四川省成都市双流区立格实验学校2023-2024学年高二下学期期末模拟考试物理试题

立格实验校2023-2024学年高二下学期期末模拟考试试题 物 理 命题人：袁丽萍 审题人：赵锐 本试卷分为试题卷和答题卡两部分，其中试题卷共6页；答题卡共4页。满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1. 答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚，同时用2B铅笔将考号准确填涂在“考号”栏目内。 2. 选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内，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。 3. 考试结束后将答题卡收回。 一、单项选择题（每小题4分，共28分） 1．物理学发展史中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。发现电流磁效应的物理学家是（　　） A．法拉第 B．安培 C．洛伦兹 D．奥斯特 2．如图所示，PQ为等量异种点电荷A、B连线的中垂线，C为中垂线上的一点，M、N分别为AC、BC的中点，若取无穷远处的电势为零，则下列判断正确的是（　　） A．M、N两点的电场强度相同 B．M、N两点的电势相等 C．若将一负试探电荷由M点移到C点，电场力做正功 D．试探电荷在N点的电势能大于在M点的电势能 3．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在时的波形如图甲所示，L、M、N是波上的三个质点，图乙是其中一个质点在此后一段时间内的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．时，质点M沿y轴正方向运动 B．时，质点M的加速度比质点N的小 C．图乙是质点N的振动图像 D．质点L和质点N的相位总是相同 4．分子势能Ep随分子间距离r变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．r1处分子间表现为引力 B．r2处分子间表现为斥力 C．时，r越小分子势能越大 D．分子间距离足够大时分子势能最小 5．某实验兴趣小组利用等腰三棱镜研究光的折射现象，如图所示，等腰三棱镜的顶角为边的边长为，光线射到边的中点，当入射角时，光最后垂直边射出。已知光在真空中的传播速度为，不考虑光的多次反射。下列说法正确是（　　） A．三棱镜的折射率为1.5 B．光在三棱镜中的传播时间为 C．换用频率更高的光仍以相同入射角照射到点，则光在棱镜中的传播时间一定变长 D．换用频率更高的光仍以相同入射角照射到点，则光通过三棱镜后的偏折角将减小 6．如图所示，A、B为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关S分别与电源两极相连，两极板中央各有一个小孔a和b，在a孔正上方某处放一带电质点由静止开始下落，若不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回。现要使带电质点能穿过b孔，则可行的方法是（　　） A．保持S闭合，将A板适当上移 B．保持S闭合，将B板适当下移 C．先断开S，再将A板适当上移 D．先断开S，再将B板适当下移 7．如图所示，直角三角形内（包括边界）存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。已知，O为中点。两个带异种电荷的粒子从O点以相同的速度沿垂直方向射入磁场，向左偏转的粒子恰好没有从边射出磁场，向右偏转的粒子恰好从B点射出磁场，忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，则正，负粒子的比荷之比为（　　） A． B．2：1 C．3：1 D． 二、多项选择题（每小题4分，共12分） 8．在四冲程内燃机的奥托循环中，一定质量的理想气体经历两个绝热和两个等容的循环过程，从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态a时的内能小于状态b时的内能 B．气体分子的平均动能 C．在由状态c到d的过程中，单位时间内气体分子对汽缸壁单位面积的碰撞次数一定减小 D．在由状态a经b到c的过程中，气体吸收的热量小于由状态c经d到a过程中放出的热量 9．高压输电可大大节能，至2017年11月，我国已建成投运8项1000kV特高压交流工程和11项kV特高压直流工程．中国全面掌握了特高压核心技术，成为世界首个也是唯一成功掌握并实际应用特高压技术的国家．某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器和降压变压器向用户供电，已知输电线的总电阻为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：1，它的副线圈两端的交变电压如图乙所示，若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是 A．降压变压器原线圈的输入电压为880V B．降压变压器的输入功率与输出功率之比为4：1 C．当用户端用电量增大时，输电线上损耗的功率减小 D．当用户端用电量增大时，发电厂输出的功率也增大 10．如图甲所示，相距为L=1m的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，导轨的M、P两端连接一阻值为R=0.5Ω的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置且接触良好，aM=bP=1m，现将水平外力F作用ab棒上，已知：F=0.02t（N），式中5(s)，5s后F=0.1N保持不变，金属棒在运动中始终与导轨垂直。测得ab棒沿导轨滑行达到最大速度的过程中，流过电阻R的总电量为q=1.4C，不计金属棒ab及导轨的电阻，则（　　） A．0~5s内ab棒始终保持静止 B．5s后的一段时间内ab棒做匀加速直线运动 C．ab棒运动过程中的最大速度v=0.2 D．ab棒从开始运动至获得最大速度的过程中，距导轨MP的最大距离为x=1.4m 三、实验题（每空2分，共18分） 11．如图1所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。然后，接通电源使光源正常工作。 （1）“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图1所示，光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为 （选填选项前字母）。 A．滤光片  双缝  单缝                        B．滤光片  单缝  双缝 C．单缝  滤光片  双缝                        D．双缝  滤光片  单缝 （2）已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图2所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图3所示，此示数为 mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为。利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长 m（保留2位有效数字）。 （3）另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是 （选填选项前字母）。 A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间                    B．仅将单缝远离双缝移动少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换                         D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片 12．小明想用实验室的器材设计一个测力计，可供选择的器材如下： A．两节完全相同的干电池（电动势E、内阻r均未知）； B．电流表（量程为0～3mA，内阻为）； C．电流表（量程为0～0.6A，内阻为）； D．电压表（量程为0～3V，内阻未知）； E．电压表（量程为0～15V，内阻未知）； F．滑动变阻器（0～10Ω，允许通过的最大电流为2A）； G．滑动变阻器（0～100Ω，允许通过的最大电流为1A）； H．电阻箱R（0～999.9Ω）； I．压敏电阻，其阻值随所加压力大小F变化的图像如图丙所示； J．开关S及导线若干。 (1)测量一节干电池的电动势和内阻，为使测量结果尽可能准确，本实验采用如图甲所示的电路，滑动变阻器应选 （填“F”或“G”）。 (2)根据实验中电压表和电流表的示数得到了如图乙所示的图像，则该干电池的电动势为E= V，内阻为r= Ω。 (3)将压敏电阻设计成量程为0～100N的测力计，需将压敏电阻与上述两节干电池、电流表、电阻箱R串联成如图丁所示的电路。闭合开关S，为使压敏电阻所受压力大小为100N时电流表指针满偏，电阻箱接入电路的阻值为R= Ω，通过电流表的电流I随压力大小F变化的函数关系式为I= A（电阻箱接入电路的阻值R保持不变）。 四、计算题（第13题9分、第14题14分，第15题19分，共42分） 13．如图，密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖的质量为m，杯身与热水的总质量为M，杯子的横截面积为S。初始时杯内气体的温度为T0，压强与大气压强p0相等。因杯子不保温，杯内气体温度将逐步降低，不计摩擦，不考虑杯内水的汽化和液化。 （1）求温度降为T1时杯内气体的压强p1； （2）杯身保持静止，温度为T1时提起杯盖所需的力至少多大？ （3）温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起？ 14．如图，水平轨道AB与半径为R的竖直半圆弧轨道BCD在B点平滑连接，整个装置处于与水平方向成45°角斜向上的匀强电场中，场强大小。质量为m，电荷量为q的带正电小球从水平轨道上某点（图中未画出）静止释放后以水平速度经B点进入圆弧轨道。不计一切摩擦阻力，重力加速度大小为g。求： （1）小球运动到圆弧轨道上B点时所受轨道支持力的大小； （2）小球从D点离开圆弧轨道到第一次返回轨道所经历的时间； （3）整个运动过程中小球电势能最大的位置离B点的距离。    15．如图所示，有两条间距为、足够长的平行导轨固定在水平面上，每条导轨中间都有一段不导电的塑料把导轨分为左、右两部分、其余导轨部分均为可导电金属。左侧的电容器电容为，右侧的电阻阻值为。两根金属棒、的质量分别为和，金属棒的电阻为，的电阻忽略不计，初始时刻两金属棒静止放在塑料材料上。金属棒都与导轨垂直。整个装置放在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中。某时刻给金属棒一个大小为、方向向右的初速度，使得金属棒与发生弹性碰撞。运动过程中所有摩擦力不计，金属棒与导轨接触良好。求： （1）碰后金属棒与各自的速度大小； （2）碰后金属棒在金属导轨上运动的位移大小； （3）金属棒运动过程中电阻上产生的焦耳热； （4）金属棒最终的速度大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 物 理 参考答案： 1．D【详解】发现电流磁效应的物理学家是奥斯特。故选D。 2．C【详解】A．根据对称性，M、N两点的电场强度大小相等，方向不同，A错误； B．M点电势为负值，N点电势为正值，这两点的电势不相等，B错误； C．若将一负试探电荷由M点移到C点，C点的电势为零，因此电势升高电势能降低，电场力做正功，C正确；D．由于不知道试探电荷的正负，所以无法确定试探电荷在N的电势能与在M电的电势能的大小，D错误。故选C。 3．A【详解】A．根据同侧法可知，时，质点M沿y轴正方向运动，A正确；B．质点振动的加速度大小与质点相对平衡位置的位移大小成正比，时，质点M的位移比质点N的大，则时，质点M的加速度比质点N的大，B错误；C．根据图乙可知，该质点在时处于平衡位置，且沿y轴正方向运动，在图甲中根据同侧法，时，质点N处于平衡位置沿y轴负方向运动，质点L处于平衡位置沿y轴正方向运动，则图乙是质点L的振动图像，C错误； D．质点L和质点N的平衡位置相距半个波长，可知质点L和质点N的相位总是相反，D错误。 故选A。 4．C【详解】ABD．分子势能为标量，在r=r2时，分子势能最小，则r2为平衡位置，分子力为零，由图可知r1处分子间表现为斥力。故ABD错误；C．由图可知时，r越小分子势能越大。故C正确。故选C。 5．C【详解】AB．作出光路图，根据几何关系有折射角根据 解得 光在棱镜镜中的传播距离为 传播速度 而 解得 故A错误，错误； CD．由于频率越大，折射率越大，若换用频率更高的光仍以相同入射角照射到点，则可知折射角将减小，光线将向底边偏折的程度越高，偏折角越大，根据几何关系可知光的传播距离变大，而根据可知，同时传播速度变小，因此可知光在棱镜中的传播时间一定变长，故C正确，D错误；故选C。 6．B【详解】设质点距离A板的高度为h，A、B两板原来的距离为d，电压为U，质点的电荷量为q。由题知质点到达b孔时速度恰为零，根据动能定理得 A.若保持S闭合，将A板适当上移，U不变，设质点到达b时速度为v，由动能定理得 解得 说明质点到达b孔时速度恰为零，然后返回，不能穿过b孔，故A错误。 B.若保持S闭合，将B板适当下移距离Δd，U不变，由动能定理得 则质点能穿过b孔，故B正确；C.若断开S时，将A板适当上移，板间电场强度E不变，设A板上移距离为Δd，质点进入电场的深度为d′时速度为零。由动能定理得 又由原来情况有 比较两式得 说明质点在到达b孔之前，速度减为零，然后返回，故C错误。 D.若断开S，再将B板适当下移，板间电场强度E不变，设B板下移距离为Δd，质点进入电场的深度为d′时速度为零。由动能定理得 又由原来情况有比较两式得 说明质点在到达b孔之前，速度减为零，然后返回，故D错误。故选B。 7．C 【详解】根据题意可知正粒子的轨迹与AB相切，负粒子的圆心在C点，设正粒子的轨迹半径为，负粒子的轨迹的半径为，根据几何关系可知 可得 由 可得 所以正、负粒子的比荷之比为，故C选项正确。 8．AC【详解】A．从状态a到b是绝热过程，体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体内能增加，则气体在状态a时的内能小于状态b时的内能，故A正确； B．由于气体在状态a时的内能小于状态b时的内能，可知，则分子平均动能满足；从状态b到c气体发生等容升压，则气体温度升高，分子平均动能满足；从状态c到d是绝热过程，体积增大，外界对气体做负功，气体内能减少，则有，分子平均动能满足；从状态d到a气体发生等容降压，则气体温度降低，分子平均动能满足；故B错误；C．从状态c到d为绝热过程，体积增大，外界对气体做负功，内能减少，分子平均动能减小，分子数密度减小，则单位时间内气体分子对汽缸壁单位面积的碰撞次数一定减小，故C正确；D．