四川省绵阳市南山中学实验学校2022-2023学年高二物理下学期期末模拟试题（Word版附解析）

四川省绵阳南山中学实验学校2022-2023学年高二下学期期末模拟考试物理试题本试卷分为试题卷和答题卡两部分，其中试题卷由必考题和选考题组成，共6页；答题卡共2页。满分110分，考试时间80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“准考证号”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、必考选择题本题共9小题，每小题4分，共36分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～9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.下列说法不正确的是（　　）A.卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B.玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的C.原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径不是任意的，有特定的轨道D.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征【答案】A【解析】【详解】A．卢瑟福通过分析粒子散射结果，提出原子核式结构模型，卢瑟福在用粒子轰击氮原子核的实验中发现了质子，并预言了中子的存在，查德威克发现中子，故A错误；B．玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故B正确；C．根据玻尔理论可知，原子中的电子绕原子核高速运转时，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，故C正确；D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故D正确。本题选不正确的，故选A。2.如图为研究自感现象的实验电路图，其中自感线圈直流电阻很小可忽略不计。下列可能出现的实验现象是（　　） A.闭合开关，灯泡缓缓亮起来B.闭合开关，灯泡立即亮起来，且亮度一直保持不变C.断开开关，灯泡立即熄灭D.断开开关，灯泡闪亮一下，然后熄灭【答案】D【解析】【详解】AB．闭合S时，电源的电压同时加到灯A上，A立刻亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，A逐渐被短路直到熄灭，AB错误；CD．D断开S，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过A灯，A闪亮一下后熄灭，C错误D正确。故选D。3.如图所示，发电机线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势。线圈与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈接入一台“220V1100W”的电动机，恰好正常工作，电动机内阻为10Ω，输电线路总电阻为25Ω，线圈及其余导线电阻不计，电表均为交流理想电表，则下列说法正确的是（　　）A.图示位置时电压表示数为B.升压变压器原、副线圈匝数比为C.输电线路中的电流是12.5AD.发电机线圈的输出功率为1200W【答案】D【解析】【详解】A．电压表示数为原线圈输入电压有效值，由于线圈电阻不计，则有 A错误；C．由于电动机，恰好正常工作，可知降压变压器副线圈的输出电压为，降压变压器副线圈的电流为根据变压器电流与匝数关系可得解得输电线路中的电流为C错误；B．根据变压器电压比等于匝数比可得降压变压器原线圈的输入电压为则升压变压器副线圈的输出电压为升压变压器原、副线圈匝数比为B错误；D．发电机线圈的输出功率为D正确。故选D。4.氢原子能级图如图所示。现有一群处于能级的氢原子，则这群氢原子（　　） A.只可能辐射2种频率的光子B.氢原子在轨道上的能量是指电子的动能C.若被光照射后，发生了电离，则电离氢原子的光子能量可以少于D.辐射光子的最大能量为【答案】D【解析】【详解】A．一群处于能级的氢原子，最多辐射的光子种数为故A错误；B．氢原子在轨道上的能量是指电子的动能和势能之和，故B错误；C．处于能级的氢原子能量为，所以至少需要吸收能量为的光子才能电离，故C错误；D．这群氢原子辐射出光子的最大能量为故D正确。故选D。5.正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接，，交流电压表的示数是，图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图像。则（　　）A.通过R的电流随时间t变化的规律是B.通过R的电流最大值是 C.R两端的电压随时间t变化的规律是D.R两端的电压有效值是【答案】A【解析】【详解】AC．交流电压表的示数是10V，则电压表的最大值为由图可得周期T=2×10-2s则角速度为交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则输出电压u随时间t的表达式为因此通过R的电流iR随时间t变化的规律是而R两端的电压uR随时间t变化的规律是故A正确，C错误；B．通过R的电流的最大值为故B错误；D．