2022-2023学年广西高二物理第二学期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
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、一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是( )
A ．若入照单色光的频率变大，该金属表面可能没有光电子逸出
B ．若入照单色光光的频率变小，该金属表面一定有光电子逸出
C ．若入照单色光的频率变大，从金属表面逸出光电子的最大初动能将增大
D ．若入照单色光的强度变大，从金属表面逸出光电子的最大初动能将增大
2、物理学中选定七个物理量的单位作为基本单位，根据物理公式中其他物理量和这几个物理量的关系，推导处其他物理量的单位，这些推导出来的单位叫做导出单位，基本单位和导出单位一起组成了单位制，则下列单位不相同的是（ ）
A ．N 和2kg m/s ⋅
B ．Pa 和2kg/s m ⋅
C ．J 和22kg m /s ⋅
D ．V 和2-1-1m kg s A ⋅⋅⋅
3、小型手摇发电机线圈共N 匝，每匝可简化为矩形线圈abcd ，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴'OO ，线圈绕'OO 匀速转动，如图所示，矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，不计线圈电阻，则发电机输出电压
A ．峰值是0e
B ．峰值为20e
C 02Ne
D 02Ne
4、两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是：
A．1:1 B．1:2C．1:2 D．1:4
5、如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为，则图（a）中L1的功率和图（b）中L1的功率分别为( )
A．P、P B．9P、C．、9P D．、9P
6、如图，用能量为12.09eV的光子照射一群处于基态的氢原子，则氢原子
A．不能跃迁到其他能级
B．只能跃迁到n=3的能级
C．跃迁后只能辐射一种频率的光子
D．跃迁后不能再辐射出能量为12.09eV的光子
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、在地球表面以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点．假如宇航员登上某个与地球差不多大小的行星表面，仍以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间4t后回到出发点．则下列说法正确的是( )
A．这个行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1∶2
B．这个行星的质量与地球质量之比为1∶2
C．这个行星的自转周期与地球的自转周期之比为1∶2
D．这个行星的密度与地球的密度之比为1∶4
8、某日白天的气温是20 ℃，空气中水蒸气的压强是1.1×103 Pa；夜间，空气中水蒸气的压强不变，气温降到10 ℃，已知20 ℃时水的饱和汽压为2.3×103 Pa，10 ℃时水的饱和汽压为1.2×103 Pa，则我们感觉到的潮湿与干爽情况是A．夜间干爽B．白天潮湿C．白天干爽D．夜间潮湿
9、如图甲所示，光滑“∠”型金属支架ABC固定在水平面里，支架处在垂直于水平面向下的匀强磁场中，一金属导体棒EF放在支架上，用一轻杆将导体棒与墙固定连接，导体棒与金属支架接触良好，磁场随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（）
A．1t时刻轻杆对导体棒的作用力最大
B．2t时刻轻杆对导体棒的作用力为零
C．2t到3t时间内，轻杆对导体棒的作用力先增大后减小
D．2t到4t时间内，轻杆对导体棒的作用力方向不变
10、下列说法中正确的是（）
A．机械能可以全部转化为内能而不引起其他变化
B．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体
C．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不弓|起其他变化
D．因违背能量守恒定律而不能制成的机械称为第二类永动机
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）下图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接。

(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好________。

(2)在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将原线圈迅速从副线圈抽出时，灵敏电流计指针将_________（选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）。

12．（12分）用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示．
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用（选填选项前的字母）
A．长度为1m左右的细线B．长度为30cm左右的细线
C．直径为1.8cm的塑料球D．直径为1.8cm的铁球
（2）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=________ （用L、n、t表示）
（3）下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理．
请计算出第3组实验中的T=________ s，g= ________ 2
/
m s
（4）用多组实验数据做出2T L
-图线的示意图如图中的
-图像，也可以求出重力加速度g，已知三位同学做出的2T L
a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值．则相对于图线b，下列分析正确的是（选填选项前的字母）．
A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
（5）某同学在家里测重力加速度．他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长．实验中，当O、A间细线的长度分别为1l和2l时，测得相应单摆的周期为1T、2T，由此可得重力加速度g=________ （用1l、2l、1T、2T表示）．
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）图为类似于洛伦兹力演示仪的结构简图，励磁线圈通入电流I，可以产生方向垂直于线圈平面的匀强磁场，其磁感应强度B＝kI(k＝0.01 T/A)，匀强磁场内部有半径R＝0.2 m的球形玻璃泡，在玻璃泡底部有一个可以升降的粒子枪，可发射比荷＝108C/kg的带正电的粒子束.粒子加速前速度视为零，经过电压U(U可调节，且加速间距很小)加速后，沿水平方向从玻璃泡圆心的正下方垂直磁场方向射入，粒子束距离玻璃泡底部边缘的高度h＝0.04 m，不计粒子间的相互作用与粒子重力.则：
(1)当加速电压U＝200 V、励磁线圈电流强度I＝1 A(方向如图)时，求带电粒子在磁场中运动的轨道半径r；
(2)若仍保持励磁线圈中电流强度I＝1 A(方向如图)，为了防止粒子打到玻璃泡上，加速电压U应满足什么条件；
(3)调节加速电压U，保持励磁线圈中电流强度I＝1 A，方向与图中电流方向相反.忽略粒子束宽度，粒子恰好垂直打到玻璃泡的边缘上，并以原速率反弹(碰撞时间不计)，且刚好回到发射点，则当高度h为多大时，粒子回到发射点的时间间隔最短，并求出这个最短时间.
14．（16分）气球以10 m/s的速度沿竖直方向匀速上升，当它上升到离地175 m的高处时，一重物从气球上掉落，则（1）重物需要经过多长时间才能落到地面？
（2）到达地面时的速度是多大？(g 取10 m/s 2)
15．（12分）如图所示电路，电动机的线圈电阻是1Ω，电动机工作时电压表的示数是12V ，电池组的电动势是22V ，内电阻是1Ω，电阻器R 的阻值为4Ω。