由状态a经b到c的过程中，外界对气体做的正功为，吸收的热量为，由状态c经d到a过程中，气体对外界做的正功为，放出的热量为，由热力学第一定律可得 图像中，图线与坐标轴所围成的面积表示外界对气体做功的绝对值，则有所以则由状态a经b到c的过程中，气体吸收的热量大于由状态c经d到a过程中放出的热量，故D错误。故选AC。 9．AD【详解】A．由图象得到，降压变压器副线圈两端交变电压U＝220sin100πtV，有效值为220V，降压变压器原、副线圈匝数之比为4：l，故降压变压器T2原线圈的输入电压为：4×220V＝880V，故A正确；B．降压变压器为理想变压器，故输入功率与输出功率之比为1：1，故B错误；C．输出功率增大，则输电线上的电流增大，输电线上损耗的功率增大，故C错误； D．用户消耗的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率，输出和损失的功率都增大，故发电机输出功率增大，故D正确． 10．AC【详解】A．0~5s内，由于磁场变化产生的感应电动势 闭合回路中感应电流 0~5s内，磁场强度与时间关系为 ab棒水平方向将受到向左安培力 故ab棒始终保持静止，故A正确； BC．5s后，由于磁场磁感应强度保持不变，故ab棒将在外力F作用下从静止开始向右运动，并切割磁感线，从而将受到水平向左安培力的作用，由牛顿第二定律可得 又因为 即 所以，ab棒将做加速度逐渐减小的加速直线运动，最后达到匀速。当ab棒匀速运动时，速度最大，即 代入数据解得vm=0.2 故B错误，故C正确； D．ab棒从开始运动至获得最大速度的过程中，流过电阻R的总电量为1.4C，则有 解得 x=2.4m 所以ab棒从开始运动至获得最大速度的过程中，距导轨MP的最大距离为2.4m，故D错误。 故选AC。 11． B 0.25 D 【详解】（1）[1]因为双缝干涉实验是让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图案，所以先让光源通过滤光片形成单色光，再经过单缝形成相干光，后通过双缝形成干涉条纹，所以光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。故选B。 （2）[2]图3游标卡尺示数为 [3]A到B条纹间的距离为，由图2可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则 根据 解得 （3）[4]对实验装置改动后，再像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知条纹的宽度减小，由公式 A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，、L、d都不改变，则不变，故A错误； B．仅将单缝远离双缝移动少许，、L、d都不改变，则不变，故B错误； C．仅将单缝与双缝的位置互换，则入射光通过单缝后就会投到像屏上，所以像屏上得到的是单缝衍射图像，不是双缝干涉图像，故C错误； D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，减小，L、d都不改变，则减小，故D正确。 故选D。 12．(1) F (2) 1.5 0.8 (3) 938.4 【详解】（1）[1][2][3]一节干电池的电动势约左右，内阻约左右，为使测量结果尽可能准确，电流表应选量程为的C，电压表应选量程为的D，滑动变阻器应选阻值范围为的F。 （2）[1][2]根据 结合图像可知，则该干电池的电动势为E=1.5V 内阻为 （3）[1][2]当压敏电阻所受压力大小为时，其阻值，此时电流表指针满偏，由闭合电路欧姆定律可知 其中，，解得 令，则 又因为 可得 由压敏电阻阻值随所加压力大小变化的图像可知 代入解得 13．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）降温过程中，气体体积不变，根据查理定律： 得温度降为T1时杯内气体的压强 （2）对杯盖受力分析如图甲所示，当杯盖与杯身间的弹力恰好为零时，拉力最小 根据平衡条件 因此，最小拉力为 （3）设提起杯子时气体压强为，温度为，杯身的受力分析如图乙所示： 平衡时 得到 根据查理定律 此时温度为 14．（1）3mg；（2）；（3） 【详解】（1）小球运动到圆弧轨道上B点时，据牛顿第二定律可得 解得小球所受轨道支持力的大小为 （2）小球在轨道上运动时，所受合力为 方向水平向右，如图所示    可知小球运动到D点的速度大小为v0，方向水平向左，小球从D点离开圆弧轨道到第一次返回轨道所经历的时间为 （3）设小球释放点为A，电场力做正功电势能减少，故在A点小球的电势能最大，从A到B的过程，据动能定理可得 解得 即整个运动过程中小球电势能最大的位置离B点的距离为。 15．（1），；（2），；（3） 【详解】（1）对金属棒的碰撞过程用动量守恒定律和机械能守恒定律有 代入数据可求得 （2）对碰后金属棒在金属导轨上运动的过程，由动量定理有 综上可得 由能量守恒定律可知，金属棒及右侧电阻上产生的焦耳热 电阻上产生的焦耳热 （3）电容器电荷量 最终电容器两端电压 对棒应用动量定理有 解得金属棒ab最终的速度大小 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$