交流电压表的示数为有效值，所以R两端的电压有效值是10V，故D错误。故选A。6.如图所示有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度均为B＝0.5T，两边界间距s＝0.1m，一边长L＝0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻为R＝0.4Ω，现使线框以v＝2m/s的速度从位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ，则下列能正确反映整个过程中线框a、b两点间的电势差Uab随时间t变化的图线是（　　） A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】设正方形每个边的电阻为r，cd边未进入右方磁场时线框时，ab边切割产生感应电动势，大小为ab边是电源，ab两端电势差由楞次定律判断出感应电流方向沿顺时针方向，则a的电势高于b的电势，Uab为正；cd边进入磁场后，线框中虽然感应电流为零，但ab两端仍有电势差，由右手定则判断可知，a的电势高于b的电势，Uab为正，所以Uab=E=0.20Vab边穿出磁场后，只有cd边切割磁感线，cd边相当于电源，由右手定则知，a点的电势高于b的电势故A正确，BCD错误。故选A。7.一只质量为的乌贼吸入的水后，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以大小为的速度向前逃窜。下列说法正确的是（　　）A.在乌贼喷水的过程中，乌贼动量守恒B.在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为C.乌贼喷出的水的速度大小为 D.在乌贼喷水的过程中，有的生物能转化成机械能【答案】BD【解析】【详解】A．在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统所受合外力为零，动量守恒，故A错误；B．根据题意，由动量定理可得，在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为故B正确；CD．根据题意，设乌贼喷出的水的速度大小为，由动量守恒定律有解得由能量守恒定律可得，在乌贼喷水的过程中，转化成机械能的生物能有故C错误，D正确。故选BD。8.如图甲所示，物块A、B的质量分别是和，用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙相接触。另有一物块C在时刻以一定速度向右运动，在时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）A.物块B离开墙壁前，弹簧的最大弹性势能为48JB.4s到12s的时间内，墙壁对物块B的冲量大小为，方向向右C.物块B离开墙壁后，弹簧的最大弹性势能为10JD.物块B离开墙壁后，物块B的最大速度大小为【答案】AD【解析】【详解】A．AC碰撞过程中由动量守恒可得 ，解得当AC速度减为零时弹簧压缩至最短，此时弹性势能最大故A正确；B．4s到12s的时间内弹簧对AC的冲量为由能量守恒可知12sB的速度为零，4s到12s的时间内对B由动量定理可得得即大小为，方向向左，故B错误；C．当B的速度与AC相等时由动量守恒可得解得所以弹簧的最大弹性势能为故C错误；D．当弹簧为原长时B的速度达到最大，由动量守恒和能量守恒可得解得故D正确。故选AD。 9.如图所示，T为理想变压器，原线圈匝数为220匝，副线圈匝数为44匝。A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），原线圈两端电压u=220sin314tV，以下说法正确的是（　　）A.当光照增强时，电压表V1示数为且保持不变B.当光照增强时，原线圈输入功率减小C.原线圈磁通量变化率最大值为D.当光照增强时，电流表A1、A2、V2示数均变大【答案】C【解析】【详解】A．当光照增强时，电压表V1示数为A错误；BD．当光照增强时，光敏电阻的阻值变小，副线圈的电流变大，副线圈的功率变大，原线圈输入功率变大，根据串反并同规律，V2示数变小，BD错误；C．原线圈磁通量变化率最大值为解得C正确。故选C。二、必考非选择题10.热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更______(选填“敏感”或“不敏感”)． 【答案】①.增强②.敏感【解析】【详解】图中横轴表示温度，纵轴表示电阻，随着温度增加，金属热电阻的阻值略微增大，而热敏电阻的阻值显著减小，所以这种热敏电阻在温度上升时导电能力增强，相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更敏感；11.质量为的物体，运动速度为，它在一个变力作用下速度变为，方向和原来方向相反，则这段时间内物体受到的冲量大小为______，方向与原运动方向_______（“相同”或“相反”）【答案】①.5②.相反【解析】【详解】[1][2]根据题意，规定原运动方向为正方向，由动量定理有代入数据可得负号代表与原运动方向相反。12.用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。用天平测量两个小球的质量、，且；直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过测量相关量，来间接解决这个问题。