精品解析：广西南宁市第三十六中学2022-2023学年高二下学期期末考试模拟训练物理试题（一）（解析版）

高二（下）物理期末考试模拟试题（一）

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

1. 船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的（　　）

A. 波速和波长均不同 B. 频率和波速均不同

C. 波长和周期均不同 D. 周期和频率均不同

【答案】A

【解析】

【详解】声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同，但声波在空气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系可知，波长也不同。故A正确，BCD错误。

故选A。

2. 无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）（　　）

A. 0 B. mgh C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】在地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得

故雨滴克服空气阻力做功为。

故选B。

3. 一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（　　）

A. 图（c）是用玻璃管获得的图像

B. 铝管中下落，小磁体做匀变速运动

C. 在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变

D. 用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短

【答案】A

【解析】

【详解】A．强磁体在铝管中运动，铝管会形成涡流，玻璃是绝缘体故强磁体在玻璃管中运动，玻璃管不会形成涡流。强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线运动，而玻璃管中的磁体则一直做加速运动，故由图像可知图（c）的脉冲电流峰值不断增大，说明强磁体的速度在增大，与玻璃管中磁体的运动情况相符，A正确；

B．在铝管中下落，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体做匀速运动，B错误；

C．在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体，线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化，故小磁体受到的电磁阻力在不断变化，C错误；

D．强磁体分别从管的上端由静止释放，在铝管中，磁体在线圈间做匀速运动，玻璃管中磁体在线圈间做加速运动，故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长，D错误。

故选A。

4. 2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约5800kg的物资进入距离地面约400km（小于地球同步卫星与地面的距离）的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接后，这批物资（　　）

A. 质量比静止地面上时小 B. 所受合力比静止在地面上时小

C. 所受地球引力比静止在地面上时大 D. 做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大

【答案】D

【解析】

【详解】A．物体在低速（速度远小于光速）宏观条件下质量保持不变，即在空间站和地面质量相同，故A错误；

BC．设空间站离地面的高度为h，这批物质在地面上静止合力为零，在空间站所受合力为万有引力即

在地面受地球引力为

因此有，故BC错误；

D．物体绕地球做匀速圆周运动万有引力提供向心力

解得

这批物质在空间站内的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，因此这批物质的角速度大于同步卫星的角速度，同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，即这批物质的角速度大于地球自转的角速度，故D正确。

故选D。

5. 一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（　　）

A. 水的折射率为

B. 水的折射率为

C. 当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角等于60°

D. 当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°

【答案】B

【解析】

【详解】AB．他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出激光光束，则说明α = 41°时激光恰好发生全反射，则

则

故A错误，B正确；

CD．当他以α = 60°向水面发射激光时，入射角i1 = 30°，则根据折射定律有

折射角i2大于30°，则岸上救援人员接收激光光束方向与水面夹角小于60°，故CD错误。故选B。

6. 一电子和一α粒子从铅盒上的小孔O竖直向上射出后，打到铅盒上方水平放置的屏幕P上的a和b两点，a点在小孔O的正上方，b点在a点的右侧，如图所示。已知α粒子的速度约为电子速度的，铅盒与屏幕之间存在匀强电场和匀强磁场，则电场和磁场方向可能为（　　）

A. 电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向里

B. 电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向外

C. 电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向里

D. 电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向外

【答案】C

【解析】

【详解】A．带电粒子在电场和磁场中运动，打到a点的粒子电场力和洛伦兹力平衡，当电场向左磁场垂直直面向里时，粒子受到向左的电场力和洛伦兹力，电子受到向右的电场力和洛伦兹力均不能满足受力平衡打到a点，A错误；

B．电场方向向左，磁场方向向外，此时如果粒子打在a点则受到向左的电场力和向右的洛伦兹力平衡

则电子速度大，受到向左的洛伦兹力大于向右的电场力从而向左偏转；同理如果电子打在a点，则粒子向左的电场力大于向右的洛伦兹力则向左偏转，均不会打在b点，B错误；

CD．电场方向向右，磁场垂直纸面向里，如果粒子打在a点，即向右的电场力和向左的洛伦兹力平衡

电子速度大，受到向右的洛伦兹力大于向左的电场力向右偏转，同理如果电子打在a，则粒子向右的电场力大于向左的洛伦兹力向右偏转，均会打在b点；同理电场向右磁场垂直纸面向外时，粒子受到向右的电场力和洛伦兹力，电子受到向左的电场力和洛伦兹力不能受力平衡打到a点，故C正确D错误；

故选C。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。全对得6分，漏选得3分

7. 在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OP > OM，OM = ON，则小球（   ）

A. 在运动过程中，电势能先增加后减少

B. 在P点的电势能大于在N点的电势能

C. 在M点的机械能等于在N点的机械能

D. 从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功

【答案】BC

【解析】

【详解】ABC．由题知，OP > OM，OM = ON，则根据点电荷的电势分布情况可知

φM = φN > φP

则带负电的小球在运动过程中，电势能先减小后增大，且

EpP > EpM = EpN

则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能，A错误、BC正确；

D．从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负功，D错误。

故选BC。

8. 如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度v0开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，当物块从木板右端离开时（   ）

A. 木板的动能一定等于fl B. 木板的动能一定小于fl

C. 物块的动能一定大于 D. 物块的动能一定小于

【答案】BD

【解析】

【详解】设物块离开木板时的速度为，此时木板的速度为，由题意可知

设物块的对地位移为，木板的对地位移为

CD．根据能量守恒定律可得

整理可得

D正确，C错误；

AB．因摩擦产生的摩擦热

根据运动学公式

因为

可得

则

所以

B正确，A错误。

故选BD。

9. 使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（　　）

A. 甲的速度大小比乙的大 B. 甲的动量大小比乙的小

C. 甲的动量大小与乙的相等 D. 甲和乙的动量之和不为零

【答案】BD

【解析】

【详解】对甲、乙两条形磁铁分别做受力分析，如图所示

A．根据牛顿第二定律有

由于

m甲 > m乙

所以

a甲 < a乙

由于两物体运动时间相同，且同时由静止释放，可得

v甲 < v乙

A错误；

BCD．对于整个系统而言，由于μm甲g > μm乙g，合力方向向左，合冲量方向向左，所以合动量方向向左，显然甲的动量大小比乙的小，BD正确、C错误。

故选BD。

10. 一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是（   ）

A. 在x = 1m时，拉力的功率为6W

B. 在x = 4m时，物体的动能为2J

C. 从x = 0运动到x = 2m，物体克服摩擦力做的功为8J

D. 从x = 0运动到x = 4的过程中，物体的动量最大为2kg∙m/s

【答案】BC

【解析】

【详解】由于拉力在水平方向，则拉力做的功为

W = Fx

可看出W—x图像的斜率代表拉力F。

AB．在物体运动的过程中根据动能定理有

则x = 1m时物体的速度为

v1= 2m/s

x = 1m时，拉力为

则此时拉力的功率

P = Fv1= 12W

x = 4m时物体的动能为

Ek= 2J

A错误、B正确；

C．从x = 0运动到x = 2m，物体克服摩擦力做的功为

Wf= μmgx = 8J

C正确；

D．根据W—x图像可知在0—2m的过程中F1= 6N，2—4m的过程中F2= 3N，由于物体受到的摩擦力恒为f = 4N，则物体在x = 2m处速度最大，且根据选项AB分析可知此时的速度

则从x = 0运动到x = 4的过程中，物体的动量最大为

D错误。

故选BC。

三、非选择题：本题共5小题，共52分。

11. 一学生小组测量某金属丝（阻值约十几欧姆）的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图（a）是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：

（1）实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S

（2）将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流I=_______，金属丝的电阻_____。（结果均用、、表示）

（3）继续微调R，重复（2）的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：

（4）利用上述数据，得到金属丝的电阻。

（5）用米尺测得金属丝长度。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图（b）所示，该读数为______mm。多次测量后，得到直径的平均值恰好与d相等。

（6）由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率______。（保留2位有效数字）

【答案】    ①.     ②.     ③. 0.150    ④. 5.0

【解析】

【详解】（1）[1]根据题意可知，两端的电压为

则流过即流过待测金属丝的电流

[2]金属丝的电阻

联立可得

（5）[3]螺旋测微器的读数为

（6）[4]根据电阻定律

又

代入数据联立解得

12. 一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。

（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该示数为___________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为___________mm，则摆球的直径为___________mm。

