精品解析：甘肃省白银市靖远县第四中学2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题

2023—2024年度高二年级下学期期末考试模拟卷 物理试题 一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数分别为和，定值电阻的阻值为R，在输入端a、b间接正弦交流电压，则通过理想电流表的电流为（　　） A. B. C. D. 2. 如图，A、B是绕地球做圆周运动的两颗卫星，它们的轨道半径之比为，则A、B两卫星绕地球运动的周期之比为（　　） A. B. C. D. 3. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，图乙为介质中M点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波的频率为2Hz C. 这列波的波速大小为4m/s D. 经过2s，M点通过的路程是0.8cm 4. 如图，A、B两点分别固定有等量的点电荷，其中B处的为负电荷，A处的电性未知。MN为AB连线的中垂线，O为垂足。由绝缘材料制成的闭合光滑轨道abcd关于O点对称，其上穿有带负电小环。若在P点给小环一沿轨道切线方向的初速度，小环恰能沿轨道做速率不变的运动，不考虑带电小环的重力，则（　　） A. 小环在a、c两点受到的电场力相同 B. 小环在b、d两点的电势能相同 C. 若在d点断开轨道，小环离开轨道后电场力一直做负功 D. 若将小环从d点沿da连线移到a点，电场力先做正功后做负功 5. 在直角坐标系xOy的第一象限内有一横截面为四分之一圆面的柱状玻璃体如图放置，其半径为R，圆心在O点。一点光源发出的单色光始终垂直y轴射入玻璃体，该光源从与A点（柱状玻璃体的最高点）等高处向下缓慢平移，在x轴上的玻璃体外部，单色光最先射到x轴上的位置为处，不考虑光线经玻璃体全反射后的情况。假设入射角等于临界角时光线恰好能从玻璃中射出，则该玻璃的折射率为（　　） A. 1.8 B. 1.5 C. D. 6. 用波长为的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中动能最大的是2.94eV。已知普朗克常量，真空中光速，元电荷，则钨的逸出功是（　　） A. 8.4eV B. 3.3eV C. 84eV D. 33eV 7. 如图，离地面高h处有甲、乙两个小球，甲以某一初速度水平射出，同时乙以相同大小的初速度沿倾角为45°的光滑固定斜面滑下，已知重力加速度为g，空气阻力不计。若要使甲、乙同时到达地面，则初速度应等于（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，一个质量的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上，滑块与斜面间的动摩擦因数，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。则（　　） A. 滑块一定受到四个力作用 B. 滑块可能受到三个力作用 C. 斜面对滑块的摩擦力大小为4N D. 斜面对滑块的摩擦力大小为5N 9. 热门游乐项目“跳楼机”如图所示。“跳楼机”先将被安全带固定在座椅上的游客提升到离地面最大高度64m处，然后由静止释放，游客开始下落的过程可认为在做自由落体运动，然后游客受到大小为22500N的恒定阻力f而做匀减速运动，且下落到离地面4m高处速度恰好减为零。已知游客和座椅在下落过程中的最大速度为20m/s，重力加速度，则下落过程中（　　） A. 游客和座椅自由下落的高度为40m B. 阻力f做的功为 C. 重力做的功为 D. 游客和座椅的总质量为1500kg 10. 如图，边长为L的等边三角形abc为两个匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B；三角形外的磁场范围足够大，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。顶点a处有一粒子源，能沿∠a的角平分线发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，其初速度，不计粒子重力，则（　　） A. 粒子第一次到达b点的时间是 B. 粒子第一次到达c点的时间是 C. 粒子第一次返回a点所用的时间是 D. 粒子在两个有界磁场中运动的周期是 二、实验探究题：本题共2小题，共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11. 某同学组装一个多用电表。