江苏省镇江市2021-2022学年高二下学期期末模拟考试物理试卷（Word版含答案）

镇江市2021-2022学年高二下学期期末模拟考试物理试卷
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意
1.下列对热平衡的理解，正确的是（　　）
A. 标准状况下冰水混合物与0℃的水未达到热平衡
B. A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统达到热平衡
C. 甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，则甲、丙是处于热平衡的
D. 热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同
2.三种气体在相同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中表示处单位速率区间内的分子数百分率，下列说法正确的是（　　）
A. I气体的分子平均动能最小 B. Ⅱ气体的分子平均速率最大
C. Ⅲ气体分子的质量最小 D. Ⅰ气体的曲线与轴围成的面积最大
3.利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则（　　）
A．减弱入射光的强度，遏止电压变小
B．P不移动时，微安表的示数为零
C．P向a端移动，微安表的示数增大
D．P向b端移动，光电子到达阳极A的最大动能增大
4. 如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图像，根据图像可知（　　）
A. 此感应电动势的瞬时表达式为
B. 此感应电动势的瞬时表达式为
C. 时，穿过线圈的磁通量为零
D. 时，穿过线圈的磁通量的变化率最大
5.如图甲所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，如图乙所示。金属棒始终保持静止，则在时间内（　　）
中的感应电流方向从b到a
B. 中的感应电流大小不变
C. 中的感应电流逐渐减小
D. 所受的安培力保持不变
6. 如图所示，P是一束含有两种单色光的光线,沿图示方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，折射后分成图中的a、b两束光线，则下列说法中正确的是（ ）
A. 玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B. a光频率小于b光频率
C. 在玻璃砖中传播的时间a光比b光短
D. 若让玻璃砖纸面内绕O点逆时针转动，a光先消失
7. 如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　）
A. 开关S闭合时，c灯立即亮，a、b灯逐渐亮
B. 开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮
C. 开关S断开时，b、c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭
D. 开关S断开时，c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭
8. 如图所示为远距离输电示意图，某个小水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求在输电线上损失的功率控制为（即用户得到的功率为）。下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上通过的电流为
B. 降压变压器的输入电压为
C. 升压变压器的匝数比为
D. 降压变压器的匝数比为
9.如图所示，长为R的轻杆一端固定一个小球，现让小球在竖直平面内绕轻杆的另一端O做圆周运动，小球到达最高点时，受到杆的弹力为F，速度大小为v，其F-v2图像如图所示。则（　　）
A．v2=C时，小球对杆的弹力方向竖直向下
B．当地的重力加速度大小为
C．小球的质量为
D．v2=2b时，小球受到的弹力等于2mg
10.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中 （　　）
导体棒做匀减速直线运动
B. 导体棒中感应电流的方向为
C. 电阻R消耗的总电能为
D. 导体棒克服安培力做的总功小于
二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
电压表 （量程，内阻约为）
电流表 （量程，内阻约为）
滑动变阻器 （，额定电流）
待测电池组 （电动势约为，内阻约为）
开关、导线若干
①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________。
②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端（填“a”或者“b”）
③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________。（结果均保留两位有效数字）
12. 如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨MN、PQ相距，上端连接一个阻值的电阻，导轨平面与水平面夹角，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，它们之间的动摩擦因数，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。已知金属棒ab的质量为，，磁场的磁感应强度。金属棒ab从静止开始运动，若金属棒下滑距离为时速度恰好达到最大值（，，取）。求：
（1）金属棒达到的最大速度；
（2）金属棒由静止开始下滑位移为s的过程中，金属棒上产生的焦耳热。
13. 图甲所示的CT扫描机，其部分工作原理如图乙所示：M、N之间是加速电场，虚线框内存在垂直纸面的匀强磁场。电子从静止开始经加速电场后，垂直进入偏转磁场，最后打在靶上的P点。已知加速电压为U，磁场的宽度为d，电子的质量为m、电荷量为e，电子离开磁场时的速度偏转角为θ。求：
（1）电子离开电场时的速度大小；
（2）磁感应强度的大小和方向。
14. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第IV象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量、电荷量的带正电粒子，以大小v=10m/s的速度从P点沿与y轴负方向成进入磁场。已知O、P两点间的距离s=0.16m，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，粒子重力不计。求：
（1）磁场磁感应强度大小B=2T时粒子在磁场中运动的轨迹半径r；
（2）若粒子不能进入x轴上方，磁场的磁感应强度满足的条件。
15. 如图所示，在xOy平面（纸面）内，x＞0空间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限空间存在方向沿x轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），以大小为v、方向与y轴正方向夹角θ＝60°的速度沿纸面从坐标为（0，L）的P1点进入磁场中，然后从坐标为（0，L）的P2点进入电场区域，最后从x轴上的P3点（图中未画出）垂直于x轴射出电场。求：
（1）磁场的磁感应强度大小B；
（2）粒子从P1点运动到P2点所用的时间t；
（3）电场强度的大小E．
1.【答案】B
【解析】
【详解】A．标准状况下冰水混合物的温度为0℃，与0℃的水达到了热平衡，选项A错误；
B．根据热平衡定律，A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统达到热平衡，故B正确；
C．甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，此时乙、丙与甲的温度不一定相等，所以甲、丙不一定是处于热平衡的，故C错误；
D．根据热平衡的特点可知，两个系统达到热平衡的标志是它们温度相同，但压强、体积不一定相同，故D错误。
故选B。
2.【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．相同温度下的气体，其分子平均动能相等，故A错误；
BC．由图可知，Ⅲ气体的分子平均速率最大，由于分子平均动能相等，所以Ⅲ气体分子的质量最小，故B错误、C正确；
D．曲线与轴围成的面积表示各个速率区间内的分子数百分率之和，其和等于100%，所以三条曲线与轴围成的面积相等，故D错误。
故选C。
3.【答案】D
【解析】
A．遏止电压仅与入射光频率有关，与强度无关，故A错误；
B．P不移动时，由于图中在光电管中所加电压为正向电压，管中电场向左，电子从K向右逸出所受电场力向右，电子加速从A端流出形成光电流，微安表应有示数，故B错误；
C．P向a端移动，则分压所得正向电压变小，电子加速从A端出去的速度变小，则光电流变小，微安表的示数变小，故C错误；
D．P向b端移动，则分压所得正向电压变大，由
光电子到达阳极A的最大动能增大，故D正确。
故选D。
4.【答案】B
【解析】
【分析】从图像得出电动势最大值、周期，从而算出频率、角速度，进而得出感应电动势的瞬时表达式；当磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大。
【详解】AB．由图像知周期，所以频率，由图像知电动势最大值为，角速度为
所以感应电动势的瞬时表达式为
故A项错误，B项正确；
C．时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量最大，故C项错误；
D．时，感应电动为零，则穿过线圈的磁通量的变化率也为零，故D项错误。
故选B。
5.【答案】B
【解析】
【详解】A．由题意可知，穿过闭合回路的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可知，中的感应电流方向从a到b，选项A错误；
BC．根据
可知，ab中的感应电流大小不变，选项B正确，C错误；
D．所受的安培力
F=BIL
因B逐渐减小，IL不变，则安培力逐渐减小，选项D错误。
故选B。
6.【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，a光的偏折程度较大，则a光的折射率大于b光的折射率，A错误；
B．频率大的光折射率大，a光频率大于b光频率，B错误；
C．由
知，a光玻璃中传播速度小于b光，a光在玻璃砖中传播时间较长，C错误；
由
D．a光的全反射临界角小于b光，旋转玻璃砖，a光先消失，D正确．
故选D。
7.【答案】D
【解析】
【详解】A．开关S闭合时，b、c灯立即亮，由于线圈中产生自感电动势阻碍电流的增加，使得a灯逐渐亮，A错误；
B．开关S闭合，电路稳定后，三灯都亮，B错误；
CD．开关S断开时，c灯立即熄灭，由于在L中产生自感电动势阻碍电流的减小，则电流将在L与a、b灯之间形成新的回路，使得a、b灯逐渐熄灭，C错误，D正确。
故选D。
8.【答案】C
【解析】
【详解】A．输电线上通过电流
故A错误；
B．输电线上损失的电压
升压变压器的输出电压
则降压变压器的输入电压
故B错误；
C．升压变压器匝数比
故C正确；
D．降压变压器的匝数比
故D错误。
故选C。
9.【答案】C
【详解】
A．由图象可知，当时，有：F＜0，则杆对小球得作用力方向向下，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的弹力方向向上，故A错误；
B．由图象知，当时，F=0，杆对小球无弹力，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，有
得
故B错误。
C．由图象知，当时，F=a，故有
解得
故C正确；
D．由图象可知，当时，由
得F=mg
故D错误。
故选C。
10.【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．导体棒向右运动，根据右手定则，可知电流方向为b到a，再根据左手定则可知，导体棒向到向左的安培力，根据法拉第电磁感应定律，可得产生的感应电动势为
感应电流为
故安培力为
根据牛顿第二定律有
可得
随着速度减小，加速度不断减小，故导体棒不是做匀减速直线运动，故AB错误；
C．根据能量守恒定律，可知回路中产生的总热量为
因R与r串联，则产生的热量与电阻成正比，则R产生的热量为
故C正确；
D．整个过程只有安培力做负功，根据动能定理可知，导体棒克服安培力做的总功等于，故D错误。
故选C。
11.【答案】 ①. 5 ②. a ③. 2.9 ④. 0.80
【解析】
【详解】①因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的是电流表内接；故导线5连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱；
②开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于a端；
③由图线可知图线与纵轴交点即为电源电动势，故E=2.9V；图线与横轴的交点为短路电流I=0.50A，故可得等效内阻为
又因为在开关和电池负极之间接有的电阻，在计算过程中等效为内阻，故电源内阻为
12.【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）金属棒达到最大速度时，有
金属棒受到的安培力
据闭合电路欧姆定律得
金属棒产生的感应电动势为
联立解得
（2）整个系统总能量守恒
电阻、串联
联立解得
13.【答案】（1）；（2），垂直纸面向里
【解析】
【详解】（1）电子加速过程，由动能定理可得
解得
（2）如图所示，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动
由洛伦兹力作为向心力可得
由几何关系可得
联立解得，磁感应强度的大小为
由左手定则可知，磁感应强度的方向垂直纸面向里。
14.【答案】（1）0.25m；（2）
【解析】
【详解】（1）根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）如图所示
由几何关系可得
联立解得
故磁场磁感应强度大小满足的条件为
15.【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）带电粒子在磁场中运动轨迹如图所示，
其圆心为O1，对应轨道半径为R，由几何关系可得
由牛顿第二定律和向心力公式有
联立可得
（2）带电粒子在磁场中运动时间t1
联立可得
（3）带电粒子在电场中运动时间t2，由运动的合成与分解有
由牛顿第二定律有
联立可得