山西省晋中市2021-2022学年高二下学期期末模拟考试物理试题（Word版含答案）

晋中市2021-2022学年高二下学期期末模拟考试
物理试题
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。）
甲丙
1.2022年3月23日，中国空间站“天宫课堂”第二课开讲。空间站轨道可简化为高度约400km的圆轨道，认为空间站绕地球做匀速圆周运动。在400km的高空也有非常稀薄的气体，为了维持空间站长期在轨道上做圆周运动，需要连续补充能量。下列说法中正确的是
A.如果不补充能量，系统的机械能将增大
B.如果不补充能量，空间站运行的角速度将变小
C.空间站的运行速度小于第一宇宙速度
D.空间站的运行速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
2.中国运动员谷爱凌在北京冬奥会中获得“自由式滑雪女子U型场地技巧”金牌。图示为U型场地技巧比赛示意图，不计空气阻力且把其视为质点，则谷爱凌在空中运动过程
A.可能处于超重状态 B.速度改变量的方向总是竖直向下
C.速度、加速度均可能为零 D.只要有速度，重力的功率就不可能为零
3.中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一、如图所示，某同学在书写“一”字时，水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。在向右行笔的过程中镇纸和纸都静止，则
A.镇纸受到的合力为零 B.镇纸受到向左的摩擦力
C.白纸对毛笔的摩擦力向右 D.毛笔对白纸的摩擦力大于白纸对毛笔的摩擦力
4.如图甲乙所示的交变电流，求他们的有效值之比i甲：i乙=
A.2:1 B.1:2 C.：1 D.：2
5.如图为某中学生助手用绿光做双缝干涉实验所获得的条纹图样，下列正确的是
A.若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹宽度不变
B.若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹宽度变大
C.若仅改用红光，条纹宽度不变
D.若仅改用红光，条纹宽度变大
6.2022年3月23日，中国空间站第二次太空授课，演示了在失重环境下水的表面张力将两个塑料板连接起来的“液桥”实验。已知表面张力大小F=L，其中L为长度，为表面张力系数，表示不同液体表面张力大小的性质，则用国际单位制中的基本单位可表示为
A.kg/s2 B.kg/m2 C.kg/s D.kg/m
7.如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨迹半径为R。已知电场的电场强度大小为E，方向竖直向下；磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法中正确的是
A.液滴带正电 B.液滴的速度大小
C.液滴的比荷 D.液滴沿逆时针方向运动
8.如图所示，理想变压器原副线圈匝数比n1:n2=2:1，甲、乙为阻值相同的定值电阻。a、b端接正弦交流电源，理想交流电压表示数为U，则电阻甲两端的电压为
A. B.U C.2U D.4U
9.如图所示，在MNQP中有一垂直纸面向里匀强磁场，质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。已知O是PQ的中点，不计粒子重力，下列说法中正确的是
A.粒子a带负电，粒子b、c带正电 B.粒子b在磁场中运动的时间最短
C.粒子c在磁场中运动的周期最长 D.射入磁场时粒子c的速率最大
10.如图所示，真空中有两个固定的带正、负电的点电荷，O点的电势为0，过0点作两点电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与两点电荷的连线交于a、c两点，与连线的垂线分别交于b、d两点。下列说法正确的是
A.O点的电场强度为0 B.b点的电场强度大于d点的电场强度
C.负电荷在c点的电势能小于在d点的电势能 D.负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分，每题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不答的得0分。）
11.如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向指向A板，A板带负电，则此时
A.电流i正在减小 B.电容器C正在放电
C.线圈L两端电压在减小 D.可以通过减小两板的距离来增大振荡频率
12.目前，我国通过大力发展新能源，来减少碳排放，也制定2030年前碳达峰行动。风力发电机；是将风能转化为电能的装置，世界最大风力发电机是由我国制造，其叶片长达107m。现有一风力发电机，它的叶片在风力的带动下转动。其发电原理是利用了法拉第电磁感应定律，可简化为如图所示情景，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈内电阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω。则
A.瞬时电动势的表达式为e=6sin50πt（V）
B.电压表的示数为5.4V
C.通过灯泡的电流为0.6A
D.在t=0.01s的时刻，穿过线圈磁通量为零
13.如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，货车沿水平路面向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货物速度为v，连接货车的缆绳与水平方向夹角为θ，不计一切摩擦，下列说法正确的是
A.货车的速度等于vcosθ B.货车的速度等于
C.货物处于失重状态 D.货车对路面的压力小于货车的重力
14.图（a）为一列简谐横波在=2s时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在x=1.5m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x=2m的质点。下列说法正确的是
A.波速为1m/s B.0～2s时间内，P向y轴正方向运动
C.0～2s时间内，P运动的路程为8cm D.当t=7s时，P恰好回到平衡位置
15.图（a）所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊做直线运动，图（b）是该机器人在某段时间内的位移-时间图像（后10s的图线为曲线，其余为直线）。以下说法正确的是
A.机器人在0～30s内的位移大小为2m
B.10～30s内，机器人的平均速度大小为0.35m/s
C.0～10s内，机器人做匀加速直线运动
D.机器人在5s末的速度与15s末的速度相同
三、实验题（本大题共两小题，共18分，每空2分，把正确答案填写在答卷纸的横线上或按要求作答。）
16.在“研究小球平抛运动”的实验中：
（1）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明____________；
