甘肃省嘉峪关市2023学年物理高二第二学期期末学业水平测试模拟试题(含解析).pdf

2023 学年高二下学期物理期末模拟测试卷 考生请注意：1答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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，扇形 AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB=60，两束平行于角平分线 OM 的单色光 a 和 b 由OA 面射入介质，经 OA 面折射的光线都相交于 M 点，其中 a 光的折射光线恰好平行于 OB，以下说法正确的是（）A该介质对 a 光的折射率为 Ba 光的折射光线不能在 AB 面发生全反射 C在同一介质中，a 光的光速大于 b 光的光速 D用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距大于 b 光的条纹间距 2、下列关于电磁波和机械波的说法中，正确的是 A机械波和电磁波均有横波和纵波 B机械波和电磁波均可发生干涉、衍射 C机械波只能在介质中传播，电磁波只能在真空中传播 D波源的振动或电磁振荡停止，空间中的波均即刻完全消失 3、如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为 30的斜面上，杆的另一端固定一个重为 4N 的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力（）A大小为 4N，方向平行于斜面向上 B大小为 2N，方向平行于斜面向上 C大小为 4N，方向垂直于斜面向上 D大小为 4N，方向竖直向上 4、如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的 a、b、c三束单色光比较 a、b、c三束光，可知 A当它们在真空中传播时，c光的波长最大 B当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大 C若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最小 D对同一双缝干涉装置，a光干涉条纹之间的距离最小 5、下图表示一简谐横波波源的振动图象根据图象可确定该波的（）A波长，波速 B周期，振幅 C波长，振幅 D周期，波速 6、将一个物体以一定的初速度竖直向上抛出，0.8 s 末物体的速度大小为 8 m/s，不计空气阻力，g取 10 m/s2，下列说法正确的是（）A物体在 3.2 s末回到抛出点 B0.8 s 时物体的运动方向可能向下 C物体的初速度为 20 m/s D0.8 s 时物体可能位于抛出点下方 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、下列说法正确的是（）A组成原子核的核子越多，原子核越稳定 B23892U 衰变为22286Rn 经过 4 次衰，2 次 衰变 C在 LC 振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差也最大 D在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大 8、在光滑水平面上沿同一直线运动的 A、B 两物体，如图表示发生相互作用（假设相互作用力是恒定的）前后的 vt图线，由图线可以判断 AA、B 作用前后总动量守恒 BA、B 作用前后总动量不守恒 CA、B 的质量比为 3：2 DA、B 作用前后无机械能损失 9、如图所示，匀强电场方向水平向右，一根不可伸长的绝缘细线一端固定在 O点，另一端系一质量为 m、电荷量为 q的带正电小球把小球拉至水平位置 A，然后由静止释放，小球运动到细线与水平方向成=60的位置 B时速度刚好为零重力加速度为 g以下说法正确的是（)A匀强电场的场强大小为3mgEq B匀强电场的场强大小为3mgEq C球在 B点时，细线拉力为3Tmg D球在 B点时，细线拉力为2Tmg 10、如图所示，电源 E对电容器 C充电，当 C两端电压达到 80 V 时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对 C充电这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光该电路（）A充电时，通过 R的电流不变 B若 R增大，则充电时间变长 C若 C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大 D若 E减小为 85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 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）用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值xR，已知电池的电动势约 6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有:电流表1A(量程 030mA);电流表2A(量程 0100mA);电压表V(量程 06V);滑动变阻器1R(阻值 05);滑动变阻器2R(阻值 0300);开关S一个，导线若干条。