可用的器材有微安表（量程为0～200μA，内阻为800Ω），电阻箱（阻值范围为0～999.9Ω），电阻箱（阻值范围0～99999.9Ω），导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为0～1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为0～3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。 回答下列问题： （1）在虚线框内画出电路图并标出和，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱_____。 （2）电阻箱的阻值_____，_____。（计算结果均保留到个位） 12. 某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律。正常工作的气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A和滑块B上都固定有完全相同、长度为d的遮光片。气垫导轨上装有光电门传感器1和2，与之连接的光电计时器（图中未画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。将滑块A置于气垫导轨上光电门1左侧某位置，滑块B置于光电门1和光电门2之间且靠近光电门2的位置处。测得滑块A的质量为，滑块B的质量为。 （1）下列说法正确的是_________。 A. 本实验需要满足小于 B. 实验开始前气垫导轨要调成水平 C. 本实验还需要测量光电门1到光电门2的距离L （2）现给滑块A向右的初速度，使它与静止的滑块B相碰。碰前与光电门1相连的光电计时器显示的遮光时间是；碰后滑块B向右运动，与光电门2相连的光电计时器显示的遮光时间是，滑块A向左运动，与光电门1相连的光电计时器显示的遮光时间是。要验证碰撞中的动量守恒，需要验证的表达式为________。（用题中给出的物理量符号表示） （3）若该同学在测量遮光片的宽度时，由于人为的错误，测得的长度偏大，则该错误对于该实验的结论________（选填“有”或“没有”）影响。 三、计算题：本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图，两个完全相同的钢瓶容积均为4L，甲瓶中装有3L的液体和6个大气压的1L高压气体，乙瓶内有1个大气压的气体。现将甲瓶倒置后按图中所示与乙瓶连接，将甲瓶内液体缓慢压装到乙瓶中（不计连接管道的长度、体积和液体产生的压强及压装过程中气体温度的变化，压装的过程中乙瓶中的气体不会跑到甲瓶中去）。 （1）试分析在压装过程中随着甲瓶内液体减少，甲瓶内部气体压强如何变化，并用分子动理论解释。 （2）甲瓶最多可向乙瓶内压装多少液体？ 14. 如图，两个可视为质点的小球A、B之间有一根很短的轻质弹簧，MN是四分之三圆弧轨道，圆心为O，M点与圆心O等高，弹簧一开始处于锁定状态。某时刻解除对弹簧的锁定，小球A、B被弹开，B球恰能到达最高点N，A球能到达的最高点与N点等高。已知A球的质量为m，弹簧的长度可忽略，圆弧轨道的半径为R，重力加速度为g，不计一切摩擦和空气阻力。求： （1）B球的质量。 （2）弹簧处于锁定状态时的弹性势能。 15. 如图甲，两根平行光滑金属导轨相距，导轨平面与水平面的夹角，导轨的下端PQ间接有阻值的定值电阻。相距的MN和PQ间存在方向垂直于导轨平面向上、均匀分布的磁场，磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示。将长度也为L、阻值的导体棒ab垂直放在导轨上（ab始终与导轨接触良好），时将导体棒由静止释放，时导体棒恰好运动到MN处，此后导体棒开始匀速下滑。取重力加速度，。求： （1）内回路中的感应电动势； （2）导体棒ab的质量； （3）时间内导体棒所产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023—2024年度高二年级下学期期末考试模拟卷 物理试题 一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数分别为和，定值电阻的阻值为R，在输入端a、b间接正弦交流电压，则通过理想电流表的电流为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】在输入端a、b间接正弦交流电压，则主线圈的电压有效值 设副线圈两端的电压为U2，根据 则 根据欧姆定律，通过理想电流表的电流为 故选D。 2. 如图，A、B是绕地球做圆周运动的两颗卫星，它们的轨道半径之比为，则A、B两卫星绕地球运动的周期之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A、B是绕地球做圆周运动的两颗卫星，它们的轨道半径之比为，设卫星A的轨道半径为，卫星B的轨道半径为，则 根据开普勒第三定律，可得 解得 故选A。 3. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，图乙为介质中M点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波的频率为2Hz C. 这列波的波速大小为4m/s D. 经过2s，M点通过的路程是0.8cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图乙可知，时点向轴正方向运动，根据“上下坡法”由题图甲可知，这列波沿轴负方向传播，A错误； B．根据题图乙可知，该波的周期为，所以频率为 B错误； C．根据题图甲可知，这列波的波长为，所以波速 C正确； D．经过，即2个周期，M点通过的路程为8个振幅，即 D错误； 故选C。 4. 如图，A、B两点分别固定有等量的点电荷，其中B处的为负电荷，A处的电性未知。MN为AB连线的中垂线，O为垂足。由绝缘材料制成的闭合光滑轨道abcd关于O点对称，其上穿有带负电小环。若在P点给小环一沿轨道切线方向的初速度，小环恰能沿轨道做速率不变的运动，不考虑带电小环的重力，则（　　） A. 小环在a、c两点受到的电场力相同 B. 小环在b、d两点的电势能相同 C. 若在d点断开轨道，小环离开轨道后电场力一直做负功 D. 若将小环从d点沿da连线移到a点，电场力先做正功后做负功 【答案】B 【解析】 【详解】由带电小环恰能沿轨道做速率不变的运动可知，在运动过程中电场力对小环不做功，即轨道上各处的电势相同，轨道与电场中的某一等势线重合，根据等量同种电荷和等量异种电荷的电场分布图和等势面分布图可知，A、B两点处固定的是等量负电荷。 A．由等量同种点电荷连线中垂线上的电场分布特点可知，a、c两点电场强度大小相等，方向相反，故小环在a、c两点受到的电场力方向不同，A错误； B．b、d两点在同一等势面上，故小环在b、d两点的电势能相同，B正确； C．若在d点断开轨道，此时小环的速度方向与电场力方向垂直，此后，电场力方向与速度方向成锐角，电场力一直做正功，C错误； D．由等量负电荷的电势分布可知，da连线上从d点到a点，电势先降低后升高，故带负电小环的电势能先增大后减小，电场力先做负功后做正功，D错误； 故选B。 5. 在直角坐标系xOy的第一象限内有一横截面为四分之一圆面的柱状玻璃体如图放置，其半径为R，圆心在O点。一点光源发出的单色光始终垂直y轴射入玻璃体，该光源从与A点（柱状玻璃体的最高点）等高处向下缓慢平移，在x轴上的玻璃体外部，单色光最先射到x轴上的位置为处，不考虑光线经玻璃体全反射后的情况。假设入射角等于临界角时光线恰好能从玻璃中射出，则该玻璃的折射率为（　　） A. 1.8 B. 1.5 C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】 如上图所示，当单色光射到圆弧面上N点时入射角等于临界角，此时光线恰好能从玻璃中射出，x轴上P点恰好被照亮，由于，则为等腰直角三角形，所以单色光射到圆弧面上时，入射角，折射角，根据折射定律有 故选D。 6. 用波长为的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中动能最大的是2.94eV。已知普朗克常量，真空中光速，元电荷，则钨的逸出功是（　　） A. 8.4eV B. 3.3eV C. 84eV D. 33eV 【答案】B 【解析】 【详解】由题可知，波长，真空中光速，则该紫外线的频率 产生的光电子的最大初动能，根据光电效应方程，有 可得 故选B。 7. 如图，离地面高h处有甲、乙两个小球，甲以某一初速度水平射出，同时乙以相同大小的初速度沿倾角为45°的光滑固定斜面滑下，已知重力加速度为g，空气阻力不计。若要使甲、乙同时到达地面，则初速度应等于（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题意知甲、乙运动的时间 根据牛顿第二定律得，乙沿斜面运动的加速度满足 解得 斜面的长度 则对乙有 代入数据得 解得 故选C。 8. 如图所示，一个质量的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上，滑块与斜面间的动摩擦因数，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。则（　　） A. 滑块一定受到四个力作用 B. 滑块可能受到三个力作用 C. 斜面对滑块的摩擦力大小为4N D. 斜面对滑块的摩擦力大小为5N 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．滑块一定受到重力、支持力和摩擦力，假设弹簧对滑块的作用力为零，则物体受到的最大静摩擦为 此时重力的下滑分力 则滑块不可能静止，所以滑块一定受到弹簧的压力作用，所以滑块一定受到四个力作用，故A正确，B错误； CD．