重庆市秀山高级中学校2022-2023学年高二物理下学期期末模拟试题（二）（Word版附解析）

高2024届高二下期物理模拟试题二一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.下列四幅图中，关于机械运动和机械波的说法正确的是（　　）A.A图中，小球在两光滑斜面之间往返运动，该运动简谐运动B.B图中，单摆运动时的回复力由重力与拉力的合力提供C.C图中，水通过比水波波长大的狭缝时不发生衍射现象D.D图中，两列频率相同、振幅略不同的机械波叠加情况，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，某时刻质点b的位移可能小于质点c的位移【答案】D【解析】【详解】A．A图中，小球在任一光滑斜面上运动时做匀变速直线运动，所以小球不是简谐运动，故A错误；B．B图中，单摆运动时的回复力由重力的切向分力提供，故B错误；C．C图中，水通过比水波波长大的狭缝时有衍射现象，但不会发生明显的衍射现象，故C错误；D．因为质点振动加强是振幅相加，振动减弱是振幅相减，但只要质点振动，无论加强点还是减弱点，都有位移为零的时刻，所以某时刻质点b的位移可能小于质点c的位移，故D正确。故选D。2.健身市场上有一种时尚的运动器材“战绳”，健身者把两根绳子一端固定在P点上，用双手各自将绳子的另一端分别握住，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来，从而达到健身的目的，某时刻，绳子形成的波形如图所示（还未传到P点），其中a、b是右手绳子上的两个点，下列选项正确的是（　　） A.健身者右手刚抖动时的方向是向下B.无论右手如何抖动绳子，a、b两点的振动步调都不可能相反C.改变抖动绳子的幅度，绳子上的波形传播到P点的时间不变D.增大抖动绳子频率，绳子上的波形传播到P点的时间变短【答案】C【解析】【详解】A．质点的起振方向与波源起振方向相同，由上下坡法可知健身者右手刚抖动时的方向是向上，故A错误；B．减小抖动频率，因波速不变，由可知波长增大，a、b两点间可能出现半个完整的波形，则a、b两点的振动步调相反，故B错误；C．波的传播速度由介质决定，介质不变，波速不变，绳子上的波形传播到P点的时间不变，故C正确；D．波的传播速度由介质决定，介质不变，波速不变，绳子上的波形传播到P点的时间不变，故D错误。故选C。3.如图甲所示，以O点为平衡位置，弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，以向右为正。图乙为这个弹簧振子的振动图像，下列说法中正确的是（　　）A.在时，弹簧振子有最小的弹性势能B.在时，弹簧振子的加速度为负向最大C.在与两个时刻，弹簧振子速度相同D.从到内，弹簧振子做匀减速直线运动【答案】B 【解析】【详解】A．由乙图可以看出，在时，弹簧振子偏离平衡位置的位移最大，所以有最大的弹性势能，故A错误；B．在时，弹簧振子在正方向偏离平衡位置位移最大处，回复力方向指向平衡位置，既负方向，由可知此时的加速度为负向最大，故B正确；C．在振子正向正方向振动，时正向负方向振动，弹簧振子速度不相同，故C错误；D．简谐运动是变加速运动，加速度不断变化，故D错误。故选B。4.如图所示，一束单色光从空气中射向折射率某种玻璃的表面，i表示入射角，下列说法正确的是（　　）A.当时会发生全反射现象B.当入射角i增大时，反射光和折射光的夹角也会增大C.当单色光从空气进入到玻璃时，光的波长将变大D.当入射角i满足条件时，反射光线和折射光线恰好互相垂直【答案】D【解析】【详解】A．光从空气中射向玻璃表面时，不可能发生全反射。故A错误；B．根据反射定律和折射定律可知，当入射角i增大时，反射角增大，折射角增大，所以反射光和折射光的夹角会减小。故B错误；C．根据当单色光从空气进入到玻璃时，光速减小，频率不变，由可知，光的波长将变小。故C错误； D．当反射光线跟折射光线恰好互相垂直时，设入射角为i，则折射角为，有故D正确。故选D。5.电磁波发射电路中的电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法正确的是（　　）A.线圈中的磁场方向向上且电流正在减小B.极板间的电势差正在变大、电场能正在变小C.若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小D.若增大电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短【答案】C【解析】【详解】A．由图可知，电容器正在放电，电流变大，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大，故A错误；B．