高二物理下学期期末考试模拟测试卷03【高效培优，测试范围：人教版2019选择性必修第一册全册+选择性必修第二册全册+选择性必修第三册全册】

**基本信息** 聚焦高二物理选择性必修全册，以2025年空气悬架打气泵专利、西藏八宿风电场等真实情境为载体，通过选择、实验、计算三题型，分层考查物理观念（如能量、电磁相互作用）、科学思维（模型建构、推理）与科学探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题48分|玻尔模型、气体实验定律、电磁感应、机械波|第2题结合专利情境考查玻意耳定律，体现科学态度与责任| |实验题|2题16分|双缝干涉测波长、变压器电压关系、油膜法估分子直径|13题通过条纹间距测量考查科学探究，14题油膜法强化累计法应用| |计算题|3题36分|光的折射、气体状态方程、电磁复合场运动|17题综合速度选择器与磁场偏转，考查运动与相互作用观念及模型建构|

高二物理下学期期末考试模拟测试卷03（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）： 选择性必修第一册全册、第二册全册、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．如图所示为玻尔的氢原子电子轨道示意图。大量处于能级的电子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光，下列说法中正确的是（　　） A．最多能产生3种不同的光子 B．电子离原子核越近，电子的总能量越大 C．电子从能级跃迁到能级，电子的动能减小 D．其中电子从能级跃迁到能级所发出光子的波长最长 2．2025年5月，某科技公司取得“一种空气悬架用高能效打气泵”的专利。其简化的工作原理示意图如图所示。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，A中空气的初始压强也为，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，设每次打气过程，能将导热汽缸B中的气体全部打入导热汽缸A中。则10次后A中气体的压强为（　　） A．2 B．3 C．3.5 D．4 3．利用如图所示的电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，某次操作如下：①在等臂天平的右臂下面挂一个N匝、水平边长为L的矩形线圈，线圈下部处于虚线区域内的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面；②在线圈中通以图示方向的电流，在天平左、右两边加上总质量各为的砝码，天平平衡；③让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡。重力加速度用g表示，下列判断正确的是（     ） A．磁场的方向垂直于纸面向里 B．电流反向时，线圈受到的安培力方向竖直向上 C．可测得磁场的磁感应强度 D．为提高灵敏度，可以减少线圈匝数N 4．对于以下的光学现象说法中正确的是（　　） A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大挡板上两个狭缝、间的距离，两相邻亮条纹间距离将增大 B．图乙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同情况下，上图对应狭缝较宽 C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的 D．图丁中的、是偏振片，当固定不动，缓慢转动时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波 5．一列简谐横波沿x轴方向传播，波速为2m/s，t=1s时波形图如图所示，其中M、N两质点的位移分别为+5cm，-5cm，此时N质点的加速度正在增大。下列分析正确的是（     ） A．该横波沿x轴正方向传播 B．t=1s时，M、N两质点的速度、加速度均相同 C．t=2s时，质点M的位移为-5cm D．t=1s之后，M、N两质点振动步调始终相反 6．晓强在研究通电自感和断电自感时，设计了如图所示的电路，其中、为两个完全相同的灯泡，L为电感线圈且直流电阻不能忽略，R为定值电阻，两灯泡的电阻不受温度影响。下列说法正确的是（　　） A．开关闭合瞬间，两灯泡均立即变亮 B．开关闭合后，灯泡逐渐变亮，灯泡立即变亮 C．开关断开后，灯泡逐渐变暗，灯泡闪亮一下再逐渐熄灭 D．开关闭合与断开瞬间，流过灯泡的电流均向右 7．在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一定质量的气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。已知重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．外界对气体做功 B．气体的压强始终为 C．外界环境温度为 D．气体的内能改变量为 8．图甲为全球最高海拔的西藏八宿风电场。将转化效率为40%的风力发电机供电系统简化为图乙所示，经齿轮调速后，可使矩形线圈绕轴逆时针匀速转动，输出电压，电阻，为可变电阻，最小值为，最大值为，其他电阻均不计。理想变压器原、副线圈的匝数之比。此时线圈平面与磁感线平行，下列说法正确的是（　　） A．线圈位于图乙所示位置时磁通量变化率最大，电流方向从到 B．取最小值时电流表的示数为 C．取最小值，线圈转过，通过的电荷量为 D．取最大值时该发电机每秒消耗的风能为 9．（多选）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其T-V图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．