滑块受到斜面的摩擦力为静摩擦力，则沿斜面方向的合力为零，静摩擦力等于重力的下滑分力，即 故C错误，D正确； 故选AD。 9. 热门游乐项目“跳楼机”如图所示。“跳楼机”先将被安全带固定在座椅上的游客提升到离地面最大高度64m处，然后由静止释放，游客开始下落的过程可认为在做自由落体运动，然后游客受到大小为22500N的恒定阻力f而做匀减速运动，且下落到离地面4m高处速度恰好减为零。已知游客和座椅在下落过程中的最大速度为20m/s，重力加速度，则下落过程中（　　） A. 游客和座椅自由下落的高度为40m B. 阻力f做的功为 C. 重力做的功为 D. 游客和座椅的总质量为1500kg 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设游客和座椅在下落过程中的最大速度为，自由下落的高度为，时间为，则 解得 A错误； B．整个过程游客和座椅下降的高度 阻力作用的距离 故阻力f做的功 B正确； C．根据动能定理，重力做的功 C错误； D．整个下落过程，根据动能定理，有 解得 D正确； 故选BD。 10. 如图，边长为L的等边三角形abc为两个匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B；三角形外的磁场范围足够大，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。顶点a处有一粒子源，能沿∠a的角平分线发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，其初速度，不计粒子重力，则（　　） A. 粒子第一次到达b点的时间是 B. 粒子第一次到达c点的时间是 C. 粒子第一次返回a点所用的时间是 D. 粒子在两个有界磁场中运动的周期是 【答案】BD 【解析】 【详解】速度大小的带电粒子垂直进入磁场，由牛顿第二定律得 将速度代入可得 根据左手定则，可得到粒子的运动轨迹如下图 A．粒子做圆周运动的周期 由图可知，根据粒子的运动轨迹，粒子从a点射出到第一次到达b点转过的圆心角为60°，可得粒子第一次到达b点的时间是 A项错误； B．由图可知，根据粒子的运动轨迹，带电粒子从b到c转过的圆心角为300°，则时间为 则带电粒子从a到c的时间 B项正确； C．由图可知，根据粒子的运动轨迹，带电粒子从c到a转过的圆心角为60°，则时间为 则粒子第一次返回a点所用的时间为 C项错误； D．由图可知，根据粒子的运动轨迹，粒子在两个有界磁场中运动的周期是3个完整的圆周运动周期，则粒子在两个有界磁场中运动的周期是 D项正确； 故选BD。 二、实验探究题：本题共2小题，共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11. 某同学组装一个多用电表。可用的器材有微安表（量程为0～200μA，内阻为800Ω），电阻箱（阻值范围为0～999.9Ω），电阻箱（阻值范围0～99999.9Ω），导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为0～1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为0～3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V两挡。 回答下列问题： （1）在虚线框内画出电路图并标出和，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱_____。 （2）电阻箱的阻值_____，_____。（计算结果均保留到个位） 【答案】（1） （2） ①. 200## ②. 2840## 【解析】 【详解】（1）根据并联电路的规律，电阻越小，分流越大，的电阻比较小，与微安表并联组成大量程的电流表；根据串联电路的规律，电阻越大，分压越大，的阻值比较大，与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示 （2）[1][2]改装电流表需要并联一个电阻分流，要改装为量程为的电流表需要并联的电阻阻值，根据并联电路的分流定律，电流比等于电阻的反比，即 解得 要改装为量程为的电压表需要串联电阻分压，根据串联电路的分压规律，可得串联电阻的阻值为 12. 某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律。正常工作的气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A和滑块B上都固定有完全相同、长度为d的遮光片。气垫导轨上装有光电门传感器1和2，与之连接的光电计时器（图中未画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。