北京市西城區(qū)2021-2022學(xué)年物理高二第二學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測(cè)試試題含解析

2021-2022高二下物理期末模擬試卷注意事項(xiàng)：1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請(qǐng)按照題號(hào)順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。4．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、隨著科學(xué)的發(fā)展與生活水平的提高，傳感器已經(jīng)進(jìn)入日常生活。如圖所示為某居住小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置，R1為光敏電阻（隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，阻值減?。?、R2為定值電阻，①當(dāng)有人通過遮蔽光線時(shí)，A、②當(dāng)有人通過遮蔽光線時(shí)，A、③當(dāng)僅増大R2的阻值時(shí)，A①當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，AA．①③ B．①④ C．②③ D．②④2、t=0時(shí)，甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)從同一點(diǎn)沿同一直線運(yùn)動(dòng)，兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的比值隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示。對(duì)于甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)前4s的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．甲物體的初速度為3m/sB．乙物體的加速度為1.5m/s2C．t=2s時(shí)，v甲＞v乙D．0～4s這段時(shí)間甲物體的位移比乙物體位移小3、如圖所示，粗細(xì)均勻的U形管的

A端是封閉的，B端開口向上，兩管中水銀面的高度差h=20cm，外界大氣壓強(qiáng)為76cmHg.則A管中封閉氣體的壓強(qiáng)為（）A．56cmHg B．66cmHg C．76cmHg D．96cmHg4、一物體在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，以表示它對(duì)于出發(fā)點(diǎn)的位移，其在到這段時(shí)間內(nèi)的圖象如圖所示，下列說法正確的是（）A．物體在時(shí)距離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)B．物體在時(shí)速度為0C．物體在前內(nèi)的平均速度為D．物體在內(nèi)的平均速度為5、一正弦交流電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，由圖可知()A．該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為B．在0.01s和0.03s時(shí)刻穿過線圈的磁通量最大C．該交流電的電壓的有效值為D．若將該交流電壓加在阻值為100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50W6、2016年8月16日凌晨，被命名為“墨子號(hào)”的中國(guó)首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星開啟星際之旅，這是我國(guó)在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系．如圖所示，“墨子號(hào)”衛(wèi)星的工作高度約為500km，在軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t(t小于其運(yùn)動(dòng)周期)，運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為s，與地球中心連線掃過的角度為θ弧度，引力常量為G，則下列關(guān)于“墨子號(hào)”的說法正確的是()A．線速度大于第一宇宙速度B．質(zhì)量為C．環(huán)繞周期為D．向心加速度小于地球同步衛(wèi)星的向心加速度二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示，在某空間的一個(gè)區(qū)域內(nèi)有一直線PQ與水平面成45°角，在PQ兩側(cè)存在垂直于紙面且方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B．位于直線上的a點(diǎn)有一粒子源，能不斷地水平向右發(fā)射速率不等的相同粒子，粒子帶正電，電荷量為q，質(zhì)量為rn，所有粒子運(yùn)動(dòng)過程中都經(jīng)過直線PQ上的b點(diǎn)，已知ab＝d，不計(jì)粒子重力及粒子相互間的作用力，則粒子的速率可能為A． B． C． D．8、盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)顯示出（）A．原子內(nèi)的正電荷全部集中在原子核里B．原子內(nèi)的正電荷均勻分布在它的全部體積上C．原子內(nèi)的正電荷分布在原子的外殼上D．原子的幾乎全部質(zhì)量集中在核里9、下列說法中正確的是（）A．對(duì)放射性物質(zhì)施加壓力,其半衰期將變小B．衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的C．放射性元素衰變成的過程中,共發(fā)生了7次哀變和4次衰變D．在考古可以利用生物遺體中的含量推算該生物死亡的年代10、在如圖所示的四種典型電場(chǎng)的情況中，電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同的是（）A．圖甲中平行板電容器帶電時(shí)，極板間除邊緣附近外的任意兩點(diǎn)a、bB．圖乙中兩個(gè)等量異號(hào)點(diǎn)電荷的連線上，與連線中點(diǎn)O等距的兩點(diǎn)a、bC．圖丙中離點(diǎn)電荷等距的任意兩點(diǎn)a、bD．圖丁中兩個(gè)等量同號(hào)點(diǎn)電荷的連線的中垂線上，與連線中點(diǎn)O等距的任意兩點(diǎn)a、b三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）(1)在“雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中①小李同學(xué)用綠光作為入射光，發(fā)現(xiàn)干涉條紋的間距太小，為了增大干涉條紋的間距，該同學(xué)可以采用的方法有_______A．改用紅光作為入射光B．更換間距更大的雙縫C．增大單縫與雙縫間的距離②小胡同學(xué)把測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋的中央對(duì)齊，此時(shí)10等分的游標(biāo)卡尺如圖所示，其讀數(shù)為________12．（12分）在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)（約為和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，除電池、電阻箱R（最大阻值為）、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供選擇的器材還有：a.電流表（量程60mA，內(nèi)阻約為）；b.電流表（量程100mA，內(nèi)阻約為）；c.電壓表（量量程3V，內(nèi)阻約為）d.電壓表（量程15V，內(nèi)阻約為）(1)先用圖甲所示電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻,其主要操作如下：:①斷開，閉合，調(diào)節(jié)電阻箱R，使得電流表的示數(shù)為60mA，此時(shí)電阻箱的阻值；②電阻箱的阻值增大為，閉合，減小電阻箱的阻值，直到電流表的示數(shù)為60mA，此時(shí)電阻箱的阻值，則_________________.（2）為了盡可能精確測(cè)量該干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，下列三個(gè)電路最合適的是______．（填所選電路的字母代號(hào)）（3）用（2）中正確選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到6組電壓表、電流表對(duì)應(yīng)的示數(shù)，作出圖象，如圖乙所示，則該干電池的電動(dòng)勢(shì)為____V，內(nèi)阻為____．（均保留三位有效數(shù)字）（4）用（2）中正確選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的干電池的內(nèi)阻_____（選填大于”等于”小于”）真實(shí)值．四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，固定的氣缸Ⅰ和氣缸Ⅱ的活塞用硬桿相連，兩活塞橫截面積的大小滿足S1=2S2，氣缸用導(dǎo)熱材料制成，內(nèi)壁光滑，兩活塞可自由移動(dòng)．初始時(shí)兩活塞靜止不動(dòng)，與氣缸底部的距離均為h，環(huán)境溫度為T1=311K，外界大氣壓強(qiáng)為p1，氣缸Ⅱ內(nèi)氣體壓強(qiáng)p2=1.5p1．現(xiàn)給氣缸Ⅰ緩慢加熱，使活塞緩慢移動(dòng)．求：（1）加熱前氣缸Ⅰ內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；（2）活塞移動(dòng)h/2距離時(shí)（此時(shí)活塞沒有脫離氣缸），氣缸Ⅰ內(nèi)氣體的溫度．14．（16分）如圖所示，兩根平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ，其中左邊PO、MQ'是傾角為的斜軌，右邊放在水平面上，導(dǎo)軌間距為，電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為、水平導(dǎo)軌光滑，a棒與斜軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)體棒a與b的質(zhì)量均為，電阻值分別為，。b棒放置在水平導(dǎo)軌上足夠遠(yuǎn)處，a棒在斜軌上距水平面高度處由靜止釋放。運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直，重力加速度為。求：（1）a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力的大小和方向；（2）最終穩(wěn)定時(shí)兩棒的速度大??；（3）從a棒開始下落到最終穩(wěn)定的過程中，b棒上產(chǎn)生的內(nèi)能。15．（12分）一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示．玻璃的折射率為n＝，光在真空中的傳播速度為c．①一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？②第一問中最邊界的入射光束在射出玻璃磚時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間．

