山东省山东师大附中2023年高二物理第二学期期末综合测试模拟试题含解析

2022-2023学年高二下物理期末模拟试卷
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体（）．
A．温度不变时，体积减小，压强增大
B．体积不变时，温度降低，压强减小
C．压强不变时，温度降低，体积减小
D．质量不变时，压强增大，体积减小
2、如图(甲)所示,单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动,产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图(乙)所示.若外接电阻的阻值R=9Ω,线圈的电阻r=1Ω,则下列说法正确的是（）
A．线圈转动频率为50Hz
B．0.01末穿过线圈的磁通量最大
C．通过线圈的电流最大值为10 A
D．伏特表的示数为90V
3、电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示.K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d.在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速.不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是( )
A．A、K之间的电场强度为U d
B．电子到达A极板时的动能大于eU C．由K到A电子的电势能减小了eU
D．由K沿直线到A电势逐渐减小
4、“纵跳摸高”是一种很好的有助于青少年长高的运动．其动作要领是原地屈膝两脚快速用力蹬地，跳起腾空后充分伸展上肢摸到最高点．则人在进行纵跳摸高时，从他开始屈膝到摸到最高点的过程中( )
A．人始终处于超重状态
B．人始终处于失重状态
C．地面支持力对人的冲量与重力冲量的大小相等
D．地面支持力对人做的功等于重力势能的增量
5、如下图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成．当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是()
A．B．
C．D．
6、如图所示，L是自感系数很大，电阻忽略不计的理想线圈，a、b为两只完全相同的小灯泡，R0是一个定值电阻，其电阻值小于灯泡的电阻值，则下列有关说法中正确的是（）
A．当S闭合瞬间，a灯比b灯亮
B．当S闭合待电路稳定后，两灯亮度相同
C．当S闭合电路稳定后，a灯的状态是熄灭
D．当S突然断开瞬间，b灯会突然闪亮一下，再熄灭
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、如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于能级，下列说法中正确的是
A．这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波
B．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2eV
C．从能级跃迁到能级时发出的光波长最长
D．这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁
8、2018年2月12日，长征三号乙运载火箭以“—箭双星”的形式将北斗三号第五颗、第六颗全球组网导航卫星成功送入预定轨道，这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，即采用圆轨道，轨道高度低于同步卫星的轨道高度，万有引力常量为已知，下列说法正确的是( )
A．这两颗卫星在其轨道上运行的速率小于同步卫星的速率
B．这两颗卫星在其轨道上运行的速率小于第一宇宙速度的大小
C．如果已知这两颗卫星在其轨道上运行的周期与轨道半径可以计算出地球质量
D．如果已知这两颗卫星在其轨道上运行的周期与轨道半径可以计算出地球密度
9、如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图像，乙图为质点P的振动图像，下列说法正确的是
A．t=0.5s时，x=4.5m处质点加速度沿y轴负方向
B．x=1m处的质点在t=8.25s时刻的运动方向沿y轴负方向
C．经过0.5s，质点P沿波的传播方向向前移动2m
D．该波在传播过程中若遇到30m的障碍物，不能发生明显衍射现象
10、如图所示，气缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是_______．
E．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少
A．气体A吸热，内能增加
B．气体B吸热，对外做功，内能不变
C．气体A分子的平均动能增大
D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大
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）用如图1所示的实验装置验证m l、m1及地球组成的系统机械能守恒．m1从高处由静止开始下落，m l下面拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图1给出的是实验中获取的一条纸带：0是刚开始运动时打下的点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出）．已知m l=100g、m1=300g，取g=9.8m/s1．（结果保留三位有效数字）
（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=______m/s；
（1）从0点到第5个计数点的过程中系统动能的增加量△E K=______J，系统重力势能的减少量△E P=______J；
（3）通过（1）中的数据能够得出的结论是______
12．（12分）如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图．
（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则______
A．m1＞m2，r1＞r2
B．m1＜m2，r1＜r2
C．m1＞m2，r1=r2
D．m1＜m2，r1=r2
（2）为完成此实验，需要调节斜槽末端的切线必须水平，如何检验斜槽末端水平：______
（3）设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式（用m1、m2及图中字母表示）______成立．即表示碰撞中动量守恒．
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，内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7 ℃的环境中，左侧管上端开口，并用轻质活塞封闭有长l1＝14 cm的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长l2＝24 cm的理想气体，左右两管内水银面高度差h＝6 cm.若把该装置移至温度恒为27 ℃的房间中(依然竖直放置)，大气压强恒为p0＝76 cmHg.不计活塞与管壁间的摩擦．分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度．
14．（16分）一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置．活塞的质量m＝20 kg，横截面积S＝100 cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始时汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L1＝12 cm，离汽缸口的距离L2＝3 cm．外界气温为27 ℃，大气压强为1．0×105 Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，取g＝10 m/s2，求：
（1）此时气体的温度为多少？
（2）在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q＝370 J的热量，则气体增加的内能ΔU多大？15．（12分）如图所示，一弹性绳OP置于x轴正半轴，现让绳子两端点O、P同时开始做简谐运动，振动方程均为y ＝5sin10πt（cm）。