将滑块A置于气垫导轨上光电门1左侧某位置，滑块B置于光电门1和光电门2之间且靠近光电门2的位置处。测得滑块A的质量为，滑块B的质量为。 （1）下列说法正确的是_________。 A. 本实验需要满足小于 B. 实验开始前气垫导轨要调成水平 C. 本实验还需要测量光电门1到光电门2的距离L （2）现给滑块A向右的初速度，使它与静止的滑块B相碰。碰前与光电门1相连的光电计时器显示的遮光时间是；碰后滑块B向右运动，与光电门2相连的光电计时器显示的遮光时间是，滑块A向左运动，与光电门1相连的光电计时器显示的遮光时间是。要验证碰撞中的动量守恒，需要验证的表达式为________。（用题中给出的物理量符号表示） （3）若该同学在测量遮光片的宽度时，由于人为的错误，测得的长度偏大，则该错误对于该实验的结论________（选填“有”或“没有”）影响。 【答案】（1）B （2） （3）没有 【解析】 【详解】（1）A．本实验滑块A可以反弹也可以不反弹，所以不需要满足小于，A错误； B．为保证系统动量守恒，重力不能做功，故实验开始前气垫导轨要调成水平，B错误； C．验证动量守恒只需测量物体的质量和速度，不需要测量光电门1到光电门2的距离L，C错误； 故选B。 （2）碰前滑块A的速度大小 碰后滑块B向右运动通过光电门2时的速度大小 滑块A向左运动通过光电门1时的速度大小 若规定向右为正方向，要验证碰撞中的动量守恒，需要验证的表达式为 所以需要验证的表达式为 （3）由于验证动量守恒的表达式中不涉及遮光片的宽度，故该同学的错误对实验结论没有影响。 三、计算题：本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图，两个完全相同的钢瓶容积均为4L，甲瓶中装有3L的液体和6个大气压的1L高压气体，乙瓶内有1个大气压的气体。现将甲瓶倒置后按图中所示与乙瓶连接，将甲瓶内液体缓慢压装到乙瓶中（不计连接管道的长度、体积和液体产生的压强及压装过程中气体温度的变化，压装的过程中乙瓶中的气体不会跑到甲瓶中去）。 （1）试分析在压装过程中随着甲瓶内液体减少，甲瓶内部气体压强如何变化，并用分子动理论解释。 （2）甲瓶最多可向乙瓶内压装多少液体？ 【答案】（1）单位时间内撞击单位面积器壁上的分子数减少，压强变小；（2）2 L 【解析】 【详解】（1）缓慢压装过程中甲瓶内气体体积增大，单位体积内的分子数减少，温度不变，分子的平均动能不变，单位时间内撞击单位面积器壁上的分子数减少，压强变小； （2）设甲瓶内最多有体积为ΔV的液体进入乙瓶，乙瓶灌装液体前，气体压强，体积；灌装后体积变为，此时乙瓶中气体压强与甲瓶内气体压强均为p，根据玻意耳定律，有 甲瓶中气体开始时的气压，体积，压装结束后压强为p，体积，由玻意耳定律有 联立解得 14. 如图，两个可视为质点的小球A、B之间有一根很短的轻质弹簧，MN是四分之三圆弧轨道，圆心为O，M点与圆心O等高，弹簧一开始处于锁定状态。某时刻解除对弹簧的锁定，小球A、B被弹开，B球恰能到达最高点N，A球能到达的最高点与N点等高。已知A球的质量为m，弹簧的长度可忽略，圆弧轨道的半径为R，重力加速度为g，不计一切摩擦和空气阻力。求： （1）B球的质量。 （2）弹簧处于锁定状态时的弹性势能。 【答案】（1）m；（2）（）mgR 【解析】 【详解】（1）设A、B两球刚离开弹簧时的速度大小分别为、，B球到达最高点时的速度大小为，对于A球，根据机械能守恒定律，有 解得 对B球，在最高点时有 根据机械能守恒定律，有 联立解得 根据动量守恒定律，有 解得 （2）根据能量守恒定律，弹簧处于锁定状态时的弹性势能 15. 如图甲，两根平行光滑金属导轨相距，导轨平面与水平面的夹角，导轨的下端PQ间接有阻值的定值电阻。相距的MN和PQ间存在方向垂直于导轨平面向上、均匀分布的磁场，磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示。将长度也为L、阻值的导体棒ab垂直放在导轨上（ab始终与导轨接触良好），时将导体棒由静止释放，时导体棒恰好运动到MN处，此后导体棒开始匀速下滑。取重力加速度，。求： （1）内回路中的感应电动势； （2）导体棒ab的质量； （3）时间内导体棒所产生的热量。 【答案】（1）12V；（2）0.4kg；（3）5.76J 【解析】 【详解】（1）内磁场均匀变化，由法拉第电磁感应定律，有 其中 ， 代入数据解得感应电动势为 （2）导体棒从静止开始做匀加速运动，加速度大小为 导体棒进入磁场区域的速度为 导体棒切割磁感线产生的电动势为 根据导体棒进入磁场区域做匀速运动，可知导体棒受到的合力为零，有 根据闭合电路欧姆定律，有 联立以上各式，解得导体棒ab的质量为 （3）根据闭合电路欧姆定律，在内回路中产生的电流为 内回路中产生的电流为 则时间内导体棒所产生的热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $