2023届北京市清华大学附中物理高二下期末联考模拟试题（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、如图所示，被激发的氢原子从较高能级向较低能级跃迁时，分别发出的波长为λ1、λ2、λ3

的三条谱线，则下列关系正确的是（）A．B．C．D．2、如图所示，两个完全相同的灯泡a、b分别与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成电路（线圈L的直流电阻与定值电阻R的阻值相等），闭合开关S，待电路稳定后两灯均正常发光。下列说法正确的是A．闭合开关瞬间，通过a灯和b灯的电流相等B．闭合开关后，a灯逐渐变亮，b灯立即变亮C．闭合开关，待电路稳定后断开开关，通过b灯的电流方向不变D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，a灯逐渐变暗，b灯先闪一下再变暗3、关于光，下列说法正确的是（）A．光在水中的传播速度大于在空气中的传播速度B．树荫下的太阳光班大多成圆形是因为光的衍射C．透过竖直放置的肥皂膜看竖直的日光灯，能看到彩色干涉条纹D．当光在水面上发生反射时，反射光是偏振光4、关于动量定理，下列说法正确的是（）A．动量越大，合外力的冲量越大B．动量变化越大，合外力的冲量越大C．动量变化越快，合外力的冲量越大D．冲量方向与动量方向相同5、如图所示，某运动员用头颠球，足球的质量为0.4kg，空气阻力不计，g＝10m/s2，设竖直向上为正方向。若足球用头顶起，，在足球离开头部以4m/s的初速度竖直向上运动的过程中，足球的动量变化量和受到重力的冲量分别是A．-1.6kg·m/s、-1.6N·sB．1.6kg·m/s、1.6N·sC．1.6kg·m/s、-1.6N·sD．-1.6kg·m/s、1.6N·s6、关于光电效应，以下说法正确的是（）A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C．能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功D．用频率是的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是v2的黄光照射该金属一定不发生光电效应二、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、关于光电效应，下列几种叙述正确的是（）A．如果入射光的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应B．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，有可能不发生光电效应C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大D．对于任何一种金属，都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应8、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9、光电管电路连接如图甲所示，分别在不同颜色光的照射下，调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数；调换电源正负极，调节滑动变阻器，记录电压表和电流表示数。电压表与同一状态对应的电流表示数数据处理如图乙所示，下列说法正确的是A．a光频率高于b光频率B．b光光强比c光光强大C．c光照射时，电子最大初动能低于b光照射时电子最大初动能D．单位时间内，a光射入光电管的光子数比b光的光子数多10、某同学在研究电容､电感对恒定电流与交变电流的影响时,采用了如图所示的电路,其中L1､L2是两个完全相同的灯泡,已知把开关置于3､4时,电路与交流电源接通,稳定后的两个灯泡发光亮度相同,则该同学在如下操作过程中能观察到的实验现象是()A．当开关置于1､2时,稳定后L1､L2两个灯泡均发光且亮度相同B．当开关置于1､2时,稳定后L1､L2两个灯泡均发光,且L1比L2亮C．当开关置于3､4时,稳定后,若只增加交变电流的频率,则L1变暗,L2变亮D．在开关置于3､4的瞬间,L2立即发光,而L1亮度慢慢增大三、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．（6分）某同学利用单摆测定当地的重力加速度，按如下步骤进行操作：（i）取一根符合实验要求的摆线，下端系一金属小球，上端固定在O点；（ii）测量出悬点O到小球球心的距离L记为摆长；（iii）拉动小球使细线偏离竖直方向一个较小的角度，然后静止释放小球；（iv）用秒表记录小球完成n次全振动所用的时间t．请你结合以上操作回答：①用以上所测物理量的符号表示重力加速度的测量值，其表达式为g=_________．②图（甲）中的秒表示数为一单摆完成45次全振动经历的时间，则该单摆振动周期的测量值为______s．（保留2位有效数字）③为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的有（______）A．摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动B．测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长C．摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大D．测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时④在与其他同学交流实验数据处理方案后，他决定用图像法处理数据，并通过改变摆长，测得了多组摆长l和对应的周期T，并用这些数据作出T2-l图像如图（乙）所示．若图线的斜率为k，则重力加速度的测量值g=_________（用字母表示）．另一位同学利用图像法处理数据，得到的图像如图（丙）所示，这位同学通过分析发现图像不过原点的原因是：在计算摆长时未计入小球的半径，则该同学根据图像丙计算得到的加速度会______（填“偏大”、“不变”、“偏小”）．12．（12分）如图，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃.（1）②、③、④三个光学元件依次为_________；（填正确答案的标号）A．滤光片、单缝、双缝B．单缝、滤光片、双缝C．单缝、双缝、滤光片D．滤光片、双缝、单缝（2）如果实验时将红光滤光片换为绿光滤光片，则相邻亮纹（暗纹）间的距离_________；（填“变大”或“变小”）（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm，则所测单色光的波长为_________nm（结果保留3位有效数字）·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）一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30o，斜边AB＝a．棱镜材料的折射率为n=．在此截面所在的平面内，一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜，画出光路图并求射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）．14．（16分）图1是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的对称轴OO′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动（只考虑单匝线圈）．（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；（2）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热．(其它电阻均不计)15．（12分）如图所示，质量为M=2kg的小车静止在光滑的水平地面上，其AB部分为半径R=1.2m的光滑14圆孤，BC部分水平粗糙，BC长为L=2m。一可看做质点的小物块从A点由静止释放，滑到C点刚好相对小车静止。已知小物块质量m=1kg，取g=10m(1)小物块与小车BC部分间的动摩擦因数；(2)小物块从A滑到C的过程中，小车速度的最大值。

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】吸收或辐射光子的能量等于两能级间的能级差，因为Em-En=hv，知E3=E1+E2，所以得：；由能级图可知：E3>E2>E1，则即；故选C．2、B【答案解析】

AB．闭合开关的瞬间，b灯立即正常发光，a灯所在电路上线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大，a灯逐渐变亮，故A错误，B正确；CD．由于线圈中自感电动势的阻碍，通过a灯的电流小于通过b灯的电流。闭合开关，待电路稳定后断开开关，L中产生自感电动势，相当于电源，a、b两灯串联，同时逐渐变暗，两灯不会闪亮；通过a灯的电流方向不变，通过b灯的电流方向与开始时相反，故C错误，D错误。3、D【答案解析】A．根据折射率的概念，v=c/n，n为水的折射率，大于1，光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，故A错误；B．树荫下的太阳光班大多成圆形是太阳通过小孔在地上成的像，是因为光的直线传播，故B错误；C．透过竖直放置的肥皂膜看水平放置的日光灯，能看到彩色干涉条纹，这是薄膜干涉，故C错误；D．光在水面上发生反射时，反射光是偏振光，故D正确．故选：D4、B【答案解析】合外力的冲量等于物体动量变化量，动量越大，动量变化量不一定越大，A错误B正确；I=Δmv，而动量变化越快，即F=Δmvt越大，Δmv不一定大，即合力的冲量不一定大，C错误；冲量的方向和动量变化量的方向相同，即和外力的方向相同，D5、A【答案解析】

上升过程中动量的该变量为根据动量定理可知重力的冲量为故A正确，BCD错误。6、C【答案解析】

根据Ekm=hγ-W逸出功可知，光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，但不是成正比，故A错误；光电流的强弱与入射光的光强有关，与光电子的最大初动能无关，故B错误；根据光电效应的规律，能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功，故C正确；绿光的频率大于黄光，则用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属不一定发生光电效应，故D错误.故选C.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、AD【答案解析】

A．根据光电效应的条件可知，入射光子的能量小于电子脱离某种金属所做功的最小值，不能发生光电效应．故A正确；B．能否发生光电效应只与热射光的频率有关，则入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，仍能发生光电效应，选项B错误；C．根据光电效应方程，Ek=hγ-W，可知，逸出光电子的最大初动能Ek与照射光的频率成线性关系，而不可见光中的红外线的频率小于可见光的频率．故C错误；D．对于任何一种金属，都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应，选项D正确。故选AD。8、BC【答案解析】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．【答案点睛】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．9、BD【答案解析】

A.根据12mvm2=hν-W0，且Uce=B.b光和c光的截止电压相同，则频率相同；而b光的饱和光电流大于c光，可知b光光强比c光光强大，选项B正确；C.因b光和c光的截止电压相同，则频率相同；则c光照射时，电子最大初动能等于b光照射时电子最大初动能，选项C错误；D.因a光的频率小于b光，但是a光的饱和光电流大于b光，则单位时间内，a光射入光电管的光子数比b光的光子数多，选项D正确.10、CD【答案解析】当开关置于1､2时,稳定后因电容器隔直流,故电路断开L2不发光,A､B错误;在开关置于3､4的瞬间,电容器通交流,L2立即发光,由于电感的自感作用,L1亮度慢慢增大,D正确.当开关置于3､4稳定后,增加交变电流频率,容抗减小,感抗增大,L1变暗,L2变亮,C正确.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、①②1.6s③AC④，不变【答案解析】(1)根据单摆的周期公式，得，而，故重力加速度.(2)秒表的小盘读数为12.5s，大盘读数为60s，则秒表的读数为72.5s，则周期为.(3)A、摆长应为绳长加小球的半径之和，则让小球连着绳自然下垂测量悬点到球心的距离，故A错误.B、实验时保证悬点固定，防止摆线松动带来摆长的变化，故B正确．C、摆线偏离平衡位置的角度不能太大，否则不能构成单摆的摆动规律，故C正确．D、测量周期应从摆球经过平衡位置时开始计时，故D错误．故选BC．(4)根据周期公式，可得，则图象的斜率，故；若计算摆长时未算半径，则，可知图象的斜率不变，则求得重力加速度g不变.【答案点睛】简谐运动是一种理想的运动模型，单摆只有在摆角很小，空气阻力影响不计的情况下单摆的振动才可以看成简谐运动，要知道影响实验结论的因素．应用单摆周期公式可以解题；要掌握应用图象法处理实验数据的方法.12、AB630【答案解析】

(1)[1]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，故A正确．(2)[2]根据λ知增大光屏到双缝的距离L或者减小双缝间距d，可以使条纹间距增大；当将红光滤光片换为绿光滤光片，即波长减小，则相邻亮纹（暗纹）间的距离变小.(3)[3]根据：得：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、出射点在BC边上离B点的位置【答案解析】设入射角为i，折射角为r，由折