某同学的实验过程如下:.设计如图 1 所示的电路图，正确连接电路。.将 R 的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小 R 的阻值，测出多组 U 和 I 的值，并记录。以 U 为纵轴。I 为横轴。得到如图 2 所示的图线。.断开开关，将xR改接在 B、C 之间。A 与 B 直接相连，其他部分保持不变。重复的步骤，得到另一条 U-I 图线，图线与横轴 I 的交点坐标为0,0I（），与纵轴U 的交点坐标为00,U（）.回答下列问题:（1）电流表应选用 _，滑动变阻器应选用_.（2）由图 2 的图线，得电源内阻 r=_；（3）用0I、0U和r表示待测电阻的关系式xR _代入数值可得xR；（4）若电表为理想电表，xR接在 B、C 之间与接在 A、B 之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围_电压表示数变化范围_(选填“相同”或“不同”)。12（12 分）某物理兴趣小组的同学想用如图甲所示的电路探究一种热敏电阻的温度特性。（1）请按电路原理图将图乙中所缺的导线补接完整_。（2）利用补接完整的实验装置测量出不同温度下的电阻值，画出该热敏电阻 Rt图象如图丙中的实测曲线，与图中理论曲线相比二者有一定的差异，除了偶然误差外，下列关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法叙述正确的是_。（填选项前的字母，不定项选择）A电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大 B电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小 C温度升高到一定值后，电流表应改为外接法（3）已知电阻的散热功率可表示为 P散=k（tt0），其中 k是比例系数，t是电阻的温度，t0是周围环境温度，现将本实验所用的热敏电阻接到一个恒流电源中，使流过它的电流恒为 40mA，t0=20，k=0.16W/由理论曲线可知：该电阻的温度大约稳定在_；此时电阻的发热功率为_W。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）如图所示，两根平行且足够长的轨道水平放置，轨道间距为 L，且电阻不计，CD左侧处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B1，CD右侧处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B1在轨道上有两长度稍大于 L、质量均为 m、阻值均为 R的金属棒 a、b，金属棒 b用一根足够长的绝缘细线跨过定滑轮与重锤相连某时刻金属棒 a在外力作用下以速度 v0沿轨道向左做匀速直线运动，在这一过程中金属棒 b恰好保持静止当金属棒 a到达CD处时被固定，此后重锤开始下落，在落地前速度达到最大忽略一切摩擦阻力，且不考虑金属棒 a、b间的相互作用力，重力加速度为 g求：(1)重锤的质量 M;(1)重锤能达到的最大速度 v;(3)若从重锤开始下落起，到其达到最大速度的过程中，金属棒 b产生的焦耳热 Q，求这一过程通过金属棒 b的电荷量q.14（16 分）一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，t0 时刻的波形如图甲所示，A、B、P 和 Q是介质中的四个质点：t0 时刻波刚好传播到 B点，质点 A 的振动图象如图乙所示，求：（1）该波的传播速度；（2）从 t0 到 t1.6s，质点 P 通过的路程；（3）经过多长时间质点 Q 第二次到达波谷 15（12 分）如图所示，高为 h、上端开口的气缸内壁光滑，除底部导热外，其余部分均绝热在气缸顶部有一个厚度不计的绝热卡环，在气缸内有两个厚度不计的绝热轻质活塞A、B，它们距气缸底部的距离分别为34h和12h 活塞 A、B之间封闭了一定质量的理想气体 I，活塞 B的下方封闭了一定质量的理想气体，气体 I、的温度均为 27C现利用电热丝对气体 I 缓慢加热，求：(i)活塞 A刚好上升到卡环处时气体 I 的温度；(ii)气体 I 的温度为 800K时，活塞 A、B间的距离 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、B【答案解析】试题分析：由几何知识可知，入射角，折射角,根据折射定律得,故 A 错误；由几何知识求出光线在 M 点的入射角,临界角的正弦为，即有,故折射光线中恰好射到 M点的光线不能发生全反射,故 B 正确；由图可知，a 光的折射率要大于 b 光，由可知，a 光的光速小于 b 光的光速,故 C 错误；因 a 光的折射率大，故 a 光的波长小于 b 光，由可知，用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距小于 b 光的条纹间距；故 D 错误；考点：考查了光的折射，全反射，双缝干涉现象【名师点睛】根据题意作出光路图，由几何知识求出入射角和折射角，即可由折射定律公式求解折射率由几何知识求出光线在 M 