求：电动机输出的功率。

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】
一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出说明入射光的频率大于极限频率
A 、若入照单色光的频率变大，则知入射光频率也大于极限频率，能发生光电效应，故A 错；
B 、若入照单色光光的频率变小，则入射光的频率可能小于极限频率，则不一定发生光电效应，故B 错；
C 、若入照单色光的频率变大，根据
可知从金属表面逸出光电子的最大初动能将增大，故C 对； D 、根据
可知最大初动能与入射光的频率有关，故D 错； 故选C
2、D
【解析】
A 、N 是力的单位，根据F ma =可知， N 和2kg m/s ⋅相同，故A 相同；
B 、Pa 是压强的单位，F 的单位为2kg m/s ⋅，根据F P s
=可知，Pa 和2kg/s m ⋅相同，故B 相同； C 、J 是能量的单位，F 的单位为2kg m/s ⋅，根据W =FL 可知，J 和22kg m /s ⋅相同，故C 相同；
D 、V 是电压的单位，F 的单位为2kg m/s ⋅，根据,W U W FL q
==可知，V 和2-2-1m kg s C ⋅⋅⋅相同，故D 不相同； 故不相同的是选D ．
【点睛】考查对单位制的掌握情况．单位制是由基本单位的导出单位组成的．根据单位只能判断出等式是相同的，或不相同．
3、D
【解析】
由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne0，故选项A、B错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U＝，即U＝，故选项C错误；选项D正确．
【考点定位】对正弦式交变电流的产生原理的理解，以及其四值运算、闭合电路欧姆定律的应用．
【名师点睛】熟知并理解教材中正弦式交变电流的产生原理，能自己熟练推导该交变电流的瞬时值表达式．
【方法技巧】（1）高三复习要能不忘回归教材，千万不能“舍本求源”，一味做、复习课本以外的内容．
（2）根据题图分析对ab边、cd边而言，它们产生的感应电动势方向虽然相反，但对单匝线圈，ab边和cd边产生的感应电动势方向相同，又因为有N匝线圈，因此总感应电动势峰值应累加，另外要能熟记有效值的计算方法．
【规律总结】对正弦式交变电流，峰值为其有效值的倍，另在进行四值运算时，要注意量与量之间、四值之间的对应．
4、C
【解析】
正弦交流电的有效值是最大值的1
2
，则热功率为：2
()
2
m
i
P R
=，而方波形交流电的热功率为2
m
P i R
'=，可得：
:1:2
P P'=.
A.1:1与计算结果不相符；故A项错误.
B. 1:2与计算结果不相符；故B项错误.
C.1:2与计算结果相符；故C项正确.
D.1:4与计算结果不相符；故D项错误.
5、B
【解析】
由题意可知，两种情况下变压器输入功率为均为2P．设灯泡L2、L3的电压为U，电流为I，电阻为R，则有P=．根据电压与匝数成正比可知，两种情况下变压器的输入电压均为3U，根据输入功率和输出功率相等可知，变压器输入电
流为I ．所以图（a ）中L 1的功率为
P a ==9P
图（b ）中L 1的功率为
P b =()2R =P
A. P 、P 与上述计算结果9P 、不相符，故A 不符合题意；
B. 9P 、 与上述计算结果9P 、相符，故B 符合题意；
C. 、9P 与上述计算结果9P 、不相符，故C 不符合题意；
D. 、9P 与上述计算结果9P 、不相符，故D 不符合题意；
6、B
【解析】
AB.若用能量为12.09eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，原子能量为E =-13.6+12.09eV=-1.51eV ，依据氢原子的能级图可知处于基态的氢原子能发生跃迁到n =3的能级，故B 正确，A 错误；
CD.从n =3向低能级跃迁，能辐射出3种不同频率的光子，其中从n =3到n =1的跃迁能辐射出12.09eV 的光子，选项CD 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、AD
【解析】
地球表面重力加速度为：g=02 v t ，未知行星表面重力加速度为：g′=0 2v t
，故两个星球的重力加速度大小之比为：g ：g′=4：1；第一宇宙速度gR g R 'v′：v=1：2，故A 正确；根据g=2GM R ，g′=2
GM R '，有M′：M=1：4，故B 错误；条件不足，自转周期情况无法确定，故C 错误；由于M′：M=1：4，体积相同，故这个行星的平均密度与地球的平均密度之比为1：4，故D 正确；故选AD ．
【点睛】
本题综合考查了竖直上抛运动和万有引力定律，重力加速度是联系两个问题的桥梁，解题时关键是记住运动学公式，知道在地球的表面重力等于万有引力，知道第一宇宙速度的表达式v=gR．
8、CD
【解析】相对湿度=；所以白天20℃时的相对湿度为：=0.48；夜间10℃时的相对湿度为：，故我们干酒白天干爽，夜间潮湿，故选CD.
9、BC
【解析】
A、1t时刻磁感应强度的变化率为零，因此回路中的感应电流为零，导体棒受到的安培力为零，因此轻杆对导体棒的作用力为零，A项错误；
B、2t时刻磁感应强度的变化率，则回路中的感应电流不为零，但磁感应强度为零，因此导体棒受到的安培力为零，轻杆对导体棒的作用力为零，B项正确；
C、2t时刻杆对导体棒的作用力为零，3t时刻杆对导体棒的作用力也为零，2t到3t的过程中安培力不为零，因此轻杆对导体棒的作用力先增大后减小，C项正确；
D、2t到3t时间内，磁感应强度增大，因此回路有收缩的趋势，导体棒受到的安培力向左，轻杆对导体棒的作用力向右，同理分析，3t到4t时间内，杆对导棒的作用力向左，D项错误．
故选BC．
【点睛】
本题考查电磁感应定律感生模型的动态分析，分析B-t图象，其斜率表示磁感应强度的变化率，要注意区分磁通量与磁通量的变化率，二者并无决定性关系，正确分析图象是解题关键．
10、AC
【解析】
A．根据热力学第二定律，机械能可能全部转化为内能而不引起其他变化，选项A正确；
B．热量能够从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，选项B错误；
C．根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不弓|起其他变化，选项C正确；D．第二类永动机不违背能量守恒定律，只是违背热力学第二定律，选项D错误。

故选AC。

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、（1）如图
（2）向左偏
【解析】
第一空.电路连接如图；
第二空. 在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，即当穿过线圈的磁通量增加时，电流计指针向右偏；那么合上开关后，将原线圈迅速从副线圈抽出时，穿过线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针将向左偏。

12、（1）AD （2）2224n L t
π （3）2.01；9.76（9.76~9.77） （4）B （5）()22122124l l T T π--或()21222214l l T T π-- 【解析】
①在用单摆测定力加速度的实验基本条件是摆线长度远大于小球直径，小球的密度越大越好；故摆线应选取长约1m 左右的不可伸缩的细线，摆球应选取体积小而质量大的铁球，以减小实验误差，故选AD ．
②n 次全振动的时间为t ，则振动周期为t T n =，根据单摆周期公式2L T g =，可推出2224n L g t
π= ③50次全振动的时间为100.5s ，则振动周期为100.5s 2.01s 50t T n ===，代入公式求得222249.77m/s n L g t
π== ④由22
4T L g π=可知2T L -图像的斜率24k g π=，b 曲线为正确的图象．C.斜率越小，对应的重力加速度g 越大，选项C 错误．A.在图象中图线与纵轴正半轴相交表示计算摆长偏小，如漏加小球半径，与纵轴负半轴相交表示摆长偏大，选项A 错误．B.若误将49次全振动记为50次，则周期测量值偏小，g 值测量值偏大，对应的图像斜率偏小，选项B 正确．故选B ．
⑤设A 到铁锁重心的距离为l ，则第一次的实际摆长为1l l +，第二次的实际摆长为2l l +，由周期公式112l l T g
+=，222l l T g
+=l ，解得21222124()l l T T π--．
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)0.2 m；(2)U≤162 V；(3)0.146 m，π×10－6 s；
【解析】(1)粒子被加速过程：
磁场中匀速圆周运动：
解得
代入数据：r=0.2m
（2）欲使得粒子达不到玻璃泡上，离子束上、下边界的粒子运动轨迹如图所示，即当上边界粒子运动轨迹恰与玻璃泡相切，由几何关系，粒子运动轨迹半径
又由（1）可得：
（3）要使粒子回到发射点的时间最短，运动轨迹如图所示，
此时运动轨迹所对的圆心角之和最小为
周期
最短时间为
由几何关系得粒子在磁场中运动轨迹半径
14、重物需要经过7s 时间才能落到地面，到达地面时的速度是大小为60m/s
【解析】 试题分析：重物掉落后先匀减速上升到最高点速度减为零，后自由落体到地面．设上升时间为，上升高度为．则 ，设下降时间为t 1，下落高度为h 1． 则 ，
考点： 匀变速直线运动．
15、20W
【解析】 由E ＝22V ，电动机两端电压U 1＝12 V 可得R 和电源内阻上电压为
2110V U E U =-=
通过电动机的电流为
22A U I R r
==+ 电动机输入功率
1=12V 2A=24W P U I =⨯
由热功率公式
2M =41W=4W P I R =⨯热
所以输出功率
24W-4W=20W P P P =-=输出热
答：电动机输出的功率为20W 。