衡水中学2022-2023学年物理高二下期末教学质量检测模拟试题含解析

2022-2023高二下物理期末模拟试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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、商场搬运工要把一箱苹果沿倾角为θ的光滑斜面推上水平台，如图所示．他由斜面底端以初速度v0开始将箱推出箱与手分离，这箱苹果刚好能滑上平台．箱子的正中间是一个质量为m的苹果，在上滑过程中其他苹果对它的作用力大小是()A．mgcosθ B．mgsinθ C．mg D．02、下列说法中正确的是A．根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越小B．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子绕核运动的动能减小，原子的电势能减小C．一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n=3激发态后，能发射出3种频率的光子D．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子3、用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表、，若把、分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合电键后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是A．图甲中的、的示数相同B．图甲中的、的指针偏角相同C．图乙中的、的示数和偏角都不同D．图乙中的、的指针偏角相同4、真空中两个同性的点电荷q1、q2，它们相距较近，保持静止。今释放q2且q2只在q1的库仑力作用下运动，则q2在运动过程中受到的库仑力A．不断减小 B．不断增加 C．始终保持不变 D．先增大后减小5、图示为氢原子的能级示意图，关于氢原子跃迁；下列说法正确，的是（）A．一个处于n=5激发态的氢原子，向低能级跃迁时发出10种不同频率的光B．一群处于n=4激发态的氢原子，向低能级跃迁时可以发出6种不同频率的光C．用12eV的光子照射处于基态的氢原子时，电子可以跃迁到n=2能级D．氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时动能增大，氢原子的电势能增大6、如图，A、B两球（可视为质点）质量均为m，固定在轻弹簧的两端，分别用细绳悬于O点，其中球A处在光滑竖直墙面和光滑水平地面的交界处．已知两球均处于静止状态，OA沿竖直方向，OAB恰好构成一个正三角形，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．球A对竖直墙壁的压力大小为1mgB．弹簧对球A的弹力大于对球B的弹力C．绳OB的拉力大小等于mgD．球A对地面的压力不可能为零二、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，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1：18、氢原子能级如图所示，已知可见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内，则下列说法正确的是（）A．氢原子能量状态由n=2能级跃迁到n=1能级，放出光子为可见光B．大量氢原子处于n=4能级时，向低能级跃迁能发出6种频率的光子C．处于基态的氢原子电离需要释放13.6eV的能量D．氢原子处于n=2能级时，可吸收2.86eV能量的光子跃迁到高能级9、一质量为m的滑块在粗糙水平面上滑行,通过频闪照片分析得知,滑块在最开始2s内的位移是最后2s内的位移的两倍,且已知滑块第1s内的位移为2.5m,由此可求得()A．滑块的加速度为5m/s2B．滑块的初速度为5m/sC．滑块运动的总时间为3sD．滑块运动的总位移为4.5m10、图甲所示的理想变压器原、副线圈的匝数分别为100和20，现在变压器原线圈两端接入按图乙所示规律变化的正弦交变电压，则A．变压器的输出电压为40VB．变压器的输出功率小于输入功率C．变压器副线圈中通过的电流的频率为5HzD．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为三、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）将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起，看作一根新弹簧，设原粗弹簧（记为A）劲度系数为k1，原细弹簧（记为B）劲度系数为k2，套成的新弹簧（记为C）劲度系数为k3。关于k1、k2、k3的大小关系，同学们作出了如下猜想：甲同学：和电阻并联相似，可能是1乙同学：和电阻串联相似，可能是k3=k1+k2丙同学：可能是k3（1）为验证猜想，同学们设计了如图甲实验。简要实验步骤如下，请完成相应填空。a．将弹簧A悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧A的自然长度L0；b．在弹簧A的下端挂上钩码，记下钩码的个数n、每个钩码的质量m和当地的重力加速度g，并用刻度尺测量弹簧的长度L1；c．由F=_______计算弹簧的弹力，由x=L1–L0计算弹簧的伸长量，由k=Fd．改变__________________，重复实验步骤b、c，并求出弹簧A的劲度系数的平均值k1；e．仅将弹簧分别换为B、C，重复上述操作步骤，求出弹簧B、C的劲度系数。（2）图乙是实验得到的图线，由此可以判断_____同学的猜想正确。12．（12分）某实验小组用图甲所示的装置验证动量守恒定律.实验时，先将金属小球A从斜槽上某一固定位置由静止释放，A从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次把相同半径的塑料小球B放在与斜槽末端等高的支柱上，让A仍从斜槽上同--位置由静止释放，与B碰撞后，A、B分别在记录纸上留下落点痕迹，重复10次.图中0点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点，M、P、N分别为小球落点的痕迹，小立柱与斜槽末端的距离等于小球的直径.(1)下列说法正确的是_________.A．斜槽的末端必须水平B．需要测量斜槽末端距地面的高度C．图中M点是未放小球B时小球A的落点痕迹D．图中P点是未放小球B时小球A的落点痕迹(2)用螺旋测微器测量小球的直径时示数如图乙所示，则小球的直径d=__________mm.(3)实验中测出小球的直径及M、P、N与0点的距离分别用d、OM、OP、ON表示，若碰撞过程中动量守恒，则两小球的质量之比=___________(用所给符号表示).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，实线为一列简谐横波在t=0时刻的波形，图中a点振动方向沿y轴正向，经t=1s波形为图中虚线，求波的传播速度.14．（16分）小型水利发电站的发电机输出功率为24.5kW，输出电压为350V，输电线总电阻为4Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图所示，求：（1）输电线上的电流．（2）升压变压器的原、副线圈的匝数之比．（3）降压变压器的原、副线圈的匝数之比．15．（12分）竖直放置的气缸内壁光滑、导热良好，横截面积为S=100cm²，厚度不计的活塞质量为m=20kg，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气开始时如图甲所示，气缸开口竖直向下放置，活塞与气缸底的距离为H1=30cm，气体温度T1=300K，大气压强为Po=1.0×105Pa，现将气缸缓慢的转到开口竖直向上的位置，如图乙所示取重力加速度g=10m/s².求：(1)稳定时活塞与气缸底的距离H2；(2)稳定后，当环境温度缓慢升至T2=375K过程中缸内气体内能增加ΔU=210J，则该过程中缸内气体吸收的热量Q为多大?

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、A【解析】

箱子沿斜面上升，做匀减速运动，对箱子进行受力分析，根据牛顿第二定律得：Ma=Mgsinθ，所以加速度为a=gsinθ。对于箱子正中间的苹果，也随箱子一起做减速，加速度为a=gsinθ．所以其它苹果对正中间苹果的合力方向要垂直斜面向上。对苹果受力分析，如图所示：由矢量三角形有F=mgcosθ。A.通过计算得F=mgcosθ，故A符合题意；B.通过计算得F=mgcosθ，故B不符合题意；C.通过计算得F=mgcosθ，故C不符合题意；D.通过计算得F=mgcosθ，故D不符合题意。2、A【解析】

A.根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越短能量越大，光的波长越大，光子的能量越小；故A正确.B.氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，原子的电势能减小，根据库仑力提供向心力可知：ke2r2C.一群基态的氢原子吸收光子跃迁到n=3激发态后，最多发射出三种频率的光子，一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n=3激发态后，最多发射出两种频率的光子；故C错误.D.β衰变的实质是原子核内的中子转化为质子而同时释放出电子，该电子并不是原子核中的电子；故D错误.3、B【解析】

AB.图甲中的A1、A2并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表读数不同，故A错误，B正确；CD.图乙中的A1、A2串联，A1、A2的示数相同，由于量程不同，内阻不同，电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同，故CD错误。4、A【解析】

同性电荷互相排斥，则释放q2且q2只在q1的库仑力作用下运动的过程中，逐渐远离q1，则q2受到的库仑力逐渐减小，故选A.5、B【解析】A、一个处于n=5激发态的氢原子，向低能级跃迁时，最多放出4种不同频率的光子，故A错误。B、根据知，一群处于n=4激发态的氢原子，向低能级跃迁时，可以放出6种不同频率的光子，故B正确。C、用12eV的光子照射处于基态的氢原子时，该光子能量不能被吸收发生跃迁，故C错误。D、氢原子中的电子从高能级到低能级跃迁时，原子能量减小，根据得，电子动能增大，则氢原子的电势能减小，故D错误。故选B。【点睛】本题考查了能级跃迁的基本运用，知道能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差，注意一个氢原子和一群氢原子的区别，不能拿到题目就用数学组合公式进行求解。6、C【解析】

先对B球受力分析，受重力、支持力和拉力，根据平衡条件得到支持力和拉力；再对A球受力分析，受重力、弹簧的压力，墙壁的支持力、细线的拉力、地面的支持力，根据平衡条件列式分析．【详解】A项：对B球受力分析，受重力、支持力和拉力，如图；对球B所受各力进行正交分解，在水平方向：．对球A受力分析，受重力、弹簧的压力，墙壁的向右的支持力、细线的拉力、地面的支持力，（其中地面的支持力和细线的拉力可能只有一个），球A对竖直墙壁的压力与F水平大小相等，故A错误；B项：弹簧静止，合力为零，故两个球对弹簧的弹力等大、反向、共线，故弹簧对球A的弹力与弹簧对球B的弹力等大，故B错误；C项：由于球B所受三个力夹角均为120度，故弹簧的支持力和绳子OB的拉力都等于重力，故C正确；D项：根据平衡条件，绳OA对球A的拉力和地面的支持力的合力大小等于弹簧推力的竖直分力和重力之和，故有：N+T=mg+Fsin30°故T≤1.5mg，0≤N≤1.5mg．可知地面对A的支持力可能等于0，根据牛顿第三定律，球A对地面的压力可能为零．故D错误；故应选C．【点睛】该题考查共点力作用下物体的平衡，解答本题关键是先后对两个小球受力分析，然后根据平衡条件列式分析求解．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【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．8、BD【解析】根据Em-En=hv，由n=2能级跃到n=1能级产生的光子能量为E=-3.4--13.6=10.2eV，大于可见光的能量范围，故放出的光子不是可见光，故A错误；处于n=4能级的激发态氢原子向低能级跃迁时，能产生C42=6种不同频率的光子，故B正确．处于基态的氢原子电离需要吸收13.6eV的能量，故C错误．电子处于n=29、CD【解析】

设物体运动的加速度为a，运动总时间为t，把物体运动看成反向的初速度为0的匀加速直线运动，则最后2s内位移为：，最初2s内位移为：，又因，则有，解得：总时间t=3s，故C正确；第一秒的位移为：，所以，解得，故A错误；总位移，故D正确；滑块的初速度，故B错误．10、ACD【解析】

A.根据图乙得到输入电压的最大值为，故电压的有效值为200V，副线圈上的输出电压：，故A正确。B.理想变压器忽略了各种损耗，输入功率等于输出功率，故B错误；C.根据图乙得到输入电压的周期为0.2s，故频率为5Hz，故C正确；D.输入电压的周期为0.2s，则，变压器原线圈两端的电压瞬时值表达式为，故D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、（1）nmg，钩码的个数；（2）乙【解析】

（1）弹簧的弹力等于n个钩码的重力nmg多次测量求平均值可以减小误差，所以实验中需要改变钩码的个数以改变弹簧弹力。（2）由图乙可知，伸长量相同时有FC=FA+12、AD;7.500;;【解析】

(1)斜槽的末端必须水平才能保证小球从斜槽末端飞出时做平抛运动，故A正确；B、本实验是根据平抛的规律验证动量守恒定律，需要测量的是A、B两小球抛出的水平距离，因为抛出高度相同落地时间一样，验证时式子两端会把时间消去，所以与高度无关，不需要测量斜槽末端距地面的高度，故B错误；CD、碰撞后A球速度小，B球速度大，因为落地时间相同，所以M点是碰撞后A球落点，N点是B球落点，而图中P点是未放小球B时小球A的落点，故C错误，D正确；故选AD．(2)螺旋测微器的固定刻度读数为7.5mm．可动刻度读数为0.01×0.0mm=0.000mm，所以小球的直径最终读数为：7.5mm+0.000mm=7.500mm；(3)根据实验原理可知，因为下落时间相同，所以有，解得两小球质量之比．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、（n=1,1,2…）【解析】

根据题意可以知道a点振动方向沿y轴正向,则波向左传播，若波向左传播，传播的最短距离为波长，则有：波传播的距离：（n=1,1,2…）波速通项为：（n=1,1,2…）

则波的传播速度为（n=1,1,2…）答：波的传播速度为（n=1,1,2…）14、（1）17.5