吉林省公主岭市第五高级中学2023学年物理高二第二学期期末学业水平测试试题（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、如图所示，静止在光滑水平而上的木板，右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量M=3kg，质量m=1kg的铁块以水平速度v0A．铁块和木板最终共同以1m/s的速度向右做匀速直线运动B．运动过程中弹簧的最大弹性势能为3JC．运动过程中铁块与木板因摩擦而产生的热量为3JD．运动过程中铁块对木板的摩擦力对木板先做正功、后做负功2、实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则（

）A．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里3、对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量，为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变．利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n

和v的关系正确的是：A．一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量为B．时间内粒子给器壁S的冲量为C．器壁单位面积所受粒子压力为D．器壁所受的压强大小为4、有一长为L的列车，正以恒定的加速度过铁路桥，桥长为2L，现已知列车车头过桥头的速度为v1，车头过桥尾时的速度为v2，那么，车尾过桥尾时的速度为（）A．3v1-v2B．3v2-v1C．D．5、一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示．下列说法中正确的是A．时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大B．时刻通过线圈的磁通量为0C．时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．每当电流方向变化时，线圈平面就会与中性面垂直6、空间中有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，则下列说法正确的是A．x1处场强大于–x1处场强B．若电子从x1处由静止释放后向x轴负方向运动，到达–x1点时速度为零C．电子在x1处的电势能大于在–x1处的电势能D．x1点的电势比–x1点的电势高二、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、关于原子核中质子和中子的说法，正确的是()A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里，质子数比中子数少C．原子核都是非常稳定的D．由于核力的作用范围是有限的，核力具有饱和性，不可能无节制地增大原子核而仍稳定存在8、变压器的铁芯是利用硅钢片叠压而成的，而不是采用以整块硅钢，这是因为（）A．增大涡流，提高变压器的效率B．减小涡流，提高变压器的效率C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量D．增大铁芯中的电阻，以减小发热量9、如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程A→B、等容过程B→C、等温过程C→A又回到了状态A，则()A．A→B过程气体降温B．B→C过程气体内能增加，可能外界对气体做了功C．C→A过程气体放热D．全部过程气体做功为零10、下列说法正确的是_______A．液体的温度越低.其饱和汽压越小B．酒精灯中的酒精能沿灯芯向上升，这与毛细现象有关C．纳米材料的颗粒半径一定是D．具有各向同性的固体一定是非晶体E.第一类永动机违反了能量守恒定律三、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）现要用伏安法描绘一只标值为“2.5V，0.6W”小灯泡的I-U图线，有下列器材供选用：A．电压表（0～3V，内阻3kΩ；0～15V，内阻约为10kΩ）B．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω；0～3A，内阻约为0.1Ω）C．滑动变阻器（10Ω，2A）D．滑动变阻器（100Ω，1.0A）E．蓄电池（电动势6V，内阻不计）(1)为了减小测量误差，图甲中的S1应接_____（填“M”或“N”），滑动变阻器应选用___________（用序号字母表示）．(2)根据你选择的电路，用笔画线代替导线在图乙中将实物连接成实验所需电路图___________.(3)开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应该置于_____端（选填“A”、“B”或“AB正中间”）．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数变化明显，但电流表示数始终为0，则电路故障为_____．12．（12分）如图所示为验证动量守恒的实验装置示意图．若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为则______A.

C.

