R r t =+
电阻R 产生的焦耳热 R R Q Q R r
=
+ 联立以上各式解得R 4J Q =
点睛：由E=Bdv 求出金属棒产生的感应电动势，ab 相当于电源，其两端的电压是外电压，由欧姆定律求解ab 两端的
电压；根据功能关系，拉力做的功等于动能的增量和回路产生的焦耳热，根据焦耳定律求出电阻R 产生的焦耳热．
15、① 5 cm ；②127℃
【解析】
①加力F 后，A 中气体的压强为504103
A F p p Pa S '=+
=⨯ 对A 中气体：由p A V A =p A ′V A ′ 则得5510344
103
A A A A A A p V V V V p '==='⨯ 初态时，3
101020500
A A A V L cm S ⨯=== ，L A ′= A A V S '=15cm 故活塞N 向右移动的距离是s=L A -L A ′=5cm
②对B 中气体，困活塞M 保持在原位置不动，末态压强为p B ′=p A ′=
43×105Pa 根据查理定律得： B B B B p
p T T '='
解得，T B ′= B B B
p T p '=400K 则 t B =400-273=127℃
点睛：对于两部分气体问题，既要分别研究各自的变化过程，同时要抓住之间的联系，本题是压强相等是重要关系．。