高二物理下学期期末考试模拟测试卷01【高效培优，测试范围：人教版选择性必修第二册全册+选择性必修第三册全册】

**基本信息** 聚焦高二选择性必修二、三册核心内容，通过分子力与势能、电磁感应、光电效应等真实科学情境，设计基础巩固与综合应用分层问题，考查物理观念、科学思维及科学探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12/48|分子力与势能、交变电流有效值、光电效应|第4题结合I-U图像分析光子能量，体现科学推理| |实验题|2/16|感应电流方向探究、油膜法测分子大小|第13题通过表格数据归纳楞次定律，培养科学论证| |计算题|3/36|电磁感应电路、气体实验定律、电磁场粒子运动|第17题融合电场磁场运动，考查模型建构与创新应用|

高二物理下学期期末考试模拟测试卷01 参考答案 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B A C C D D D D BD ACD AC AC 二、实验题（共2小题,每空2分，共16分） 13．电流 向上 2 相同 14．(1)DABEC (2) (3)B B 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．（1）根据法拉第电磁感应定律 根据闭合电路欧姆定律 方向沿导体棒由N到M。 （2）根据欧姆定律 （3）导体棒MN匀速运动，受力平衡，则拉力 在时间内，拉力做功 电路获得的电能 可得 16．（1）由题意知，初始状态， 活塞恰好离开限制装置时，，过程中体积不变，发生等容变化，由查理定律 解得，此时活塞受力平衡有 代入数据,解得 （2）由题意知，当温度从升高至过程中，活塞上升，压强不变，，，由盖吕萨克定律 代入数据得 （3）由题可知，整个过程中气体内能增加了150J，即。由前两问可知，第一阶段为等容变化，不做功，第二阶段为等压膨胀，气体对外做功，外界对气体做负功，则有 解得 由热力学第一定律 解得 17．（1）粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 又 联立解得粒子的比荷为 （2）粒子的轨迹如图所示粒子在电场中可逆向看成做类平抛运动， 则有 ， 联立解得匀强电场电场强度大小为 由几何关系可得 解得 （3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力， 粒子在磁场的运动轨迹如图所示由 可得 即角速度为一定值，又可知粒子与磁场左边界相切时转过的弧度为，则有 取一小段时间，对粒子在 方向上列动量定理（如图） 两边同时对过程求和 可得 即 其中 则有 结合 可得 故有 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 高二物理下学期期末考试模拟测试卷01（考试版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册全册、选择性必修第三册全册。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．如图所示是分子间的分子力与分子势能随分子间距离变化的关系示意图。下列关于分子力和分子势能的描述，正确的是（     ） A．当，，最大 B．当，分子间仍然存在引力的作用 C．当，随着的增大，和均增大 D．当，随着的减小，和均减小 2．某空间中出现了如图中虚线所示的闭合的电场线，下列情形可能正确的是（　　） A．沿方向的磁场在减弱 B．沿方向有一段通有恒定电流的直导线 C．在中心点有一静止的点电荷 D．沿方向的磁场在减弱 3．如图所示的交变电流，前五分之二周期按正弦规律变化，后五分之三周期电流恒定，则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 4．如图甲所示的电路，可用于研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。由图可知（     ） A．研究遏止电压时，电源左端应为负极 B．单色光b光子的能量小于单色光a光子的能量 C．用c光照射薄膜时产生的干涉条纹间距比用b光照射时大 D．光电效应实验证实了光具有波动性 5．如图所示，一定质量的理想气体的循环由下面4个过程组成：。下列说法正确的是（     ） A．过程中，气体内能增加放出热量 B．过程中，气体内能不变 C．过程中，气体吸收热量 D．从过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示 6．如图所示，一细绳下系有一带正电小球，小球始终处在垂直向纸内的水平匀强磁场中。以下措施中，不可能使小球平衡在图示位置的是：（　　） A．将磁场水平向左移动 B．将磁场竖直向下移动 C．将磁场竖直向上移动 D．将磁场向左下移动 7．如图所示的装置中，A为容积为V的导热汽缸，通过阀门和细管（容积不计）与最大容积为的导热汽缸B相连，B内有一厚度不计、可上下运动的活塞，上提活塞时阀门a关闭、阀门b打开，下压活塞时阀门b关闭、阀门a打开，外界大气压始终为p0，A中空气的初始压强也为p0，活塞每次上、下运动均到达B的最高、最低处，整个过程中环境温度保持不变，空气可视为理想气体。活塞从最低处开始先缓慢上提至最高处、再缓慢下压至最低处计为1次，则10次后A中气体的压强为（　　） A．2p0 B．2.5p0 C．3p0 D．4p0 8．如图所示，在水平面内质量为的导棒置于、组成的宽为导轨上，导轨电阻不计，导棒电阻，轨道间充满垂直纸面向里的磁感应强度为 的磁场，导轨端连接一原副线圈匝数比为：的理想变压器，副线圈接有阻值为的电阻。某时刻开始，导棒在外力的作用下以 的速度开始运动，向右为正方向，不计一切阻力，下列说法正确的是（     ） A．导棒中产生的电动势 B．原线圈两端的电压 C．电阻的消耗功率为 D． 内外力对导棒做的功为 9．（多选）如图是汞原子的能级图，汞原子从能级跃迁到能级时产生a光，从能级跃迁到能级时产生b光，a、b光的功率相同。