电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则带电量减小，由可知极板间的电势差正在变小，所以电场能正在变小，故B错误；C．若在线圈中插入铁芯，则L变大，根据则发射的电磁波频率变小，故C正确；D．若增大电容器极板间的正对面积，则电容器电容C增大，根据则发射的电磁波波长变长，故D错误。 故C。6.如图所示，为一边长为L、匝数为N的正方形闭合线圈，线圈绕对称轴匀速转动的角速度为。空间中只有左侧存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。若闭合线圈的总电阻为R，则（　　）A.线圈中电动势的有效值为B.穿过线圈的磁通量最大值为C.在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流D.当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量的变化率最大【答案】A【解析】【详解】A．图中线圈只有一个边切割磁感线，所以电动势的最大值为所以电动势的有效值为故A正确；B．当线圈和磁场垂直时，穿过线圈的磁通量最大值为故B错误；C．在转动一圈的过程中，线圈始终有一边做切割磁感线，线圈中始终有电流，故C错误；D．当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量最大，此时ab边的速度与磁场平行，则此时感应电动势为零，所以穿过线圈的磁通量变化率为零，故D错误。 故选A。7.如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向运动，使T形支架下面的弹簧和小球组成的振动系统做受迫振动。圆盘静止时，在弹簧原长位置释放一质量为m小球，小球做简谐振动的图像如图乙所示（竖直向上为正方向，重力加速度为g）。下列说法正确的是（　　）A.内小球所受的回复力不断减小，且方向为x轴正方向B.运动过程中弹簧的弹力不断变化，最大值为C.若圆盘以匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为D.若圆盘以匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当增加【答案】B【解析】【详解】A．由图乙可知，0~1s内小球正在向平衡位置运动，所以所受的回复力不断减小，且方向为x轴负方向，故A错误；B．在弹簧原长位置释放质量为m小球，则小球弹簧原长位置为最高点的最大位移处，小球在竖直方向做简谐运动，回复力最大值的大小等于重力，则当小球到达最低点时有可知最低点时弹簧弹力大小为故B正确；C．若圆盘以30r/min匀速转动，小球做受迫振动，振动达到稳定时其振动的周期等于驱动力的周期故C错误；D．若圆盘以30r/min匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当减小，当圆盘以15r/min 匀速转动时，驱动力的周期为恰好等于弹簧和小球的固有周期，发生共振，小球的振幅最大，故D错误。故选B。二、多项选择题（本题共3个小题，每小5分，共15分。在每个小题给出的四个选项中，有多项将合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选得0分。）8.如图所示，物体A与滑块B一起在光滑水平面上做简谐运动，振动周期为T，A、B之间的的动摩擦因数为（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力），已知轻质弹簧的劲度系数为k，A、B的质量分别为m和M，下列说法正确的是（　　）A.物体A受到重力、摩擦力、回复力作用B.A、B间无相对滑动的最大振幅为C.某时刻，B的速度为v，经过后，B的速度再次为v，则可能小于D.当物体B相对平衡位置的位移为x时，A、B间摩擦力的大小等于【答案】BC【解析】【详解】A．物体A受到重力、摩擦力、支持力的作用，摩擦力提供回复力，故A错误；B．由牛顿第二定律可得A、B间无相对滑动的最大振幅为故B正确；C．由简谐运动的对称性可知，质点连续经过相对平衡位置对称的任意两点时，速度相等，故C正确；D．当物体B相对平衡位置的位移为x时，由牛顿第二定律可得A、B间摩擦力的大小等于 故D错误。故选BC。9.昆明石龙坝水电站是中国第一座水电站，如图所示为电站向昆明某片区供电的示意图，若忽略发电机内阻，变压器为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，在装机容量内，则（　　）A.用户功率增大时，保持不变B.用户功率增大时，发电厂的输出功率增大C.