为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是______填下列对应的字母A.直尺

游标卡尺

天平

弹簧秤

秒表设入射小球的质量为，被碰小球的质量为为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式用、及图中字母表示______成立，即表示碰撞中动量守恒．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）如图所示，玻璃管粗细均匀（粗细课忽略不计），竖直管两封闭端内理想气体长分别为上端30cm、下端27cm，中间水银柱长10cm．在竖直管中间接一水平玻璃管，右端开口与大气相通，用光滑活塞封闭5cm长水银柱．大气压p0=75cmHg．（1）求活塞上不施加外力时两封闭气体的压强各为多少？（2）现用外力缓慢推活塞恰好将水平管中水银全部推入竖直管中，求这时上下两部分气体的长度各为多少？14．（16分）如图所示，半径为R的四分之三圆周CED，O为圆心，A为CD的中点，在OCEDO内充满垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为B.一群相同的带正电粒子以相同的速率从AC部分垂直于AC射向磁场区域，沿半径OD放置一粒子吸收板，所有射在板上的粒子均被完全吸收．已知粒子的质量为m，电量为q，速率v＝，假设粒子不会相遇，忽略粒子间的相互作用，不考虑粒子的重力．求：(1)粒子在磁场中的运动半径；(2)粒子在磁场中运动的最短和最长时间；(3)吸收板上有粒子击中的长度．15．（12分）人的眼球可简化为如图所示的模型，折射率相同、半径不同的两个球体共轴，平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点。取球体的折射率为2，且，求光线的会聚角示意图未按比例画出

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】

A.设最终铁块与木板速度相同时共同速度大小为v，铁块相对木板向右运动时，滑行的最大路程为L，滑动摩擦力大小为f。取向右为正方向，根据系统动量守恒可知：m得v=1方向向右，所以铁块和木块最终共同以1m/s的速度向右做匀速直线运动，故A项与题意不相符；B.铁块相对于木板向右时，当铁块与木板的速度相同时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律知此时两者的速度也为v=1m/s，根据能量守恒定律，铁块相对于木板向右运动过程有1铁块相对于木板运动的整个过程有12联立解得弹簧的最大弹性势能EP=3J．fL=3J故B项与题意不相符；C.由功能关系知：运动过程中铁块与木板因摩擦而产生的热量Q=2fL=6J故C项与题意相符；D.木板始终向右运动，受到铁块的摩擦力先向右后向左，故摩擦力对木板先做正功后做负功，故D项与题意不相符。2、D【答案解析】

静止的核发生衰变（）由内力作用，满足动量守恒，则新核和电子的动量等大反向，垂直射入匀强磁场后均做匀速圆周运动，由可知，则两个新核的运动半径与电量成反比，即，则新核为小圆，电子为大圆；而新核带正电，电子带负电，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，选项D正确．3、B【答案解析】

A．一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量如图所示故A错误；B．以器壁上面积为S的部分为底、为高构成柱体，由题设可知，其内有的粒子在时间内与器壁上面积为S的部分发生碰撞，碰撞粒子总数时间内粒子给器壁的冲量故B错误；C．器壁上面积为S的部分受到粒子的压力故C正确；D．则器壁单位面积所受粒子的压力，故D错误。故选C.4、C【答案解析】

列车车头过桥头到车头过桥尾有：车头过桥尾到车尾过桥尾有：由以上两式可得，．综上所述本题答案是：C5、C【答案解析】

A.由图t1时刻，感应电动势为最大值，通过线圈的磁通量为零，故A错误；B.t2时刻感应电动势为零，线圈通过中性面时，磁通量最大，故B错误；C.t3时刻感应电动势最大，由法拉第电磁感电动势可知，此时通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大，故C正确；D.每当电流转换方向时，线圈与磁场垂直，故D错误．故选C。点晴：矩形线圈中产生正弦式电流，当线圈通过中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，电动势方向发生改变．而当线圈与磁场平行时，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大．6、B【答案解析】

由图象可知，x1处场强与–x1处场强等大反向，A错误；沿电场强度方向电势降低，则电子从x1处由静止释放后，到O点过程，逆着电场线方向，电势一直升高，过O点后，沿着电场线方向，电势一直降低，电子在O点电势最高，电势能最小，动能最大，由对称性可知电子在x1处与–x1处电势相等，电势能相等，动能相等，到达–x1点时速度为零，B正确，CD错误．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、BD【答案解析】原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是在原子序数越大的原子核中，中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子核稳定，故A、B、C错．又由于核力是短程力及饱和性的特点，使原子核不可能无节制的增大，故D正确．8、BD【答案解析】不是采用一整块硅钢的原因是涡电流小了,在变压器上消耗的电流就小了,输出的功率就高了，所以增大铁芯中的电阻，以减小发热量，BD对；9、AC【答案解析】A→B过程是绝热过程，Q=0，体积变大，气体对外做功，W<0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，得ΔU<0，内能减小，温度降低，故A正确；B→C过程中，气体体积不变，根据查理定律，压强增加，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，体积不变不做功W=0，气体吸热，故B错误；C→A过程是等温变化，内能不变ΔU=0，体积减小，外界对气体做功W>0，根据热力学第一定律得Q<0，气体放热，C正确；全部过程分三个过程，A到B气体对外做功W1<0，B到C不做功，C到A外界对气体做功W2>0，根据p-V图象中，图线与坐标轴围成的图形的面积等于所做的到B做功小于【答案点睛】根据图象判断出气体体积如何变化，从而判断出气体做功情况，再应用热力学第一定律与题目所给条件即可正确解题；要知道：温度是分子平均动能的标志，理想气体内能由问题温度决定．10、ABE【答案解析】

A．同一种液体的饱和蒸汽压仅仅与温度有关，液体的温度越低，其饱和汽压越小．故A正确．B．酒精沿灯芯向上升的现象与毛细现象有关，故B正确．C．纳米材料的颗粒半径的数量级是nm，不一定就是1nm，故C错误．D．物理性质表现为各向同性的固体不一定是非晶体，也有可能是多晶体．故D错误．E．第一类永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故E正确．故选ABE．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、MCA小灯泡的灯丝烧断了【答案解析】

（1）灯泡正常发光的电阻，由于，所以测量小电阻，电流表选择外接法，图甲中的S1应接M．观察甲图的实验电路，滑动变阻器为分压式，所以滑动变阻器选择阻值较小的C．（2）注意滑动变阻器分压式接入，下端两个接线柱与电源接通，上端接线柱接被测电阻，根据灯泡额定电压和额定电流，电压表选择量程，电流表选择量程．实物连接如图所示．（3）开关闭合前，小灯泡的电压要从0开始调节，一开始电流应该最小，即灯泡被短路，滑片应该置于A端．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数变化明显，说明电压表和电源的电路连接是通路，电流表示数等于0，说明电流的那一段出现了断路，而电压表并联的用电器是小灯泡，所以小灯泡断路．12、(1)C(2)AC(3)【答案解析】

（1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量．为了使两球发生正碰，两小球的半径相同；（2）两球做平抛运动，由于高度相等，则平抛的时间相等，水平位移与初速度成正比，把平抛的时间作为时间单位，小球的水平位移可替代平抛运动的初速度．将需要验证的关系速度用水平位移替代．【题目详解】（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2

在碰撞过程中动能守恒故有m1v02=m1v12+m2v22

解得v1=v0

要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1-m2＞0，m1＞m2，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，r1=r2，故选C

（2）P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度v1＝；碰撞后入射小球的速度v2＝；碰撞后被碰小球的速度v3＝；若m1v1=m2v3+m1v2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，代入数据得：m1=m1+m2，所以需要测量质量和水平位移，用到的仪器是直尺、天平；故选AC．（3）若关系式m1=m1+m2成立，即表示碰撞中动量守恒．【答案点睛】本题是运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证．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）活塞上不施加外力时两封闭气体的压强各为70cmHg、80cmHg．（2）上下两部分气体的长度各为28cm、24cm．【答案解析】解：（1）上端封闭气体的压强：P上=P0﹣Ph=75﹣5=70cmHg，下端封闭气体的压强：P下=P0+Ph=75+5=80cmHg；（2）设玻璃管横