（2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角___________5°（填“大于”或“小于”）。

（3）某次实验所用单摆摆线长度为81.50cm，则摆长为___________cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为___________s，该小组测得的重力加速度大小为___________m/s2.（结果均保留3位有效数字，π2取9.870）

【答案】    ①. 0.006##0.007##0.008    ②. 20.034##20.033##20.035##20.032    ③. 20.027##20.028##20.029    ④. 大于    ⑤. 82.5    ⑥. 1.82    ⑦. 9.83

【解析】

【详解】（1）[1]测量前测微螺杆与和测砧相触时，图（a）的示数为

[2]螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5mm的整数倍)加可动刻度（0.5mm以下的小数）读数，图中读数为

[3]则摆球的直径为

（2）[4]角度盘的大小一定，即在规定的位置安装角度盘，测量的摆角准确，但将角度盘固定在规定位置上方，即角度盘到悬挂点的距离变短，同样的角度，摆线在刻度盘上扫过的弧长变短，故摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角大于5°；

（3）[5]单摆的摆线长度为81.50 cm，则摆长为

结果保留三位有效数字，得摆长为82.5cm；

[6]一次全振动单摆经过最低点两次，故此单摆的周期为

[7]由单摆的周期表达式得，重力加速度

四、解答题

13. 将扁平的石子向水面快速抛出，石子可能会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。要使石子从水面跳起产生“水漂”效果，石子接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于θ。为了观察到“水漂”，一同学将一石子从距水面高度为h处水平抛出，抛出速度的最小值为多少？（不计石子在空中飞行时的空气阻力，重力加速度大小为g）

【答案】

【解析】

【详解】石子做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有

可得落到水面上时的竖直速度

由题意可知

即

石子抛出速度的最小值为。

14. 密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为v0、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比，比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。

（1）求油滴a和油滴b的质量之比；

（2）判断油滴a和油滴b所带电荷的正负，并求a、b所带电荷量的绝对值之比。

【答案】（1）8:1；（2）油滴a带负电，油滴b带正电；4:1

【解析】

【详解】（1）设油滴半径r，密度为ρ，则油滴质量

则速率为v时受阻力

则当油滴匀速下落时

解得

可知

则

（2）两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，可知油滴a做减速运动，油滴b做加速运动，可知油滴a带负电，油滴b带正电；当再次匀速下落时，对a由受力平衡可得

其中

对b由受力平衡可得

其中

联立解得

15. 如图，一竖直固定的长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，圆管长度为。一质量为的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求

（1）第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小；

（2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离；

（3）圆盘在管内运动过程中，小球与圆盘碰撞的次数。

【答案】（1）小球速度大小，圆盘速度大小；（2）l；（3）4

【解析】

【详解】（1）过程1：小球释放后自由下落，下降，根据机械能守恒定律

解得

过程2：小球以与静止圆盘发生弹性碰撞，根据能量守恒定律和动量守恒定律分别有

解得

即小球碰后速度大小，方向竖直向上，圆盘速度大小为，方向竖直向下；

（2）第一次碰后，小球做竖直上抛运动，圆盘摩擦力与重力平衡，匀速下滑，所以只要圆盘下降速度比小球快，二者间距就不断增大，当二者速度相同时，间距最大，即

解得

根据运动学公式得最大距离为

（3）第一次碰撞后到第二次碰撞时，两者位移相等，则有

即

解得

此时小球的速度

圆盘的速度仍为，这段时间内圆盘下降的位移

之后第二次发生弹性碰撞，根据动量守恒

根据能量守恒

联立解得

同理可得当位移相等时

解得

圆盘向下运动

此时圆盘距下端管口13l，之后二者第三次发生碰撞，碰前小球的速度

有动量守恒

机械能守恒

得碰后小球速度为

圆盘速度

当二者即将四次碰撞时

x盘3= x球3

即

得

在这段时间内，圆盘向下移动

此时圆盘距离下端管口长度为

20l－1l－2l－4l－6l = 7l

此时可得出圆盘每次碰后到下一次碰前，下降距离逐次增加2l，故若发生下一次碰撞，圆盘将向下移动

x盘4= 8l

则第四次碰撞后落出管口外，因此圆盘在管内运动的过程中，小球与圆盘的碰撞次数为4次。