河南省许昌市、洛阳市2023学年物理高二下期末监测试题（含解析）

2023学年高二下学期物理期末模拟测试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、下列电磁波中频率最高的是A．红外线 B．γ射线 C．紫外线 D．无线电波2、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．固体不容易被压缩是因为分子间只存在斥力C．内燃机可以把内能全部转化为机械能D．给物体加热，物体的内能不一定增加3、如图甲所示，两条平行虚线间存在方向与纸面垂直的匀强磁场，一边长为0.2m、总电阻为0.1Ω的正三角形导线框abc位于纸面内且bc边与磁场边界垂直。已知导线框始终向右做匀速直线运动，bc边在t＝0时刻进入磁场，线框中感应电流随时间变化的图线如图乙所示，规定顺时针方向为感应电流的正方向。下列说法正确的是（）A．磁感应强度方向垂直纸面向里B．匀强磁场的磁感应强度大小为0.1TC．导线框运动的速度大小为0.2m/sD．导线框运动过程中受到最大安培力大小为0.15N4、一束单色光照射到空气与水的界面，下列光路可能发生的是（）A． B．C． D．5、在如图所示的交流电路中，理想变压器输入电压为u1＝U1msinl00πtV，输入功率为P1，输出功率为P2，电压表读数为U2，各交流电表均为理想电表．由此可知A．灯泡中电流方向每秒钟改变50次B．变压器原、副线圈的匝数比为U1m：U2C．当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，电压表读数不变，电流表读数增大D．当滑动变阻器R的滑动头向上移动时，P1变大，且始终有P1＝P26、放射性元素电源应用空间比较广泛，大多用在军事或航天领域。其工作原理是放射性元素发射的射线或射线被与射线发生相互作用的物质吸收，将射线的能量转换为内能，然后再将内能转换为电能。为了防止放射性元素对外界环境造成影响，放射性元素电源的外层应有防护层。下表为三种不同放射性元素的相关参数：放射性元素发射的射线放射性元素的半衰期270天24天89.6年由以上参数分析，下列说法正确的是（）A．发射出的粒子电荷量少，因此由该元素制成的电源使用时间最长，保护层的材料应比较厚B．的半衰期最长，因此由该元素制成的电源使用时间最长，保护层的材料应比较薄C．1000个核经过48天，剩余250个核D．放射性元素在发生衰变时，由于放出能量，衰变后的质量数减少二、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，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动.若两球质量之比mA∶mB＝2∶1，那么关于A、B两球的下列说法中正确的是()A．A、B两球受到的向心力之比为2∶1B．A、B两球角速度之比为1∶1C．A、B两球运动半径之比为1∶2D．A、B两球向心加速度之比为1∶28、下列说法正确的是A．物体的温度升高，物体内每个分子的动能都会变大B．气体从外界吸收热量，气体的内能可能保持不变C．晶体均有固定的熔点，但未必有规则的形状D．第二类永动机不可能制成的根本原因，在于其违反了能量守恒定律E.露珠呈球形是因为液体的表面张力的作用9、如图，一定质量的理想气体从状态A依次经过B、C和D后再回到状态A，其中A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程。若气体在A→B过程与外界交换100kJ的热量,在B→C过程中气体做功120kJ，在C→D过程中与外界交换50kJ的热量。则A．A→B过程，气体对外界做功100kJB．B→C过程，气体内能增加120kJC．C→D过程，外界对气体做功50kJD．整个过程，气体对外界做功为270kJ10、如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻．一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则（不计导轨电阻）（）A．通过电阻R的电流方向为B．a、b两点间的电压为BLvC．a端电势比b端高D．外力F做的功等于电阻R上发出的焦耳热三、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）某同学在探究合外力一定，物体的加速度与质量的关系时，采用图甲所示的装置及数字化信息系统获得了小车的加速度a与小车质量M（包括所放砝码及传感器的质量）的对应关系图象，如图乙所示。实验中所挂钩码的质量用m表示，且质量为30g，实验中选用的是不可伸长的轻绳和光滑的轻质定滑轮。（1）下列说法中正确的是_______________。A．本实验需要平衡摩擦力，且平衡摩擦力时把靠近滑轮的一侧垫高B．平衡摩擦力时不挂钩码C．平衡摩擦力后小车的合力为绳子上的拉力D．本实验不需要满足M（2）由图乙可知，a－1M图线不过原点O（3）该图线的初始段为直线，该段直线的斜率最接近的数值是________________。A．30B．0.3C．20D．0.212．（12分）如图，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．图中0点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1，多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1，从斜轨上S位置静上释放，与小球m2相碰，并多次重复，测出碰后m1平均落地点在M点，m2平均落地点在N点，不计小球与轨道的摩擦．（1）实验中，不需要测量的物理量是______．A．两个小球的质量m1、m2