A.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B.平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
C.平抛运动的飞行时间只由高度决定
D.平抛运动的轨迹是一条抛物线
（2）某同学设计了如下图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，末端水平，滑道2与光滑水平板平滑衔接，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明___________；
（3）该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片如图丙所示，图中背景正方形方格的边长为L=4.9cm，A、B、C是小球的三个位置，取g=9.80m/s2，由照片可知：照相机拍摄时每隔___________s曝光一次；小球做平抛运动的初速度v0=___________m/s。
17.利用输出电压为3V的恒压电源、量程为0～0.6A的电流表（内阻不计）、定值电阻、阻值随长度均匀变化的电阻丝（长度为0.05m，总阻值为25Ω）、弹簧（电阻不计）、开关、导线，改装成如图甲的测力计。
（1）图甲的电路中，定值电阻的作用是____________，阻值至少为____________Ω；
（2）弹簧所受拉力F与其伸长量△L的关系如图乙。若定值电阻为10Ω，则电流表的示数I与弹簧所受拉力F的关系式I=____________（A），可知由电流表改装的测力汁刻度____________（选填“均匀“不均匀”），
当电流表的示数为0.3A，对应标示的力为____________N。
四、论述计算题（本题共4小题，共32分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
18.（5分）如图所示，折射率为的两面平行的玻璃砖，下表面涂有反射物质，右端垂直地放置一标尺MN。一细光束以45°角度入射到玻璃砖的上表面，会在标尺上的两个位置出现光点，若两光点之间的距离为a（图中未画出），求：（设光在真空中的速度为，不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射）
（1）光从空气射入玻璃时，折射角的大小；
（2）光通过玻璃砖的时间是多少？
19.（6分）把质量为10kg的物体放在光滑的水平面上，如图所示，在与水平方向成53°的10N的力F作用下从静止开始运动，经t=2s，求：（sin53°=0.8，cos53°=0.6）
（1）力F对物体的冲量大小及方向；
（2）物体获得的动量大小及方向。
20.（10分）如图所示，一质量为M的木板静止置于光滑的水平面上，一质量为m的木块（可视为质点），以初速度v0滑上木板的左端，已知木块和木板间的动摩擦因数为μ，木块始终没有滑离木板。求：
（1）木板的最大速度；
（2）因摩擦而产生的热量；
（3）为使木块不掉下木板，板长至少多少？
21.（11分）如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量m=2kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=1Ω，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。）
（1）金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；
（2）金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR；
（3）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为2J，流过电阻R的电荷量q。
物理答案
一、选择题：本题共15小题，1—10题，只有一个选项符合题目要求，每题3分；11—15题，每题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不答的得0分
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C B A C D A C A B C
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分，每题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不答的得0分。）
11 12 13 14 15
BC BC BD CD AB
三、实验题（本大题共两小题，共18分，每空2分，把正确答案填写在答卷纸的横线上或按要求作答。）
16．A　平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动　0.1　1.47
17．对电流表起保护作用　5　　不均匀　500
四、论述计算题（本题共4小题，共32分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
18．（5分）（1）30°：（2）
解．（1）如图由光的折射定律
（2分）
得（1分）
（1）由几何关系可得：在玻璃砖内的光线与玻璃砖的上面构成等边三角形，其边长等于a光在玻璃中的速度为
（1分）
所以有（1分）
19．（6分）（1）20N·s，方向与力的方向相同；（2）12kg·m/s，方向水平向右
解．（1）首先对物体进行受力分析：与水平方向成53°的角的拉力F，竖直向下的重力G、竖直向上的支持力，根据冲量公式可知：冲量为
（2分）
方向与力的方向相同。（1分）
（2）根据动量定理可知获得的动量为
（2分）
方向水平向右。（1分）
20．（10分）（1）；（2）；（3）
解．（1）木块滑上木板后，木块对木板的滑动摩擦力使木板做匀加速运动，木块自身做匀减速运动，当二者速度相同时木板达到最大速度v，而木块与木板组成的系统所受合外力为零，根据动量守恒定律有
（2分）
解得（1分）
（2）根据能量守恒定律可得因摩擦而产生的热量为
（4分）
（3）当木块滑至木板右端恰好相对木板静止时，木板长度最小，根据功能关系有
（2分）
解得（1分）
21．（11分）（1）4m/s；（2）12W；（3）2.25C
解．（1）金属棒静止释放后，向下运动，切割磁感线的感应电动势为
（1分）
根据闭合电路欧姆定律可得，产生的感应电流为
（1分）
则受到的安培力为
（1分）
由于安培力与运动方向相反，则有
（1分）
可知金属棒沿斜面向下做加速度减小的加速运动，当加速为零时，金属棒的速度最大，然后做匀速直线运动，故有
（1分）
带入数据解得，金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度为
（1分）
（2）由电路中的电流
可知，当金属棒达到最大速度时，电路中的电流最大，即为
（1分）
故金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率为
（1分）
（3）设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中，沿导轨下滑的距离为x，根据能量守恒定律有
（1分）
解得，金属棒沿导轨下滑的距离为
（1分）
则流过电阻R的电荷量为
（1分）