湖南省名校联盟2023年高二物理第二学期期末统考试题含解析

2022-2023高二下物理期末模拟试卷考生请注意：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、电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的大小。测量前天平已调至平衡，测量时，在左边托盘中放入质量为m的砝码，右边托盘中不放砝码，将一个质量为m0、匝数为n、下边长为L的矩形线圈挂在右边托盘的底部，再将此矩形线圈的下部分放在待测磁场中。如图甲所示，线圈的两头连在如图乙所示的电路中，不计连接导线对线圈的作用力，电源电动势为E，内阻为r.开关S闭合后，调节可变电阻至R1时，天平正好平衡。此时电压表读数为U；已知m0>m，取重力加速度为g，则（）A．矩形线圈中电流的方向为顺时针方向B．矩形线圈的电阻R=C．匀强磁场的磁感应强度的大小B=D．若仅将磁场反向，在左盘添加质量为2m0-m的砝码可使天平重新平衡2、下列说法正确的是A．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子B．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律C．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关D．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流3、许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径．利用氢气放电管可以获得氢原子光谱，根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为，其中n=2，3，4…．1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写做，n=3，4，5，…．式中R叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则里德伯常量R可以表示为（）A． B． C． D．4、建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是（）A．奥斯特B．法拉第C．麦克斯韦D．赫兹5、两个小球从同一高度分别以10m/s的速度，一个被竖直上抛，一个被竖直下抛。那么两球落地的时间间隔是（）A．1s B．2s C．4s D．无法确定6、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p－T图象如图所示．下列判断正确的是()A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热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分子的平均动能最大二、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，是一列简谐横波某时刻波的图像，Q、P、N是波的传播方向上的三个质点，此时刻三个质点到各自平衡位置的距离相等，并且质点P正加速运动，则A．此时刻，质点Q正加速运动B．此时刻，质点N正加速运动C．再过半个周期，质点Q正加速运动D．再过半个周期，质点N正加速运动8、如图所示，真空中有一负点电荷Q，A、B两点与该点电荷在同一平面内，其电场强度的大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB．现将另一带电量很小的正电荷先后放在A、B两点，该正电荷在A、B两点受电场力的大小分别为FA、FB，所具有的电势能分别为EPA、EPB．以下判断中正确的是A．EA<EBFA<FBB．EA>EBFA>FBC．φA<φBEPA<EPBD．φA>φBEPA>EPB9、如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0＜θ＜90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，在流过ab棒某一横截面的电量为q的过程中，棒的末速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（）A．运动的平均速度大小为vB．下滑的位移大小为C．产生的焦耳热为qBLvD．受到的最大安培力大小为10、下列说法错误的是A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽C．两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，质点P的位移始终最大D．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象E.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象三、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）某同学通过实验研究光的折射现象．如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sini-sinr图像如图乙所示．则（____）A．光由A经O到BB．入射角与折射角成正比C．玻璃的折射率为n=1.5D．空气的折射率为n=0.6712．（12分）在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，具体操作如下：Ⅰ．取油酸1.00mL注入150mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到150mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液．Ⅱ．用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.00mL为止，恰好共滴了100滴．Ⅲ．在水盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将痱子粉均匀地洒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一油膜．Ⅳ．待油膜稳定后，测得此油膜面积为3.60×101cm1．这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．求:①1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积是________mL；②油酸分子直径是__________m；（结果保留1位有效数字）③某学生在做该实验时，发现计算的直径偏大，可能的原因是___________A．痱子粉撒的过多B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格C．计算每滴体积时，lmL的溶液的滴数多记了几滴D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间．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）如图所示为火灾报警器的原理图，竖直放置的玻璃试管中装入水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出响声。在27℃时，下端封闭的空气柱长为L1=20cm，水银柱上表面与导线端点的距离为L2=10cm，管内水银柱的重量为G=10N，横截面积为S=1cm2，大气压强P0=1.0×105Pa，问：①当温度达到多少时报警器会报警？②如果温度从27℃升到报警温度的过程中，封闭空气柱从外界吸收的热量为20J，则空气柱的内能增加了多少？14．（16分）质量是45kg的铁锤从5m高处落下，打在水泥柱上而不弹起，它与水混柱撞击的时间是0.05s．求撞击时铁锤对桩的平均冲击力．15．（12分）蹦床运动有"空中芭蕾"之称，某质量m=45kg的运动员从空中h1=1.25m落下，接着又能弹起h2=1.8m高度，此次人与蹦床接触时间t=0.40s，取g=10m/s2，求：（1）运动员与蹦床接触时间内，所受重力的冲量大小I；（2）运动员与蹦床接触时间内，受到蹦床平均弹力的大小F．

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、C【解析】

A.已知m0>m，要使线圈处于平衡状态，则所受安培力的方向应该向上，根据左手定则可知线圈中电流的方向应该是逆时针方向，故A错误；B.根据闭合电路欧姆定律可得U=E-UR+R1r，解得矩形线圈的电阻C.根据平衡条件可得m0g-F=mg，而F=nBIl，I=E-Ur，解得匀强磁场的磁感应强度的大小D.开始线圈所受安培力的方向向上，仅将磁场反向，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，所以需要在左边加砝码，添加质量为Δm=2Fg=22、A【解析】

根据玻尔理论，氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子，选项A正确；原子核发生衰变时要遵守电荷数守恒和质量数守恒的规律，选项B错误；发生光电效应时光电子的动能只与入射光的频率有关，与强度无关，选项C错误；α射线、β射线都是高速运动的带电粒子流，γ射线不带电，选项D错误；故选A．3、C【解析】

若n＞m，由n→m跃迁，释放光子，则，因为v＝，则E1()＝h，由h=hcR（），得-E1=hcR，解得里德伯常量R=−．故选C．【点睛】解决本题的关键知道辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，知道光子频率与波长的关系，并能灵活运用．4、C【解析】建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦5、B【解析】

设两球距离地面的高度为h，则对竖直上抛的小球，有﹣h=v0t﹣对竖直下抛的小球，有h=v0t′+落地的时间差为△t=t′﹣t联立解得，△t=2sA.1s与上述计算结论△t=2s不相符，故A错误；B.2s与上述计算结论△t=2s相符，故B错误；C.4s与上述计算结论△t=2s不相符，故C错误；D.无法确定与上述计算结论△t=2s不相符，故D错误；6、A【解析】A、由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故A正确；B、由图示图象可知，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，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸热，故B错误；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，△U<0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程ca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，分子平均动能最小，故D错误；故选A．【点睛】由图示图象判断气体的状态变化过程，应用气态方程判断气体体积如何变化，然后应用热力学第一定律答题．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】

因为此时刻质点P正在加速运动，即向下运动靠近平衡位置，根据“上下坡”法判断可知波向左传播，此时Q向上运动，处于减速状态；N向上运动，处于加速状态；再过半个周期Q向下运动，处于减速状态，N向下运动，处于加速状态.A．描述与分析不符，故A错误.B．描述与分析相符，故B正确.C．描述与分析不符，故C错误.D．描述与分析相符，故D正确.8、BC【解析】

AB.根据点电荷产生电场的电场强度E=，A点距离点电荷Q较近，电场强度较大，正电荷在A点受电场力较大，即FA>FB，故A错误，B正确；沿电场线电势降低，负点电荷的电场线指向点电荷，A点电势低于B点电势，即φA<φB，根据电势能EP=qψ，A点电势能低于B点电势能，即EPA<EPB，故C正确，D错误．故选：BC9、BD【解析】

试题分析：金属棒开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀变速直线运动，平均速度不等于，而是大于；故A错误；由电量计算公式，，联立得可得，下滑的位移大小为，故B正确；产生的焦耳热，而这里的电流I比棒的速度大小为时的电流小，故这一过程产生的焦耳热小于，故C错误；金属棒做加速运动，或先做加速运动，后做匀速运动，速度为时产生的感应电流最大，受到的安培力最大，最大安培力大小为，故D正确．考点：电磁感应中的能量转化；安培力【名师点睛】金属棒由静止开始沿导轨下滑，做加速度逐渐减小的变加速运动．由运动学公式，法拉第电磁感应定律、能量守恒定律等研究处理．10、CDE【解析】

A、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故A不符合题意；B、在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，因红光的波长大于绿光，根据可知，干涉条纹间距变宽，故B不符合题意；C、两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，则P点的振动是加强的，振幅最大，但P的位移不是始终最大，故C符合题意；D、在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，故D符合题意；E、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射造成的色散现象，故E符合题意；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、C;【解析】

由图象可得：sini＜sinr，则i＜r，所以光线从玻璃射入空气折射，即光由B经O到A，选项A错误．根据折射定律得可知，入射角的正弦与折射角的正弦成正比，选项B错误；由图象得：，所以可得玻璃的折射率，n=1.5，空气的折射率为n=1，故C正确，D错误．故选C．【点睛】解决本题的关键要掌握折射规律和折射定律，要注意公式n=的适用条件是光从真空射入介质折射．若光由介质射入真空折射，则.12、①4.0×10-5②1.1×10-9③AB【解析】①1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体