B．小球抛出点距地面的高度H

C．小球做平抛运动的射程（2）若实验中发现小于，则可能的原因是______．A．碰撞过程有机械能的损失B．计算时没有将小球半径考虑进去C．放上小球m2后，入射球m1从倾斜轨道上都止释放的位置比原来的低（3）若两球发生弹性正碰，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是______．A．OP=ON-OMB．2OP=ON+OMC．OP-ON=2OM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）如图所示为一直角三棱镜的截面，∠B=90∘，∠A=60∘，现有一束单色光垂直照射到AC面上，从O点进入，经AB面反射，在①求棱镜对光的折射率；②试证明光在AB面上会发生全反射．14．（16分）如图是一太阳能空气集热器示意图，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0。经过太阳暴晒，气体温度由T0=300K升至T1=360K。（1）求此时气体的压强。（2）保持T1=360K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。15．（12分）某透明物体的横截面如图所示，其中ABC为直角三角形，AB为直角边，长度为2L，，ADC为一圆弧，其圆心在AC边的中点，此透明物体的折射率为n=2.1．若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入透明物体，试由光路图画出光线从ADC圆弧射出的区域，并求此区域的圆弧长度s．（不考虑经ADC圆弧反射后的光线）

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、B【答案解析】

根据电磁波谱可知，γ射线的波长最短，所以γ射线的频率最高，而红外线的频率最低，故选项B正确，A、C、D错误。2、D【答案解析】

布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，A错误；固体不容易被压缩，是因为分子间距离较小，分子间作用力表现为斥力，B错误；根据热力学第二定律，热机的效率不可能到达1，即内燃机不可以把内能全部转化为机械能，C错误；给物体加热，物体吸热的同时可能对外做功，故物体的内能不一定增加，D正确．3、D【答案解析】

A.由图乙所示图线可知，线框进入磁场过程感应电流沿顺时针方向，由右手定则可知，磁场垂直于纸面向外；故A错误.C.由图乙所示图象可知，线框进入磁场的时间t＝0.1s，线框的速度v=bct=B.由图乙所示图象可知，线框的一半进入磁场时感应电流I=3A，此时切割磁感线的有效长度L=acsin60°=0.2×32m=0.13m，此时感应电动势D.当线框的一半进入磁场时或线框一半离开磁场时线框受到的安培力最大，由图乙所示图象可知，此时感应电流I=3A，此时切割磁感线的有效长度L=0.134、C【答案解析】

AD．光线从空气折射到水中时，折射角应小于入射角，故AD错误；B．当入射角小于临界角时，光线在平直面上既发生反射，又发生折射，光线从水折射到空气中时，折射角应大于入射角，折射光线与入射光线分居在法线两侧，故B错误；C．若入射角大于等于临界角，则光线在平直面上发生全反射，没有折射光线，故C正确；故选C．【答案点睛】若入射角大于等于临界角，则光线发生全反射，只有反射光线没有折射光线．若入射角小于临界角，则光线在平直面上既发生反射，又发生折射．折射时，折射角大于入射角．5、C【答案解析】（1）变压器并不改变交变电流的频率，故根据原线圈输入电压瞬时值表达式u1＝U1msinl00πtV，可知，该交流电的周期T=0.02s，频率f=50Hz，流过灯泡的电流方向每秒钟改变100次，A错误；（2）通常说的原、副线圈电压为交变电压的有效值，故该变压器原、副线圈匝数比为，B错误；（3）原线圈电压确定，匝数比不变，则副线圈两端电压不变，电压表示数不变；当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，副线圈回路总电阻变小，干路电流I2增大．因为，U2不变，则灯泡两端的电压变小，所以流过灯泡L的电流变小，又因为，则增大，C正确；（4）滑动变阻器滑片向上滑动时，则副线圈回路负载总电阻增大，根据，则P2变小，D错误．故本题选C6、B【答案解析】

AB．放射性元素电源使用时间的长短与放射性元素的半衰期有关，半衰期越长，使用的时间越长，因的半衰期最长，所以由制成的电源使用时间最长，由于发射的射线比射线的贯穿本领弱，所以由发射射线的元素制成的电源所需保护层的材料较薄，所以B正确，A错误；C．半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总结，所以C错误；D．在衰变的过程中，电荷数守恒，质量数守恒，所以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、BCD【答案解析】由绳子的拉力提供向心力，绳子的拉力相等，所以向心力相等，向心力大小之比为1：1，故A错误；同轴转动角速度相同，由绳子的拉力提供向心力，则有：mAω2rA=mBω2rB，解得：，故BC正确；根据a=ω2r得：，故D正确；故选BCD。8、BCE【答案解析】

A.温度升高分子的平均动能增大，但不是物体内每个分子的动能都会变大。故A错误；B.根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，若同时对外做功，气体的内能可能保持不变。故B正确；C.晶体均有固定的熔点，单晶体有规则的形状，多晶体一般没有规则的形状。故C正确；D.第二类永动机是不可能制造出来的，因为它违反了热力学第二定律，不违反能量守恒定律，故D错误；E.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力，露珠呈球形是因为液体的表面张力的作用。故E正确9、AC【答案解析】

A．A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，W＜0，又A→B为等温过程，△U=0，根据热力学第一定律：△U=W+Q，和题目已知与外界交换100kJ的热量，即Q=100kJ，得：W=-100kJ，即气体对外界做功100kJ，故A正确；B．B→C过程中，绝热膨胀，则Q=0，且气体对外做功，则W=-120kJ，根据热力学第一定律：△U=W+Q，得：△U=-120kJ，即内能减少120kJ，故B错误；C．C→D过程中，体积减小，外界对气体做功，W＞0，又C→D为等温过程，△U=0，根据热力学第一定律：△U=W+Q，和题目已知与外界交换50kJ的热量，即Q=-50kJ，得：W=50kJ，即外界对气体做功50kJ，故C正确；D．气体经过一个循环，内能不变，即△U=0，根据热力学第一定律：△U=W+Q，又Q=QAB+QBC+QCD+QDA=100kJ+0+（-50kJ）+0=50kJ，得W=-50kJ，即气体对外界做功为50kJ，故D错误；10、AC【答案解析】

A．由右手定则可知通过金属导线的电流由b到a，即通过电阻R的电流方向为M→R→P，A正确；B．金属导线产生的电动势为E=BLv，而a、b两点间的电压为等效电路路端电压，由闭合电路欧姆定律可知，a、b两点间电压为B错误；C．金属导线可等效为电源，在电源内部，电流从低电势流向高电势，所以a端电势高于b端电势，C正确；D．根据能量守恒定律可知，外力做功等于电阻R和金属导线产生的焦耳热之和，D错误。故选AC。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、BC平衡摩擦力使长木板的倾角过大B【答案解析】

（1）[1]AB.平衡摩擦力时，不挂钩码，把木板不带滑轮的一端垫高，故A错误，B正确；C.以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力，故C正确；D.本实验中绳子的拉力近似等于钩码的重力，所以本实验需要满足M≫m，故D错误。[2]由图乙可知，当拉力为0时，加速度不为0，说明衡摩擦力使长木板的倾角过大，重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力。[3]根据牛顿第二定律a=所以a-1G=mg=0.3N故选B12、B；C；A；【答案解析】

试题分析：过程中小球释放高度不需要，小球抛出高度也不要求．最后可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒．根据碰撞前后动量守恒可以写成表达式，若碰撞为弹性碰撞，则碰撞前后动能相同；根据实验数据，应用动量的定义式与动量守恒定律分析答题，注意掌握弹性碰撞时碰后速度公式可以牢记以准确应用．（1）本实验要验证的动量守恒的式子是：，要测量质量和速度，平抛运动过程中下降的高度相同，则所用时间相同，所以在等式两边同乘以t，则但速度是由水平位移来代替的，所以时间相同不用测量，高度不用测量，故选B．（2）碰撞的机械能损失不会动量守恒，那么出现此种结论只能是第二次滑下时，比第一次滑下时低一些，故选C．（3）根据弹性碰撞的公式，碰撞后两球的速度：，显然，因平抛运动中的时间相等，所以有OP=ON-OM，A正确．四、计算题：本题共2小题，共26