由可知：提高输送电压，输电线损失的电功率将增大D.如果发电机的输出功率为P，则输电线上消耗的功率为【答案】BD【解析】【详解】A．用户功率增大，假设用户的电压不变，由可得用户的电流增大，由电流与匝数的关系可知，输送电流增大，而发动机的输出电压不变，则由可知U2不变，则由可知，U3变小，故A错误；B．则由可知发电厂的输出功率增大，故B正确； CD．在输送功率P不变时，由可知，输送电压越大，输电线上的电流越小，由可知提高输送电压，输电线损失的电功率将减小，故C错误，D正确。故选BD。10.图示为一列沿x轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，P、Q两点的平衡位置分别为，，下列判断正确的是（　　）A.波速可能为10m/sB.在时，Q点可能到达波峰位置C.若Q点振动方向沿y轴负方向，则波的周期一定为0.8sD.若P点振动周期大于0.6s，在时，P点一定处于波谷【答案】ABD【解析】【详解】AC．由题意可得，波长为若波速为10m/s，则波的周期为若沿x轴正方向传播，则周期为 当时，有（不合题意，舍去）同理，当沿x轴负方向传播，则周期为n=0（符合题意）即波速可能为10m/s，故A正确；B．由上述分析可知，若波沿着x轴正半轴传播，当t=0.5s时由题意有传播的距离为要使得Q点达波峰位置，由题意有传播的距离与波长的关系为由几何知识可得，当n=5，m=4时等式成立，即此时Q点能到达波峰位置；若波沿着x轴负半轴传播，当t=0.5s时由题意有传播的距离为由题意及图有 当m=n=0时成立，即此时Q点能到达波峰位置，故在t=0.5s时，Q点可能到达波峰位置，故B正确；C．由A中分析可知，若Q点振动方向沿y轴负方向，波沿着x轴负方向传播，则周期可能为0.8s，故C错误；D．由上述分析可知，若P点振动周期大于0.6s，则周期可能为在t=1.8s时，若波沿着x轴正方向传播，由题意有此时P点与x=-2m处的质点振动情况一样，处于波谷；在t=1.8s时，若波沿着x轴负方向传播，由题意有此时P点与x=6m处的质点振动情况一样，处于波谷，故D正确。故选ABD。三、实验题（本大题共2个小题，共15分）11.小陈同学在家里做“用单摆测定重力加速度”的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的小石块代替摆球，设计的实验步骤是：A．将小石块用不可伸长的细线系好，结点为N，细线的上端固定于O点B．用刻度尺测量间细线的长度l作为摆长C．将石块拉开一个大约的角度，然后由静止释放D．从石块摆至某一位置处开始计时，测出30次全振动的总时间t，并计算出周期TE．改变间细线的长度再做几次实验，记下相应的l和TF．根据公式，分别计算出每组l和T对应的重力加速度g，然后取平均值即可作为重力加速度 的测量结果。（1）为使测量更加准确，步骤D中，小陈应从______（选填“最大位移”或“平衡位置”）处开始计时；（2）小陈同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是______。（填选项前的字母）A．开始计时时，过早按下停表B．测量周期时，误将摆球n-1次全振动的时间记为n次全振动的时间C．用的长l为摆长，利用公式求出的重力加速度D．释放石块时有初速度，石块实际上做圆锥摆（3）李老师利用小陈测出的多组摆长l和周期T的值，对实验数据处理做出来改进，作出图线，通过测量计算出图线的斜率为k，由斜率k求重力加速度的表达式是______。（用k、表示）【答案】①.平衡位置②.BD③.【解析】【详解】（1）[1]石块经过平衡位置时速度最大，所以在石块经过平衡位置时计时，可以减小周期测量的误差；（2）[2]ABC．由可得ABC．可知开始计时时，过早按下停表，测量的重力加速度小于实际值；测量周期时，误将摆球n-1 次全振动的时间记为n次全振动的时间，测量的重力加速度大于实际值；用的长l为摆长，测量的重力加速度小于实际值，故AC错误；B正确；D．如果石块做圆锥摆，等效摆长小于测量摆长，测量的重力加速度大于实际值，故D正确。故选BD；[3]由以上分析可知，图线的斜率为可得12.十八中物理兴趣小组将电压表改装成测量物体质量的电子秤，如图所示。所用实验器材有：直流电源：电动势为，内阻为；理想电压表V：量程；滑动变阻器R：规格；竖直固定的粗细均匀的直电阻丝：总长，总阻值为；竖直绝缘弹簧：劲度系数，下端固定于水平地面，上端固定秤盘，弹簧上固定一水平导体杆，导体杆右端点P与直电阻丝接触良好且无摩擦：开关S以及导线若干。（当地重力加速度）实验步骤如下：（1）秤盘中未放被测物前，将导体杆右端点P置于直电阻丝上端a处，秤盘处于静止状态。（2）在弹簧弹性限度内，在秤盘中轻轻放入被测物，待秤盘静止平衡后，导体杆右端点P正好处于直电阻丝下端b处，调节滑动变阻器R使电压表达到满偏。