绳上形成的两列波在t＝0.25s时相遇，已知OP的距离为10m，求：
（1）这两列波的波长；
（2）弹性绳OP 中点在0～1s 内运动的路程。

参考答案
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
【解析】
把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律可知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上．
本题考查了查理定律在生活中的应用，对于生活现象的解释，关键在于判断此现象与哪些物理知识有关．
2、C
【解析】
A. 由图乙可知，交流电的周期T =0.04s ，故线圈转动的频率为125Hz f T
== ，故A 错误； B. 0.01s 末产生的感应电动势最大，此时线圈平面与中性面垂直，穿过线圈的磁通量为零，故B 错误；
C. 通过线圈的电流最大值m m 100A=10A 91
E I R r ==++ ，故C 正确。

D. 外接电阻电压的最大值
m m 109V 90V U I R ==⨯=，电压表示数U =
= ，故D 错误。

3、C
【解析】
K 之间建立的是非匀强电场，公式U=Ed 不适用，因此A 、K 之间的电场强度不等，故A 错误；根据动能定理得：E k -0=eU ，得电子到达A 极板时的动能 E k =eU ，故B 错误；由能量守恒定律知，由K 到A ，电场力做正功，电势能减少，电子的电势能减小了△E P =eU ．故C 正确；由K 沿直线到A 电势逐渐升高，故D 错误．故选C.
点睛：本题只要抓住电场线的疏密表示场强的大小，电场力做正功时，电荷的电势能减少，动能增大，就能轻松解答．要知道公式U=Ed 只适用于匀强电场．
4、C
【解析】
试题分析：人开始屈膝，要加速下降，故加速度是向下的，此时失重，再起立时，加速向上，加速度向上，此时超重，故人并不始终处于超重和失重状态，选项AB 错误；对整个过程分析可知，总动量的变化量为0，人在整个过程中受
重力和地面对人的支持力，故二个力的冲量大小相等，方向相反，选项C正确；人上升，其重力势能增大，并不是地面对人做功产生的，地面对人不做功，因为该作用力虽然作用在人的身上，但该力没有移动距离，人的重力势能的增加靠的是人体自身机体的能量，选项D错误．
考点：超重、失重，动量定理．
5、B
【解析】
试题分析：电流由电源正极经炮弹流向电源负极，炮弹受到的安培力方向应水平向前，由左手定则判断磁场方向是否正确．
解：A、由左手定则可知，图示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后，不符合实际，故A错误；
B、由左手定则可知，图示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前，符合实际，故B正确；
C、由左手定则可知，炮弹受到的安培力竖直向下，不符合要求，故C错误；
D、由左手定则可知，炮弹受的安培力竖直向下，不符合要求，故D错误；
故选B．
【点评】
电磁炮的炮弹在安培力作用下在轨道上向前加速度运动，炮弹受到的安培力应向前，应用左手定则判断出安培力的方向，是正确解题的关键．
6、C
【解析】
该电路中，灯泡a与线圈L并联，串联电阻后再灯泡b并联。

A.S刚闭合瞬间，ab同时亮，由于灯泡a与线圈L并联后串联电阻R1．所以a支路的电阻值大，所以a比b暗。

故A 错误；
BC.电路稳定后，最后a被L短路，所以a最后会熄灭。

故B错误，C正确；
D.当S闭合足够长时间后再断开，a与L组成自感回路，L产生自感电动势，a闪亮后逐渐熄灭；b比a多串联了定值电阻，所以a灯比b灯亮些，b不会突然闪亮一下。

故D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、AC
【解析】根据知，这群氢原子能够发出3种不同频率的光子，A正确；由n=3跃迁到n=1，辐射的光子能量最大，
．故B错误；从n=3跃迁到n=2辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，C正确；一群处于n=3的氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，D错误．
8、BC 【解析】
A项：由公式
2
2
mM v
G m
r r
=
可知，v=
卫星在其轨道上运行的速率大于同步卫星的速率，故A错误；
B项：由A的分析可知，由于这两颗卫星的轨道半径大于地球的半径，所以这两颗卫星在其轨道上运行的速率小于第一宇宙速度的大小，故B正确；
C项：由公式
2
22
4
mM
G m r
r T
π
=可知，
23
2
4r
M
GT
π
=，故C正确；
D项：由C可知，地球的质量为
23
2
4r
M
GT
π
=，地球的体积为3
4
3
V R
π
=，则地球密度为
23
3
2
323
4
3
4
3
r
M r
GT
R
V GT R
π
π
ρ
π
===，
由于不知地球的半径，所以不有求出地球的密度，故D错误．
9、BD
【解析】
因t=0时刻质点P向下振动，可知波向左传播；因T=1s，则t=0.5s=0.5T时，x=4.5m处质点在平衡位置下方，则其加
速度沿y轴正方向，选项A错误；t=8.25s=81
4
T，则x=1m处的质点在t=8.25s时刻回到平衡位置，其运动方向沿y轴
负方向，选项B正确；质点只在自己平衡位置附近上下振动，不随波迁移，选项C错误；因波长为4m，则该波在传播过程中若遇到30m的障碍物，不能发生明显衍射现象，选项D正确；故选BD.
10、ACE
【解析】
试题分析：气体A进行等容变化，则W=0，根据△U=W+Q可知气体A 吸收热量，内能增加，温度升高，气体A分子的平均动能变大，但是不是每个分子的动能都是增加的，选项A C正确，D 错误；因为中间是导热隔板，所以气体B吸收热量，温度升高，内能增加；由因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，选项B 错误；气体B的压强不变，但是体积增大，所以气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少，选项E正确．
考点：气体的压强；热力学第一定律及气体状态方程．
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、（1）2.4/
m s；（1）0.58?J，0.59J
（3）在误差允许的范围内，系统机械能守恒
【解析】
(1)计数点5的瞬时速度4650.2160.264m/s 2.4m/s 20.2
x v T +=
== (1)系统增加的动能2212511()0.3 2.4J=0.576J 0.58J 22k E m m v ∆=+=⨯⨯≈;系统重力势能的减小量△E p =(m 1+m 1)gh =0.1×
9.8×(0.384+0.116)J=0.588J ≈0.59J ．由此可知，在误差允许的范围内，m 1、m 1组成的系统机械能守恒．
【点睛】根据物体的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据物体重力做功和重力势能之间的关系可以求出系统重力势能的减小量，比较动能增加量和重力势能减小量之间的关系可以得出机械能是否守恒.
12、C 将小球放在斜槽末端看小球是否静止，若静止则水平
【解析】
（1）安装和调整实验装置的两点主要要求是：①斜槽末端要水平；
（1）要使两球发生对心正碰，两球半径应相等，为防止入射球碰撞后反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：m 1、m 1大小关系为 m 1＞m 1，r 1、r 1大小关系为 r 1=r 1．故选C.
（3）验证碰撞过程动量守恒定律，因两球碰撞后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t 相等，碰撞过程动量守恒，则m 1v 1=m 1v 1′+m 1v 1′，两边同时乘以时间t 得：m 1v 1t=m 1v 1′t+m 1v 1′t ，则m 1OP=m 1OM+m 1ON ，实验需要测出小球质量、小球水平位移，要用直尺和天平，故选AB ；
（4）由（3）可知，实验需要验证：m 1OP=m 1OM+m 1ON ．
点睛：本题考查了实验注意事项、实验器材的选择、数据处理，知道实验原理、实验注意事项即可正确解题；小球离开轨道后做平抛运动，它们在空中的运动时间相等，水平位移与初速度正正比，可以用水平位移表示初速度．
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、15 cm 25 cm
【解析】
设管的横截面积为S ，活塞再次平衡时左侧管中气体的长度为l ′，左侧管做等压变化，则有
其中V 1＝14S ，T ＝280 K ，T ′＝300 K ，V ′2＝l ′1S
解得l ′1＝15 cm
设平衡时右侧管气体长度增加x ，则由理想气体状态方程可知
其中p 0＝76 cmHg ，h ＝6 cmHg
解得x ＝1 cm
所以活塞平衡时右侧管中气体的长度为25 cm.
点睛：本题要能用静力学观点分析各处压强的关系．要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化，选择合适的气体实验定律解决问题．
14、 (1) T 1＝450 K (2) ΔU ＝300 J
【解析】
（1）当汽缸水平放置时，p 0＝1．0×
105Pa ，V 0＝L 1S ，T 0＝（273＋27）K
当汽缸口朝上，活塞到达汽缸口时，活塞的受力分析图如图所示，有p 1S ＝p 0S ＋mg
则p 1＝p 0＋mg S ＝1．0×105Pa ＋220010
-Pa ＝1．2×105Pa ， V 1＝（L 1＋L 2）S 由理想气体状态方程得0111201
()p L S p L L S T T += 则T 1＝450 K ．
（2）当汽缸口向上，未加热稳定时：由玻意耳定律得p 0L 1S ＝p 1LS 则5015
1 1.0101210?1.210p L L cm p ⨯⨯=⨯＝＝ 加热后，气体做等压变化，外界对气体做功为W ＝－p 1（L 1＋L 2－L ）S －mg （L 1＋L 2－L ）＝－60 J
根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 得ΔU ＝300 J ．
考点：玻意耳定律；热力学第一定律
【名师点睛】
本题考查了求气体的温度与内能的增量，分析清楚气体状态变化过程是解题的前提与关键，应用理想气体状态方程、玻意耳定律与热力学第一定律可以解题；应用热力学第一定律解题时要注意各量的正负号．
15、 (1) λ＝4m (2) s ＝1.5m
【解析】
（1）由两列波的相遇条件可得L OP ＝2vt
由振动方程y ＝5sin10πt （cm ）
得ω＝10π rad/s ，
而2T πω=
λ＝vT 联立解得，λ＝4m
（2）0～1s 内弹性绳中点的振动时间t 振＝(1-0.25)s ＝0.75s
由两列波频率和振幅均相等，且同时到达弹性绳中点，该点为振动加强点，
故其最大振幅A m ＝5×
2cm ＝10cm . 运动的路程4m t s A T
=⨯振 解得：s ＝1.5m。