2023学年上海市奉城高级中学物理高二第二学期期末联考模拟试题（含解析）

2023学年高二下学期物理期末模拟测试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，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。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、暴雪导致高压线上冻起厚厚的冰，会使电线负重增大而断裂，有人想出通过增大输电线上损耗功率进行融冰的方案。假设原输电电流是100A，当输送功率保持不变，为使输电线上损耗的功率增大为原来的4倍，则输电电流应变为（）A．25A B．50A C．200A D．400A2、如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M=3kg的足够长薄板和一质量为m的物块分别以大小v=4m/s的初速度向左、向右运动，它们之间有摩擦。当薄板的速度大小为2.4m/s且方向向左时，物块的速度大小为v′=0.8m/s，方向向左，则物块的质量为A．1kg B．2kg C．0.8kg D．1.6k3、氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中(

)A．原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大B．原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小C．原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能减小D．原子要吸收光子,电子的动能减小,原子的电势能增大4、如图所示是氢原子四个能级的示意图，当氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射一定频率的光子，以下说法不正确的是()A．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子动能增大B．用能量为11.0eV的电子轰击基态氢原子能使其跃迁到更高能级C．n=4能级的氢原子自发跃迁时，辐射光子的能量最大为12.75eVD．一个处于n=3能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出三种不同频率的光子5、把一电热器接到100V的直流电源上，在t时间内产生的热量为Q，若将它分别接到和的交流电源上，仍要产生热量Q，则所需时间分别是（）A．t和2t B．t和t C．2t和2t D．2t和8t6、下列说法中正确的是A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均增大C．当分子间距离增大时，分子势能一定增大D．物体的内能变化，它的温度并不一定发生变化二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，用一根粗细均匀的电阻丝制成形状相同、大小不同的甲、乙两个单匝闭合矩形线框。甲对应边的长度是乙的两倍，二者底边距离匀强磁场上边界高度h相同，磁场方向垂直纸面向里，匀强磁场的宽度d足够大。不计空气阻力，适当调整高度h，将二者由静止同时释放，甲进入匀强磁场的整个过程经过了t1时间，速度恒定，线框中产生的焦耳热为Q1；乙进入磁场的整个过程经过了t2时间，线框中产生的焦耳热为Q2；甲、乙两线框在进入磁场过程中的某时刻所受到的安培力分别是F1和F2，线框中感应电动势分别是E1和E2，线框在向下运动过程中始终在同一竖直平面内，上下两边始终水平，则以下结论中正确的是（）A．t1=t2 B．E1=4E2 C．F1=2F2 D．Q1=4Q28、一对等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平面上（图中未画出），以其连线的中点O为坐标原点、中垂线为x轴建立平面直角坐标系。一带电小球自x轴上坐标为x1的点左侧某处由静止释放，小球受到的电场力F随位置x的变化关系如图所示，x1、x2、x3、x4分别为x轴上的4个位置，小球产生的电场忽略不计，则以下说法正确的是（）A．小球带正电B．沿x轴从x1处到O点，电势先升高后降低C．小球从x1处到x4处的运动过程中，其动能与电势能之和保持不变D．小球由x3处运动到x4处过程中动能变化量等于图中的阴影面积9、如图所示，在一粗糙的水平面上有两个质量均为m的木块A和B，中间用一个原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数均为μ，现用一水平力向右推木块A，当两木块一起匀速运动时，撤去外力，则下列说法正确的是A．撤掉外力时两木块相距()B．撤掉外力后两木块即一起做匀减速运动C．撤掉外力后，木块A做匀减速运动，木块B做匀加速运动D．撤掉外力时木块A的加速度较大10、分别用波长为和的光照射同一种金属,产生的光电子最大速度之比为2∶1,普朗克常量和真空中光速分别用和表示,那么下列说法正确的有()A．该种金属的逸出功为B．该种金属的逸出功为C．波长超过的光都不能使该金属发生光电效应D．波长超过的光都不能使该金属发生光电效应三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）伽利略在《两种新科学的对话》一书中，提出猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还用实验验证了该猜想．某小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动．实验操作步骤如下：①让滑块从距离挡板s处由静止沿倾角为θ的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，让水箱中的水流到量筒中；②当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(假设水流均匀稳定)；③记录下量筒收集的水量V；④改变s，重复以上操作；⑤将测得的数据记录在表格中．次数123456s/m4.53.93.02.11.50.9V/mL9084625240(1)该实验用量筒中收集的水量来表示________．A．水箱中水的体积B．水从水箱中流出的速度C．滑块下滑的时间D．滑块下滑的位移(2)某同学漏填了第3组数据中量筒收集的水量V，若实验正常，你估计V＝________mL；若保持下滑的距离s、倾角θ不变，增大滑块的质量，水量V将________(填“增大”“不变”或“减小”)；若保持下滑的距离s、滑块质量不变，增大倾角θ，水量V将________(填“增大”“不变”或“减小”)．(3)下列说法中不属于该实验误差来源的是________．A．水从水箱中流出不够稳定B．滑块开始下滑和开始流水不同步C．选用的斜面不够光滑D．选用了内径较大的量筒12．（12分）利用图示装置可以做力学中的许多实验。（1）利用此装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，打出的一条纸带，其局部放大如下右图所示。则D点的读数是_____cm，D点的速度大小为_____m/s。（2）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，小车已平衡摩擦力的判断依据是_____A．通过认真观察小车在长木板上的运动是匀速直线运动B．小车可在长木板上任意位置静止C．测量纸带上各打点之间的距离是均匀的（3）在“探究功与速度变化的关系”的实验中，先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，这样做的目的是_____A．避免小车在运动过程中发生抖动B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）质谱分析仪中，为解决带电粒子速度方向的发散问题，常使用准直管和偏转电场的小孔相配合的方式。如图甲所示的质谱分析仪中，离子源A产生的初速为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管，从中轴线上的O点垂直射入匀强偏转电场，偏转后通过极板MN上的小孔S离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边界O′P进入扇形匀强磁场区域O′PQ。质量为m的正离子恰好能够垂直打在O′Q的中点S1处，已知MO=d，MS=2d，O′T=R，∠PO′Q=90°。（忽略粒子所受重力）求：（1）正离子到达O点的动能；（2）偏转电场场强E0的大小以及MN与O′P的夹角；（3）扇形匀强磁场区域的磁感应强度B的大小；（4）能打在O′Q上的正离子的质量mx的范围；14．（16分）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R．以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．（1）放射性原子核用表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程．（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．（3）设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损△m．15．（12分）一个静止的铀核（原子质量为232.0372u）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核（原子质量为228.0287u）．（已知1u相当于931.5MeV的能量）（1）写出铀核的衰变反应方程（2）算出该衰变反应中释放出的核能（3）若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？