①滑动变阻器R接入电路的阻值为______。 ②电子秤能测量的最大质量为______。③所称量物体的质量m和电压表的示数U的关系为______（选填“线性”；“非线性”）④直流电源使用一段时间后，电动势E不变，内阻略增大。在正常操作后，被测物体质量的测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相同”）。【答案】①.3②.20③.线性④.偏小【解析】【详解】（2）①[1]电压表达到满偏时，电流为滑动变阻器R接入电路阻值为②[2]由平衡关系可得则子秤能测量的最大质量为③[3]所称量物体的质量电压表的示数为联立可得可知所称量物体的质量m和电压表的示数U的关系为线性关系；④[4]电源内阻略增大后，由以上可知当P处于同一位置时，电压表示数变小，则所测物体的质量与真实值相比偏小。四、计算题（本大题共3个小题，共42分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式 和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位。）13.一列沿x轴正方向传播的简谐横波。时刻的波形如图所示，此时波刚好传到处的质点N。质点N此后的振动图像如图乙，求：（1）波的传播速度v；（2）质点M第1次达到波峰的时间t；（3）质点M在内通过的总路程S及位移y。【答案】（1）1m/s；（2）10s；（3）S=52cm，y=-4cm【解析】【详解】（1）由甲图得到波长为8m，由乙图得到周期为8s，故波速（2）x=0m处的波峰传到M点时，质点M第一次到达波峰（3）波速为1m/s，故在4s末，波传播到M点；此后的时间质点Q从平衡位置开始向y轴负方向运动，故其运动的路程为S=×4A=52cm30s时M处于波谷，所以位移为y=-4cm14.如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为，水池深。一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为，当他看到正前下方的点光源A 时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为，水的折射率为，光在真空中传播速度为。（1）画出救生员看到点光源A的光路图；（2）求救生员的眼睛到池边的水平距离x；（3）光从光源A发出到射入人的眼睛所用的时间。（保留两位有效数字）【答案】（1）见解析；（2）1m；（3）【解析】【详解】（1）救生员看到点光源A的光路图（2）由折射率表达式可得则则救生员的眼睛到出射点的水平距离为光源A到出射点的水平距离为 救生员的眼睛到池边的水平距离（3）在空气传播的距离为在空气中的传播时间为由可得光在水中的传播速度为在水中传播的距离为在水中的传播时间为光从光源A发出到射入人的眼睛所用的时间15.如图所示，两条光滑的绝缘导轨，导轨的水平部分足够长并与倾斜部分平滑连接，倾斜导轨与水平面成，导轨间距。倾斜导轨平面存在着垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度，紧贴磁场上方有一质量为，边长为L的正方形导体框，磁场下边缘距水平导轨高度。水平导轨平面存在一竖直向上的磁场，以磁场左边界处为原点建立x轴，随坐标x的变化规律为。紧贴磁场左边界有一质量为，，边长为L的正方形导体框，现静止释放导体框，导体框边离开磁场前已经匀速运动，接着经过光滑圆轨时无机械能损失（其中间距大于L），之后与导体框发生弹性碰撞，碰后立即将导体框取走。重力加速度。求： （1）导体框离开磁场时速度大小；（2）导体框边刚要离开磁场时，导体框两点间的电势差。（3）导体框最终静止时，边的位置坐标？【答案】（1）；（2）；（3）3m【解析】【详解】（1）导体框离开磁场的感应电动势为感应电流为导体框做匀速直线运动，根据力的平衡可得解得（2）导体框边刚要离开磁场时，导体框边切割磁感线产生感应电动势，导体框、、为外阻，根据闭合回路欧姆定律得（3）设导体框到水平导轨时的速度为，根据动能定理得解得导体框与导体框发生弹性碰撞，设碰撞后导体框的速度为，导体框的速度为 ，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得解得设导体框的边的坐标为x，则边的坐标为x+L，设导体框此时速度为，根据随坐标x的变化规律，则边产生的感应电动势为边产生的感应电动势为所以导体框产生的合感应电动势为因此，导体框在导轨中运动可等效为长度为L，电阻为R的导体棒在有竖直方向磁场强度为的导轨上运动，根据法拉第电磁感应定律、闭合回路欧姆定律可得安培力为由于导体框最终静止在导轨上，因此根据动量定理得即即，解得