气体压强变小 B．外界对气体做功 C．气体内能增大 D．气体向外界放热 10．（多选）如图所示，一硬质导线框，其中是半径为的半圆弧，为圆弧的中点，直线段长为且垂直于直径。导线框处在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场中，现导线框在纸面内绕点以角速度逆时针匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．感应电流的方向是 B．两点的电势相等 C．两点的电势差为 D．两点的电势差为 11．（多选）如图所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，。若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法中正确的是（   ） A．振动周期是1s，振幅10cm B．从B运动到O过程中速度增加，加速度减小 C．经过两次全振动，振子通过的路程是40cm D．任何1s时间内振子通过的路程为20cm 12．（多选）如图甲所示，边长为2m、总阻值为的正方形线框静置在水平地面上，为正方形的几何中心，左侧区域存在垂直纸面向里的均匀分布磁场，磁感应强度大小为，右侧存在垂直纸面向外的均匀分布磁场，磁感应强度大小为，、随时间变化的图像如图乙所示，已知线框始终静止，则（　　） A．时，线框受到水平向左的摩擦力 B．内线框中的感应电流为0.3A C．内线框中产生的焦耳热为0.057J D．和时线框受到的安培力大小相等、方向相反 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题,每空2分，共16分） 13．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件从左到右依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。 (1) M、N、P三个光学元件依次为( ) A．双缝、滤光片、单缝    B．滤光片、单缝、双缝    C．单缝、双缝、滤光片 (2)关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A．若测量过程中，把6个条纹间距数成5个，会导致波长测量值偏小 B．若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两条亮条纹中心的距离增大 C．若将滤光片向右平移一小段距离，相邻两条亮条纹中心的距离增大 D．若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质，相邻两条亮条纹中心的距离增大 (3)已知双缝间的距离，双缝到光屏的距离，实验中用某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示为11.1mm；然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示为________mm，则这种单色光的波长为________m（最后一空结果保留两位有效数字）。 14．物理是一门以实验为基础的科学，下面是某同学做实验过程中的部分步骤： (1)在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 ①观察变压器的铁芯，它的结构和材料是______。 A、整块硅钢铁芯 B、整块不锈钢铁芯 C、绝缘的硅钢片叠成 ②观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______。 (2)①用油膜法估测油酸分子大小的实验，将浓度为0.10%的油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒，100滴溶液恰好1mL。向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，在浅盘上盖上透明塑料盖板，并描出油酸膜的轮廓，如图乙所示。已知正方形网格的边长为1cm，则估测出油酸分子的直径为______m。（保留2位有效数字） ②直接测1滴油酸酒精溶液的体积误差较大，本实验采用累计的方法。下列实验也采用了该方法的是( ) A、“用单摆测定重力加速度”实验中，测量单摆的周期 B、“用双缝干涉测光的波长”实验中，测量相邻条纹间距 C、“验证动量守恒定律”实验中，获得小球落点的平均位置 D、用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，再求出直径平均值 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．柱状透明介质的横截面是半径为的半圆面，如图甲所示。截面内一细束单色光从圆心射入介质时，与直线边界的夹角为，反射光线垂直于折射光线。单色光在真空中的速度为，不考虑光线在介质内的反射。 (1)求单色光在介质中的折射率； (2)求单色光在介质中的传播时间； (3)若为截面直边上一点，如图乙所示。从点向截面内各方向发射这种单色细光束，光线均能从弧形边射出，则P、O两点的距离不能超过多少。 16．如图所示，一开口向下、内壁光滑的圆柱形绝热气缸用杆竖直固定，顶部装有体积可忽略的电热丝，下方用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下端与一劲度系数的轻弹簧相连，弹簧下端连接一压力传感器，可显示弹簧弹力的大小。初始时，封闭气体温度，活塞到气缸顶端距离，压力传感器示数恰为零。电热丝工作后，气缸内温度缓慢升高，活塞缓慢向下移动。已知活塞质量、横截面积，大气压强，重力加速度大小g取，求： (1)初始时，气缸内气体的压强； (2)压力传感器示数为50N时，气缸内气体的压强； (3)压力传感器示数为50N时，气缸内气体的温度。 