2023届四川省宜宾市叙州区第一中学校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
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，T为理想变压器，A1、A2为交流电流表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时( )
A．A1的读数变大，A2的读数变大
B．A1的读数变大，A2的读数变小
C．A1的读数变小，A2的读数变大
D．A1的读数变小，A2的读数变小
2、如图示，圆形区域内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿直径AB方向从A点射入磁场中，分别从圆弧上的P，Q两点射出，则下列说法正确的是（）
A．两粒子分别从A到P、Q经历时间之比为3∶1
B．粒子在磁场中做匀速圆周运动周期之比为1∶1
C．粒子在磁场中运动轨道半径之比为2∶1
D．粒子在磁场中速率之比为1∶3
3、如图所示，两车厢的质量相同，其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近，若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦，下列对于哪个车厢里有人的判断是正确的( )
A．绳子的拉力较大的那一端车厢里有人
B．先开始运动的车厢里有人
C．后到达两车中点的车厢里有人
D．不去称量质量无法确定哪个车厢有人
4、关于分子动理论，下列说法正确的是
A．墨汁在水中的扩散实际上是水分子的无规则运动过程
B．当分子间的距离减小时，分子间的引力减小而斥力增大
C．布朗运动的原因是液体分子永不停息地无规则运动
D．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力
5、下列说法正确的是
A．康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量
B．放射性元素的半衰期与外界温度有关
C．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．太阳的巨大能量是核裂变产生的
6、以下说法正确的是( )
A．所有分子直径的数量级为10－10m
B．布朗运动是液体分子的无规则运动
C．分子间同时存在分子引力和分子斥力
D．扩散现象说明分子做布朗运动
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，两杆光滑且夹角为 =30°，均处于水平悬空状态，固定两杆使其保持静止，放置重力均为10N两小球
A、B分别穿在两根杆上，用一根轻绳连接两球，现在用力将B球缓慢拉动，直到轻绳被拉直时，测出拉力F=10N，则此时关于两个小球受到的力的说法不正确的是（）
A．小球A受到四个力的作用
B．绳子张力大小为20N
C．小球A受到的杆的弹力大小为20N
D．小球B受到杆的弹力大小为20N
8、一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。

t=0时振子的位移为-0.1 m，t=1 s时位移为0.1 m，则
A．若振幅为0.1 m，振子的周期可能为
B．若振幅为0.1 m，振子的周期可能为
C．若振幅为0.2 m，振子的周期可能为4 s
D．若振幅为0.2 m，振子的周期可能为6 s
9、关于α粒子散射实验和原子结构模型，下列说法正确的是
A．α粒子散射实验完全否定了汤姆孙关于原子的“枣糕模型”
B．卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了α粒子散射实验
C．少数α粒子发生大角度散射是因为受到很强的引力作用
D．大多数α粒子不发生偏转的原因是正电荷均匀分布在原子内
、和c的10、如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a b
运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的．不计空气阻力，则（）
A．a的飞行时间比b的长
B．b和c的飞行时间相同
C．a的水平初速度比b的大
D．b的水平初速度比c的小
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“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约1 cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的顺序是________________．(填写步骤前面的数字)
(1) 油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有100滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____________mL，油酸膜的面积是______________cm1．根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________________nm．(结果均保留三位有效数字)
12．（12分）“测量电源的电动势和内阻”实验中，所给的实验器材有：
电源E（电动势约9V）
电压表V（量程0~3V，内阻很大）
电阻箱R（阻值0~999.9Ω）
定值电阻R0（阻值为10Ω）
开关S一个，导线若干
某同学设计了如图所示的实物电路。

（1）闭合开关前，应先将电阻箱R的阻值调到________。

（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）
（2）改变电阻箱R的阻值，分别测出定值电阻R0两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________。

（选填“甲”或“乙”）
方案电阻箱的阻值R/Ω
甲400.0 350.0 300.0 250.0 200.0
乙80.0 70.0 60.0 50.0 40.0
-图象是一条直线。

若直线的斜率为k，则该电源的电动势E＝________。

（用k （3）根据实验数据描点，绘出的R
U
和R0表示）
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）根据玻尔原子结构理论，氦离子（He+）的能级图如图所示，当大量He+处在n=4的激发态向基态跃迁时，产生的光子照射到某种金属上，其中n=3向n=2跃迁产生的光子刚好能使该金属发生光电效，求：
(1)该金属的逸出功；
(2)光电子的最大初动能。

14．（16分）美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据。

密立根的实验目的是：测量金属的遏止电压U c。

入射光频率v，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性。

如图所示，是根据某次实验作出的U c－v图像，电子的电荷量e=1.6×10－19C。

试根据图像和题目中的已知条件：
(1)写出爱因斯坦光电效应方程（用E km、h、v、W0表示）；
(2)由图像求出这种金属的截止频率v c；
(3)若图像的斜率为k，写出普朗克常量的表达式，并根据图像中的数据求出普朗克常量h。

