云南省玉溪市民族中学2023年高二物理第二学期期末学业质量监测模拟试题含解析

2022-2023学年高二下物理期末模拟试卷
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，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，长方形物体各个面与水平地面间的动摩擦因数均相同，使物体以甲、乙、丙三种方式在水平地面上滑行，物体受到的摩擦力分别为F甲、F乙、F丙，则（）
A．F=甲F=乙F丙
B．F>甲F>乙F丙
C．F<甲F<乙F丙
D．F>乙F>甲F丙
2、穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（）
A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变
B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大
C．图丙中回路在0～t0时间内产生的感应电动势大于t0～2t0时间内产生的感应电动势
D．图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变
3、如图所示，通电螺线管水平固定，OO′为其轴线，a、b、c三点在该轴线上，在这三点处各放一个完全相同的小圆环，且各圆环平面垂直于OO′轴．则关于这三点的磁感应强度B a、B b、B c的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系，下列判断正确的是( )
A．B a＝B b＝B c，Φa＝Φb＝Φc B．B a>B b>B c，Φa<Φb<Φc
C．B a>B b>B c，Φa>Φb>Φc D．B a>B b>B c，Φa＝Φb＝Φc
4、普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd，为了使电流表能正常工作，则（）
A．ab接MN、cd接PQ，I ab＜I cd B．ab接MN、cd接PQ，I ab＞I cd
C．ab接PQ、cd接MN，I ab＜I cd D．ab接PQ、cd接MN，I ab＞I cd
5、如图所示，一束复色可见光入射到三棱镜后，出射时分成了两束光a和b，则下列说法中正确的是( )
A．两束光通过同一装置进行双缝干涉实验时，b光的相邻亮条纹中心间距比a光大
B．两束光入射到同一金属板上，如果b光能发生光电效应，那么a光也一定能发生
C．按照玻尔理论，两束光如果都是由高能级跃迁回n=2能级产生的，那么b光可能是n=3能级向下跃迁产生的D．两束光从水中折射到空气中发生全反射时，a光的临界角比b光大
6、下列说法不正确的是（）
A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
B．空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
D．由于液体表面分子间的距离大于液体内部分子间的距离，液面分子之间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势
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、如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小
球从距A 点正上方h 高处由静止释放，然后由A 点经过半圆轨道后从B 冲出，能上升的最大高度为2
h
（不计空气阻力），则（ ）
A ．小球和小车组成的系统动量守恒
B ．小车向左运动的最大距离为R
C ．小球离开小车后做斜上抛运动
D ．小球落回B 点后一定能从A 点冲出
8、如图所示，实线为两个点电荷1Q 、2Q 所产生电场的电场线，关于1Q 、2Q 连线对称的虚线abc 为某带负电粒子（重力不计）在电场中运动的轨迹，其中a 、c 为关于1Q 、2Q 连线的对称点．若粒子在b 点的速度小于在c 点的速度，则下列说法正确的是( )
A ．1Q 带正电，2Q 带负电
B ．a 点的电势高于b 点的电势
C ．粒子经过a 、c 两点时的动能相等
D ．粒子在b 点受到的电场力功率大于在c 点受到的电场力功率
9、如图所示为氢原子的能级图，已知某金属的逸出功为6.44eV ，则下列说法正确的是
A ．处于基态的氢原子不可以吸收能量为12.5eV 的光子而被激发
B ．用能量为12.5eV 的电子轰击处F 基态的氢原子.不能使氢原子发生能级跃迁
C．用n=4能级跃迁到n=1能级辅射的光子照射金属，从金属表面逸出的光电子最大初动能为6.31eV
D．一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生4种谱线
10、下列说法中正确的是（）
A．横波在传播过程中，处于波峰位置的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
B．光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的
C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
D．电磁波和机械波本质不相同，但是电磁波和机械波一样都能发生干涉和衍射现象
E.相对论认为：真空中的光速在不同的参考系中都相同
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）在“用油膜法估测分子大小”的实验中,油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜形状如图所示若每一小方格的边长为2cm,回答下列问题．
(ⅰ)这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型,让油酸在水面上形成稳定的油膜后,这层油膜的厚度就可视为
___________．
(ⅱ)由题中相关信息可估测出油酸分子的直径是__________m(结果保留一位有效数字)
(ⅲ)下列因素哪些会使分子直径的计算结果偏大___________．
A．计算油酸膜面积时,只数了完整的方格数
B．让算油酸膜面积时,将不完整的方格作为完整方格处理
C．水面上痱子粉撒得较多,油酸膜没有充分展升
12．（12分）甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。