17．如图所示，矩形和为上下两部分对称磁场区域，分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁场磁感应强度大小均为，在边界左侧有一速度选择器，其内部电场强度大小为、磁感应强度大小为（未知），速度选择器的中线恰好垂直且过的中点。一比荷为的带电粒子以速度恰好沿速度选择器的中线运动并射入磁场区域，射入磁场的粒子恰好各经过上、下磁场一次从点射出。上、下两部分磁场区域高度均为。不考虑电场、磁场边界效应和粒子重力的影响。，，求： (1)判断粒子的电性及速度选择器内磁感应强度的大小； (2)图中对称磁场区域的长度； (3)粒子在对称磁场区域运动的总时间。 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03（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）： 选择性必修第一册全册、第二册全册、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．如图所示为玻尔的氢原子电子轨道示意图。大量处于能级的电子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光，下列说法中正确的是（　　） A．最多能产生3种不同的光子 B．电子离原子核越近，电子的总能量越大 C．电子从能级跃迁到能级，电子的动能减小 D．其中电子从能级跃迁到能级所发出光子的波长最长 2．2025年5月，某科技公司取得“一种空气悬架用高能效打气泵”的专利。其简化的工作原理示意图如图所示。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，A中空气的初始压强也为，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，设每次打气过程，能将导热汽缸B中的气体全部打入导热汽缸A中。则10次后A中气体的压强为（　　） A．2 B．3 C．3.5 D．4 3．利用如图所示的电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，某次操作如下：①在等臂天平的右臂下面挂一个N匝、水平边长为L的矩形线圈，线圈下部处于虚线区域内的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面；②在线圈中通以图示方向的电流，在天平左、右两边加上总质量各为的砝码，天平平衡；③让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡。重力加速度用g表示，下列判断正确的是（     ） A．磁场的方向垂直于纸面向里 B．电流反向时，线圈受到的安培力方向竖直向上 C．可测得磁场的磁感应强度 D．为提高灵敏度，可以减少线圈匝数N 4．对于以下的光学现象说法中正确的是（　　） A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大挡板上两个狭缝、间的距离，两相邻亮条纹间距离将增大 B．图乙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同情况下，上图对应狭缝较宽 C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的 D．图丁中的、是偏振片，当固定不动，缓慢转动时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波 5．一列简谐横波沿x轴方向传播，波速为2m/s，t=1s时波形图如图所示，其中M、N两质点的位移分别为+5cm，-5cm，此时N质点的加速度正在增大。下列分析正确的是（     ） A．该横波沿x轴正方向传播 B．t=1s时，M、N两质点的速度、加速度均相同 C．t=2s时，质点M的位移为-5cm D．t=1s之后，M、N两质点振动步调始终相反 6．晓强在研究通电自感和断电自感时，设计了如图所示的电路，其中、为两个完全相同的灯泡，L为电感线圈且直流电阻不能忽略，R为定值电阻，两灯泡的电阻不受温度影响。下列说法正确的是（　　） A．开关闭合瞬间，两灯泡均立即变亮 B．开关闭合后，灯泡逐渐变亮，灯泡立即变亮 C．开关断开后，灯泡逐渐变暗，灯泡闪亮一下再逐渐熄灭 D．开关闭合与断开瞬间，流过灯泡的电流均向右 7．在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一定质量的气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。已知重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．外界对气体做功 B．气体的压强始终为 C．外界环境温度为 D．气体的内能改变量为 8．图甲为全球最高海拔的西藏八宿风电场。将转化效率为40%的风力发电机供电系统简化为图乙所示，经齿轮调速后，可使矩形线圈绕轴逆时针匀速转动，输出电压，电阻，为可变电阻，最小值为，最大值为，其他电阻均不计。理想变压器原、副线圈的匝数之比。此时线圈平面与磁感线平行，下列说法正确的是（　　） A．线圈位于图乙所示位置时磁通量变化率最大，电流方向从到 B．取最小值时电流表的示数为 C．取最小值，线圈转过，通过的电荷量为 D．取最大值时该发电机每秒消耗的风能为 9．（多选）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其T-V图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．气体压强变小 B．外界对气体做功 C．气体内能增大 D．气体向外界放热 10．（多选）如图所示，一硬质导线框，其中是半径为的半圆弧，为圆弧的中点，直线段长为且垂直于直径。导线框处在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场中，现导线框在纸面内绕点以角速度逆时针匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．感应电流的方向是 B．两点的电势相等 C．两点的电势差为 D．两点的电势差为 11．（多选）如图所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，。若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法中正确的是（   ） A．振动周期是1s，振幅10cm B．从B运动到O过程中速度增加，加速度减小 C．经过两次全振动，振子通过的路程是40cm D．任何1s时间内振子通过的路程为20cm 12．（多选）如图甲所示，边长为2m、总阻值为的正方形线框静置在水平地面上，为正方形的几何中心，左侧区域存在垂直纸面向里的均匀分布磁场，磁感应强度大小为，右侧存在垂直纸面向外的均匀分布磁场，磁感应强度大小为，、随时间变化的图像如图乙所示，已知线框始终静止，则（　　） A．时，线框受到水平向左的摩擦力 B．内线框中的感应电流为0.3A C．内线框中产生的焦耳热为0.057J D．和时线框受到的安培力大小相等、方向相反 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题,每空2分，共16分） 13．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件从左到右依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。 (1) M、N、P三个光学元件依次为( ) A．双缝、滤光片、单缝    B．滤光片、单缝、双缝    C．单缝、双缝、滤光片 (2)关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A．若测量过程中，把6个条纹间距数成5个，会导致波长测量值偏小 B．若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两条亮条纹中心的距离增大 C．若将滤光片向右平移一小段距离，相邻两条亮条纹中心的距离增大 D．若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质，相邻两条亮条纹中心的距离增大 (3)已知双缝间的距离，双缝到光屏的距离，实验中用某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示为11.1mm；然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示为________mm，则这种单色光的波长为________m（最后一空结果保留两位有效数字）。 14．物理是一门以实验为基础的科学，下面是某同学做实验过程中的部分步骤： (1)在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 ①观察变压器的铁芯，它的结构和材料是______。 A、整块硅钢铁芯 B、整块不锈钢铁芯 C、绝缘的硅钢片叠成 ②观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______。 (2)①用油膜法估测油酸分子大小的实验，将浓度为0.10%的油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒，100滴溶液恰好1mL。向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，在浅盘上盖上透明塑料盖板，并描出油酸膜的轮廓，如图乙所示。已知正方形网格的边长为1cm，则估测出油酸分子的直径为______m。（保留2位有效数字） ②直接测1滴油酸酒精溶液的体积误差较大，本实验采用累计的方法。下列实验也采用了该方法的是( ) A、“用单摆测定重力加速度”实验中，测量单摆的周期 B、“用双缝干涉测光的波长”实验中，测量相邻条纹间距 C、“验证动量守恒定律”实验中，获得小球落点的平均位置 D、用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，再求出直径平均值 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．柱状透明介质的横截面是半径为的半圆面，如图甲所示。截面内一细束单色光从圆心射入介质时，与直线边界的夹角为，反射光线垂直于折射光线。单色光在真空中的速度为，不考虑光线在介质内的反射。 (1)求单色光在介质中的折射率； (2)求单色光在介质中的传播时间； (3)若为截面直边上一点，如图乙所示。从点向截面内各方向发射这种单色细光束，光线均能从弧形边射出，则P、O两点的距离不能超过多少。 16．如图所示，一开口向下、内壁光滑的圆柱形绝热气缸用杆竖直固定，顶部装有体积可忽略的电热丝，下方用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下端与一劲度系数的轻弹簧相连，弹簧下端连接一压力传感器，可显示弹簧弹力的大小。初始时，封闭气体温度，活塞到气缸顶端距离，压力传感器示数恰为零。电热丝工作后，气缸内温度缓慢升高，活塞缓慢向下移动。已知活塞质量、横截面积，大气压强，重力加速度大小g取，求： (1)初始时，气缸内气体的压强； (2)压力传感器示数为50N时，气缸内气体的压强； (3)压力传感器示数为50N时，气缸内气体的温度。 17．如图所示，矩形和为上下两部分对称磁场区域，分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁场磁感应强度大小均为，在边界左侧有一速度选择器，其内部电场强度大小为、磁感应强度大小为（未知），速度选择器的中线恰好垂直且过的中点。一比荷为的带电粒子以速度恰好沿速度选择器的中线运动并射入磁场区域，射入磁场的粒子恰好各经过上、下磁场一次从点射出。上、下两部分磁场区域高度均为。不考虑电场、磁场边界效应和粒子重力的影响。，，求： (1)判断粒子的电性及速度选择器内磁感应强度的大小； (2)图中对称磁场区域的长度； (3)粒子在对称磁场区域运动的总时间。 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03（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）： 选择性必修第一册全册、第二册全册、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．如图所示为玻尔的氢原子电子轨道示意图。大量处于能级的电子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光，下列说法中正确的是（　　） A．最多能产生3种不同的光子 B．电子离原子核越近，电子的总能量越大 C．电子从能级跃迁到能级，电子的动能减小 D．其中电子从能级跃迁到能级所发出光子的波长最长 【答案】D 【详解】A．大量处于能级的电子向较低能级跃迁时会发出种频率不同的光，故A错误； B．电子离原子核越近，能级越低，电子的总能量越小，故B错误； C．电子从能级跃迁到能级，库仑力做正功，电子的动能增大，故C错误； D．其中电子从能级跃迁到能级，能级差最小，辐射光子能量最小，根据，所发出光子的波长最长，故D正确。 故选D。 2．2025年5月，某科技公司取得“一种空气悬架用高能效打气泵”的专利。其简化的工作原理示意图如图所示。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，A中空气的初始压强也为，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，设每次打气过程，能将导热汽缸B中的气体全部打入导热汽缸A中。则10次后A中气体的压强为（　　） A．2 B．3 C．3.5 D．4 【答案】D 【详解】该装置为充气装置，根据玻意耳定律可知 可得 故选D。 3．利用如图所示的电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，某次操作如下：①在等臂天平的右臂下面挂一个N匝、水平边长为L的矩形线圈，线圈下部处于虚线区域内的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面；②在线圈中通以图示方向的电流，在天平左、右两边加上总质量各为的砝码，天平平衡；③让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡。重力加速度用g表示，下列判断正确的是（     ） A．磁场的方向垂直于纸面向里 B．电流反向时，线圈受到的安培力方向竖直向上 C．可测得磁场的磁感应强度 D．为提高灵敏度，可以减少线圈匝数N 【答案】C 【详解】AB．让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡，可知此时安培力向下，根据左手定则可知，磁场的方向垂直于纸面向外，故A、B错误； C．由平衡可知 电流反向后 解得，故C正确； D．为了提高灵敏度，应使磁感应强度发生微小变化时，天平也会发生明显的倾斜，故应增加线圈匝数，使安培力变大，故D错误。 故选C。 4．对于以下的光学现象说法中正确的是（　　） A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大挡板上两个狭缝、间的距离，两相邻亮条纹间距离将增大 B．图乙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同情况下，上图对应狭缝较宽 C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的 D．图丁中的、是偏振片，当固定不动，缓慢转动时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波 【答案】D 【详解】A．根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距与双缝间距离d及光的波长的关系式可知，只增大挡板上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距离将减小，故A错误； B．根据发生明显衍射现象的条件可知，狭缝越窄，衍射现象越明显，因此若这是在只有狭缝宽度不同的情况下得到的衍射图样，则上图对应的狭缝较窄，故B错误； C．由图可知，条纹向空气薄膜较厚处发生弯曲，说明弯曲处的光程差变短，空气薄膜间距变小，所以被检测的平面在此处是凸起的，故C错误； D．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光波是横波，故D正确。 故选D。 5．一列简谐横波沿x轴方向传播，波速为2m/s，t=1s时波形图如图所示，其中M、N两质点的位移分别为+5cm，-5cm，此时N质点的加速度正在增大。下列分析正确的是（     ） A．该横波沿x轴正方向传播 B．t=1s时，M、N两质点的速度、加速度均相同 C．t=2s时，质点M的位移为-5cm D．t=1s之后，M、N两质点振动步调始终相反 【答案】C 【详解】A．波速为2m/s，根据图像可得波长为，根据可得周期为 t=1s时波形图如图所示，N质点的加速度正在增大，根据可知位移增大，N质点向下振动，根据“上下坡法”可得该横波沿x轴负方向传播，故A错误； B．