湖北省襄阳、孝感市2021-2022学年物理高二下期末调研模拟试题含解析

2021-2022高二下物理期末模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、根据玻尔理论，氢原子的能级公式为En＝(n为能级，A为基态能量)，一个氢原子中的电子从n＝4的能级直接跃迁到基态，在此过程中()A．氢原子辐射一个能量为的光子B．氢原子辐射一个能量为－的光子C．氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为D．氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为－2、在图中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻不计，R为电阻，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆．有匀强磁场垂直于导轨平面．若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB()A．匀速滑动时，I1＝0，I2＝0 B．匀速滑动时，I1≠0，I2≠0C．加速滑动时，I1＝0，I2＝0 D．加速滑动时，I1≠0，I2≠03、右图是氧气分子在不同温度(0℃和100℃)下的速率分布，由图可得信息()A．同一温度下，氧气分子呈现出“中间多，两头少”的分布规律B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例变高D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小4、如图所示，将一个折射率为n的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P点，入射角为θ。AP=1A．若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值为arcsin1B．若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值为arcsin5C．若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围应满足arcsin12nD．若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围应满足arcsin2555、在如图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是（）A． B． C． D．6、一电热器接在10V的直流电源上，产生的热功率为P.把它改接到另一正弦交变电路中，要使产生的热功率为原来的一半，如果忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流电压的最大(峰)值应等于()A．5V B．14V C．7.1V D．10V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，图甲为一简谐横波在t=2.25s时的波动图象，图乙为平衡位置x=5m的质点P的振动图象。下列说法正确的是A．t=ls时，质点P处于平衡位置且正在向y轴正方向运动B．该波沿x轴负方向传播C．该波的传播速度为2m/sD．每经过任意1s的时间间隔，质点P运动40cm的路程8、不同的原子核，其核子的平均质量m（原子核的质量除以核子数）与原子序数Z的关系如图所示．下列说法中正确的是（）A．随原子序数的增大核子的平均质量先减小后增大B．原子核E的比结合能比原子核F的比结合能大C．原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量D．原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能9、如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，轨道左端MP间接一电容器，电容器的电容为C，一质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，轨道和导体棒的电阻均不计．导体棒在水平向右的恒力F的作用下从静止开始运动，下列说法正确的是A．导体棒做变加速直线运动B．导体棒做匀加速直线运动C．经过时间t，导体棒的速度大小为D．经过时间t，导体棒的速度大小为10、如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO'转动，轴OO'垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n1．保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（）A．当可变电阻R的滑片P向下滑动时，电压表V1的示数变小B．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势最大C．电压表V1示数等于NBωL1D．变压器的输入与输出功率之比为1：1三、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）(1)在“双缝干涉测量光的波长”实验中①小李同学用绿光作为入射光，发现干涉条纹的间距太小，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有_______A．改用红光作为入射光B．更换间距更大的双缝C．增大单缝与双缝间的距离②小胡同学把测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中央对齐，此时10等分的游标卡尺如图所示，其读数为________12．（12分）研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，以频率为v的光照射光电管电极K时，有光电子产生．光电管K、A极间所加的电压U可由图中的电压表测出，光电流I由图中电流计测出．（1）当滑片P位于右侧时，电极K、A间所加电压使从电极K发出的光电子_____（填“加速”或“减速”）．（2）如果实验所得图象如图乙所示，其中为已知量，电子的电荷量为e，那么：①只需将__________与普朗克常量h进行比较，若在误差许可的范围内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的．②该实验所用光电管的K极材料的逸出功为____________．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）在可控核反应堆中，需要给快中子减速，轻水、重水、石墨等常用作减速剂．中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速．用铀235作燃料的核反应堆中，用石墨（碳12）作为减速剂，让铀核裂变所产生的快中子通过和碳核不断碰撞而被减速．假设中子与碳核的碰撞是完全弹性碰撞，每次碰撞前碳核均视为静止，碰撞后中子和碳核的速度均与碰撞前中子的速度在同一直线上，已知碳核的质量近似为中子质量的12倍，中子原来的速度大小为．（1）的裂变方程为，则x、y值分别为多少？（2）中子与碳核经过第一次碰撞后，中子的速度大小变为多少？（3）一个速度为的快中子与碳核经过反复碰撞n次后，能减速成为速度为的慢中子，请写出的表达式．14．（16分）的质量为3.016050u，质子的质量为1.007277u，中子的质量为1.008665u.1u相当于931.5MeV.则：(计算结果保留两位有效数字)(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收能量，还是放出能量？吸收或放出的能量又为多少？(2)氚核的结合能和比结合能各为多少?15．（12分）如图所示，在光滑桌面上置有长木板和物块，在长木板的右侧置有物块，一开始处于静止状态.与之间的动摩擦因数为0.2，足够长，的质量为2kg，的质量为1kg，的质量为3kg，以4m/s的初速度向右运动，与碰撞后两者黏在一起.重力加速度取10m/s2，求：（1）与碰撞过程中，损失的机械能；（2）最终的速度大小和相对于运动的距离.

参考答案一、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【解析】一个氢原子中的电子从n=4的能级直接跃迁到基态的过程中，只能向外辐射一个光子；由玻尔理论可知辐射的光子的能量：△E＝E4−E1＝．故B正确，ACD错误．故选B．点睛：解决本题的关键知道从高能级向低能级跃迁，辐射光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子；注意题中给的“一个氢原子”与“大量的氢原子”向低能级跃迁时辐射的光子是对应于“一个”与“一系列”．2、D【解析】电容器在电路中与等效电源并联，两端电压为AB端感应电动势，所以当导体棒匀速滑动时，电容器两端电压不变I2=0，电阻R中电流不为零，AB错；加速滑动时，电容器两端电压随导体棒速度的增大而增加，所以充电电流不为零，通过电阻的电流也不为零，D对．思路分析：根据等效电路，电容器两端电压变化才会有充电或放电电流，电阻两端只要有电压就会有电流通过．试题点评：考查电容器充放电的条件，等效电路的问题3、A【解析】

A．由图可知，同一温度下，氧气分子速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点，A正确．B．温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以温度越高，平均动能越大，平均速率越大，单不是所有分子运动速率变大，B错误；CD．由图知，随着温度升高，速率较大的分子数增多，所以氧气分子的平均速率变大，氧气分子中速率小的分子所占比例变低，故CD错误。故选A。4、B【解析】A、B、当光束进入长方体后恰好射至AD面上D点时，角θ的值最小。设此时光线在AB面的折射角为α．根据几何知识得：sinα=APAP2+AD2，由已知条件AP=12AD代入解得：sinα=55，由n=sinθsinα得：sinθ=nsinα=55n，可得θ=arcsin55n，故A错误，B正确。C、D、设光束射AD面上的入射角为β，若要此光束在AD面上发生全反射，则必须有【点睛】本题是全反射、折射定律、临界角等知识的综合应用，首先要正确作出光路图，运用几何知识研究折射角的正弦。5、D【解析】试题分析：感应电流产生的条件是通过闭合电路的磁通量发生变化，ABC三种情况的磁通量都没有发生变化，故没有感应电流产生；D接的是交流电源，通过线圈的磁场发生变化，所以磁通量改变，有感应电流产生，所以本题选择D．考点：感应电流的产生条件6、D【解析】设电热器电阻为R，电热器接在10V直流电源上，热功率电热器接到正弦式电流上，热功率为原来的一半，则．解得：正弦式交流的最大值，解得：故C项正确，ABD三项错误．点睛：有效值是根据电流热效应来规定的，让一个交流电流和一个直流电流分别通过阻值相同的电阻，如果在相同时间内产生的热量相等，那么就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值．计算电功率、电功、热量使用有效值，交流电表的读数是有效值．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【解析】

A.t=1s时，质点P的位移为0，正处于平衡位置。根据y-t图象的斜率表示速度，知质点P处于平衡位置且正在向y轴负方向运动，故A错误。B.t=2.25s时刻质点P正沿y轴正方向运动，根据波形平移法可知，该波沿x轴正方向传播。故B错误。C.由甲图得到波长为λ=4m，由乙图得到周期为T=2s，故波速：v=λT=2D.因t=1s=0.5T，则每经过任意1s的时间间隔，质点P运动的路程S=2A=40cm，故D正确。8、AD【解析】

（1）由图象可知，随原子序数的增大核子的平均质量先减小后增大，A正确；（2）由图象可知，原子核E的核子的平均质量大于原子核F核子的平均质量，若从E核转变为F，必然存在核子的质量亏损，释放能量，比结合能增加，故原子核F的比结合能更大，B错误；（3）由图象可知，D和E核子的平均质量大于F核子的平均质量，原子核D和E聚变成原子核F时，核子总质量减小，有质量亏损，要释放出核能，C错误；（4）由图象可知，A裂变成原子核B和C时，核子的平均质量变小，核子发生了质量亏损，释放出核能，D正确；故本题选AD【点睛】根据图象判断出各原子核质量关系，然后判断发生核反应时质量变化情况，结合质能方程分析判断．9、BC【解析】导体棒ab向右加速运动，在极短时间内，导体棒的速度变化，根据加速度的定义，电容器增加的电荷，根据电流的定义，解得，导体棒ab受到的安培力，根据牛顿第二定律，解得：，故AD错误，BC正确；故选BC．【点睛】接电容器，导体棒稳定后做匀加速直线运动，根据，Q=It、、牛顿第二定律列式得到加速度的大小．10、BD【解析】

A.当P位置向下移动，R减小，根据理想变压器的变压原理知：输出电压即电压表V1的示数不变，故A错误；B.从垂直于中性面时开始时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωt，磁通量为零，电动势最大，故B正确；C.交流电压的最大值等于NBωL1，电压表V1示数为有效值，故C错误；D.理想变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入与输出功率之比为1：1，故D正确．故选BD。点晴：正弦式交流发电机从垂直中性面位置开始计时，其电动势表达式为：e=NBSωcosωt；电压表和电流表读数为有效值；输入功率等于输出功率．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、A12.0mm【解析】

①根据双缝干涉条纹的间距公式，知干涉条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比；则：A项：改用红光作为入射光，红光的波长比黄光的大，则干涉条纹间距增大，故A正确；B项：增大双缝之间的距离，干涉条纹间距减小，故B错误；C项：增大单缝与双缝间的距离，干涉条纹间距不受影响，故C错误。②游标卡尺的主尺读数为12mm，游标尺上第0个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0×0.1mm=0.0mm，所以最终读数为：12mm+0.0mm=12.0mm。12、加速或【解析】

（1）根据电路的结构可知，当滑片P位于右侧时会导致光电管中A端的电势变高，K端电势变低，即光电管中电场水平向左，故电子从K逸出后，受到水平向右的静电力，而被加速；（2）根据爱因斯坦光电效应方程可知：，则图象的斜率，即，则根据该实验测得的普朗克常数为，将该值普朗克常数的理论值h进行对比，若在误差许可的范围内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的．（3）根据图象可知，当时，=0时，得逸出功为；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）【解析】【分析】根据质量数与质子数守恒，即可求解x、y值；根据碰撞过程中，动量守恒与机械能守恒，即可求解中子的速度大小；依据每次