真空中一对半径均为0.5d的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为0.25d的圆形钙金属薄膜，钙的逸出功。Q板受到a或b光持续照射后，只有薄膜区域的电子可逸出。现将两金属板P、Q与灵敏电流计G、电压可调的电源连接成如图所示的电路。电子电荷量为e，且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，则（     ） A．用a光照射时，逸出的光电子初动能均为4.9eV B．用a光照射时，当电压调整到时，灵敏电流计示数为0 C．用b光照射时，单位时间产生的光电子数量比a光多 D．用a光照射时，当时，灵敏电流计示数为饱和电流值 10．（多选）如图是一定质量的理想气体的图，气体从a→b→c→a完成一次循环，关于气体的变化过程。下列说法正确的是（     ） A．气体在a态的体积小于在c态的体积 B．b→c过程外界对气体做的功等于气体放出的热量 C．c→a过程气体压强增大，从微观讲是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的 D．若a→b过程气体吸热300J，c→a过程放热400J，则c→a过程外界对气体做功100J 11．（多选）如图所示，金属棒ab的质量为m，通过的电流为I，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向先是与导轨平面夹角为斜向右上方，后变为与原方向垂直斜向左上方，磁感应强度大小不变，ab开始静止在宽为L的水平导轨上。下列说法正确的是（    ） A．磁场方向改变前后，金属棒受到的安培力大小均为BIL B．磁场方向改变后，金属棒所受摩擦力的方向发生改变 C．磁场方向改变后，金属棒可能仍然保持静止 D．磁场方向改变后，金属棒对导轨的压力大小不变 12．（多选）间距为L、电阻不计且足够长的光滑平行导轨如图所示放置，水平和倾斜部分平滑连接。质量分别为m和2m、电阻均为R的金属棒b、c静置在水平导轨上，两金属棒平行且与导轨垂直。图中虚线 de的右侧存在着范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为 m的绝缘棒a垂直放在倾斜导轨高为h处静止释放，运动到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，碰后金属棒b进入磁场最终未与金属棒c碰撞。重力加速度为g，下列说法正确的是（     ） A．整个过程通过金属棒c的电荷量为 B．整个过程金属棒c产生的焦耳热为mgh C．绝缘棒a与金属棒b碰后瞬间金属棒b的速度大小为 D．金属棒c的初始位置距离磁场边界 de的最小距离为 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题,每空2分，共16分） 13．同学们在学习了感应电流产生的条件后，想通过实验探究影响感应电流方向的因素，实验过程如下： （1）按照图1所示电路连接器材，闭合电键，电流表指针向右偏转，对调电源正负极，重复以上操作。该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与__________方向的对应关系（填“电流”或者“磁铁的运动”）； （2）按照图2所示电路连接器材，查明线圈中导线的绕向，以确定磁体运动时感应电流产生的磁场方向； （3）分别改变磁体磁场的方向和磁体运动方向，观察指针偏转方向，使用表格记录数据；根据第1步探究的对应关系，表中实验4中标有“▲”空格应填__________（选填“向上”、“向下”、“向左”或“向右”）： 实验序号 磁体磁场的方向（正视） 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向（正视） 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 ▲ （4）根据表中所记录数据，进行如下分析： ①由实验1和__________（填实验序号）可得出结论：感应电流方向与磁体运动情况有关。 ②由实验2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向__________（选填“相同”、“相反”或“无关”）。 14．物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 (1)做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。下列实验步骤的正确顺序是__________（填序号）。 A．往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上 B．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 C．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小 D．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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积 E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 (2)某同学用插针法测定玻璃的折射率，作出光路图如图所示。光线与平行的玻璃砖表面aa'和bb'分别交于O点和P点， 过P点作aa'的垂线，垂足为Q点， 将AO延长交PQ于M点， 测得OP=R，OM=r。则该玻璃砖的折射率n=___________。 (3)某同学对“双缝干涉”实验装置进行调节并观察实验现象。 ①若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以___________（选填选项前的字母）。 A．将单缝向双缝靠近 B．将红色滤光片换成绿色滤光片 C．