2023学年模拟测试卷参考答案（含详细解析）一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【答案解析】

输电线上损耗的功率P＝I2r，如果想损耗的功率增大为原来的4倍，则电流需要增加为原来的两倍；A.25A，与结论不相符，选项A错误；B.50A，与结论不相符，选项B错误；C.200A，与结论相符，选项C正确；D.400A，与结论不相符，选项D错误；2、A【答案解析】

设向左为正方向，根据动量守恒定律列式求解.【题目详解】设向左为正方向，由动量守恒定律可知：，即，解得m=1kg，故选A.3、D【答案解析】

从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中，原子要吸收光子，能级增大，总能量增大，根据知，电子的动能减小，则电势能增大。A.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，与结论不相符，选项A错误；B.原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，与结论不相符，选项B错误；C.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，与结论不相符，选项C错误；D.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，与结论相符，选项D正确。4、D【答案解析】

氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据，可得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子能量减小，则氢原子电势能减小，故A正确；用能量为11.0eV的电子轰击，氢原子吸收的能量可能等于基态与其它能级间的能级差，可使处于基态的氢原子跃迁到更高能级，故B正确；根据玻尔理论得知，n=4能级直接跃迁到基态放出的光子能量最大，最大能量为Emax=E4-E1=-0.85eV-（-13.6）eV=12.75eV，故C正确；一个处于n=3能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出两种不同频率的光子，故D错误．5、D【答案解析】

设电热器的电阻为R.当电热器接在U=100V的直流电源上时，Q=t当电热器改接到交流电源1上时，Q=根据Um1=100V解得t′=2t.当电热器改接到交流电源2上时，Q=根据Um2=50V解得t″=8t.故选D.6、D【答案解析】

布朗运动是固体小颗粒的无规运动，故A错；分子间的引力和斥力均是随分子间距的增大而减小的，故B错；而分子势能随分子间距也不是一种直接的正向变化关系，故C错；影响内能的因素不仅有温度，还有体积，物质的量这些个因素．故D正确．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、CD【答案解析】

A．根据机械能守恒得线框刚进入磁场时的速度为v，根据机械能守恒定律mgh=12mv2，解得：v=2gh，进入磁场时速度相同。设甲底边长为2L，高为2b，电阻为2R，质量为2m，对甲：根据E1＝2BLv，I1=E12R=BLvRB．感应电动势E1=2EC、F1＝2mgD、由Q＝I2R总8、CD【答案解析】

A.由于一对等量同种点电荷的电性不知道，无法确定小球的电性，故A错误；B.由于一对等量同种点电荷的电性不知道，无法确定电势的高低，故B错误；C.等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平面上，所以小球在运动过程中仅受电场力作用，小球从x1处到x4处的运动过程中，其动能与电势能之和保持不变，故C正确；D.F﹣x图象与坐标轴围成的面积表示电场力做的功，根据动能定理可知△Ek＝W电，所以小球由x3运动到x4过程的动能变化量对应图中的阴影面积，故D正确。9、AD【答案解析】本题考查的是力与运动的关系，当两木块一起匀速运动时，对A物体，F-μmg-T=0，T为弹簧的弹力，对B物体，-μmg+T=0；此时两木块相距()，A正确；撤去外力F时，A的加速度较大(μmg+T)/m，B的加速度为零，D正确；撤去外力后A物体先做加速度变小的减速运动，随着T的减小B物体也减速运动，但不是匀减速，BC均错误；10、AD【答案解析】

根据爱因斯坦光电效应方程，mv02＝hγ−W0，结合γ＝，并依据发生光电效应现象的条件，即可求解．【题目详解】由题意可知，由爱因斯坦光电效应方程，mv02＝hγ−W0，与γ＝，可列出两个方程，即为mv02＝h−W0；mv0′2＝h−W0；由于v0=2v0′，解得：，故A正确，B错误；根据发生光电效应现象的条件，，即λ0≤3λ，即可发生光电效应现象，故C错误，D正确，故选AD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、C75(74～76均算正确)不变减小C【答案解析】

(1)因为水是均匀稳定地流出，所以流出的水的体积与时间成正比，所以该实验用量筒中收集的水量表示滑块下滑的时间，选项C正确，选项ABD错误．(2)滑块做初速度为零的匀加速直线运动，位移与时间的二次方成正比，而流出的水的体积与时间成正比，故位移与流出的水的体积的二次方成正比，即s＝kV2，由表中数据可得，V3＝75mL．对滑块由牛顿第二定律得，mgsinθ－μmgcosθ＝ma，a＝gsinθ－μgcosθ，若保持下滑的距离s、倾角θ不变，增大滑块的质量，滑块的加速度不变，滑块下滑所用的时间不变，水量V不变．若保持下滑的距离s、滑块的质量不变，增大倾角θ，滑块的加速度增大，滑块下滑所用的时间减少，水量V减少．(3)本实验的误差主要来源：水从水箱中流出不稳定，滑块开始下滑与水开始流动不同时，选用了内径较大的量筒．选用的斜面不够光滑并不影响实验结果，选项C正确，选项ABD错误．12、6.17（±0.02均可）0.53（±0.01均可）CD【答案解析】

(1)图中显示有三个点，其中D点的刻度对应为6.17cm，D点的速度用前后两点之间的平均速度代替，即为vD(2)平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故选项A、B错误，C正确；(3)在“探究功与速度变化的关系”的实验中，先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，这样做的目的是可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力，以致于运动后小车所受的合力不变，故选项A、C、B错误，D正确。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）（2）；45°（3）（4）【答案解析】

（1）动能定理得（2）正离子被电压为U0的加速电场加速后速度设为v1，对正离子的加速过程应用动能定理有：正离子垂直射入匀强偏转电场，作类平抛运动，加速度设为a，垂直电场方向匀速运动：，沿场强方向匀加速运动：，又由速度方向关系可得：解得θ=45°电场强度（3）正离子进入磁场时的速度大小为：，正离子在匀强磁场中作匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力：，解得扇形匀强磁场区域的磁感应强度B的大小：（4）打在O′Q上正离子的轨迹范围如图所示，由解得最大半径，同时可得最小半径为再根据，由，解得。14、（1）放射性原子核用表示，新核的元素符号用Y表示，则该α衰变的核反应方程为；（2）α粒子的圆周运动