2023年安徽省白泽湖中学物理高二第二学期期末教学质量检测试题含解析

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、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。

用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。

将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4．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、光子的能量与其（）
A．频率成正比B．波长成正比
C．速度成正比D．速度平方成正比
2、下列表述中最符合实际情况的是（）
A．某高中同学做一次引体向上的上升过程中克服重力做功约为25J
B．将一个鸡蛋从胸前举过头顶，克服重力做功约为10J
C．篮球从2m高处自由下落到地面的过程中，重力做功的功率约为20W
D．某高中同学步行上楼时克服重力做功的功率约为10kW
3、下列数据中可以算出阿伏伽德罗常数的一组数据是（）
A．水分子的质量和1摩尔水的体积
B．氢气的摩尔体积和氢气分子的体积
C．水分子的体积和1摩尔水的质量
D．氢气的摩尔质量和氢气分子的质量
4、下列说法正确的是( )
A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C．波尔的原子理论成功地解释了所有原子光谱的实验规律
D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
5、如图，粗糙水平面上放置一楔形斜面体，斜面体上有一小物块恰能沿斜面匀速下滑。

现对小物块施加一个竖直向下的恒力F，下列说法正确的是( )
A．地面对楔形斜面体的支持力将增大
B．小物块加速下滑
C．小物块对楔形斜面体的压力不变
D．楔形斜面体对小物块的摩擦力不变
6、如图所示，绝缘水平面上有两条平行光滑长直导轨，导轨左端接有电阻R，电阻为r的金属棒AB垂直跨放在导轨
v并开始计上且与导轨接触良好，其他电阻不计。

两导轨间存在竖直向下的匀强磁场。

给AB以水平向右的初速度列
时，下面四幅反映AB的速度v随时间t变化规律的图象中，可能正确的是
A．B．
C．D．
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、不同的原子核，其核子的平均质量m（原子核的质量除以核子数）与原子序数Z的关系如图所示．下列说法中正确的是（）
A．随原子序数的增大核子的平均质量先减小后增大
B．原子核E的比结合能比原子核F的比结合能大
C ．原子核
D 和
E 聚变成原子核
F 时会有质量亏损，要吸收能量
D ．原子核A 裂变成原子核B 和C 时会有质量亏损，要放出核能
8、如图所示，滑块A 与小球B 用一根不可伸长的轻绳相连，且滑块A 套在水平直杆上．现用与水平方向成30°角的力F 拉B ，使A 、B 一起向右匀速运动，运动过程中A 、B 保持相对静止．已知A 、B 的质量分别为1kg 、1kg ，F=10N ，重力加速度为10m/s 1．则（ ）
A ．轻绳与水平方向的夹角θ=30°
B ．轻绳与水平方向的夹角θ=60°
C ．滑块A 与水平直杆之间的动摩擦因数为
D ．滑块A 与水平直杆之间的动摩擦因数为
9、目前核电站都是利用重核裂变发电的，其中一个裂变反应是：235
1144
891920563603U n Ba Kr n +→++．然而在地球上消
耗的能量，绝大部分来自太阳内部核聚变时释放的能量，太阳的总输出功率为400亿亿瓦（4×1026W ），其中一个核聚
变反应是：23411120H H He n +→+．若已知21H 的质量为m 1，31H 的质量为m 2，42He 的质量为m 3，10n 的质量为m 4，
则下列说法中正确的是（ ）
A ．核电站中为了控制核裂变反应速度，可以在铀棒之间插进一些镉棒
B ．裂变反应和聚变反应都是与温度无关，常温下就可以发生
C ．核裂变反应中的U 的比结合能大于B a 和K r 的比结合能
D ．题中核聚变反应释放的核能为21234()
E m m m m c =+--
10、三颗人造卫星A 、B 、C 都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A 、C 为地球同步卫星，某时刻A 、B 相距最近，如图所示．已知地球自转周期为T 1，B 的周期为T 2，则下列说法正确的是（ ）
A ．A 加速可追上同一轨道上的C
B ．经过时间1212
2()T T T T - ，A 、B 相距最远 C ．A 、C 向心加速度大小相等，且大于B 的向心加速度
D ．A 、B 与地心连线在相同时间内扫过的面积不等
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）在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，每5000mL 油酸酒精溶液中有纯油酸3mL ．用注射器测得100滴油酸酒精溶液为1mL ，1滴这样的溶液中含有纯油酸________ mL ．将这1滴溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜的轮廓如图所示，正方形小方格的边长为1cm ，由此估算出油酸分子的直径为________ m ．（结果均保留一位有效数字）
12．（12分）现有毛玻璃屏A 、双缝B 、白光光源C 、单缝D 和透红光的滤光片E 等光学元件，要把它们放在如图所示的光
具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。

()1将白光光源C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左到
右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C 、______、______、______、A 。

()2已知测量头是50分度的游标卡尺。

某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图()a 所示，图()a 中的数字是该同学给各亮纹的编号，此时图()b 中游标卡尺的读数1x 1.16mm =；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图()c 所示，此时图()d 中游标卡尺的读数2x =______mm 。

()3利用上述测量结果，该同学经计算得这种色光的波长λ660nm =。

已知L 700mm =，则该同学选用的双缝屏的缝间距d =______mm.(计算结果保留两位有效数字)
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p-V图中，一定质量的理想气体由状态A经过I变至状态B时，从外界吸收热量420J，同时膨胀对外做功300J，当气体从状态B经过程II回到状态A时，外界压缩气体做功200J，求过程II中气体吸收或放出的热量是多少？
14．（16分）如图所示，水平放置的两条平行金属导轨相距L=lm，处在竖直向下的B=0.5T 匀强磁场中，金属棒MN 置于平导轨上，金属棒与导轨垂直且接触良好，MN 的质量为m=0.2kg， MN 的电阻为r=1.0Ω，与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5，外接电阻R=1.5Ω．从t=0 时刻起，MN 棒在水平外力F 的作用下由静止开始以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动．不计导轨的电阻，水平导轨足够长， g=10m / s2，求：
（1）t=5s 时，外接电阻R 消耗的电功率；
（2）t=0～2.0s 时间内通过金属棒MN 的电荷量；
（3）规定图示F 方向作为力的正方向，求出F 随时间t 变化的函数关系；
（4）若改变水平外力F 的作用规律，使MN 棒的运动速度v 与位移x 满足关系：V=0.5x ，求MN 棒从静止开始到x=6m 的过程中，水平外力F 所做的功．
15．（12分）质量为M的木楔倾角为θ (θ < 45°)，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑．当用与木楔斜面成α角的力F拉木块，木块匀速上升，如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止)．
(1)当α＝θ时，拉力F 有最小值，求此最小值；
(2)求在(1)的情况下木楔对水平面的摩擦力是多少？
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=
hc E h νλ=可知，光子的能量与频率成正比，波长成反比；光子的速度为c ，为定值；
故选A.
2、C
【解析】
A ．高中的同学体重约50kg ，在一次引体向上的过程中向上的位移约0.5m ，则克服重力做的功：
50100.5 J 250J W mgh ==⨯⨯=， 故A 错误；
B ．一个鸡蛋的质量约为50g=0.05kg ，将一个鸡蛋从胸前举过头顶，位移约0.5m ，克服重力做功约为：
W =mgh =0.05×10×0.5 J =0.25J ，故B 错误；
C ．篮球的质量约0.6kg ，篮球从2m 高处自由下落到地面的过程中，重力做的功：
0.610 2 J 12J W mgh ==⨯⨯= ，
篮球下落的时间：
222s 0.64s 10
h t g ⨯==≈， 功率约为：
12W 18.75W 0.64
W P t ===，
，接近20W ，故C 正确；
D ．高中的同学体重约50kg ，一楼层的高度约为3m ，则高中同学步行上楼时，上楼一层需要克服重力做功： 5010 3 J 1500J W mgh ==⨯⨯=，
每秒钟向上的高度约为0.3m （两个台阶），则上一层楼大约需要10s ，则功率：
1500W 150W 10
W P t ===， 故D 错误。

3、D
【解析】
A ．1摩尔水的体积乘以水的密度等于1摩尔水的质量，然后除以水分子的质量等于阿伏伽德罗常数，所以已知水分子的质量和1摩尔水的体积不能求解阿佛加德罗常数，选项A 错误；
B ．氢气的摩尔体积是1摩尔的氢气占据的空间的体积，除以氢气分子的体积不等于阿伏伽德罗常数，选项B 错误；
C ．1摩尔水的质量除以水的密度等于水的摩尔体积，再除以水分子的体积等于阿伏伽德罗常数，则已知水分子的体积和1摩尔水的质量不能求解阿伏伽德罗常数，选项C 错误；
D ．用氢气的摩尔质量除以氢气分子的质量等于阿伏伽德罗常数，选项D 正确。