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】

AB.R1為光敏電阻，有光照射時(shí)，電阻減小，當(dāng)有人通過而遮蔽光線時(shí)，R1的阻值變大，回路中的電流I減小，A、B之間的電壓U=IR2降低，故①項(xiàng)錯(cuò)誤，②項(xiàng)正確；則ACD.由閉合電路歐姆定律得U=E-IR1+r，當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，電路中的電流減小，A、B之間的電壓U升高，故③項(xiàng)正確；當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，電路中的電流增大，A、B之間的電壓2、A【解析】

AB、根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式x=v0t+12at2變形得xt=v0+12at，知xt-t圖象的縱軸表示初速度，可知，甲物體的初速度為3m/s；xt-t圖象的斜率等于12a，則乙物體的加速度為a乙=2k乙=2×64m/sC、乙物體的初速度為0，甲物體的加速度為：a甲=2k甲=2×34m/s2=1.5m/st=2s時(shí)，v甲=v0+a甲t=(3+1.5×2)m/s=6m/s，v乙=a乙t=6m/s，則有：v甲=v乙，故C錯(cuò)誤。D、當(dāng)t=4s，甲、乙的xt相等，則位移相等，故D3、A【解析】

由于同一液面壓強(qiáng)相等，則有：p0＝pA+hcmHg，解得：pA＝76cmHg﹣20cmHg＝56cmHg．A．56cmHg，與結(jié)論相符，選項(xiàng)A正確；B．66cmHg，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．76cmHg，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．96cmHg，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；4、C【解析】

A．由圖可知，在3s和6s時(shí)離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，故A錯(cuò)誤；B．x-t圖線的斜率等于速度的大小，4.5s時(shí)速度大小為2m/s，故B錯(cuò)誤；C．前3s內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為，故C正確；D．前6s內(nèi)的位移為3m，平均速度為，故D錯(cuò)誤。故選C。5、D【解析】由圖象知周期為，則頻率，電壓的最大值為，，則電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為，有效值為，則加在阻值的電阻兩端，則電阻消耗的功率是，故AC錯(cuò)誤，D正確；由圖可知，t=0.01s和t=0.03s時(shí)刻線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則磁通量的變化率也最大，所以通過線圈的磁通量最小，故C錯(cuò)誤；故選D.6、C【解析】