下面是三个实验小组的实验情况：（1）实验小组甲的实验装置如图所示。图中点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球多次从斜轨上A位置静止释放；然后把被碰小球静止于轨道的水平部分，再将入射小球，从斜轨上A位置静止释放，与小球相撞，并多次重复，分别找到小球的平均落点、、 ，并测量出平均水平位移、、的长度、、。（用上述步骤中测量的量表示），若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为：______。（2）实验小组乙的实验装置如图所示。在水平槽末端的右侧放置一个竖直屏，竖直屏的点与小球的球心等高。使小球仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验（1）的操作，得到两球落在竖直屏上的平均落点、、，量出、、的高度，、。（用上述步骤中测量的量表示），则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为：______。（3）实验小组丙的实验装置如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验（1）的操作，得到两球落在斜面上的平均落点、、，用刻度尺测量斜面顶点到、、三点的距离分别为、、。（用上述步骤中测量的量表示）则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为______。【答案】①.②.③.【解析】【详解】（1）[1]设小球碰撞前瞬时速度为，碰撞后瞬间小球、小球的速度分别为、。小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度均相同，在空中的运动时间相等，水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度。无碰撞时小球的平均落点为，碰撞后小球、小球的平均落点分别为、。若两球碰撞过程动量守恒，则有：又有联立整理得若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为；[2]设小球在点平抛初速度，水平位移为，竖直位移为，对于平抛运动有 解得可见当一定，平抛初速度与成正比，设小球碰撞前瞬时速度为，碰撞后瞬间小球、小球的速度分别为、。每次平抛运动的水平位移一定，平抛初速度越大，下落的高度越小即越靠近点，可知无碰撞时小球的平均落点为，碰撞后小球、小球的平均落点分别为、。可得：：=若两球相碰前后的动量守恒，需满足m1=m1+m2联立整理得则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为[3]设斜面倾角为，平抛初速度为，落点与抛出点的距离为，对于平抛运动解得可见平抛初速度与成正比。设小球碰撞前瞬时速度为，碰撞后瞬间小球、小球的速度分别为、，无碰撞时小球的平均落点为，碰撞后小球、小球的平均落点分别为、。可得：：= 若两球相碰前后的动量守恒，需满足m1=m1+m2联立整理得则验证两球碰撞过程中动量守恒表达式为13.两相同木板A和B，质量为m=1.0kg，可视为质点质量也为m=1.0kg的滑块C放于木块B的最右端静止置于光滑的水平地面上，木板A以速度为=6.0m/s与木板B生碰撞后粘合在一起，最终滑块恰好不从A滑块上滑下，已知滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.15，重力加速度g=10m/s²，则：(1)A木板与B木板碰撞完瞬间的速度为多少；(2)求木板入的长度L为多少．【答案】（1）3m/s；（2）1m【解析】【详解】(1)A滑块与B滑块碰撞瞬间，A滑块与B滑块系统动量守恒mv0=2mv1解得v=3m/s(2)A滑块与B滑块碰撞到A、B、C木块共速，把组成A、B、C木块系统动量守恒2mv1=3mv2又由能量守恒得解得：L=1m14.如图所示，足够长、倾角θ=37°的光滑倾斜导轨与粗糙水平导轨相连，导轨宽L=1m，处在垂直于倾斜导轨向上的匀强磁场B中；导体棒ab和cd都垂直于导轨，ab在倾斜导轨上，cd在水平导轨上，质量都是m=0.2kg，电阻分别为rab=2Ω，rcd=3Ω。ab棒由静止开始运动，经过一段时间，通过cd棒电荷量q=1C，ab刚好达到最大速度v=6m/s，cd始终静止。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2 ，导轨电阻不计。求：（1）磁感应强度B的大小；（2）这段时间内，cd棒受到静摩擦力的最大值和方向；（3）这段时间内，cd棒中产生的热量Qcd。【答案】（1）1T；（2）0.96N，水平向左；（3）1.44J【解析】【详解】（1）ab达到最大速度时，处于平衡状态，设ab中感应电动势为E，感应电流为I，受到的安培力为F，则，由平衡条件可得联立解得E=6V，B=1T（2）ab棒速度逐渐增大，当速度最大时，cd棒受到安培力最大，设为Fm，cd棒受到静摩擦力达到最大，设为fm，则，联立解得方向水平向左。（3）设ab棒由静止开始运动到最大速度过程，下落高度为h，经过的时间为t，abdc区域内磁通量变化为，平均感应电动势为E1，平均电流强度为I1，ab棒和dc棒产生的总热量为Q，则，，，联立解得 代入数据解得h=3m根据能量守恒可得而解得三、选考题15.关于牛顿力学和狭义相对论，下列说法正确的是（　　）A.