以上均保留两位有效数字。

15．（12分）如图所示，汽缸固定在水平面上且导热性能良好，用横截面积为S的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内。

轻绳跨过定滑轮，下端系一装有沙的小桶，左端与活塞相连，且系活塞的轻绳水平。

当桶及桶内沙的总质量
为M 时，封闭气体的体积为0V 。

现将桶内的沙子逐渐取出，使气体体积逐渐减小为01V 3（此过程封闭气体的温度可视为不变），然后保持桶内的沙子不变，对封闭气体加热，直至其热力学温度为2T 。

重力加速度大小为g ，外界大气压为0p ，环境温度为T ，求：
(1)加热过程中桶及桶内沙的总质量m ；
(2)当封闭气体的温度为2T 时气体的体积V 。

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】当滑变阻器的滑动触头向下滑动时，R 3电阻减小，输出端电阻减小，输出电流增大，由输入功率等于输出功率可知输入电流增大，R1分压增大，R2分压减小，电流表A2电流增大，A 对；
2、B
【解析】
B 、粒子运动的周期为2m T qB π=
，比荷相同，则周期相同，两粒子运动的周期之比为1∶1，选项B 正确；A 、由时间公式2t T θπ
=，两粒子从P 、Q 两点射出的圆心角为1∶2，所以运动的时间为1∶2，选项A 错误；C 、设磁场区域半径为R ，则tan60=3P R R R =︒，3tan 303Q R R R =︒=
，所以粒子在磁场中运动轨道半径之比为3∶1，选项C 错误；D 、由mv r qB = ，粒子运动的轨道半径之比等于运动的速率之比，粒子在磁场中速率之比为3∶1，选项D 错误．综上本题选B ．
【点睛】求粒子的运动时间要分析清楚粒子运动过程，根据对称性沿半径方向入射磁场的粒子一定沿半径方向出射，
运用洛伦兹力提供向心力球出去半径公式，结合两次粒子半径大小与粒子的周期公式可以求出粒子的运动时间． 3、C
【解析】
A 、根据牛顿第三定律，两车之间的拉力大小相等．故A 错误．
B 、有拉力后，两车同时受到拉力，同时开始运动．故B 错误．
C 、两车之间的拉力大小相等，根据牛顿第二定律，总质量大，加速度小，由212
x at
相同时间内位移小，后到达中点．即后到达两车中点的车厢里有人．故C 正确．
D 、无需称质量，可用C 项办法确定哪个车厢有人．故D 错误．故选C ．
【点睛】
车厢的质量相同，有人时，人和车厢的总质量大，根据牛顿第三定律和第二定律分析两车加速度大小，运用运动学位移公式，即可判断.
4、C
【解析】
A 、墨水的扩散实际上是墨水分子和水分子的无规则运动的过程，故A 错误；
B 、当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大，故B 错误；
C 、布朗运动是固体小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的，间接证明了分子永不停息地做无规则运动，故C 正确；
D 、磁铁可以吸引铁屑，并非是分子力的作用，故D 错误。

5、A
【解析】
A ．康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量，选项A 正确；
B ．放射性元素的半衰期与外界温度无关，选项B 错误；
C ．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C 错误；
D ．太阳的巨大能量是核聚变产生的，选项D 错误；
故选A.
6、C
【解析】
一般分子直径的数量级为10－10m ，并非所有的分子直径的数量级为10－10m ，故A 错误；、布朗运动是指悬浮在液体中的颗粒所做的无规则运动的运动，布朗运动是由于液体分子的无规则运动对固体微粒的碰撞不平衡导致的，故B 错误；分子间同时存在分子引力和分子斥力，故C 正确；扩散现象说明组成物质的分子在永不停息地做无规则运动而不是布朗运动，故D 错误．所以C 正确，ABD 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】
由题意可知，在水平面内对A 、B 分别受力分析，水平方向受力如图所示；
A ．A 球受到重力、杆对A 的弹力与绳子的张力共3个力的作用，故A 错误，符合题意；
B ．对B 受力分析，如图所示，根据受力平衡条件，则有绳子张力大小为
220N sin 30F T F === 选项B 正确，不符合题意；
C ．杆对A 弹力在水平方向的分力满足
N A =T =20N
故杆对球的弹力
22105N A A N N G +＝＝
选项C 错误，符合题意；
D ．根据力的合成，结合力的平行四边形定则可知，小球B 水平方向受到杆的弹力大小为
103N tan30B F N ==︒
故B 受杆的弹力大小
2220N B B F N G =+＝
故D 正确，不符合题意。