使用间距更小的双缝 ②若在屏上观察到的干涉条纹如图中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图中b所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的___________。 A．倍   B．倍   C．2倍  D．3倍 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，电阻为r。导轨的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒以速度v沿导轨向右匀速运动。 (1)求通过导体棒MN的电流的大小和方向； (2)求导体棒两端的电压U； (3)通过公式推导证明：在时间内，拉力对导体棒所做的功等于电路获得的电能。 16．如图所示，现有一上端开口、内壁光滑的汽缸竖直放置，活塞横截面积为。在汽缸内有体积不计的a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上，活塞下方封闭有一定质量的理想气体，此时气体的压强为温度为。现缓慢加热缸内气体，当温度为时，活塞恰好离开a、b；当温度为时，活塞上升了10cm。已知大气压强，重力加速度（T为热力学温度，t为摄氏温度）。 (1)求活塞质量m； (2)求a、b两限制装置与汽缸底部的距离h； (3)若整个过程中气体内能增加了150J，求气体吸收的热量Q。 17．为探测射线，威尔逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行y轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，。一未知粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为的P点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： (1)该未知粒子的比荷 (2)匀强电场电场强度E的大小及左边界的值 (3)若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与磁场左边界相切于点（未画出）。求粒子由P点运动到Q点的时间以及坐标的值。 试题 第3页（共6页） 试题 第4页（共6页） 试题 第1页（共6页） 试题 第2页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理下学期期末考试模拟测试卷01（解析版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册全册、选择性必修第三册全册。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．如图所示是分子间的分子力与分子势能随分子间距离变化的关系示意图。下列关于分子力和分子势能的描述，正确的是（     ） A．当，，最大 B．当，分子间仍然存在引力的作用 C．当，随着的增大，和均增大 D．当，随着的减小，和均减小 【答案】B 【详解】A．由图可知，当时，，最小，A错误； B．当，分子间仍然存在引力的作用，只是引力小于斥力，分子力表现为斥力，B正确； C．当，随着的增大，先增大后减小，增大，C错误； D．当，随着的减小，增大，增大，D错误。 故选B。 2．某空间中出现了如图中虚线所示的闭合的电场线，下列情形可能正确的是（　　） A．沿方向的磁场在减弱 B．沿方向有一段通有恒定电流的直导线 C．在中心点有一静止的点电荷 D．沿方向的磁场在减弱 【答案】A 【详解】AD．闭合的电场线是由变化的磁场产生的，闭合的电场线类似于环形电流，根据安培定则环形电流产生的磁场由，阻碍原磁通量的变化，所以BA方向的磁场在减弱，或者AB方向的磁场在增强。故A正确，D错误； BC．静止点电荷的电场是静电场，电场线为辐射状，不闭合；恒定电流产生恒定磁场，恒定磁场不会激发电场，因此周围不会产生闭合电场线，BC错误。 故选A。 3．如图所示的交变电流，前五分之二周期按正弦规律变化，后五分之三周期电流恒定，则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设该交流电的有效值为，根据有效值的定义，则一个周期内 求得 故选C。 4．如图甲所示的电路，可用于研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。由图可知（     ） A．研究遏止电压时，电源左端应为负极 B．单色光b光子的能量小于单色光a光子的能量 C．用c光照射薄膜时产生的干涉条纹间距比用b光照射时大 D．光电效应实验证实了光具有波动性 【答案】C 【详解】A．光电子从K极逸出，研究遏止电压时，A极板应带负电，所以电源右端应为负极，故A错误； B．根据， 逸出功只与电极材料有关，与照射光线无关，反向遏止电压越大，光的频率越大，所以b光的频率最大，、频率相同。 根据光子的能量公式 可知，频率越大，光子能量越大，所以b光的光子能量最大，故B错误； C．由B选项分析得b光的频率最大，、频率相同。 又 、波长相同，且大于b光的波长。 由于其他条件相同的情况下，薄膜干涉条纹间距与波长成正比，所以用c光照射薄膜时产生的干涉条纹间距比用b光照射时大，故C正确； D．光电效应实验证实了光具有粒子性，故D错误。 5．如图所示，一定质量的理想气体的循环由下面4个过程组成：。下列说法正确的是（     ） A．过程中，气体内能增加放出热量 B．过程中，气体内能不变 C．过程中，气体吸收热量 D．从过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示 【答案】D 【详解】A．的过程，体积增大，则气体对外界做功，，且pV乘积变大，根据可知，温度升高，气体内能增加，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量（Q>0），故A错误； B．过程，根据与数学知识可知，b、c两点不在同一双曲线上，气体温度改变，内能改变，故B错误； C．