点的入射角，与临界角比较，分析能否发生全反射再根据光速及波长和频率的关系可明确两光的光速大小，由干涉条纹间距公式可明确间距的大小 2、B【答案解析】A机械波有横波和纵波,电磁波只有横波，故 A 错误.B干涉、衍射是一切波具有的特性，所以机械波和电磁波均可发生干涉、衍射，故 B 正确；C机械波是机械振动在介质中传播过程，必须依赖于介质,没有介质不能形成机械波；电磁波传播的是电磁场，而电磁场本身就是一种物体，不需要借助其他物质来传播，所以电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，故 C 错；D当波源的振动或电磁振荡停止，只是不能发出新的波，但已经发出的波不会停下来，故 D 错；故选 B 3、D【答案解析】试题分析：根据物体的受力平衡状态，弹力应该与重力平衡，所以弹力竖直向上，大小为 4N，答案为 D 考点：受力分析 点评：本题考查了通过受力分析判断弹力的方法杆的弹力可以是其他方向，不一定沿着杆本身 4、C【答案解析】A由光路图可知，c光的偏转程度最大，则 c光的折射率最大，频率最大，根据cf知，c光的波长最小，故 A 错误；Bc光的折射率最大，根据cvn知，c光在玻璃中传播的速度最小，故 B 错误；C根据1sinCn知，c光的折射率最大，则 c光发生全反射的临界角最小，故 C正确；D a光的频率最小，则波长最长，根据Lxd 知，a光干涉条纹之间的距离最大，故 D 错误；故选 C【答案点睛】根据光线的偏折程度比较出各种色光的折射率，从而得出频率的大小，根据cf得出波长的大小，根据cvn比较在三棱镜中的传播速度大小，根据1sinCn比较发生全反射的临界角大小；根据波长的大小，结合Lxd 比较干涉条纹间的间距大小 5、B【答案解析】试题分析：振幅等于质点位移的最大值，由图知32 10Am，周期1Ts，根据振动图象无法确定波长，则不能确定波速，故选项 B 正确 考点：简谐运动的振动图象【名师点睛】由振动图象能直接读出振幅和周期，不能准确反映波动特征的波长，难度不大 6、A【答案解析】BD、物体做竖直上抛运动，在 0.8s 内的速度变化量100.8m/s8m/svgt，由于初速度不为零，可知0.8st 时刻速度的方向一定竖直向上，不可能竖直向下，物体处于抛出点的上方，故选项 B、D 错误；AC、根据0vvgt可知初速度016m/svvgt，则上升到最高点的时间0116s1.6s10vtg，则回到抛出点的时间122 1.6s3.2stt，故选项 A 正确，C错误。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、BD【答案解析】A、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，与核子多少无关，故 A 错误；B、23892U衰变为22286Rn经过，质量数减少16，质子数减少6，而一次 衰变，质子数减2，质量数减4，一次 衰变，质子数增加1，质量数不变，所以是 4 次 衰变，2 次 衰变，故 B 正确；C、当线圈两端电势差也最大时，电流变化率最大，电流为 0，故 C 错误；D、狭缝变窄，使得x变小，根据不确定关系，则P变大，故 D 正确；故选 BD 8、ACD【答案解析】（1）由 A、B 两物体组成的系统，在竖直方向受力平衡，在水平方向不受外力，故该系统动量守恒，两物体作用前后，总动量保持不变，A 正确，B 错误；（2）根据动量守恒定律，在 A、B 相互作用前后，满足AABBAABBm vm vm vm v，其中Av=6m/s，Bv=1m/s，Av=2m/s，Bv=7m/s，代入数据得：:3:2ABmm，C正确；(3)根据图象可知,在 A、B 作用前后，222211112222AABBAABBm vm vm vm v，故系统机械能守恒，D 正确 故本题选 ACD 9、BC【答案解析】类比单摆，根据对称性可知，小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零，此时细线与水平方向夹角恰为 30，根据三角函数关系可得：qEsin30=mgcos30，化简可知 Eq=3mg，选项 B 正确，A错误；小球到达 B 点时速度为零，向心力为零，则沿细线方向合力为零，此时对小球受力分析可知：T=qEcos60+mgsin60，故细线拉力 T=3mg，选项 C 正确，D 错误；故选 BC 点睛：本题要求同学们能正确的对物体进行受力分析，并能联想到已学的物理模型，根据类比和对称的思想，根据相关公式解题 10、BCD【答案解析】本题考查电容器的充放电，意在考查考生的分析能力电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极板间的电势差不断减小，因此充电电流变小，选项 A 错误；当电阻 R增大时，充电电流变小，电容器所充电荷量不变的情况下，充电时间变长，选项 B 正确；若 C增大，根据 Q=CU，电容器的带电荷量增大，选项 C 正确；当电源电动势为 85V时，电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压 80V 时，所以闪光灯仍然发光，闪光一次通过的电荷量不变，选项 D正确 点睛：本题源自于 2009 年江苏高考物理卷的第 5 题，以闪光灯发光问题为背景考查电容器的充放电问题，解题的关键是要弄清电路的工作原理和电容器 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、A2 R2 25 00UrI 相同 不同 【答案解析】根据题设条件中电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧，可估算出电路中的电流为数十毫安，因此电流表应选用2A，为了电路正常工作，以及方便调节，多测量几组数据，滑动变阻器应选用2.R 根据图中电路结构可知，电压表测量了电路的路端电压，电流表测量了电路的总电流，因此图中图线斜率绝对值即为电源的内阻，有35.54.525602010rk。当改接电路后，将待测电阻与电源视为整体，即为一“等效电源”，此时图线的斜率为等效电源的内阻，因此有0000 xUrrRkI ，解得00 xURrI。若电表为理想电表，xR接在 B、C之间与接在 A、B之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示数变化范围相同，xR 接在 B、C之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而xR接在 A、B之间时，电压表测量的是滑动变阻器与xR两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同。12、AC 50 4.8W 【答案解析】第一空.根据图示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：第二空.AB、由于实验采用的是电流表内接法，由于电流表的分压使电压表读数大于热敏电阻两端的电压，在相同的温度下，热敏电阻的测量值总比理论值偏大，故 A 正确，B 错误；C、当温度升高到一定值后，电阻变小，则电流表应该选用外接法，故 C 正确。故选：AC。第三空.作出 P散=0.16（t20）的图象，如图所示，与热敏电阻随温度变化的图象的交点即为该电阻的稳定温度，所以该电阻的温度大约稳定在 50；第四空.电阻的发热功率为 P散=0.16（5020）W=4.8W。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、(1)21202B B L vMgR (1)201BvvB (3)22202022011224B mvB v LQqB LvB LB gR 【答案解析】(1)金属棒 a做切割磁感线运动，由法拉第电磁感应定律有 E1=B1Lv0 I1=12ER 金属棒 b保持静止，根据受力平衡条件有 Mg=F安1=B1I1L 联立解得：21202B B L vMgR (1)重锤与金属棒 b组成的系统达到最大速度 v后做匀速直线运动，根据受力平衡条件有 Mg=T，T=F安1 F安1=B1I1L I1=22ER E1=B1Lv 联立解得：v=201BvB (3)设从重锤开始下落起，到其达到最大速度的过程中，下落的高度为 h，重锤与金属棒 b组成的系统根据能量守恒定律有 Mgh=12mv1 12Mv11Q q=It 2EIR 1=?=?B LhEtt 联立解得：22202022011224B mvB v LQqB LvB LB gR 点睛：本题是力电综合问题，关键是明确两个金属棒的受力情况和运动情况，根据能量守恒定律、平衡知识、安培力公式、切割公式和欧姆定律多次列式求解注意求解电量时往往与平均电动势联系.14、：该波的传播速度是 25m/s 从 t=0 到 t=1.6s，质点 P 通过的路程为 16m 经过 3.8s 时间质点 Q 第二次到达波谷【答案解析】试题分析：本题要在乙图上读出 A 质点在 t=0 时刻的速度方向，在甲图上判断出波的传播度方向；由甲图读出波长，由乙图读出周期，即求出波速和频率，根据简谐运动的特点：一个周期内质点路程为 4A，分析 t 是几倍的周期，可以确定 1.6s 内的路程根据 PQ 之间的距离可以求出第二次到达波谷的时间 解：（1）由乙图知，质点的振动周期为 T=0.8s，由甲图知，波长=20m，则波速为：v=m/s（2）振幅为 2cm；则由 t=0 到 1.6s 时，质点 P 通过的路程为：s=24A=16m；（3）质点 P、Q 平衡位置之间的距离为：L=8510=75m；由 L=vt，解得：t=3s 即经过 3s 时间质点 Q 第一次到达波谷，经过 3.8s 时间质点第二次到达波谷；答：该波的传播速度是 25m/s 从 t=0 到 t=1.6s，质点 P 通过的路程为 16m 经过 3.8s 时间质点 Q 第二次到达波谷【点评】本题关键要理解波动图象与振动图象的联系与区别，同时，读图要细心，数值和单位一起读判断波的传播方向和质点的振动方向关系是必备的能力 15、(i)600K(ii)47h【答案解析】（1）加热前气体的温度 T1=300K，体积131()42Vhh S 活塞 A 碰到卡环前，气体 I的压强不变，则活塞B的位置不变，气体的体积：212VhS 对气体，根据盖吕萨克定律：1212VVTT T2=600K（2）设活塞 A刚接触卡环时，气体、的压强为 p，气体的温度为 T3=800K时，活塞 AB的距离为 H，此时气体、的压强为p，对气体，根据理想气体状态变化方程：2312phSp HSTT 对于气体根据玻意耳定律1()2phSp hH S 联立解得47Hh