牛顿力学适用于宏观世界弱引力场中的低速运动B.牛顿力学适用于分析高速运动的μ子的寿命C.在狭义相对论中，真空中光速是可变的D.在狭义相对论中，物体的能量与质量无关【答案】A【解析】【详解】AB．牛顿力学即经典力学，只适用于宏观、低速、弱引力场，对于微观、高速、强引力场不适用，A正确，B错误；C．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，C错误；D．根据可知，爱因斯坦质能方程给出了物体的能量与它的质量成正比关系，D错误。故选A。16.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，若只将光源由红色光改为绿色光，P0、P1两相邻亮条纹间距离∆x增大B.图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，下图对应光的波长较短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下的D.图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波【答案】B【解析】【详解】A．根据若只将光源由红色光改为绿色光，波长变短，相邻亮条纹间距离将减小，A错误；B．由图可知，上图的衍射现象比下图更明显，可知在狭缝宽度相同情况下，下图对应的光波长较短，B正确；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，则被检测的平面在此处是凸起的，C错误；D．缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，表明光波是横波，D错误。故选B。17.下列说法正确的是（　　） A.电磁波谱按波长从长到短排序为射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波B.变化的电场能够产生恒定的磁场，变化的磁场能够产生恒定的电场C.紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康D.铁路，民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测【答案】C【解析】【详解】A．电磁波谱按波长从短到长排序为射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波，故A错误；B．根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场能够产生恒定的磁场，均匀变化的磁场能够产生恒定的电场，故B错误；C．紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康，故C正确；D．安检采用的是穿透力较强的X射线，红外线不能用于内部物品检测，故D错误。故选C。18.利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹，利用公式进行分析：（1）若想通过减小相邻两条亮条纹的间距来增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_______。A.增大光的强度B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝（2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为，在B位置时游标卡尺读数为_______②将数据代入公式算得该单色光的波长________ 【答案】①.B②.③.600【解析】【详解】（1）[1]根据题意，由公式可知，要减小相邻两条亮条纹的间距，可以换波长更短的光，将屏向靠近双缝的方向移动（减小屏到双缝的距离），换间距更大的双缝，与光照强度无关。故选B。（2）①[2]根据题意，由图可知，在B位置时游标卡尺读数为②[3]根据题意，由图可知，条纹间距为又有联立解得代入数据解得19.1965年香港中文大学校长高锟在一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递，引发了光导纤维的研发热潮，1970年康宁公司最先发明并制造出世界第一根可用于光通信的光纤，使光纤通信得以广泛应用。被视为光纤通信的里程碑之一，高锟也因此被国际公认为“光纤之父”。如图为某种新型光导纤维材料的一小段，材料呈圆柱状，半径为l，长度为，将一束光从底部中心P点以入射角θ射入，已知光在真空中的速度为c。（1）若已知这种材料折射率为，入射角θ=60°，求光线穿过这段材料所需的时间；（2）这种材料的优势是无论入射角θ为多少，材料侧面始终不会有光线射出，求材料的折射率的最小值。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）如图1所示由折射定律可得解得α1=30°根据几何关系，光在圆柱体中的路程为s=6l又传播时间为解得，光线穿过这段材料所需的时间为 （2）如图2所示若将θ逐渐增大，图中α也将不断增大，而光线在侧面的入射角i将不断减小。当θ趋近于90°时，由折射定律及全反射可知，图中α将趋于临界角C，而此时光线射到侧面处时的入射角i将达到最小，若此时刚好发生全反射，则所有到达侧面的光线将全部发生全反射，不会从侧面射出。因此可得i+C=90°联合以上各式解得折射率的最小值为