的过程，体积减小，则外界对气体做功，，且pV乘积变小，根据可知，温度降低，气体内能减小，根据热力学第一定律可知，气体放出热量（Q<0），故C错误； D．图像与V轴围成的面积代表功，而整个过程回到a状态时气体与初态相比温度不变，内能不变，可知整个过程气体从外界吸收的总热量与做的总功相同，所以整个过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示，故D正确。 故选D。 6．如图所示，一细绳下系有一带正电小球，小球始终处在垂直向纸内的水平匀强磁场中。以下措施中，不可能使小球平衡在图示位置的是：（　　） A．将磁场水平向左移动 B．将磁场竖直向下移动 C．将磁场竖直向上移动 D．将磁场向左下移动 【答案】C 【详解】A．将磁场水平向左移动，根据左手定则可知，小球受洛伦兹力方向竖直向上，则小球可能在该位置处于平衡，A不符合题意； B．将磁场竖直向下移动，根据左手定则可知，小球受洛伦兹力方向水平向左，则小球可能在该位置处于平衡，B不符合题意； C．将磁场竖直向上移动，根据左手定则可知，小球受洛伦兹力方向水平向右，则小球不可能在该位置处于平衡，C符合题意； D．将磁场向左下移动，根据左手定则可知，小球受洛伦兹力方向斜向左上，则小球可能在该位置处于平衡，D不符合题意。 故选C。 7．如图所示的装置中，A为容积为V的导热汽缸，通过阀门和细管（容积不计）与最大容积为的导热汽缸B相连，B内有一厚度不计、可上下运动的活塞，上提活塞时阀门a关闭、阀门b打开，下压活塞时阀门b关闭、阀门a打开，外界大气压始终为p0，A中空气的初始压强也为p0，活塞每次上、下运动均到达B的最高、最低处，整个过程中环境温度保持不变，空气可视为理想气体。活塞从最低处开始先缓慢上提至最高处、再缓慢下压至最低处计为1次，则10次后A中气体的压强为（　　） A．2p0 B．2.5p0 C．3p0 D．4p0 【答案】D 【详解】根据玻意耳定律有 解得 故选D。 8．如图所示，在水平面内质量为的导棒置于、组成的宽为导轨上，导轨电阻不计，导棒电阻，轨道间充满垂直纸面向里的磁感应强度为 的磁场，导轨端连接一原副线圈匝数比为：的理想变压器，副线圈接有阻值为的电阻。某时刻开始，导棒在外力的作用下以 的速度开始运动，向右为正方向，不计一切阻力，下列说法正确的是（     ） A．导棒中产生的电动势 B．原线圈两端的电压 C．电阻的消耗功率为 D． 内外力对导棒做的功为 【答案】D 【详解】A．导棒中产生的电动势，故A错误； B．根据理想变压器的电压比和电流比可得， 由闭合电路特点可得， 根据 综合以上各式可得，原线圈两端的电压，，， ，故B错误； C．电阻的消耗功率 ，故C错误； D．该正弦交流电的周期 刚好是个周期，在这段时间内电动势有效值为 ，所以在本段时间内产生的热量为 时刻导体棒的速度 由能量守恒定律得内外力对导棒做的功 ，故D正确。 故选D。 9．（多选）如图是汞原子的能级图，汞原子从能级跃迁到能级时产生a光，从能级跃迁到能级时产生b光，a、b光的功率相同。真空中一对半径均为0.5d的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为0.25d的圆形钙金属薄膜，钙的逸出功。Q板受到a或b光持续照射后，只有薄膜区域的电子可逸出。现将两金属板P、Q与灵敏电流计G、电压可调的电源连接成如图所示的电路。电子电荷量为e，且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，则（     ） A．用a光照射时，逸出的光电子初动能均为4.9eV B．用a光照射时，当电压调整到时，灵敏电流计示数为0 C．用b光照射时，单位时间产生的光电子数量比a光多 D．用a光照射时，当时，灵敏电流计示数为饱和电流值 【答案】BD 【详解】A．汞原子从n=2能级跃迁到n=1能级时产生a光，a光的光子能量为 用a光照射Q板时，根据爱因斯坦光电效应方程，可得逸出的光电子的最大初动能为 可知逸出的光电子动能是从0到1.7eV连续分布的，故A错误； B．用a光照射Q板时，当灵敏电流计示数恰好为0时，两板间所加的电压为反向遏止电压，根据动能定理有 又，联立解得 由于是反向电压，P板电势应低于Q板电势，即电压调整到时，选项中的电压3.2V更大，灵敏电流计示数为0，故B正确； C．汞原子从能级跃迁到能级时产生b光，b光的光子能量为 故b光照到Q板上不能发生光电效应，故C错误； D．用a光照射时，要使灵敏电流计示数达到最大值（饱和电流），所有从钙膜逸出的光电子都必须到达P板。考虑最不容易到达P板的光电子，即钙膜边缘逸出，且初速度方向平行于极板，大小为最大初动能对应的速度，则有 解得 该电子在垂直于极板方向做初速度为0的匀加速直线运动，则有 又加速度 解得 在平行于极板方向做匀速直线运动，有 联立解得 故用a光照射时，当时，灵敏电流计示数为饱和电流值，故D正确。 故选BD。 10．（多选）如图是一定质量的理想气体的图，气体从a→b→c→a完成一次循环，关于气体的变化过程。下列说法正确的是（     ） A．气体在a态的体积小于在c态的体积 B．b→c过程外界对气体做的功等于气体放出的热量 C．c→a过程气体压强增大，从微观讲是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的 D．若a→b过程气体吸热300J，c→a过程放热400J，则c→a过程外界对气体做功100J 【答案】ACD 【详解】A． 过程的 图线延长线过原点，气体发生等容变化，有 ， 过程气体发生等温变化，压强减小，由玻意耳定律得 可知 ，联立可得 ，故A正确； B． 过程气体发生等温变化，内能不变，由于体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知气体吸收热量，故B错误； C． 过程气体体积减小，压强变大，温度降低，可知气体分子的平均动能减小，且因体积减小可知气体分子的数密度增大，从微观讲是压强变大是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的，故C正确； D． 过程气体发生等容变化，外界对气体做功 ，由热力学第一定律得 联立解得 ， 过程气体发生等温变化，内能不变，由于气体完成一次循环内能变化量为零，对于 过程有 联立解得 ，对于 过程由热力学第一定律得 其中 联立解得 ，即 过程外界对气体做功 ，故D正确； 故选ACD。 11．（多选）如图所示，金属棒ab的质量为m，通过的电流为I，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向先是与导轨平面夹角为斜向右上方，后变为与原方向垂直斜向左上方，磁感应强度大小不变，ab开始静止在宽为L的水平导轨上。下列说法正确的是（    ） A．磁场方向改变前后，金属棒受到的安培力大小均为BIL B．磁场方向改变后，金属棒所受摩擦力的方向发生改变 C．磁场方向改变后，金属棒可能仍然保持静止 D．磁场方向改变后，金属棒对导轨的压力大小不变 【答案】AC 【详解】A．安培力大小公式为 该式成立条件是磁感应强度与电流垂直。本题中电流沿金属棒方向，始终在垂直于电流的平面内，即与始终垂直，因此磁场方向改变前后，安培力大小均为，故A正确； B．对安培力进行水平分解 原磁场斜向右上方，安培力的水平分量方向向右，静摩擦力向左平衡安培力； 磁场改变后 新磁场斜向左上方，竖直分量始终向上，安培力的水平分量方向仍向右，静摩擦力依然向左，方向没有改变，B错误； C．原来金属棒静止，说明满足 磁场改变后，安培力水平分量为，支持力 最大静摩擦力为，若（当足够大、足够大时该式可以成立） 金属棒仍可保持静止，故C正确； D．磁场改变前，金属棒对导轨的压力 磁场改变后，安培力竖直分量向上，压力 显然压力大小改变。故D错误。 故选AC。 12．（多选）间距为L、电阻不计且足够长的光滑平行导轨如图所示放置，水平和倾斜部分平滑连接。质量分别为m和2m、电阻均为R的金属棒b、c静置在水平导轨上，两金属棒平行且与导轨垂直。图中虚线 de的右侧存在着范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为 m的绝缘棒a垂直放在倾斜导轨高为h处静止释放，运动到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，碰后金属棒b进入磁场最终未与金属棒c碰撞。重力加速度为g，下列说法正确的是（     ） A．整个过程通过金属棒c的电荷量为 B．整个过程金属棒c产生的焦耳热为mgh C．绝缘棒a与金属棒b碰后瞬间金属棒b的速度大小为 D．金属棒c的初始位置距离磁场边界 de的最小距离为 【答案】AC 【详解】C．a下滑机械能守恒 得碰前速度 a、b质量均为m，弹性碰撞时， 因此碰后，，故C正确； A．b进入磁场后，b、c系统动量守恒最终共速（恰好不碰撞时共速），由动量守恒定律 得 对b用动量定理 代入得，故A正确； B．总焦耳热等于系统动能损失 b、c电阻相等，串联分压，故 ，故B错误； D．电荷量满足 联立 得 ，故D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题,每空2分，共16分） 13．同学们在学习了感应电流产生的条件后，想通过实验探究影响感应电流方向的因素，实验过程如下： （1）按照图1所示电路连接器材，闭合电键，电流表指针向右偏转，对调电源正负极，重复以上操作。该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与__________方向的对应关系（填“电流”或者“磁铁的运动”）； （2）按照图2所示电路连接器材，查明线圈中导线的绕向，以确定磁体运动时感应电流产生的磁场方向； （3）分别改变磁体磁场的方向和磁体运动方向，观察指针偏转方向，使用表格记录数据；根据第1步探究的对应关系，表中实验4中标有“▲”空格应填__________（选填“向上”、“向下”、“向左”或“向右”）： 实验序号 磁体磁场的方向（正视） 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向（正视） 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 ▲ （4）根据表中所记录数据，进行如下分析： ①由实验1和__________（填实验序号）可得出结论：感应电流方向与磁体运动情况有关。 ②由实验2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向__________（选填“相同”、“相反”或“无关”）。 【答案】 电流 向上 2 相同 【详解】（1）[1]按照图1所示电路连接器材，闭合电键，电流表指针向右偏转，对调电源正负极，重复以上操作。该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系； （3）[2]磁体磁场的方向向上，拔出线圈，发现指针向左偏转，根据实验序号1数据可知感应电流的磁场方向向上。 （4）①[3]要探究感应电流方向与磁体运动情况，需保证磁体磁场的方向相同，磁体运动方向不同，所以由实验1和2可得出结论：感应电流方向与磁体运动情况有关。 ②[4]由实验2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。 14．物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 (1)做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。下列实验步骤的正确顺序是__________（填序号）。 A．往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上 B．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 C．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小 D．