故选AC 。

8、AD
【解析】试题分析：t=0时刻振子的位移x=-0.1m ，t=1s 时刻x=0.1m ，关于平衡位置对称；如果振幅为0.1m ，则1s 为半周期的奇数倍；如果振幅为0.2m ，分靠近平衡位置和远离平衡位置分析．
若振幅为0.1m ，根据题意可知从t=0s 到t=1s 振子经历的周期为，则，解得
，当n=1时，无论n为何值，T都不会等于，A正确B错误；如果振幅为0.2m，结合位移时间关系图象，有①，或者②，或者③，对于①式，只有当n=0时，
T=2s，为整数；对于②式，T不为整数；对于③式，当n=0时，T=6s，之后只会大于6s，故C错误D正确
【点睛】t=0时刻振子的位移x=-0.1m，t=1s时刻x=0.1m，关于平衡位置对称；如果振幅为0.1m，则1s为半周期的奇数倍；如果振幅为0.2m，分靠近平衡位置和远离平衡位置分析．
9、AB
【解析】
A．α粒子散射实验完全否定了汤姆孙关于原子的“枣糕模型”，故A项正确．
B．卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了α粒子散射实验，故B项正确．
C．原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，少数α粒子运动过程中靠近原子核时会受到很强的库仑斥力作用发生大角度偏转．故C项错误．
D．绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变．故D项错误．
故选AB
10、BC
【解析】
AB、从图中可以看出a抛出点比bc的抛出点低，b和c的抛出点高度相等，三个物体都做平抛运动，下落的时间只和高度有关，高度越高运动时间越长，故b和c的飞行时间相同，a的飞行时间比它们都短，故A项错误，B项正确．C项，a的运动时间短，水平方向的位移却大，水平方向分运动为匀速直线运动，因此a的水平速度大，故C正确；
D、bc的运动时间相同，b在水平方向运动的距离较远，由
s
v
t
可知b的水平速度较大，故D错误；
故选BC
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)④①②⑤③(1)5.00×10-640.0, 1.15
【解析】
(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
配制酒精油酸溶液(教师完成,记下配制比例)→测定一滴酒精油酸溶液的体积v=V/N(题中的④)→准备浅水盘(①)→形成油膜(②)→描绘油膜边缘(⑤)→测量油膜面积(③)→计算分子直径(③)，所以实验步骤的正确顺序是④①②⑤③；
(1)一滴油酸酒精溶液中油酸的体积V=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例=
1
1000
×
1
200
= 5.00×10-6mL；
由于每格边长为1cm，则每一格就是1cm1，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出
40格，则油酸薄膜面积为：S ＝40cm 1；
由于分子是单分子紧密排列的，因此油酸分子直径d=V S =6
5.001040.0
-⨯=1.15×10-7cm=1.15 nm ． 点睛：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径．
12、最大值 乙
1kR 【解析】
(1)[1]．开始时应让电路中电流最小，然后再逐渐增大，故开始时电阻箱应达到最大值处；
(2)[2]．由图可知，两电阻串联，对比两方案可知，方案甲中电阻箱电阻较大，而R 0的阻值只有10Ω，故在调节电阻箱时，电流的变化不明确，误差较大； 而方案乙中电阻箱的阻值与R 0相差不大，可以测出相差较大的多组数据，故方案乙更合理；
(3)[3]．由闭合电路欧姆定律可得 00E U R R R r
=
++ 即 00
111 ()r R U E ER ER =++ 由函数知识可知：图象的斜率
1k ER =
故 0
1E kR =
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)W 1=7.56eV (2) E km =43.44eV
【解析】
(1)原子从能级n =3向n =2跃迁所放出的光子的能量为13.61eV –6.14eV=7.56eV
当光子能量等于逸出功时，恰好发生光电效应
所以逸出功W 1=7.56eV
(2)从能级n =4向n =1跃迁所放出的光子能量为54.4eV –3.4eV=51eV
根据光电效应方程得，最大初动能E km =hv –W 1=51eV –7.56eV=43.44eV
【点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，以及掌握光电效应方程E km =hv -W 1．
14、 (1)0k E hv W =-；(2)144.2710Hz ⨯；(3)346.310J s -⨯⋅。

【解析】
（1）光电效应方程：
0k E h W ν=-
（2）由图像可知，当U C =0时，该金属的截止频率：
144.2710Hz =⨯c v
（3）由光电效应方程：
h k e
= 可得
h ke =
即：
1934140.878-0 1.610 6.310J s 6.501+4.2710
--=⨯⨯=⨯⋅⨯（）h 。

15、 (1)023p S M g -
；(2)023
V 【解析】
(1)桶内的沙子逐渐取出的过程，根据玻意耳定律有 102013
p V p V =⋅ 对活塞研究可得
10p S Mg p S +=，20S mg p p S +=
解得
023p S m M g
=- (2)加热的过程，封闭气体的压强不变，则
0132V V T T = 解得
023V V =。