弹簧测力计a挂于固定点c，下端用细线挂一重物Q．弹簧测力计b的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。

分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。

（1）图中弹簧测力计a的示数为_____N
（2）下列必要的实验要求是_____（请填写选项前对应的字母）
A．应测量重物Q所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（3）乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，两弹簧测力计读数分别为F1和F2，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F′，通过作图法验证平行四边形定则时，图中符合实际情况的是_____
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，三棱镜的横截面ABC为直角三角形，∠A=90°，∠B=30°，边长L AC=20cm，棱镜材料的折射率为3．一束平行于底边BC的单色光从AB边上的中点O射入此棱镜，已知真空中光速为3.0×108m/s．求：
(1)通过计算判断光束能否从BC边射出；
(2)该光束从O射到BC边所用的时间．
14．（16分）如图所示，竖直放置的U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为l、温度为T1的空气柱，左右两管水银面高度差为h cm，外界大气压为h0cmHg．
①若向右管中缓慢注入水银，直至两管水银面相平（原右管中水银没全部进入水平部分），求在右管中注入水银柱的长度h 1（以cm 为单位）；
②在两管水银面相平后，缓慢升高气体的温度至空气柱的长度为开始时的长度l ，求此时空气柱的温度T ′． 15．（12分）如图所示，在半径为0
mv R Bq
的圆形区域内有水平向里的匀强磁场，磁感应强度B ，圆形区域右侧有一竖直感光板，从圆弧顶点P 以速率0v 的带正电粒子平行于纸面进入磁场，已知粒子的质量为m ，电量为q ，粒子重力不计．
（1）若粒子对准圆心射入，求它在磁场中运动的时间；
（2）若粒子对准圆心射入，且速率为30v ，求它打到感光板上时速度的垂直分量.
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、A 【解析】
根据F f =μF N 可知，滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和正压力有关，与接触面积无关，故选A. 2、C 【解析】
试题分析：根据法拉第电磁感应定律我们知道感应电动势与磁通量的变化率成正比，即
E N
t Φ= 结合数学知识我们知道：穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象的斜率
k t Φ
=
．图①中磁通量Φ不变，无感应电动势．故A 错误．图②中磁通量Φ随时间t 均匀增大，图象的斜率k 不变，也就是说产生的感应电动势不变．故B 错误．图③中回路在O ～t l 时间内磁通量Φ随时间t 变化的图象的斜率为k 1，在t l ～t 2时间内磁通量Φ随时间t 变化的图象的斜率为k 2，从图象中发现：k 1大于k 2的绝对值．所以在O ～t l 时间内产生的感应电动势大于在t l ～t 2时间内产生的感应电动势．故C 错误．图④中磁通量Φ随时间t 变化的图象的斜率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故D 正确．故选D 考点：法拉第电磁感应定律
【名师点睛】通过Φ-t 图象运用数学知识结合物理规律解决问题，其中我们要知道Φ-t 图象斜率的意义．利用图象解决问题是现在考试中常见的问题．对于图象问题，我们也从图象的斜率和截距结合它的物理意义去研究． 3、C 【解析】
根据通电螺线管产生的磁场特点可知B a >B b >B c ，由Φ＝BS 可得Φa >Φb >Φc ．故C 正确． 4、B 【解析】
高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据12
21
I n I n =，MN 应接匝数少的线圈，故ab 接MN ，cd 接PQ ，且I ab >I cd ，选项B 正确． 5、D 【解析】
由光路图可知，a 光的偏折程度小于b 光的偏折程度，所以三棱镜对a 光的折射率小，对b 光的折射率大，则a 光的频率小于b 光的频率，根据c f λ=知，a 光的波长大于b 光的波长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以a 光的相邻亮条纹中心间距比b 光大，故A 错误．a 光的频率小于b 光的频率，如果b 光能发生光电效应，那么a 光不一定能发生，故B 错误．a 光的频率小于b 光的频率，按照玻尔理论E h γ∆=，两束光如果都是由高能级跃迁向n=2能级产生的，那么a 光可能是n=3能级向下跃迁产生的，而b 光不可能是n=3能级向下跃迁产生的，故C 错误．三棱镜对a 光的折射率小，由临界角公式1
sin C n
=
，可知a 光的临界角比b 光的大．故D 正确．故选D ． 【点睛】先根据折射定律比较折射率大小，根据频率大的单色光折射率也大，分析频率关系，根据c f λ=判断光的波
长大小，再结合双缝干涉条纹间距与波长成正比，分析相邻亮条纹中心间距的大小．对照光电效应的条件分析a 光能否发生光电效应．根据1
sin C n
=分析临界角的大小．结合玻尔理论分析． 6、D 【解析】
A 、液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故A 正确；
B 、空气的小雨滴呈球形是由于水的表面存在表面张力，使雨滴表面有收缩的趋势的结果，故B 正确；
C 、干湿温度计下端包有湿纱布，湿纱布上的水分要蒸发，蒸发是一种汽化现象，汽化要吸热，所以干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，故C 正确；
D 、由于液体表面分子间的距离大于液体内部分子间的距离，液面分子之间引力和斥力同时存在，但引力比斥力大，分子力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，故D 错误； 不正确的故选D ．
【点睛】液晶具有各向异性的特点；液体表面存在表面张力，能使空气的小雨滴呈球形；湿温度计下端包有湿纱布，湿纱布上的水分要蒸发，蒸发是一种汽化现象，汽化要吸热，所以湿温度计的示数较低；分子间引力和斥力同时存在．结合这些知识分析．
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 【解析】
A.小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，水平方向系统动量守恒，但由于小球有向心加速度，系统竖直方向的合外力不为零，所以系统动量不守恒，故A 错误；
B.设小车向左运动的最大距离为x 。

系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：mv -mv ′=0，即得20R x x
m
m t t
--=，解得：x=R ，故B 正确； C. 小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，则知小球由B 点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度均为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故C 错误；
D.小球第一次从静止开始上升到空中最高点的过程，由动能定理得：mg （h -2
h
）-W f =0，W f 为小球克服摩擦力做功大小，解得：W f =
12mgh ，即小球第一次在车中滚动损失的机械能为1
2
mgh ，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于12mgh ，机械能损失小于1
2
mgh ，因此小球
从B 点落回后一定能从A 点冲出。

故D 正确。

8、BC 【解析】
A 、根据合外力指向轨迹的凹侧，由图可知在b 点，电场力水平向右，由于粒子带负电，电场力的方向与电场方向相反，所以1Q 带负电，2Q 带正电，故A 错误；
B 、粒子在b 点的速度小于在c 点的速度，所以粒子在b 点的动能小于在c 点的动能，粒子在b 点的电势能大于在c 点的电势能，根据P E q ϕ=可知c 点的电势高于b 点的电势，由图和对称性可知a 点的电势等于c 点的电势，所以所以a 点的电势高于b 点的电势，故B 正确；
C 、由图和对称性可知a 点的电势等于c 点的电势，a 点的电势能等于c 点的电势能，所以粒子经过a 、c 两点时的动能相等，故C 正确；
D 、粒子在b 点受到的电场力与速度垂直，根据cos P Fv θ=可知粒子在b 点受到的电场力功率为零，而在c 点受到的电场力功率不为零，所以粒子在b 点受到的电场力功率小于在c 点受到的电场力功率，故D 错误； 故选BC ． 9、AC 【解析】
A.处于基态的氢原子若吸收能量为12.5eV 的光子，氢原子的能量变成：
，氢原子不存在-1.1eV 的能级，所以可知处于基态的氢原子不能吸收能量为12.5eV 的光子而被
激发，故A 正确；
B.用能量为12.5eV 的电子轰击处于基态的氢原子，由于：E 2-E 1=-3.4-(-13.6)=10.2eV ，可知氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁，故B 错误；
C.用n =4能级跃迁到n =1能级辐射的光子照射金属，光子的能量： E =E 4-E 1=-0.85-(-13.6)=12.75eV ，从金属表面逸出的光电子最大初动能为： E km =E -W =12.75-6.44=6.31eV ．故C 正确；
D. 一群处于n =4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生：种谱线，故D 错误。

10、BDE 【解析】
A.横波在传播过程中，质点只在自己平衡位置上下振动，不能随波发生迁移，故A 错误；
B.光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的，故B 正确；
C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但也能通过电缆、光缆传输，故C 错误；
D.电磁波和机械波在本质上是不相同的，但是电磁波和机械波一样，都能发生干涉和衍射现象，故D 正确；
E. 相对论认为：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系，故E 正确。

故选BDE.
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、分子直径 10410-⨯ AC 【解析】
（i ）这种估测方法是将每个分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的直径．
（ii ）油膜的面积可从方格纸上得到，所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去，图中共有68个方格，故油膜面积为：422275410 3.010S m m --=⨯⨯=⨯；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是：
6311341610 1.2105010V m m --=⨯⨯=⨯，油酸分子的直径1136310
422
16 1.210104105010310m V m m m
----⨯=⨯⨯==⨯⨯； （iii ））同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，根据公式①可知出现这种结果的原因可能是公式中的体积偏大或计算的油膜的面积偏小的原因，计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则油膜的面积偏小，A 正确；计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则油膜的面积偏大，B 错误；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开．则油膜的面积偏小，C 正确．
【点睛】在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径，关键掌握估算油膜面积的方法和求纯油酸体积的方法，注意保留有效数字．解答本题关键要建立这样的模型：油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，再分析误差的大小． 12、5.80 ABC C 【解析】
第一空.弹簧测力计读数，每1N 被分成10格，则1格就等于0.1N ，所以示数为5.80N 。

第二空.A 、实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道。

故A 正确； B 、弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零。

故B 正确； C 、拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性。

故C 正确；
D 、当结点O 位置确定时，弹簧测力计A 的示数也确定，由于重物的重力已确定，两力大小与方向均一定，因此弹簧测力计B 的大小与方向也一定，所以不需要改变拉力多次实验。

故D 错误。

第三空.实际测量的合力应与橡皮筋在同一条直线上，即F ′与橡皮筋在同一条直线上，由平行四边形定则作出的为理论值与实际值有一定的偏差，即由平行四边形定则作出的为F ．故C 正确，ABD 错误。

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）不能；（2）1.0 ×
10－9s ；
【解析】
(1)由折射定律0sin 60sin n r
=，解得r ＝30°
由临界角公式13sin C n =
=3 得C ＜60° 光线达BC 边时，入射角θ＝60°＞C ，将发生全反射，所以光线不能从BC 边射出；
(2)在棱镜中的传播速度8310/c v m s n
== 由几何关系∠BDO ＝∠CDE ＝30°，L AC ＝20 cm ， 则光在介质中的路程L OD ＝L OB ＝103所用时间t ＝2
8
10310310OD L v -⨯=⨯ 1.0 ×10－9s 14、①03hl h h +；②()
20003h hl T h h h +- 【解析】
①以封闭气体为研究对象，先结合连通器的原理求出初末状态的压强，应用玻意耳定律可以求出气体的长度，再由几何关系即可求出；
②在液面上升或下降的过程中，水银的体积保持不变；根据题意求出封闭气体的压强，然后应用理想气体的状态方程求出气体的温度。

【详解】
①封闭气体等温变化，初状态：
P 1＝h 0﹣h ，V 1＝lS
末状态：
P 2＝h 0，V 2＝l ′•S
由玻意耳定律：
P 1V 1＝P 2V 2①
在左侧的试管中，液面上升的高度：
△h ＝l ﹣l ′
进入左侧试管中的水银的体积：
△V ＝△h •S
所以注入右侧的水银的体积：
△V 0=(h +△h )⋅S 2+△V =(h +3△h )⋅S 2
所以在右管中注入水银柱的长度
h 1=h +3(l -l ′)②
联立①②得：
13hl h h h =+ ②空气柱的长度为开始时的长度l 时，左管水银面下降回到原来的位置，此时右侧的水银比开始时多出了
03hl h h +，所以比左侧高0
3hl h 空气柱的压强：
030
0033P P h hl hl h h =+
=+ 由 31P P T T ='
④ 联立解得： ()
20003h hl T T h h h +'=⋅- 【点睛】
根据液体产生的压强的特点求出封闭气体压强，熟练应用玻意耳定律及查理定律即可正确解题；本题的难点是：气体最终状态的压强．
15、（1）
2m Bq π；（2）032
v 。

【解析】
（1）设带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为，由牛顿第二定律得
200v Bqv m r =
解得：r =R 带电粒子在磁场中的运动轨迹为四分之一圆周，轨迹对应的圆心角为2π，如图所示
则0
22R
m t v Bq π
π== （2）由（1）知，当03v v =时，带电粒子在磁场中运动的轨道半径为3R ，其运动轨迹如图所示
由图可知2230PO O OO R ∠=∠=，所以带电粒子离开磁场时偏转原来方向60°，则有：
03sin 602
v v v ⊥==。