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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积 E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 (2)某同学用插针法测定玻璃的折射率，作出光路图如图所示。光线与平行的玻璃砖表面aa'和bb'分别交于O点和P点， 过P点作aa'的垂线，垂足为Q点， 将AO延长交PQ于M点， 测得OP=R，OM=r。则该玻璃砖的折射率n=___________。 (3)某同学对“双缝干涉”实验装置进行调节并观察实验现象。 ①若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以___________（选填选项前的字母）。 A．将单缝向双缝靠近 B．将红色滤光片换成绿色滤光片 C．使用间距更小的双缝 ②若在屏上观察到的干涉条纹如图中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图中b所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的___________。 A．倍   B．倍   C．2倍  D．3倍 【答案】(1)DABEC (2) (3) B B 【详解】（1）实验过程应先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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积，后往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上，再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，随后将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，最后将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小。即实验步骤的正确顺序是DABEC。 （2）如图所示 设入射角为，折射角为，由几何关系可得， 由折射定律有 （3）①[1]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，根据可知，应使相邻条纹间距变小； A．将单缝向双缝靠近，不变，故A错误； B．将红色滤光片换成绿色滤光片，由于绿色光的波长小于红色光的波长，则变小，故B正确； C．使用间距更小的双缝，根据可知，变大，故C错误。 故选B。 ②[2]在屏上观察到的干涉条纹如图中a所示，改变双缝间的距离后，由图b的条纹间距可知，相邻条纹间距变为原来的2倍，根据可知，双缝间的距离变为原来的倍。 故选B。 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，电阻为r。导轨的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒以速度v沿导轨向右匀速运动。 (1)求通过导体棒MN的电流的大小和方向； (2)求导体棒两端的电压U； (3)通过公式推导证明：在时间内，拉力对导体棒所做的功等于电路获得的电能。 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律 根据闭合电路欧姆定律 方向沿导体棒由N到M。 （2）根据欧姆定律 （3）导体棒MN匀速运动，受力平衡，则拉力 在时间内，拉力做功 电路获得的电能 可得 16．如图所示，现有一上端开口、内壁光滑的汽缸竖直放置，活塞横截面积为。在汽缸内有体积不计的a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上，活塞下方封闭有一定质量的理想气体，此时气体的压强为温度为。现缓慢加热缸内气体，当温度为时，活塞恰好离开a、b；当温度为时，活塞上升了10cm。已知大气压强，重力加速度（T为热力学温度，t为摄氏温度）。 (1)求活塞质量m； (2)求a、b两限制装置与汽缸底部的距离h； (3)若整个过程中气体内能增加了150J，求气体吸收的热量Q。 【详解】（1）由题意知，初始状态， 活塞恰好离开限制装置时，，过程中体积不变，发生等容变化，由查理定律 解得，此时活塞受力平衡有 代入数据,解得 （2）由题意知，当温度从升高至过程中，活塞上升，压强不变，，，由盖吕萨克定律 代入数据得 （3）由题可知，整个过程中气体内能增加了150J，即。由前两问可知，第一阶段为等容变化，不做功，第二阶段为等压膨胀，气体对外做功，外界对气体做负功，则有 解得 由热力学第一定律 解得 17．为探测射线，威尔逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行y轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，。一未知粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为的P点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： (1)该未知粒子的比荷 (2)匀强电场电场强度E的大小及左边界的值 (3)若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与磁场左边界相切于点（未画出）。求粒子由P点运动到Q点的时间以及坐标的值。 【详解】（1）粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 又 联立解得粒子的比荷为 （2）粒子的轨迹如图所示粒子在电场中可逆向看成做类平抛运动， 则有 ， 联立解得匀强电场电场强度大小为 由几何关系可得 解得 （3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力， 粒子在磁场的运动轨迹如图所示由 可得 即角速度为一定值，又可知粒子与磁场左边界相切时转过的弧度为，则有 取一小段时间，对粒子在 方向上列动量定理（如图） 两边同时对过程求和 可得 即 其中 则有 结合 可得 故有 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理下学期期末考试模拟测试卷01（考试版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册全册、选择性必修第三册全册。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．如图所示是分子间的分子力与分子势能随分子间距离变化的关系示意图。下列关于分子力和分子势能的描述，正确的是（     ） A．当，，最大 B．当，分子间仍然存在引力的作用 C．当，随着的增大，和均增大 D．当，随着的减小，和均减小 2．某空间中出现了如图中虚线所示的闭合的电场线，下列情形可能正确的是（　　） A．沿方向的磁场在减弱 B．沿方向有一段通有恒定电流的直导线 C．在中心点有一静止的点电荷 D．沿方向的磁场在减弱 3．如图所示的交变电流，前五分之二周期按正弦规律变化，后五分之三周期电流恒定，则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 4．如图甲所示的电路，可用于研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。由图可知（     ） A．研究遏止电压时，电源左端应为负极 B．单色光b光子的能量小于单色光a光子的能量 C．用c光照射薄膜时产生的干涉条纹间距比用b光照射时大 D．光电效应实验证实了光具有波动性 5．如图所示，一定质量的理想气体的循环由下面4个过程组成：。下列说法正确的是（     ） A．过程中，气体内能增加放出热量 B．过程中，气体内能不变 C．过程中，气体吸收热量 D．从过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示 6．如图所示，一细绳下系有一带正电小球，小球始终处在垂直向纸内的水平匀强磁场中。以下措施中，不可能使小球平衡在图示位置的是：（　　） A．将磁场水平向左移动 B．将磁场竖直向下移动 C．将磁场竖直向上移动 D．将磁场向左下移动 7．如图所示的装置中，A为容积为V的导热汽缸，通过阀门和细管（容积不计）与最大容积为的导热汽缸B相连，B内有一厚度不计、可上下运动的活塞，上提活塞时阀门a关闭、阀门b打开，下压活塞时阀门b关闭、阀门a打开，外界大气压始终为p0，A中空气的初始压强也为p0，活塞每次上、下运动均到达B的最高、最低处，整个过程中环境温度保持不变，空气可视为理想气体。活塞从最低处开始先缓慢上提至最高处、再缓慢下压至最低处计为1次，则10次后A中气体的压强为（　　） A．2p0 B．2.5p0 C．3p0 D．4p0 8．如图所示，在水平面内质量为的导棒置于、组成的宽为导轨上，导轨电阻不计，导棒电阻，轨道间充满垂直纸面向里的磁感应强度为 的磁场，导轨端连接一原副线圈匝数比为：的理想变压器，副线圈接有阻值为的电阻。某时刻开始，导棒在外力的作用下以 的速度开始运动，向右为正方向，不计一切阻力，下列说法正确的是（     ） A．导棒中产生的电动势 B．原线圈两端的电压 C．电阻的消耗功率为 D． 内外力对导棒做的功为 9．（多选）如图是汞原子的能级图，汞原子从能级跃迁到能级时产生a光，从能级跃迁到能级时产生b光，a、b光的功率相同。真空中一对半径均为0.5d的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为0.25d的圆形钙金属薄膜，钙的逸出功。Q板受到a或b光持续照射后，只有薄膜区域的电子可逸出。现将两金属板P、Q与灵敏电流计G、电压可调的电源连接成如图所示的电路。电子电荷量为e，且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，则（     ） A．用a光照射时，逸出的光电子初动能均为4.9eV B．用a光照射时，当电压调整到时，灵敏电流计示数为0 C．用b光照射时，单位时间产生的光电子数量比a光多 D．用a光照射时，当时，灵敏电流计示数为饱和电流值 10．（多选）如图是一定质量的理想气体的图，气体从a→b→c→a完成一次循环，关于气体的变化过程。下列说法正确的是（     ） A．气体在a态的体积小于在c态的体积 B．b→c过程外界对气体做的功等于气体放出的热量 C．c→a过程气体压强增大，从微观讲是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的 D．若a→b过程气体吸热300J，c→a过程放热400J，则c→a过程外界对气体做功100J 11．（多选）如图所示，金属棒ab的质量为m，通过的电流为I，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向先是与导轨平面夹角为斜向右上方，后变为与原方向垂直斜向左上方，磁感应强度大小不变，ab开始静止在宽为L的水平导轨上。下列说法正确的是（    ） A．磁场方向改变前后，金属棒受到的安培力大小均为BIL B．磁场方向改变后，金属棒所受摩擦力的方向发生改变 C．磁场方向改变后，金属棒可能仍然保持静止 D．磁场方向改变后，金属棒对导轨的压力大小不变 12．（多选）间距为L、电阻不计且足够长的光滑平行导轨如图所示放置，水平和倾斜部分平滑连接。质量分别为m和2m、电阻均为R的金属棒b、c静置在水平导轨上，两金属棒平行且与导轨垂直。图中虚线 de的右侧存在着范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为 m的绝缘棒a垂直放在倾斜导轨高为h处静止释放，运动到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，碰后金属棒b进入磁场最终未与金属棒c碰撞。