2021-2022學年北京市西城區(qū)北京師范大學附中物理高二第二學期期末教學質量檢測試題含解析

2021-2022高二下物理期末模擬試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖，將兩個質量分別為2m、m的小球a、b用細線相連后，再用細線懸掛于O點。用力F拉小球b，使兩個小球都處于靜止狀態(tài)，且細線OA與豎直方向的夾角保持θ=30°，則F的最小值為A．1B．3C．3D．mg2、如圖所示，手沿水平方向將書壓在豎直墻壁上，使其保持靜止，現(xiàn)增大手對書的壓力，則書（）A．將沿墻壁滑動B．受到的合外力增大C．對墻壁的壓力不變D．受到的靜摩擦力不變3、如圖所示，用紫外光照射金屬板，發(fā)現(xiàn)驗電器的指針偏轉，以下說法正確的是A．金屬板帶正電，指針帶負電B．金屬板帶負電，指針帶正電C．金屬板帶正電，指針帶正電D．金屬板帶負電，指針帶負電4、如圖所示各圖中，A、B兩點電場強度相同的是（）A． B． C． D．5、如圖所示，小物塊原來靜止在固定的粗糙斜面上，現(xiàn)施加水平向右的推力F，F(xiàn)的大小由零逐漸增大，直到小物塊剛要開始滑動為止。則在此過程中，小物塊所受的（）A．合外力可能增大B．斜面的支持力可能不變C．斜面的摩擦力可能先增大后減小D．斜面的摩擦力一定先減小后增大6、如圖所示,一小滑塊(可視為質點)沿足夠長的斜面以初速度v向上做勻變速直線運動，依次經(jīng)A、B、C、D到達最高點E，已知xAB=xBD=6m,xBC=1m，滑塊從A到C和從C到D所用的時間都是2s．設滑塊經(jīng)過B、C兩點時的速度分別為vB、vC，則()A．vC=6m/s B．vB=m/sC．xDE=3m D．滑塊從D到E所用時間為4s二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、某復色光由空氣斜射入某介質中后分解為a、b兩束單色光，如圖所示．以下說法正確的是A．a(chǎn)光的頻率比b光小B．a(chǎn)光在該介質中的傳播速度比b光小C．光由介質射入空氣時，a光的臨界角比b光小D．a(chǎn)、b通過相同的單縫衍射實驗裝置，a光的衍射條紋較寬8、如圖所示，A、B、C、D四個單擺的擺長分別為l，2l，l，，擺球的質量分別為2m，2m，m，四個單擺靜止地懸掛在一根水平細線上．現(xiàn)讓A球振動起來，通過水平細線迫使B，C，D也振動起來，則下列說法錯誤的是（）A．A，B，C，D四個單擺的周期均相同B．只有A，C兩個單擺的周期相同C．B，C，D中因D的質量最小，故其振幅是最大的D．B，C，D中C的振幅最大9、用如圖所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象．所用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應，電流表G的示數(shù)不為零；移動變阻器的觸點，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表示數(shù)為0，則下列說法正確的是（）A．光電子的最大初動能始終為1.05eVB．光電管陰極的逸出功為1.05eVC．當滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓增大，電流增大D．改用能量為2.5eV的光子照射，移動變阻器的觸點c，電流表G中也可能有電流10、如圖所示一束光通過三棱鏡折射后分成a、b、c三束單色光（）A．三束光在水中傳播速度間的關系是va＜vb＜vcB．發(fā)生全反射時，c光的臨界角最大C．若b光束照射到某種金屬表面上有光電子發(fā)出，則a光束照射到同種金屬表面上不一定發(fā)生光電效應D．通過同一裝置做雙縫干涉實驗，產(chǎn)生的干涉條紋的間距△xa＞△xb＞△xc三、實驗題：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）熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器（PTC）和負溫度系數(shù)電阻器(NTC).正溫度系數(shù)電阻器(PTC)在溫度升高時電阻值增大，負溫度系數(shù)電阻器(NTC)在溫度升高時電阻值減小，熱敏電阻的這種特性，常常應用在控制電路中，某實驗小組選用下列器材探究通過熱敏電阻Rx(常溫下阻值約為)的電流隨其兩端電壓變化的特點，如圖所示.A.電流表（量程100mA，內(nèi)阻約）B.電流表A2（量程0.6A，內(nèi)阻約）C.電壓表（量程3.0V，內(nèi)阻約）D.電壓表V2（量程15.0V，內(nèi)阻約E.滑動變阻器R（最大阻值為）F.滑動變阻器（最大阻值為G.電源E(電動勢15V，內(nèi)阻忽略)H.電鍵、導線若干①實驗中改變滑動變阻器滑片的位置，使加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，請在所提供的器材中選擇必需的器材，應選擇的器材為：電流表________；電壓表_________；滑動變阻器____________（只需填寫器材前面的字母即可）②請在所提供的器材中選擇必需的器材，在如圖虛線框內(nèi)畫出該小組設計的電路圖_________.③該小組測出熱敏電阻的U-I圖線如圖曲線I所示，請分析說明該熱敏電阻是______熱敏電阻（填“PTC”或“NTC”）.④該小組又通過查閱資料得出了熱敏電阻R2的U-I圖線如圖曲線Ⅱ所示.然后又將熱敏電阻分別與某電池組連成電路如圖所示.測得通過和的電流分別為0.30A和0.60A，則該電池組的電動勢為________V，內(nèi)阻為______（結果均保留三位有效數(shù)字）12．（12分）某同學用如圖1所示的裝置進行“用單擺測量重力加速度的大小”的實驗。（1）為比較準確地測量出當?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值，除秒表外，在下列器材中，還應該選用的器材有________（用器材前的字母表示）A．長度約為1.0m的細繩B．長度約為30cm的細繩C．直徑約為2.0cm的塑料球D．直徑約為2.0cm的鐵球E．最小刻度為1cm的米尺F．最小刻度為1mm的米尺（2）用游標卡尺測量擺球直徑時，游標尺的位置如圖2所示，則可知擺球直徑d為________mm。（3）將單擺正確懸掛后進行如下操作，其中正確的是___________（選填選項前的字母）A．把擺球從平衡位置拉開一個很小的角度后釋放，使之做簡諧運動B．在擺球到達最高點時開始計時C．用秒表測量單擺完成1次全振動所用時間并作為單擺的周期D．用秒表測量單擺完成30次全振動所用的總時間，用總時間除以全振動的次數(shù)得到單擺的周期（4）若測出單擺的周期T、擺線長l、擺球直徑d，則當?shù)氐闹亓铀俣萭=_________（用測出的物理量表示）。（5）該同學改變擺長，測量出多組周期T、擺長L的值，作出T2-L圖像，如圖3所示。他根據(jù)測量值作出的圖像與理論值有偏差（兩圖線平行）。他認為造成這個結果的原因可能是“實驗時將擺線長和球的直徑之和當成了擺長”。請你分析他的說法是否正確________________________________________。四、計算題：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）如圖甲所示，兩根平行金屬導軌固定傾斜放置，與水平面夾角為θ=37°，相距d=1.0m，a、b間接一個阻值R=5.0Ω的電阻，在導軌上c、d兩點處放一根質量m=0.1kg的金屬棒，bc長為L=4.0m，cd平行ab，金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，金屬棒與導軌接觸點間電阻r=3.0Ω，導軌電阻忽略不計，金屬棒與導軌間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，金屬棒被兩個垂直于導軌的絕緣樁擋住而不會下滑，在金屬導軌區(qū)域加一個垂直導軌平面斜向下的勻強磁場，磁場隨時間的變化關系如圖乙所示已知0~1.0s時間內(nèi)回路中產(chǎn)生的感應電動勢大小E=4.0V，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.1．求：(1)在t=1.0s時，磁感應強度B的大??；(2)t=1.0s時，金屬棒所受的安培力的大??；(3)在磁場變化的全過程中，若金屬棒始終沒有離開絕緣樁而上升，則圖乙中t0的最大值；(4)在t=0.2s時撤去絕緣樁，求0.2s~t0為最大值的時間內(nèi)，金屬棒受到的摩擦力f隨時間t變化的關系式．14．（16分）如圖，質量M＝5kg的小車靜置于光滑的水平面上，小車的上表面ab段水平，a端靜置一質量m2＝3kg的物塊P，bc段為R＝0.5m的光滑四分之一圓弧形軌道，底端切線水平。輕質細繩一端固定在a端正上方的O點，另一端系著質量m1＝4kg的小球S，用外力拉S至豎直平面內(nèi)的A點處靜止，A點與a端的豎直高度h＝2.45m?，F(xiàn)撤去外力，S擺動到最低點時恰與P發(fā)生彈性正碰。取重力加速度g＝10m/s2。(1)求碰后瞬間P的速度大??；(2)若ab段粗糙，碰撞后P向右運動恰能上升到最高點c，求P從a運動到c的過程中與小車間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q；(3)若ab段光滑，求碰撞后P運動過程中離c的最大高度H.15．（12分）如圖所示，一矩形線圈abcd在勻強磁場中繞中心軸OO′勻速轉動，圖示位置磁場方向與線圈平面垂直?線圈匝數(shù)為n，總電阻為r，ab長為l1，ad長為l2，磁場的磁感應強度為B，線圈轉動的角速度為ω，線圈兩端外接一阻值為R的電阻和一理想交流電流表?求：(1)從圖示位置開始計時，推導出t時刻線圈產(chǎn)生的感應電動勢瞬時值的表達式；(2)若n=40，r=1Ω，l1=0.2m，l2=0.15m，B=0.25T，ω=100rad/s，R=4Ω，求理想電流表的示數(shù)和電阻R上消耗的電功率?

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】

以兩個小球組成的整體為研究對象，分析受力，作出F在三個方向時整體的受力圖，根據(jù)平衡條件得知：F與T的合力與重力2mg總是大小相等、方向相反，由力的合成圖可知，當F與繩子oa垂直時，F(xiàn)有最小值，即圖中2位置，根據(jù)平衡條件得F的最小值為：F=2mgsin30°=mgA.12mg與計算結果不符，故B.32mg與計算結果不符，故C.33mg與計算結果不符，故D.mg與計算結果相符，故D符合題意。2、D【解析】

書本受力平衡，在豎直方向向下的重力等于墻面向上的摩擦力，故當手的壓力變大時，手對書的壓力變大，書對墻的壓力變大，手與書，書與墻之間的最大靜摩擦力變大，書仍然靜止，受合力為零，豎直方向的摩擦力仍然等于書的重力；故選D.3、C【解析】

紫外光照射金屬板,電子逸出，所以鋅版帶正電，有因為驗電器與鋅版鏈接，驗電器和指針都帶正電。所以C正確，ABD錯誤。故選C。4、C【解析】

電場強度是矢量，電場強度相同，強度大小和方向都相同，所以A中的兩點的電場強度相等，但方向不同，B中的兩點電場方向相同，但電場強度不同，C為平行帶電板，極板間的電場為勻強電場，D中兩點的電場強大大小不同，故選C5、D【解析】

A.物塊始終處于靜止狀態(tài)，所受的合外力始終為零，保持不變。故A錯誤。B.對物塊受力分析并分解如圖。斜面對物塊的支持力N＝Fsinθ+mgcosθ，F(xiàn)增大，N一定增大。故B錯誤；CD.在選項B受力分析圖中未畫上摩擦力f，分情況討論f的情況：①Fcosθ＜mgsinθ時，f沿斜面向上，由平衡條件有Fcosθ+f＝mgsinθ，隨著F的增大，f減??；②Fcosθ＞mgsinθ時，f沿斜面向下，由平衡條件有Fcosθ＝f+mgsinθ，則隨著F的增大，f增大。所以摩擦力f一定先減小后增大，故D正確，C錯誤。6、D【解析】

A．物體在a點時的速度大小為v0，加速度為a，則從A到C有：xAC=v0t1+at12，即：7=v0×2+a×22，①物體從A到D有：xAD=v0t2+at22即：12=v0×4+a×42②由①②解得：a=-m/s2，v0=4m/s

根據(jù)速度公式vt=v0+at可得：vC=4m/s-×2m/s=3m/s，故A錯誤．B．從A到B有：vB2-vA2=2axAB解得：vB=m/s，故B錯誤．C．根據(jù)速度公式vt=v0+at可得：vD=v0+at2=4m/s-×4m/s=2m/s，則從D到E有：-vD2=2axDE；則：，故C錯誤．D．由vt=v0+at可得從D到E的時間為：．故D正確．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BC【解析】

根據(jù)光線的偏折程度比較折射率的大小，從而比較出頻率的大小，通過，比較臨界角的大小，通過雙縫干涉條紋的間距公式比較條紋間距的大?。驹斀狻坑蓤D看出，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，則a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的頻率大于b光的頻率，故A錯誤．因為a光的折射率大，由公式可知，a光在該介質中的傳播速度比b光小，故B錯誤．a(chǎn)光的折射率大，根據(jù)知，a光的臨界角小，故C正確．a(chǎn)光的頻率大，則波長小，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知，b光比a光得到的干涉條紋間距大，故D錯誤．故選C．【點睛】解決本題的突破口在于通過光線的偏折程度得出折射率的大小，以及知道折射率、頻率、波長、臨界角等大小之間的關系．8、BC【解析】由A擺擺動從而帶動其它3個單擺做受迫振動，受迫振動的頻率等于驅動力的頻率，故其它各擺振動周期跟A擺相同，故A正確，B錯誤；受迫振動中，當固有頻率等于驅動力頻率時，出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅達到最大，由于C擺的固有頻率與A擺的相同，故C擺發(fā)生共振，振幅最大，故C錯誤，D正確；此題選擇錯誤的選項，故選BC．點睛：本題關鍵明確兩點：受迫振動的頻率等于驅動力頻率；當固有頻率等于驅動力頻率時，出現(xiàn)共振現(xiàn)象．9、BD【解析】該裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表示數(shù)為0，知道光電子的最大初動能為1.7eV，根據(jù)光電效應方程EKm=hγ-W0，W0=1.05eV．故A錯誤，B正確；當滑動觸頭向a端滑動時，反向電壓增大，則到達集電極的電子的數(shù)目減小，電流減小，故C錯誤；改用能量為2.5eV的光子照射，2.5eV仍然大于1.7eV，仍然可以發(fā)生光電效應，電流表G也有電流，即使移動變阻器的觸點c，電流表G中也可能有電流，故D正確．所以BD正確，AC錯誤．10、AB【解析】

光的頻率越大，波長越小，那么，在介質中的衰減速率越大，在介質中的速率越小，折射率就越大；故由光線可得：a的折射率最大，b的其次，最小的是c，那么，三束光在水中傳播速度間的關系是va＜vb＜vc，故A正確；根據(jù)折射定律可知：折射率越大，全反射的臨界角越小，故由A可得：c光的臨界角最大，故B正確；由A可得：a光的頻率最大，b光其次，c光的頻率最?。挥钟泄獾念l率越大，光子能量越大，那么，a光光子能量比b光的大，故若b光束照射到某種金屬表面上有光電子發(fā)出，則a光束照射到同種金屬表面上一定發(fā)生光電效應，故C錯誤；光的頻率越大，波長越小，故a光的波長最小，b光其次，c光的波長最大；那么，通過同一裝置做雙縫干涉實驗，產(chǎn)生的干涉條紋的間距△xa＜△xb＜△xc，故D錯誤；故選AB．【點睛】光的頻率越大，波長越小，那么，在介質中的衰減速率越大，在介質中的速率越小，折射率就越大．三、實驗題：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、BDEPTC9.21~11.4V2.11~8.11Ω【解析】

①電源電壓為15V，故電壓表選D；電流表選擇B；為方便實驗操作，滑動變阻器應選E；②加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，滑動變阻器應采用分壓接法，由于熱敏電阻的阻值遠小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應用外接法，電路圖如圖所示：③由圖2曲線I所示圖線可知，隨電壓增大，電流增大，電阻實際功率增大，溫度升高，電壓與電流比值增大，電阻阻值增大，即隨溫度升高，電阻阻值增大，該電阻是正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻．④在閉合電路中，電源電動勢：E=U+Ir，由圖2曲線II所示可知，電流為1．3A時，電阻R1兩端電壓為8V，電流為1．21A時，電阻R2兩端電壓為2．1V，則有：E=8+1．3r，E=2+1．2r，解得：E=11．1V，r=2．27Ω；【點睛】本題考查了實驗器材的選擇、設計實驗電路、判斷電阻類型、求電源電動勢與內(nèi)阻；確定滑動變阻器與電流表接法是正確設計實驗電路的關鍵；當實驗要求電壓從零調時，變阻器應采用分壓式接法，變阻器的阻值越小越方便調節(jié)；當待測電阻阻值遠小于電壓表內(nèi)阻時電流表采用外接法．12、ADF20.6AD正確【解析】

第一空.擺長等于擺線的長度和擺球的半徑之和，所以選擇長近1m的細線，直徑為2.0cm的鐵球，需要測量擺長，所以需要最小刻度為1mm的米尺．故選：ADF．第二空.擺球直徑d為：20mm+0.1mm×6=20.6mm。第三空.把擺球從平衡位置拉開一個很小的角度后釋放，使之做簡諧運動，選項A正確；在擺球到達最低點時開始計時，選項B錯誤；用秒表測量單擺完成30次全振動所用的總時間，用總時間除以全振動的次數(shù)得到單擺的周期，選項C錯誤，D正確；第四空.由，則；第五空.根據(jù)單擺周期公式可知T2和L的關系為，理論上擺長。若“實驗時將擺線長和球的直徑之和當成了擺長”，則測量的擺長值，比理論值偏大了。這樣對圖線斜率沒有影響，只是導致根據(jù)測量值作出的圖線向右平移。所以該同學的說法正確。四、計算題：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、(1)1.2T(2)0.1N(3)l.8s(4)f=0.5t-0.5【解析】

(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律解得磁感應強度的變化率=1T/s0-時間內(nèi)有B=0.2+=0.2+t解得t=1.0s時，磁感應強度的大小B=1.2T(2)由閉合電路歐姆定律，在t=l.0s時由于磁場變化產(chǎn)生的感應電流=0.5At=l.0s時，金屬棒所受的安培力F0=RId=(0.2+t)Id=0.1N(3)金屬棒始終沒有離開絕緣樁而上升，為最大值時，靜摩擦力達到最大，且沿斜面向下，沿傾斜導軌方向上合外力為零Bld=mgsinθ+μmgcosθ為最大值時I=0.5A，B=0.2+解得=l.8s(4)t=0.2s時撤去絕緣樁，金屬棒所受的安培力F1=BId=(0.2+t)Id=0.2N此時金屬梓恰好不沿金屬