t=1s时，M、N两质点的速度大小和方向均相同，根据可知加速度大小相同，方向不同，故B错误； C．t=1s时波形图如图所示，其中M、N两质点的位移分别为+5cm，-5cm，M质点向下振动，t=2s时，即经过，经过半个周期，根据运动的对称性可知质点会运动到与初始位置关于平衡位置对称的位置，即质点M的位移为-5cm，故C正确； D．振动步调始终相反的条件是两质点间距为半波长的奇数倍，即， 可得，从波形图看，M、N间距小于，故振动步调不会始终相反，故D错误。 故选C。 6．晓强在研究通电自感和断电自感时，设计了如图所示的电路，其中、为两个完全相同的灯泡，L为电感线圈且直流电阻不能忽略，R为定值电阻，两灯泡的电阻不受温度影响。下列说法正确的是（　　） A．开关闭合瞬间，两灯泡均立即变亮 B．开关闭合后，灯泡逐渐变亮，灯泡立即变亮 C．开关断开后，灯泡逐渐变暗，灯泡闪亮一下再逐渐熄灭 D．开关闭合与断开瞬间，流过灯泡的电流均向右 【答案】B 【详解】AB．开关闭合瞬间，由于自感线圈L的存在，灯泡L1逐渐变亮，灯泡L2立刻变亮，A错误，B正确； C．开关断开的瞬间，自感线圈L、L1、L2组成闭合回路，由于自感线圈阻碍原电流的变化，所以灯泡L1和L2都逐渐熄灭，故C错误； D．开关闭合瞬间，通过灯泡L2的电流向右，开关断开瞬间，由于自感线圈产生感应电流，通过灯泡L2的电流向左，故D错误。 故选B。 7．在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一定质量的气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。已知重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．外界对气体做功 B．气体的压强始终为 C．外界环境温度为 D．气体的内能改变量为 【答案】D 【详解】B．以活塞为研究对象，其受力平衡，有 解得气体压强为 气体做等压变化，压强始终不变，故B错误； A．气体体积变大，对外界做功，大小为，故A错误； C．密封气体初状态的温度为T0，体积为，末状态的温度等于外界环境的温度，由盖－吕萨克定律有， 解得，故C错误； D．根据热力学第一定律，气体内能改变量为，故D正确。 故选D。 8．图甲为全球最高海拔的西藏八宿风电场。将转化效率为40%的风力发电机供电系统简化为图乙所示，经齿轮调速后，可使矩形线圈绕轴逆时针匀速转动，输出电压，电阻，为可变电阻，最小值为，最大值为，其他电阻均不计。理想变压器原、副线圈的匝数之比。此时线圈平面与磁感线平行，下列说法正确的是（　　） A．线圈位于图乙所示位置时磁通量变化率最大，电流方向从到 B．取最小值时电流表的示数为 C．取最小值，线圈转过，通过的电荷量为 D．取最大值时该发电机每秒消耗的风能为 【答案】C 【详解】A．线圈位于图乙所示位置时，线圈平面与磁感线平行，磁通量为零，但切割磁感线的有效速度最大，感应电动势最大，磁通量变化率最大。根据右手定则，感应电流方向从到，故A错误。 B．对原线圈回路有， 对副线圈回路有 根据原副线圈电压、电流与匝数的关系有， 联立解得，，故B错误； D．同理，当R2取最大值时有 所以每秒消耗的风能为，故D错误； C．R2取最小值，线圈转过90°，磁通量的变化量为 电动势的最大值为 通过R1的电荷量为 根据等效电阻法可知 通过R2的电荷量为 联立解得，故C正确。 故选C。 9．（多选）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其T-V图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．气体压强变小 B．外界对气体做功 C．气体内能增大 D．气体向外界放热 【答案】AC 【详解】A．T-V图像过原点的直线表示等压过程，分别连接原点和a，以及原点和b点，根据， 可知，T-V图像的斜率越大，气体压强越大，从状态a到状态b的过程气体的压强逐渐减小，A正确； B．由图示可知，ab过程，气体体积变大，气体对外界做功，B错误； C．由图示可知，ab过程，气体温度升高，所以内能增大，C正确； D．根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，因为从状态a到状态b的过程气体内能增加，又因为气体对外做功，所以气体从外界吸收热量，D错误。 故选AC。 10．（多选）如图所示，一硬质导线框，其中是半径为的半圆弧，为圆弧的中点，直线段长为且垂直于直径。导线框处在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场中，现导线框在纸面内绕点以角速度逆时针匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．感应电流的方向是 B．两点的电势相等 C．两点的电势差为 D．两点的电势差为 【答案】BC 【详解】A．由于转动过程，导线框的磁通量保持不变，所以导线框中不产生感应电流，故A错误； B．两点到O的距离相等，根据可知，两点的电势相等，故B正确； C．根据右手定则可知，线框转动过程中，O点电势最高，根据法拉第电磁感应定律有， 则两点的电势差为，故C正确； D．根据法拉第电磁感应定律有，故D错误； 故选BC。 11．（多选）如图所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，。若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法中正确的是（   ） A．振动周期是1s，振幅10cm B．从B运动到O过程中速度增加，加速度减小 C．经过两次全振动，振子通过的路程是40cm D．任何1s时间内振子通过的路程为20cm 【答案】BD 【详解】A．振动周期是T=2s，振幅A=10cm，A错误；     B．从B运动到O过程中加速度向右指向O点，则速度增加，位移减小，回复力减小，加速度减小，B正确； C．经过两次全振动，振子通过的路程是s=2×4A=80cm，C错误； D．任何1s时间内振子通过的路程为2A=20cm，D正确。 故选BD。 12．（多选）如图甲所示，边长为2m、总阻值为的正方形线框静置在水平地面上，为正方形的几何中心，左侧区域存在垂直纸面向里的均匀分布磁场，磁感应强度大小为，右侧存在垂直纸面向外的均匀分布磁场，磁感应强度大小为，、随时间变化的图像如图乙所示，已知线框始终静止，则（　　） A．时，线框受到水平向左的摩擦力 B．内线框中的感应电流为0.3A C．内线框中产生的焦耳热为0.057J D．和时线框受到的安培力大小相等、方向相反 【答案】AC 【详解】A．由图乙可知，内只有随时间均匀减小，根据楞次定律结合安培定则可知，线框中的感应电流为逆时针方向，根据左手定则可知，线框受到的安培力水平向右，由受力平衡可知，时，线框受到水平向左的摩擦力，故A正确； B．由图乙可知，内只有随时间均匀减小，根据法拉第电磁感应定律可得电动势为 则线框中的感应电流为，故B错误； C．内线框中产生的焦耳热为 内根据法拉第电磁感应定律可得电动势为 线框中的感应电流为 内线框中产生的焦耳热为 则内线框中产生的焦耳热为，故C正确； D．内线框中的感应电流方向始终不变（逆时针），根据左手定则可知，线框左右两边受到的安培力均水平向右，且任意时刻，恒定不变，线框受到的安培力大小为 可知和时线框受到的安培力大小相等、方向相同，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．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件从左到右依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。 (1) M、N、P三个光学元件依次为( ) A．双缝、滤光片、单缝    B．滤光片、单缝、双缝    C．单缝、双缝、滤光片 (2)关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A．若测量过程中，把6个条纹间距数成5个，会导致波长测量值偏小 B．若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两条亮条纹中心的距离增大 C．若将滤光片向右平移一小段距离，相邻两条亮条纹中心的距离增大 D．若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质，相邻两条亮条纹中心的距离增大 (3)已知双缝间的距离，双缝到光屏的距离，实验中用某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示为11.1mm；然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示为________mm，则这种单色光的波长为________m（最后一空结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)B (2)B (3) 15.6 【详解】（1）M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 故选B。 （2）A．根据条纹间距公式，可得 若测量过程中，把6个条纹间距数成5个，则测量值偏大，会导致波长测量值偏大，故A错误； B．若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，则L增大，根据可知，相邻两条亮条纹中心的距离增大，故B正确； C．若将滤光片向右平移一小段距离，d、L、均不变，则不变，故相邻两条亮条纹中心的距离不变，故C错误； D．若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质，根据 可知介质中的波长减小，则减小，故相邻两条亮条纹中心的距离减小，故D错误。 故选B。 （3）[1]10分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知读数为 [2]根据条纹间距公式，可得 其中 代入数据可得 14．物理是一门以实验为基础的科学，下面是某同学做实验过程中的部分步骤： (1)在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 ①观察变压器的铁芯，它的结构和材料是______。 A、整块硅钢铁芯 B、整块不锈钢铁芯 C、绝缘的硅钢片叠成 ②观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______。 (2)①用油膜法估测油酸分子大小的实验，将浓度为0.10%的油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒，100滴溶液恰好1mL。向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，在浅盘上盖上透明塑料盖板，并描出油酸膜的轮廓，如图乙所示。已知正方形网格的边长为1cm，则估测出油酸分子的直径为______m。（保留2位有效数字） ②直接测1滴油酸酒精溶液的体积误差较大，本实验采用累计的方法。下列实验也采用了该方法的是( ) A、“用单摆测定重力加速度”实验中，测量单摆的周期 B、“用双缝干涉测光的波长”实验中，测量相邻条纹间距 C、“验证动量守恒定律”实验中，获得小球落点的平均位置 D、用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，再求出直径平均值 【答案】(1) C 少 (2) 1.8×10−9 AB 【详解】（1）①[1]为了减小涡流引起的磁损耗，变压器的铁芯，它的结构和材料是绝缘的硅钢片叠成。 故选C。 ②[2]根据电阻定律有 导线越粗，导线电阻越小，根据电流匝数关系有 可知，匝数越少，电流越大，为了减小能量损耗，导线粗的线圈匝数少。 （2）①[1]每格边长为1cm，一个格子的面积为1cm2，按超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出55格，故油膜面积为 1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积 分子直径为 ②[2] A．“用单摆测定重力加速度”实验中，测量单摆的周期时记录N次全振动的时间t，采用累计法，单摆周期，故A正确； B．“用双缝干涉测光的波长”实验中，测量第1亮条纹和第N亮条纹间距d，则测量相邻条纹间距，也采用的累计法，故B正确； C．“验证动量守恒定律”实验中，获得小球落点的平均位置，是为了减小偶然误差，故C错误； D．用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，再求出直径平均值，是为了减小偶然误差，故D错误。 故选AB。 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．柱状透明介质的横截面是半径为的半圆面，如图甲所示。截面内一细束单色光从圆心射入介质时，与直线边界的夹角为，反射光线垂直于折射光线。单色光在真空中的速度为，不考虑光线在介质内的反射。 (1)求单色光在介质中的折射率； (2)求单色光在介质中的传播时间； (3)若为截面直边上一点，如图乙所示。从点向截面内各方向发射这种单色细光束，光线均能从弧形边射出，则P、O两点的距离不能超过多少。 【详解】（1）由题意可得，光路图如图所示 由几何关系可知，入射角为折射角为 折射率为 （2）单色光在介质中的光速为 路程为，所以，单色光在介质中的传播时间 联立解得 （3）从P点到截面内任意方向的一条光线的光路图如图所示 根据正弦定理 可知，当最大时，最大，即当入射光线与垂直时，入射角最大，即若此时未发生全反射，从P点向截面内各方向发射的光线均能从弧形边射出，根据几何关系 且 解得 16．如图所示，一开口向下、内壁光滑的圆柱形绝热气缸用杆竖直固定，顶部装有体积可忽略的电热丝，下方用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下端与一劲度系数的轻弹簧相连，弹簧下端连接一压力传感器，可显示弹簧弹力的大小。初始时，封闭气体温度，活塞到气缸顶端距离，压力传感器示数恰为零。电热丝工作后，气缸内温度缓慢升高，活塞缓慢向下移动。已知活塞质量、横截面积，大气压强，重力加速度大小g取，求： (1)初始时，气缸内气体的压强； (2)压力传感器示数为50N时，气缸内气体的压强； (3)压力传感器示数为50N时，气缸内气体的温度。 【详解】（1）初始时，对活塞由受力分析，由平衡条件 解得 （2）压力传感器示数为时，对活塞由平衡条件 解得 （3）压力传感器示数为时，弹簧形变量设为，则 对气缸内气体，由理想气体状态方程，有 解得 17．如图所示，矩形和为上下两部分对称磁场区域，分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁场磁感应强度大小均为，在边界左侧有一速度选择器，其内部电场强度大小为、磁感应强度大小为（未知），速度选择器的中线恰好垂直且过的中点。一比荷为的带电粒子以速度恰好沿速度选择器的中线运动并射入磁场区域，射入磁场的粒子恰好各经过上、下磁场一次从点射出。上、下两部分磁场区域高度均为。不考虑电场、磁场边界效应和粒子重力的影响。，，求： (1)判断粒子的电性及速度选择器内磁感应强度的大小； (2)图中对称磁场区域的长度； (3)粒子在对称磁场区域运动的总时间。 【详解】（1）粒子在磁场区域内向下偏转，由左手定则可知，粒子带正电。 粒子在速度选择器中满足 解得 （2）粒子在对称磁场区域的运动轨迹如图所示，由牛顿第二定律得 得粒子在磁场中运动的半径为 粒子第一次经过边界时速度方向与的夹角等于轨迹对应圆心角。由几何关系得 解得 由几何关系得 （3）粒子在对称磁场区域运动的轨迹对应的总圆心角为 粒子在对称磁场区域运动的总时间 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03 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 D D C D C B D C AC BC BD AC 二、实验题（共2小题,每空2分，共16分） 13．(1)B (2)B (3)15.6 14．(1)C 少 (2)1.8×10−9 AB 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．（1）由题意可得，光路图如图所示 由几何关系可知，入射角为折射角为 折射率为 （2）单色光在介质中的光速为 路程为，所以，单色光在介质中的传播时间 联立解得 （3）从P点到截面内任意方向的一条光线的光路图如图所示 根据正弦定理 可知，当最大时，最大，即当入射光线与垂直时，入射角最大，即若此时未发生全反射，从P点向截面内各方向发射的光线均能从弧形边射出，根据几何关系 且 解得 16．（1）初始时，对活塞由受力分析，由平衡条件 解得 （2）压力传感器示数为时，对活塞由平衡条件 解得 （3）压力传感器示数为时，弹簧形变量设为，则 对气缸内气体，由理想气体状态方程，有 解得 17．（1）粒子在磁场区域内向下偏转，由左手定则可知，粒子带正电。 粒子在速度选择器中满足 解得 （2）粒子在对称磁场区域的运动轨迹如图所示，由牛顿第二定律得 得粒子在磁场中运动的半径为 粒子第一次经过边界时速度方向与的夹角等于轨迹对应圆心角。由几何关系得 解得 由几何关系得 （3）粒子在对称磁场区域运动的轨迹对应的总圆心角为 粒子在对称磁场区域运动的总时间 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $