2023年上海市华东师大三附中高二物理第二学期期末预测试题含解析

2022-2023学年高二下物理期末模拟试卷
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、光子有能量，也有动量，它也遵守有关动量的规律．如图所示，真空中有一“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′ 在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片．当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于此装置开始时转动情况（俯视）下列说法中正确的是
A ．逆时针方向转动
B ．顺时针方向转动
C ．都有可能
D ．不会转动
2、如图，一质点从A 点开始做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为a ，B 、C 、D 是质点运动路径上三点，且BC ＝x 1，CD ＝x 2，质点通过B 、C 间所用时间与经过C 、D 间所用时间相等，则质点经过C 点的速度为( )
A ．12212
x x a x x +- B ．12214x x a x x +- C ．21
122x x a x x -+ D ．
21124x x a x x -+ 3、如图所示，正方形线圈边长0.2m L =，匝数20n =匝，线圈电阻为4R =Ω，在磁感应强度为0.5B T =的匀强磁场中以角速度100rad/s ω=绕OO '轴匀速转动．若从图示位置开始计时，则（ ）
A ．线圈电动势的最大值是2V
B ．线圈电动势的有效值是40V
C ．线圈电动势瞬时值的表达式为40cos100V e t =
D ．线圈由图示位置转过2
π的过程中，通过导线线截面的电荷量为0.1C 4、如图所示，在孤立的点电荷产生的电场中有a 、b 两点，a 点的电势为a ϕ，场强大小为a E ，方向与ab 连线垂直。

b 点的电势为b ϕ，场强大小为b E ，方向与ab 连线的夹角为30°。

则a 、b 两点的场强大小及电势高低的关系是（ ）
A ．a b ϕϕ>，a b E E =
B ．a b ϕϕ<，a b E E =
C ．a b ϕϕ>，a b E E <
D ．a b ϕϕ<，a b
E E >
5、氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中( )
A ．原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大
B ．原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小
C ．原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能减小
D ．原子要吸收光子,电子的动能减小,原子的电势能增大
6、下列说法正确的是（ ）
A ．气体对外界做功，其内能一定减小
B ．气体从外界吸热，其内能一定增大
C ．温度越高，分子热运动越剧烈
D ．温度越低，分子的平均动能越大
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、直线P 1P 2过均匀玻璃球球心O ，细光束a 、b 平行且关于P 1P 2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示。

a 、b 光相比 ( )
A ．玻璃对a 光的折射率较大
B ．a 光在玻璃中的传播速度较大
C ．在真空中，a 光波长大于b 光波长
D ．若从同一介质射入真空，发生全反射时a 光的临界角比b 光小
E. 用同一双缝干涉实验装置观察，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距
8、如图所示的电场中有A 、B 两点，下列判定正确的是：( )
A ．电势φA >φ
B ，场强E A >E B
B ．电势φA >φB ，场强E A <E B
C ．将电荷量为q 的正电荷从A 点移动B 点，电场力做正功，电势能减小
D ．将电荷量为q 的负电荷分别放在A 、B 两点，电荷具有电势能pA pB
E E
9、一小型发电机通过升压、降压理想变压器把电能输送给某学校，降压变压器的原副线圈的匝数比为50：1，两个变压器间的输电导线的总电阻为50Ω，若用户消耗的总功率为22kW ，降压变压器输出电压为220V ，则
A ．输电线输送电流大小为4A
B ．升压变压器副线圈的电压11100V
C ．发电机的输出功率为22.2kW
D ．输电线损耗的功率占发电机输出功率的8%
10、关于热学规律，下列说法正确的是（ ）
A ．第二类永动机不能制成，因为它违反了能量守恒定律
B ．一定质量的理想气体在等温压缩过程中，一定向外界放出热量
C ．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
D ．利用高科技手段，可以使散失在环境中的内能全部重新收集起来加以利用
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） (1)在“探究楞次定律”的实验中除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外,还要用到电表．请从下列电表中选择（______）
A ．量程为0~3 V 的电压表
B．量程为0~3 A的电流表
C．量程为0~0.6 A的电流表
D．零刻度在中间的灵敏电流表
(2)某同学按下列步骤进行实验:
①将已知绕向的螺线管与电表连接;
②设计表格,记录将磁铁N、S极插入和抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向;
③分析实验结果,得出结论．
上述实验中,漏掉的实验步骤是______．
丙
(3)图甲为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时,在计算机屏幕上得到的波形,横坐标为时间t,纵坐标为电流I．根据图线分析知道:将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图甲内①所示图线．现用该磁铁,如图乙所示,从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动,并穿过线圈向远处而去．图丙中较正确地反映线圈中电流I与时间t 关系的是____．
12．（12分）某同学想要描绘标有“2.5V，0.3A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增加到额定值，且尽量减小实验误差，可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：
A．电压表V，量程0~3V，内阻约5kΩ
B．电流表A1，量程0~300mA，内阻约0.25Ω
C．电流表A2，量程0~100mA，内阻约5Ω
D．滑动变阻器R1，最大阻值10Ω，额定电流2.0A
E. 滑动变阻器R2，最大阻值100Ω，额定电流1.0A
F. 直流电源E，电动势约3V，内阻2Ω
①上述器材中，电流表应选__________，滑动变阻器应选___________（填写所选器材前的字母代号）．
②请将虚线框内图1所示的实验电路图补画完整，并在图2中进行实物连线（____）．
③如图3是该同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线．从图线可以得出小灯泡灯丝的电阻率随温度变化的特点是
___________________．
④在实验中，当小灯泡两端加2.5V的电压时，此时小灯泡的电阻为__________Ω（保留两位有效数字）．
⑤在滑动变阻器滑动过程中，若用P、I、U、R分别表示小灯泡的功率、通过的电流、两端的电压和电阻，则下列图像可能正确的是_________
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）如图所示为火灾报警器的原理图，竖直放置的玻璃试管中装入水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出响声。

在27℃时，下端封闭的空气柱长为L1=20cm，水银柱上表面与导线端点的距离为L2=10cm，管内水银柱的重量为G=10N，横截面积为S=1cm2，大气压强P0=1.0×105Pa，问：
①当温度达到多少时报警器会报警？
②如果温度从27℃升到报警温度的过程中，封闭空气柱从外界吸收的热量为20J，则空气柱的内能增加了多少？14．（16分）图甲为一列简谐横波在t＝0.2s时的波形图，P为x＝2m处的一个质点，图乙为质点P的振动图象。

求:
（1）波速及波的传播方向：
（2）t＝0.45s时，质点P的纵坐标。

15．（12分）如图所示，矩形线圈abcd的匝数为N=50匝，线圈ab的边长为L1=0.2m，bc的边长为L2=0.25m，在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动，转动的角速度ω=1002rad/s，若线圈自身电阻为r=1Ω，负载电阻R=9Ω．试求：
（1）穿过线圈平面的最大磁通量Φm；
（2）线圈在图示位置（线圈平面与磁感线平行）时，感应电动势e的大小；
（3）1min时间内电阻R上产生的焦耳热Q的大小．
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、A
【解析】
白纸反射各种色光，故用平行白光垂直照射白纸片时光子会被反弹回去，而黑纸面会吸收各种色光，即光子与黑纸片碰撞后具有相同的速度方向，结合动量守恒知光子与白纸片碰撞后，白纸片会获得较大速度，故此装置会逆时针方向转动（俯视）．
故ACD 选项错误，B 正确．
2、A
【解析】
设质点从B 到C 所用时间为T ，则221x x aT -＝，因此T B 到D 的时间为C
点的速度12v 2C x x T ＝
+=，故A 正确，BCD 错误；故选A ． 3、D
【解析】 A ．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的最大值E m =nBSω=20×0.5×0.2×0.2×100V=40V ，故A 错误；
B ．根据正弦交流电最大值和有效值的关系，E
有==，故B 错误； C ．图示位置为中性面，从图示位置开始计时，线圈转动过程中的瞬时电动势表达式为：
e=nBSωsinωt=Emsinωt=40sin100πt （V ），故C 错误；
D ．根据感应电动势平均值为：
E n t φ∆=∆，感应电流平均值为：E I R
=，通过导线截面的电量：q=I t n R φ∆∆=，线圈从初始位置开始,转过90∘角的过程中，q=20×
0.50.20.24⨯⨯C=0.1C ，故D 正确． 故选D
4、D
【解析】
设孤立的点电荷为Q ，将E a 、E b 延长相交，交点即为孤立的点电荷的位置，如图所示。

设ab 两点到Q 的距离分别为r a 和r b ，由几何知识得到：
r a ：r b =1：2
根据电场强度的方向可知Q 带负电，以点电荷为球心的球面为等势面，负电荷越往外电势越高，所以有a b ϕϕ<； 由点电荷电场强度公式：
2
kQ E r = 可知，距离远的地方场强小，即a b E E >，D 正确。

故选D 。

5、D
【解析】
从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中，原子要吸收光子，能级增大，总能量增大， 根据22
2ke mv r r
=知，电子的动能减小，则电势能增大。

A. 原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，与结论不相符，选项A 错误；
B. 原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，与结论不相符，选项B 错误；
C. 原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，与结论不相符，选项C 错误；
D. 原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，与结论相符，选项D 正确。

6、C
【解析】
根据热力学第一定律公式△U=Q+W ，气体对外界做功，其内能不一定减少，故A 错误；根据热力学第一定律公式△U=Q+W ，气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，故B 错误；物体的温度越高，分子热运动越剧烈，故C 正确；温度是分子平均动能的标志，温度越低，分子的平均动能越小，故D 错误；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、BCE
【解析】
A.由图知，光线通过玻璃砖后，b 光的偏折角大，则玻璃对b 光的折射率较大，那么玻璃对a 光的折射率较小，故A
错误；
B.玻璃对a 光的折射率较小，由v=c/n 分析知，a 光在玻璃中的传播速度较大，故B 正确；
C. a 光的折射率较小，则a 光的频率较小，在真空中的波长较大，选项C 正确；
D. 玻璃对a 光的折射率较小，由sin C =1/n 可知，a 光的临界角较大，即若从同一介质射入真空，发生全反射时a 光的临界角比b 光大，选项D 错误；
E.用同一双缝干涉实验装置做实验，因玻璃对a 光的折射率较小，那么a 光的波长大，由L x d λ∆=
得a 光的相邻两明条纹之间的距离大，故E 正确；
8、BC
【解析】
AB 、电场线疏密表示电场的强弱，故场强A B E E <，沿着电场线的方向电势降低，可知A B ϕϕ>，故B 正确，A 错误； C 、将电荷量为q 的正电荷放在电场中，受力的方向是从A 指向B ，故从A 点移到B 点，电场力做正功，电势能减少，故C 正确；
D 、将电荷量为q 的负电荷分别放在A 、B 两点，根据P
E q ϕ=可知负电荷在电势低的地方电势能大，即有pA PB E E <，故D 错误；
故选BC ．
9、BC
【解析】
A.用户得到的电流44100A P I U ==用户，根据变流比可知，输电线输送电流2100A=2A 50I =
，A 项错误； B.降压变压器初级电压334411000V n U U n =
=，则升压变压器副线圈的端电压22310011000V=11100V U I R U =+=+，B 项正确；
C.发电机的输送功率2222.2kW P U I ==，C 项正确；
D.输电线损耗功率占总功率的比率为
22.2220.9%22.2
-=，D 项错误。

10、BC
【解析】
A.第二类永动机不能制成，因为违反了宏观热现象的方向性，即违反了热力学第二定律，故A 不符合题意．
B.一定质量的理想气体在等温压缩过程中，温度不变，内能不变，压缩气体，外界对气体做功，则一定向外界放出热量，故B 符合题意．
C.根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故C符合题意．
D.能量转化过程中，存在能量耗散，不能使散失在环境中的内能全部重新收集起来加以利用，故D不符合题意．
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查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系B
【解析】
（1）[1]．由于电流方向会发生变化，所以应该用零刻度在中间的灵敏电流表，故选D。

（2）[2]．因为本实验时探究“楞次定律”的实验，所以要查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系，从而来确定感应电流方向与原磁通量变化之间的关系。

（3）[3]．根据图线分析知道:将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图甲内①所示图线，则表明穿过线圈N极的磁通量增加时，应该形成图①的形状，当磁铁S极从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动,并穿过线圈向远处而去，则穿过线圈平面的S极的磁通量先增大后减小，且磁场方向与题中所给的方向恰好相反，所以图像应该是B，故选B。

12、B D 随着温度的升高，小灯泡灯丝的
电阻率增大8.3AC
【解析】
①小灯泡额定电流为0.3A，故电流表选A1．根据题意，要求小灯泡两端电压从零开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法，应选用总阻值较小的R1；
②滑动变阻器采用分压式接法，同时灯泡的电阻较小，为了减小误差，故只能采用电流表外接法，如图所示：
③从绘制出的伏安特性曲线的弯曲情况可以看出，随着温度的升高，小灯泡灯丝的电阻率增大；
④当小灯泡电压为2.5V 时，从图中读出此时流过小灯泡的电流为0.3A ，故U R I ==8.3Ω ⑤由公式21P U R
=和2P RI =可知，图A 和图C 的描述均正确；图B 中斜率代表电流，与实际情况不符；图D 中P 和R 关系不明，故错误．
【点睛】
①首先要明白实验原理，根据给定的仪表进行选择；①然后要判断实验电路的接法，知道本实验是采用电流表外接法，和滑动变阻器的分压式解法，连接电路并绘制电路图；③根据图象切线斜率的物理意义，可以判断电阻率的变化；④伏安特性曲线中的U 和I 一一对应，可以求出任一电压对应下的电阻值；
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、①T 2=450K ②ΔU =18J
【解析】
（1）过程为等压变化，由，得，
（2）气体对外做功
， 由热力学第一定律。

14、（1）v ＝5m/s ，x 轴正方向传播 （2）10cm
【解析】
（1）由题图乙可知，质点P 的振动周期为T ＝0.4s ，所以该波的传播周期为T ＝0.4s 。

由题图乙可知，当t ＝0.2s 时，质点P 正从平衡位置向y 轴负方向运动，根据平移法可知，该波一定沿x 轴正方向传播。

由题图甲可知，该波的波长为λ＝2m ，由v =T
λ，可得：v ＝5m/s 。

（2）由题图乙可知，振幅为0.1m ，所以振动方程为：
20.1sin 0.1sin 50.4
y t t ππ== 当t ＝0.45s 时，代入解得：
2m 20
y = 答：（1）v ＝5m/s ，x 轴正方向传播 （2）2m 20y =
15、（1）0.02Wb （2）2V （3）5.4×
104 J 【解析】
（1）穿过线圈平面的最大磁通量
120.40.20.25Wb0.02Wb
m BS BL L
Φ===⨯⨯=
（2）感应电动势的最大值
E m=NBωS=NBL1L2ω=50×0.4×0.2×0.25×V
线圈在图示位置时电动势达到最大值，此时感应电动势的值为V. （3）电动势的有效值为
=100V
电流有效值为
I=
E
R r
+
=
100
91
+
A=10A
电阻R上产生的热量为
Q=I2Rt=102 ×9×60=5.4×104 J
点睛：线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定．而通过某一电量时，则用平均值来求．。