2023学年湖北省武汉第二中学高二物理第二学期期末考试试题（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．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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、用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面I、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则A． B．C． D．2、关于热力学定律,下列说法中正确的是（）A．做功和热传递在改变内能的方式上是不同的B．只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的内能全部转化为机械能C．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行D．热量只能从高温物体传到低温物体,不能从低温物体传到高温物体3、如图1所示，一束光线从玻璃射向空气，入射角为45°．已知该束光从玻璃射向空气时的临界角为42°，下列四幅光路图中正确的是（）A．B．C．D．4、如图是描述原子核核子的平均质量与原子序数Z的关系曲线，由图可知（）A．原子核A分裂成原子核B和C时质量增加B．原子核A的比结合能比原子核C的比结合能大C．原子核D和E结合成原子核F一定释放能量D．原子核A的结合能一定比原子核C的结合能小5、关于做简谐运动的单摆，下列说法正确的是（）A．单摆经过平衡位置时合力为零B．摆角小于5°时，摆球合力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比C．只有在最高点时，回复力才等于重力和摆线拉力的合力D．摆球在任意位置处，回复力都不等于重力和摆线拉力的合力6、如图所示，用粗细均匀的同种金属导线制成的两个正方形单匝线圈a、b，垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，a的边长为L，b的边长为2L。当磁感应强度均匀增加时，不考虑线圈a、b之间的影响，下列说法正确的是（）A．线圈a、b中感应电动势之比为E1∶E2＝1∶2B．线圈a、b中的感应电流之比为I1∶I2＝1∶2C．相同时间内，线圈a、b中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝1∶4D．相同时间内，通过线圈a、b某截面的电荷量之比q1∶q2＝1∶4二、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、一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其图象如图所示，下列判断正确的是（）A．过程bc中气体既不吸热也不放热B．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小8、如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则（）A．b对c的摩擦力一定减小B．b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C．地面对c的摩擦力方向一定向右D．地面对c的摩擦力一定减小9、如图所示，长度为0.55m的圆筒竖直放在水平地面上，在圆筒正上方距其上端1.25m处有一小球(可视为质点).在由静止释放小球的同时，将圆筒竖直向上抛出，结果在圆筒落地前的瞬间，小球在圆筒内运动而没有落地，则圆筒上抛的速度大小可能为(空气阻力不计，取g＝10m/s2)()A．2.3m/sB．2.6m/sC．2.9m/sD．3.2m/s10、如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于粗糙水平面上．A、B质量分别为mA＝4kg、mB＝4kg，A、B之间的动摩擦因数μ4＝4．4，B与水平面之间的动摩擦因数μ2＝4．45．t=4时F＝4．5N，此后逐渐增加，在增大到46N的过程中，则下列说法正确的是（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）A．图甲中，t=4时，两物体均保持静止状态B．图甲中，拉力达到4．5N时，两物体仍无相对滑动C．图乙中，t=4时，两物体均保持静止状态D．图乙中，拉力作用时间内，两物体始终没有出现相对滑动三、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）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空：（1）上述步骤中，正确的顺序是____________。（填写步骤前面的数字）（2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得l

cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为_________m。（结果保留l位有效数字）（3）某同学做完实验后，发现自己所测的分子直径明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开C．计算油膜面积时，将不完整的方格均视为完整方格处理D．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化12．（12分）利用图（a）所示的电路测量电源的电动势和内阻。图（a）中的电流传感器和电压传感器均相当于理想电表，Rx为阻值未知的定值电阻。调节滑动变阻器R的滑动端到某个位置，闭合开关S1，再将开关S2分别接通电路中的c、d两点，由传感器采集电流、电压；重复以上过程，采集多组电流、电压数值，通过计算机绘制出两条图象如图（b）所示。回答下列问题：（1）图（a）中，开关闭合前，滑动变阻器R的滑动端应置于______端（选填“a”或“b”）。（2）根据图（b）可得电源的电动势E=________V，内阻r=________Ω，定值电阻的阻值Rx=_____________Ω（均保留2位有效数字）。（3）两图线交点的纵、横坐标之积可以表示______________。（填正确答案标号）A．电源的输出功率B．滑动变阻器R消耗的电功率C．定值电阻Rx消耗的电功率D．电源内阻消耗的电功率四、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）玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动视为经典力学描述下的轨道运动．他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动．已知电子质量为m，元电荷为e，静电力常量为k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1．（1）氢原子处于基态时，电子绕原子核运动，可等效为环形电流，求此等效电流值．（2）氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和．已知当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中离场源电荷q为r处的各点的电势．求处于基态的氢原子的能量．（3）处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，形成氢光谱．氢光谱线的波长可以用下面的巴耳末—里德伯公式来表示n，k分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数．k=1，2，3，……对于每一个k，有n=k+1，k+2，k+3，……R称为里德伯常量，是一个已知量．对于的一系列谱线其波长处在紫外线区，称为赖曼系；的一系列谱线其波长处在可见光区，称为巴耳末系．用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验，当用赖曼系波长最短的光照射时，遏止电压的大小为U1；当用巴耳末系波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U2．真空中的光速为．求：普朗克常量和该种金属的逸出功．14．（16分）如图甲所示，定滑轮上绕一细线，线的一端系一质量为M的重物，另一端系一质量为m的金属棒。金属棒ab放在两根间距为L的足够长的光滑平行金属导轨上，导轨与水平方向的夹角为θ，在两导轨底端之间连接有阻值为R的电阻，导轨和金属棒的电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直向上。开始时金属杆置于导轨下端，将重物由静止释放，重物最终能匀速下降，运动过程中金属杆始终与两导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g。（1）求重物匀速下降时的速度大小；（2）当M匀速运动时，突然剪断细线，金属棒继续沿导轨向上运动，当滑行了一段距离s后达到最高点，求此过程中电阻R上产生的焦耳热；（3）对一定的磁感应强度B，重物取不同的质量M，测出相应的重物做匀速下降运动时的v值，得到实验图线如图乙所示，图中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线。试根据实验结果计算比值。15．（12分）如图甲所示，倾角为θ的传送带（由电动机带动）以恒定速率逆时针运行，现将一质量m＝2kg的小物体轻轻放在传送带的A端，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，2s末物体到达B端，取沿传送带向下为正方向，g＝10m/s2，求：（1）小物体在传送带A、B两端间运动的平均速度v；（2）物体与传送带间的动摩擦因数μ，传送带的倾角θ；（3）2s内物体机械能的减少量△E及电动机因传送物体而多消耗的电能E．

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、D【答案解析】

对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知，，。解得，由牛顿第三定律知，故D正确2、A【答案解析】

A．做功和热传递在改变内能的方式上是不同的，做功是其余能与内能的转化，热传递是内能的转移，A正确；B．根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热而全部转化为机械能，即热机的效率不可能达到100%，B错误；C．热力学第二定律告诉我们，一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，故满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发进行，如热量不会自发地由低温物体向高温物体传递，C错误；D．根据热力学第二定律知，热量可以自发地由高温物体传到低温物体，不能自发地由低温物体传到高温物体．电冰箱能制冷是在压缩机做功的情况下热量才由低温物体传到高温物体，热量不是自发地由低温物体传到高温物体，D错误．故选A.3、A【答案解析】

玻璃的临界角为C=42°．由图光线从玻璃射入空气时入射角为i=45°＞C，所以光线将在玻璃与空气的界面上发生全反射，光线全部反射回玻璃．A．该图与结论相符，选项A正确；B．该图与就结论不相符，选项B错误；C．该图与就结论不相符，选项C错误；D．该图与就结论不相符，选项D错误；故选A．4、C【答案解析】

A.A核裂变成B和C的反应过程中核子的平均质量减小，即出现质量亏损，故A错误；B.原子核A比原子核C的核子平均质量大，原子核C比原子核A更稳定，故原子核A的比结合能比原子核C的比结合能小，故B错误；C.核反应过程中核子平均质量减小，出现质量亏损，释放能量，故C正确；D.原子核A的原子序数大于原子核C的原子序数，即原子核A的结合能大于原子核C的结合能，故D错误.5、C【答案解析】

摆球通过平衡位置时，所受回复力为零，由于具有向心加速度，所受的合力指向悬点，不为零，故A错误；摆角很小时，摆球所受回复力的大小跟摆球对平衡位置的位移大小成正比，而不是合力的大小跟摆球对平衡位置的位移大小成正比，故B错误；摆球所受回复力是重力沿切线方向的分力，重力的另一个分力与摆线对摆球的拉力的合力提供向心力，而向心力指向悬点，根据牛顿第二定律可知：摆球在最大位移处时，速度为零，向心加速度为零，回复力才等于重力和摆线拉力的合力；重力的另一个分力等于摆线对摆球的拉力，在其他位置时，重力的另一个分力小于摆线对摆球的拉力，故C正确，D错误。故选C。6、B【答案解析】

A．根据法拉第电磁感应定律可知而S=l2，因此电动势之比为1：4，故A错误。

B．线圈中电阻其中S0为横截面积，l为边长，故电阻之比为1：2，由欧姆定律可知则电流之比为1：2，故B正确。

C．焦耳定律Q=I2Rt电流之比为1：2，电阻之比为1：2；则相同时间内焦耳热之比为1：8，故C错误。

D．根据可知△Φ=BS=Bl2故电荷量之比为1：2，故D错误。

故选B。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】

A.过程bc，温度不变，内能不变，但压强降低，体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律，气体会吸热，故A错误；B.由图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知,体积增大，状态气体的分子数密度不同，b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同,故B正确。C.由图象可知，ca过程气体压强不变,温度降低由盖•吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功W>0，气体温度降低，内能减少ΔU<0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，ca过程中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故C错误;D.由图象可知，a状态温度最低，a分子平均动能最小，a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小，故D正确8、BD【答案解析】

AB．若开始时Ga>Gbsinθ，则b受到c的摩擦力沿斜面向下，大小为Ff=Ga-Gbsinθ，根据牛顿第三定律，b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上；随着Ga的减小，则b受的摩擦力先减小然后反方向增大，方向先沿斜面向下然后变为沿斜面向上，b对c的摩擦力先减小然后反方向增大，方向先沿斜面向上然后变为沿斜面向下；故A错误，B正确。CD．以bc整体为研究对象，分析受力如图，根据平衡条件得知：地面对c的摩擦力f=Fcosθ=Gacosθ，方向水平向左，在a中的沙子缓慢流出的过程中，随着Ga的减小，地面对c的摩擦力f在减小，故C错误，D正确。9、BC【答案解析】小球落地的时间为t1=2(l+h)g=2(1.25+0.55)10s=0.6s；若此时圆筒刚好落地，则圆筒抛出的速度v1=g10、ACD【答案解析】试题分析:A与B之间的最大静擦力：f4=μ4mAg=4N,B与地面的最大静摩擦力为f5=μ5（mA+mB）g=5．5N,A、B、图甲中，F<5．5N时，两物体均静止，F>5．5N时，两物体一起滑动；而当时，即F4=4．455N，则F>4．455N时两者相对滑动，故A正确，B错误．C、D、图乙中，t=4时F=4．5N<f5,则两物体相对静止，而当时，即时，两者相对滑动，故C、D均正确．故选ACD．考点：考查牛顿第二定律．【名师点睛】同属于牛顿第定律的临界问题，是判定最小拉力和最大拉力出现的条件，对物体运动来说匀速是受力最小的状态，而加度是受力最大的状态，且加速度越大受力越大．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、④①②⑤③5×10-10AB【答案解析】

第一空.“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积v＝V/N（题中的④）→准备浅水盘（①）→形成油膜（②）→描绘油膜边缘（⑤）→测量油膜面积（③）→计算分子直径（③），则正确的顺序是④①②⑤③；

第二空.计算步骤：先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例=，再计算油膜面积，最后计算分子直径=＝5×10−10m．第三空.根据d=V/S，则有：

A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则计算时所用体积数值偏大，会导致计算结果偏大，故A正确；

B.水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故B正确；C.计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则计算所用的面积S偏大，会导致计算结果偏小，故C错误；D.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D错误.12、a6.0(5.8-6.2均正确)0.50(0.40-0.60均正确)(4.4-4.6均正确)BC【答案解析】

（1）[1]为了电路安全，开关闭合前，滑动变阻器R的滑动端应置于电阻最大处，也就是a端。[2][3][4]S2接d端时是测知的定值电阻Rx的电路，其U-I图像是一个过原点的倾斜直线，斜率是电阻Rx，所以RS2接c端时是一个测电源电动势和内阻的电路，由闭合电路欧姆定律得：U=E-I(所以其U-I图中与纵轴的截距是电势电动势，如图所示，可知电源电动势E=6.0V斜率的大小k=(r+内阻r=k-Rx=0.40Ω[6]两图线交点的纵、横坐标是滑动变阻器和定值电阻两端电压和通过电流，所以两图线交点的纵、横坐标之积可以表示滑动变阻器R消耗的电功率和值电阻Rx消耗的电功率，故BC正确；纵坐标不是路端电压，也不是内电压，所以两图线交点的纵、横坐标之积不能表示电源的输出功率和电源内阻消耗的电功率，故AD错误。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）（3）【答案解析】

（1）电子绕原子核做匀速圆周运动：解得电子绕原子核运动的等效电流（2）处于基态的氢原子的电子的动能取无穷远处电势为零，距氢原子核为r处的电势处于基态的氢原子的电势能所以，处于基态的氢原子的能量（3