第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大環(huán)繞速度，可知“墨子號(hào)”的線速度一定小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；“墨子號(hào)”衛(wèi)星是環(huán)繞天體，根據(jù)萬有引力提供向心力無法求出“墨子號(hào)”的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；衛(wèi)星的角速度，則周期，故C正確；根據(jù)，可得，“墨子號(hào)”衛(wèi)星的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，則“墨子號(hào)”衛(wèi)星的向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度，故D錯(cuò)誤．所以C正確，ABD錯(cuò)誤．二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、ABC【解析】由題意可知粒子可能的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示所有圓弧的圓心角均為90°,所以粒子運(yùn)動(dòng)的半徑（n=1，2，3…），由洛倫茲力提供向心力得，則（n=1，2，3…），故ABC正確，D錯(cuò)誤；故選ABC．【點(diǎn)睛】根據(jù)題意畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡兩條，由幾何知識(shí)可知，運(yùn)動(dòng)所有圓弧的圓心角都為90°，求出運(yùn)動(dòng)半徑的通式；由洛倫茲力提供向心力，列式求出速度表達(dá)式，結(jié)合選項(xiàng)判斷．8、AD【解析】

盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型：原子的中心有一個(gè)很小的原子核，原子的全部正電荷集中在原子核內(nèi)，原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)，故選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤。9、CD【解析】放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時(shí)所需要的時(shí)間叫半衰期，這是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于大量的原子核才適用，對(duì)于少量原子核是不成立的，放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身決定的，與外界的物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，A錯(cuò)誤；發(fā)生衰變的過程是：一個(gè)中子變?yōu)橘|(zhì)子同時(shí)放出一個(gè)電子，并非原子核外的電子電離形成的，B錯(cuò)誤；需要經(jīng)過x次衰變和y次衰變，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒則有：93=2x-y+83，4x=237-209，所以解得：x=7，y=4，C正確；14C具有放射性，能夠自發(fā)地進(jìn)行β衰變，半衰期是固定的，因此在考古中可利用14C來測(cè)定年代，D正確．10、AB【解析】

A．a(chǎn)、b是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度相同，故A正確；B．兩個(gè)等量異號(hào)點(diǎn)電荷的連線上，據(jù)電場(chǎng)線的對(duì)稱性可知，a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同，故B正確；C．離點(diǎn)電荷Q等距的任意兩點(diǎn)a、b電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同，則電場(chǎng)強(qiáng)度不同，故C錯(cuò)誤；D．兩個(gè)等量同號(hào)點(diǎn)電荷連線的中垂線上，與中點(diǎn)O等距的任意兩點(diǎn)a、b場(chǎng)強(qiáng)大小相等，但方向相反，所以電場(chǎng)強(qiáng)度不同，故D錯(cuò)誤。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、A12.0mm【解析】

①根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式，知干涉條紋間距與入射光的波長(zhǎng)成正比，與雙縫到屏的距離成正比，與雙縫間距離成反比；則：A項(xiàng)：改用紅光作為入射光，紅光的波長(zhǎng)比黃光的大，則干涉條紋間距增大，故A正確；B項(xiàng)：增大雙縫之間的距離，干涉條紋間距減小，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：增大單縫與雙縫間的距離，干涉條紋間距不受影響，故C錯(cuò)誤。②游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為12mm，游標(biāo)尺上第0個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為0×0.1mm=0.0mm，所以最終讀數(shù)為：12mm+0.0mm=12.0mm。12、2.3B1.483.70等于【解析】

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的電路圖和實(shí)驗(yàn)步驟可知，斷開，閉合，調(diào)節(jié)電阻箱R，使得電流表的示數(shù)為60mA，根據(jù)歐姆定律有，閉合，減小電阻箱的阻值，直到電流表的示數(shù)為60mA，根據(jù)歐姆定律有，聯(lián)立解得；（2）因?yàn)椋?）中已經(jīng)測(cè)得電流表A2的內(nèi)阻rA2，為了盡可能精確測(cè)量該干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，故選擇B圖，此時(shí)測(cè)量的電動(dòng)勢(shì)準(zhǔn)確，內(nèi)阻偏大電流表A2的內(nèi)阻rA2，但（1）已經(jīng)測(cè)得rA2，故可以進(jìn)行誤差修正。（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，，結(jié)合圖像可知該干電池的電動(dòng)勢(shì)為，，內(nèi)阻為；（4）根據(jù)（3）中數(shù)據(jù)處理過程可知：選用（2）中B圖所示電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，此時(shí)測(cè)量的電動(dòng)勢(shì)準(zhǔn)確，內(nèi)阻偏大了rA2，但（1）中已經(jīng)測(cè)得rA2，故可以減去，所以測(cè)得的干電池的內(nèi)阻等于真實(shí)值。四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說