2023届湖北省武汉市钢城四中物理高二第二学期期末考试试题（含解析）.doc

2023学年高二下学期物理期末模拟测试卷 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、如图所示是某质点做简谐运动的振动图象．关于质点的运动情况，下列描述正确的是（　　） A．t＝1.5s时，质点正沿x轴正方向运动 B．t＝1.5s时，质点的位移方向为x轴负方向 C．t＝2s时，质点的速度为零 D．t＝2s时，质点的加速度为零 2、如图是氢原子能级图．有一群氢原子由n=4能级向低能级跃迁，这群氢原子的光谱共有( )种谱线. A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 3、真空中两个静止的点电荷，相距为r时相互作用的库仑力大小为F，现不改变它们的电荷量，使它们之间的距离为4r，则库仑力大小变为（　　） A． B． C．4F D．16F 4、酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否饮酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器．这种酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，在如图所示的电路中，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是( ) A．U越大，表示c越大，c与U成正比 B．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比 C．U越大，表示c越小，c与U成反比 D．U越大，表示c越小，但是c与U不成反比 5、做简谐运动的物体，下列说法正确的是 A．当它每次经过同一位置时，位移可能不同 B．当它每次经过同一位置时，速度可能不同 C．在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍 D．在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅 6、如图所示，从某一高处自由下落的小球，落至弹簧上端并将弹簧压缩到最短．问小球被弹簧弹起直至离开弹簧的过程中，小球的速度和所受合力变化情况是（ ） A．合力变大，速度变大 B．合力变小，速度变大 C．合力先变小后变大，速度先变大后变小 D．合力先变大后变小，速度先变小后变大 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、关于多普勒效应，下列说法中正确的（ ） A．多普勒效应是由波的干涉引起的 B．多普勒效应是由波源和观察者之间有相对运动而产生的 C．多普勒效应不能说明波源的频率发生了变化 D．只有波长较大的声波才可以产生多普勒效应 8、如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量为m(m<M)的小球从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确的是( ) A．在以后的运动过程中，小球和槽的水平方向动量始终守恒 B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功 C．在下滑过程中，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒 D．被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球不能回到槽高h处 9、一个质点做匀加速直线运动，在a点的速度为v，经过时间t到达b点，在b点的速度为7v。对于质点在a点到b点的运动过程，下列判断正确的是（ ） A．质点在t/2时刻的速度为3. 5v B．质点在ab中点的速度为5v C．质点在前一半时间通过的位移与后一半时间通过的位移之比为1∶3 D．质点在前一半位移所用的时间与后一半位移所用的时间之比为2∶1 10、如图所示，边长为L、不可形变的正方形导体框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝kt（常量k＞1），磁场方向是垂直纸面向里．回路中滑动变阻器R的最大阻值为R1，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1＝R1、R2＝R1．闭合开关S，电压表的示数为U． 则（ ） A．电容器的b极板带正电 B．正方形导线框中的感应电动势为kL2 C．R1两端的电压为 D．R1的热功率为电阻R2的4倍 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）某同学在探究合外力一定，物体的加速度与质量的关系时，采用图甲所示的装置及数字化信息系统获得了小车的加速度a与小车质量M（包括所放砝码及传感器的质量）的对应关系图象，如图乙所示。实验中所挂钩码的质量用m表示，且质量为30g，实验中选用的是不可伸长的轻绳和光滑的轻质定滑轮。 （1）下列说法中正确的是_______________。 A．本实验需要平衡摩擦力，且平衡摩擦力时把靠近滑轮的一侧垫高 B．平衡摩擦力时不挂钩码 C．平衡摩擦力后小车的合力为绳子上的拉力 D．本实验不需要满足 （2）由图乙可知，图线不过原点O，原因是_______________________________。 （3）该图线的初始段为直线，该段直线的斜率最接近的数值是________________。 A．30 B．0.3 C．20 D．0.2 12．（12分）现代科技生产、生活中涉及很多传感器的使用，不同材料元件具有不同物理性质． (1)一般金属的电阻率随温度升高而_________;光敏电阻在光照强度增大时电阻________．(填“增大”、“减小”或“不变”) (2)某一元件对温度变化敏感，如图甲是用多用表欧姆挡按正确操作，并将选择旋钮置于倍率“×100”时的指针位置，测得该元件在该温度时的电阻值为________Ω；对该元件加热，如图乙是用多用表欧姆挡按正确操作，并将选择旋钮置于倍率“×10”时的指针位置，测得该元件在该温度时的电阻值为________Ω． 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）19世纪后期，对阴极射线的本质的认识有两种观点．一种观点认为阴极射线是电磁辐射，另一种观点认为阴极射线是带电粒子．1897年，汤姆孙判断出该射线的电性，并求出了这种粒子的比荷，为确定阴极射线的本质做出了重要贡献．假设你是当年“阴极射线是带电粒子”观点的支持者，请回答下列问题： (1)如图所示的真空玻璃管内，阴极K发出的粒子经加速后形成一细束射线，以平行于金属板CD的速度进入该区域，射在屏上O点．如何判断射线粒子的电性？ (2)已知C、D间的距离为d，在C、D间施加电压U，使极板D的电势高于极板C，同时施加一个磁感应强度为B的匀强磁场，可以保持射线依然射到O点．求该匀强磁场的方向和此时阴极射线的速度v． (3)撤去磁场，射线射在屏上P点．已知极板的长度为l1，极板区的中点M到荧光屏中点O的距离为l2，磁感应强度为B，P到O的距离为y．试求该粒子的比荷． 14．（16分）离子发动机是利用电能加速工质（工作介质）形成高速射流而产生推力的航天器发动机。其原理如图所示，其原理如下：首先系统将等离子体经系统处理后，从下方以恒定速率v1向上射入有磁感应强度为B1、方向垂直纸面向里的匀强磁场的区域I内，栅电极MN和PQ间距为d。当栅电极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域I系统（包括进入其中的通道、匀强磁场B1）。区域Ⅱ内有垂直纸面向外，磁感应强度大小为B2，放在A处的中性粒子离子化源能够发射任意角度，但速度均为v2的正、负离子，正离子的质量为m，电荷量为q，正离子经过该磁场区域后形成宽度为D的平行粒子束，经过栅电极MN、PQ之间的电场中加速后从栅电极PQ喷出，在加速正离子的过程中探测器获得反向推力（不计各种粒子之间相互作用、正负离子、等离子体的重力，不计相对论效应）。求： （1）求在A处的正离子的速度大小v2； （2）正离子经过区域I加速后，离开PQ的速度大小v3； （3）在第（2）问中，假设航天器的总质量为M，正在以速度v沿MP方向运动，已知现在的运动方向与预定方向MN成角，如图所示。为了使飞船回到预定的飞行方向MN，飞船启用推进器进行调整。如果沿垂直于飞船速度v的方向进行推进，且推进器工作时间极短，为了使飞船回到预定的飞行方向，离子推进器喷射出的粒子数N为多少？ 15．（12分）如图甲所示，质量M=0.2kg的平板放在水平地面上，质量m=0.1kg的物块（可视为质点）叠放在平板上方某处，整个系统处于静止状态。现对平板施加一水平向右的拉力，在0～1.5s内该拉力F随时间的变化关系如图乙所示，1.5s末撤去拉力。已知物块未从平板上掉下，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，平板与地面间的动摩擦因数μ2=0.4，取g=10m/s2。求: （1）0～1s内物块和平板的加速度大小a1、a2； （2）1s末物块和平板的速度大小v1、v2以及1.5s末物块和平板的速度大小、； （3）平板的最短长度L。 2023学年模拟测试卷参考答案（含详细解析） 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 【答案解析】在t=1.5s时刻，图象切线的斜率为负，说明质点是从x的最大位移处向平衡位置方向运动的，运动的方向沿x的负方向，故A错误．由图可知，1.5s末质点的位移大于0，质点的位移方向为x轴正方向，故B错误．由图可知，在t=2s时刻，质点的位移为0，则速度为最大，故C错误．由图可知，在t=2s时刻，质点的位移为0，则恢复力等于0，根据牛顿第二定律可知加速度等于0，故D正确．故选D. 点睛：此题关键是知道位移时间图象的斜率等于速度，从而分析质点的速度方向．质点通过平衡位置时速度最大，加速度最小；通过最大位移处时加速度最大． 2、D 【答案解析】 一群氢原子由n=4能级向低能级跃迁时，这群氢原子能辐射出种不同频率的光子，则产生的光谱共有6种，故选D. 3、A 【答案解析】 根据库仑定律，两点电荷相距为r时, 库仑力大小为 距离为4r时, 库仑力大小为 选项A正确，BCD错误。 故选A。 4、B 【答案解析】 由闭合电路欧姆定律可得：电压表示数；酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，即；整理得．则U越大，表示c越大，但是c与U不成正比．故B项正确，ACD三项错误． 5、B 【答案解析】 A、振动质点的位移是指离开位置的位移，做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，位移一定相同，则A错误．B、做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，速度可能有两种方向，而速度是矢量，所以速度不一定相同，故B正确．C、简谐运动一次全振动是在一个周期内，物体通过的路程一定为振幅的4倍，故C错误．D、简谐振动物体在四分之一周期内的路程不一定等于一个振幅，要看开始时的位置，故D错误．故选B． 【答案点睛】掌握简谐运动的物体的受力特点和运动特点，经过同一位置时这三个量一定相同：位移、加速度和回复力．简谐振动物体在四分之一周期内的路程不一定等于一个振幅，在半个周期内，物体通过的路程一定为振幅的2倍，所以在四分之三个周期内，物体通过的路程不一定为振幅的3倍，一个周期的路程一定为振幅的4倍． 6、C 【答案解析】 小球被弹簧弹起直至离开弹簧的过程中，弹力一直减小，开始时，弹力大于重力，合力向上，弹起的过程中，合力减小，加速度减小，但是加速度的方向与速度方向相同，做加速运动，当重力和弹力相等时，速度最大，之后，重力大于弹力，合力方向向下，合力增大，加速度增大，但加速度的方向与速度方向相反，做减速运动，所以合力先变小后变大，速度先变大后变小，故C正确，ABD错误． 点睛：解