故选D 。

4、A
【解析】爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程，选项A 正确；康普顿效应表明光子不仅具有能量，还有动量，选项B 错误；波尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱，但不能解释复杂原子光谱，选项C 错误；德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，选项D 错误；故选A.
5、A
【解析】
AB.小物块恰好沿斜面匀速下滑，根据平衡条件有：
sin cos mg mg θμθ=，
解得：
tan μθ=；
对小物块和斜面体整体知，整体水平方向不受外力，所以地面对楔形斜面体的摩擦力为零。

地面对楔形斜面体的支持力等于整体的总重力。

施加一个竖直向下的恒力F ，有：
()()sin cos mg F mg F θμθ+=+，
可知物块仍然做匀速运动。

再小物块和斜面体整体知，整体水平方向不受外力，所以地面对楔形斜面体的摩擦力为零，地面对楔形斜面体的支持力等于整体的总重力与F 之和，增大。

故A 正确，B 错误；
CD.小物块恰好沿斜面匀速下滑时，小物块对楔形斜面体的压力等于cos mg θ，楔形斜面体对小物块的摩擦力为cos mg μθ。

施加一个竖直向下的恒力F 后小物块对楔形斜面体的压力等于()cos mg F θ+，增大。

楔形斜面体对小物块的摩擦力为()cos mg F μθ+，增大。

故CD 错误；
6、D
【解析】
金属棒切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律，电流方向由B 指向A ，利用左手定则得到安培力水平向左，大小为： F BIL =
设回路中电流为I ，根据闭合电路欧姆定律，有：
()E I R r =+
由法拉第电磁感应定律得到：
E BLv =
设金属棒加速度为a ，利用牛顿第二定律，得到：
F ma =
联立以上方程可以得到：
()22
v a m R r B L =+
由分析可知，金属棒做加速度减小的减速运动，故D 正确，ABC 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、AD
【解析】
（1）由图象可知，随原子序数的增大核子的平均质量先减小后增大，A 正确；
（2）由图象可知，原子核E 的核子的平均质量大于原子核F 核子的平均质量，若从E 核转变为F ，必然存在核子的质量亏损，释放能量，比结合能增加，故原子核F 的比结合能更大，B 错误；
（3）由图象可知，D 和E 核子的平均质量大于F 核子的平均质量，原子核D 和E 聚变成原子核F 时，核子总质量减小，有质量亏损，要释放出核能，C 错误；
（4）由图象可知，A 裂变成原子核B 和C 时，核子的平均质量变小，核子发生了质量亏损，释放出核能，D 正确； 故本题选AD
【点睛】
根据图象判断出各原子核质量关系，然后判断发生核反应时质量变化情况，结合质能方程分析判断．
8、AD
【解析】A 、对B 分析，B 受重力、拉力F 及绳子的拉力而处于平衡；将两拉力合成，因拉力为10N ，小球的重力为，则由几何关系可知，轻绳的拉力也为，方向与水平方向成角，故A 正确，B 错误；
B 、对整体受力分析可知，A 受到的支持力为：
，摩擦力等于F 沿水平方向的分力为：
则由：，，解得：，故D 正确，C 错误。

点睛：本题要注意应用整体法与隔离法的正确使用，注意应用整体法时一定要分清内力与外力，正确的受力分析。

9、AD
【解析】
核电站中为了控制核裂变反应速度，可以在铀棒之间插进一些镉棒。

故A 正确；聚变反应需要在高温高压下才能进行。

故B 错误；由于核裂变的过程中释放能量，可知核裂变反应中的U 的比结合能小于B a 和K r 的比结合能。

故C 错误；根据爱因斯坦质能方程可知，在题中核聚变反应释放的核能为△E ＝△m•c 1＝（m 1+m 1﹣m 3﹣m 4）c 1．故D 正确。

10、BD
【解析】
（1）卫星A 加速后做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星C ，故A 错误；
（2）AB 卫星由相距最近至相距最远时，圆周运动转过的角度差为π，所以可得：B A t t ωωπ-=
其中：12A T πω=，2
2B T πω=，则经历的时间()12122T T t T T ⋅=-，故B 正确； （3）根据万有引力提供向心加速度，得2GM a r =．由该式可知，卫星A 、卫星C 向心加速度大小相等，且小于卫星B 的向心加速度．故C 错误；
（4）绕地球运动的卫星与地心连线在相同时间t 内扫过的面积：12s vt r =
⋅，其中：GM v r = 则：2
t s GMr =
A 、
B 与地心连线在相同时间内扫过的面积不等．故D 错误；故本题选B ．
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×
10-6 5×10-10 【解析】
[1]．1mL 油酸酒精溶液中有纯油酸3mL 5000
，而100滴油酸溶液的体积为1mL ，故1滴这样的溶液中含有纯油酸 63mL 5000610mL 100
-=⨯ [2]．面积超过正方形一半的正方形的个数为120个，故油膜的面积
222120cm 1.210m S -==⨯
油酸分子的直径
66
10261010510m 1.210
V d S ----⨯⨯===⨯⨯． 【点睛】
采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积．把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由V d S
=求分子直径． 12、E D B 15.02 0.20
【解析】
为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝；游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读；根据2171x x x -∆=
-求出条纹间距，再根据双缝干涉条纹的间距公式求出光的波长； 【详解】
解：(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，即为E 、D 、B ；
(2)游标卡尺的主尺读数为15mm ，游标读数为0.0210.02mm mm ⨯=，所以最终读数为15.02mm ； 相邻亮条纹的间距2115.02 1.16 2.31716
x x x mm mm --∆===- (3)根据L x d λ∆=得39370010660100.202.3110L d m mm x λ---⨯⨯⨯===∆⨯
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、放热，300J Q =
【解析】
由题意知：一定质量的理想气体由状态A 经过程I 变至状态B 时，W 1为负功，Q 1为正(吸收的热量
11120J U W Q ∆=+=
内能增加120J ，当气体从状态B 经过程II 回到状态A 时，W 2为正功;
22120J U W Q ∆'=+=-
2320J Q =-
放出热量；
14、（1）6W （2）0.8C （3）F t =(1.4+0.2t)N （4）7.8J ．
【解析】
（1）根据匀变速直线运动速度与时间的关系
导体棒在t=5s 时的瞬时速度为：25m/10m/s v at s ==⨯=
所以此时由于导体棒切割磁感线产生的电动势：0.5110V 5V E BLv ==⨯⨯= 由闭合电路欧姆定律得回路的电流为：E I R r
=+=2A 所以在t=5s 时，外接电阻R 消耗的电功率为：222 1.5W 6W P I R ==⨯=；
（2）t=0～2.0s 时间内，回路磁通量的变化量为：B S ∆Φ=⋅∆ 由运动学公式可知，导体棒前进的距离为：212
x at ==4m 导体棒和回路围成的面积变化量为：24m S x L ∆=⋅=
故t=0～2.0s 时间内，流过金属棒的电量：q R r
∆Φ=+=0.8C （3）以导体棒为研究对象，根据牛顿第二定律得：t F F ma -=安
其中F ILB =安 根据闭合电路欧姆定律得：I r
BLv R =
+ 由根据速度和时间的关系：v at = 联立方程并代入数据得： 1.40.2t F t =+ N ；
（4）、导体棒做变加速直线运动，在x=6m 处，导体棒得速度为0.5v x ==3m/s
因为速度v 和位移x 成正比，所以电流I 、安培力与位移x 成正比 故安培力做功：1=2BLv W BL x R r
-⋅+安=0.9J 该过程中摩擦力做功：f W mgx μ=-=6J
根据动能定理：21+=
2
F f W W W mv +安 得：F W =7.8J 15、（1）min sin 2F mg θ= （2）
1sin 42
mg θ 【解析】 （1）对物块进行受力分析，根据共点力的平衡，利用正交分解，在沿斜面和垂直斜面两方向列方程，进行求解．
（2）采用整体法，对整体受力分析，根据共点力的平衡，利用正交分解，分解为水平和竖直两方向列方程，进行求解．
【详解】
木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有mgsin mgcos θμθ＝，即tan μθ＝
(1)木块在力F 的作用下沿斜面向上匀速运动，则：
Fcos mgsin f αθ＝＋
N Fsin F mgcos αθ＋＝
N f F μ＝
联立解得：()
2mgsin F cos θθα=- 则当＝αθ时，F 有最小值，2min F mgsin ＝θ
(2)因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F 的水平分力，即
()f Fcos αθ='+
当＝αθ时，12242f mgsin cos mgsin θθθ=
'= 【点睛】
木块放在斜面上时正好匀速下滑隐含动摩擦因数的值恰好等于斜面倾角的正切值，当有外力作用在物体上时，列平行于斜面方向的平衡方程，求出外力F 的表达式，讨论F 取最小值的条件．。