重力加速度为g，下列说法正确的是（     ） A．整个过程通过金属棒c的电荷量为 B．整个过程金属棒c产生的焦耳热为mgh C．绝缘棒a与金属棒b碰后瞬间金属棒b的速度大小为 D．金属棒c的初始位置距离磁场边界 de的最小距离为 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题,每空2分，共16分） 13．同学们在学习了感应电流产生的条件后，想通过实验探究影响感应电流方向的因素，实验过程如下： （1）按照图1所示电路连接器材，闭合电键，电流表指针向右偏转，对调电源正负极，重复以上操作。该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与__________方向的对应关系（填“电流”或者“磁铁的运动”）； （2）按照图2所示电路连接器材，查明线圈中导线的绕向，以确定磁体运动时感应电流产生的磁场方向； （3）分别改变磁体磁场的方向和磁体运动方向，观察指针偏转方向，使用表格记录数据；根据第1步探究的对应关系，表中实验4中标有“▲”空格应填__________（选填“向上”、“向下”、“向左”或“向右”）： 实验序号 磁体磁场的方向（正视） 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向（正视） 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 ▲ （4）根据表中所记录数据，进行如下分析： ①由实验1和__________（填实验序号）可得出结论：感应电流方向与磁体运动情况有关。 ②由实验2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向__________（选填“相同”、“相反”或“无关”）。 14．物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 (1)做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。下列实验步骤的正确顺序是__________（填序号）。 A．往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上 B．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 C．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小 D．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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积 E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 (2)某同学用插针法测定玻璃的折射率，作出光路图如图所示。光线与平行的玻璃砖表面aa'和bb'分别交于O点和P点， 过P点作aa'的垂线，垂足为Q点， 将AO延长交PQ于M点， 测得OP=R，OM=r。则该玻璃砖的折射率n=___________。 (3)某同学对“双缝干涉”实验装置进行调节并观察实验现象。 ①若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以___________（选填选项前的字母）。 A．将单缝向双缝靠近 B．将红色滤光片换成绿色滤光片 C．使用间距更小的双缝 ②若在屏上观察到的干涉条纹如图中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图中b所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的___________。 A．倍   B．倍   C．2倍  D．3倍 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，电阻为r。导轨的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒以速度v沿导轨向右匀速运动。 (1)求通过导体棒MN的电流的大小和方向； (2)求导体棒两端的电压U； (3)通过公式推导证明：在时间内，拉力对导体棒所做的功等于电路获得的电能。 16．如图所示，现有一上端开口、内壁光滑的汽缸竖直放置，活塞横截面积为。在汽缸内有体积不计的a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上，活塞下方封闭有一定质量的理想气体，此时气体的压强为温度为。现缓慢加热缸内气体，当温度为时，活塞恰好离开a、b；当温度为时，活塞上升了10cm。已知大气压强，重力加速度（T为热力学温度，t为摄氏温度）。 (1)求活塞质量m； (2)求a、b两限制装置与汽缸底部的距离h； (3)若整个过程中气体内能增加了150J，求气体吸收的热量Q。 17．为探测射线，威尔逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行y轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，。一未知粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为的P点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： (1)该未知粒子的比荷 (2)匀强电场电场强度E的大小及左边界的值 (3)若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与磁场左边界相切于点（未画出）。求粒子由P点运动到Q点的时间以及坐标的值。 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $