湖南省汨罗第二中学2023年高二物理第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2022-2023学年高二下物理期末模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、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2、在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D点为正三角形外接圆的圆心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E点关于c电荷的对称点，不计空气阻力．下列说法中正确的是（）A．D点的电场强度为零、电势为零B．E、F两点的电场强度等大反向、电势相等C．E、G、H三点的电场强度和电势均相同D．若释放c电荷，c电荷将一直做加速运动3、如图所示，一束复色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃，穿过玻璃砖后从侧表面射出，变为a、b两束单色光，则以下说法不正确的是（）A．玻璃对a光的折射率较小B．在玻璃中b光的波长比a光短C．在玻璃中b光传播速度比a光大D．减小入射角i，a、b光线有可能消失4、如图所示为氢原子的能级图．用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子，则观测到的氢原子光谱的谱线条数是（）A．B．C．D．5、具有放射性，经以下连续衰变过程：，最后生成稳定的，下列说法中正确的是A．和中子数相同，质子数不同B．整个衰变过程共发生6次α衰变和4次β衰变C．发生β衰变后变为，说明原子核内有β粒子D．的半衰期为6.7年，取40个该种原子核，经过13.4年剩下10个该种原子核6、一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是()A．质点振动频率是4HzB．在10s内质点经过的路程是20cmC．第4s末质点的速度为零D．t＝1s和t＝3s两时刻，质点位移大小相等，方向相同二、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、正电子发射型计算机断层显像（PET）的基本原理是：将放射性同位素注入人体，在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器的探测到．经计算机处理后产生清晰的图象，根据PET原理判断，下列选项正确的是（）A．在人体内衰变的方程是B．正负电子湮灭的方程式是C．在PET中，的主要用途是作为示踪原子D．在PET中，的主要用途是参与人体的代谢过程8、关于电磁波，下列说法中正确的是（）A．麦克斯韦预言并首先通过实验验证了电磁波的存在B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制C．移动电话内，只有无线电接收装置，没有无线电发射装置D．振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大9、如图甲所示，50匝矩形闭合导线框．ABCD处于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中，线框电阻不计．线框匀速转动时所产生的正弦交变电压图象如图乙所示．把该交变电压加在图丙中理想变压器的P、Q两端．已知变压器的原线圈I和副线圈Ⅱ的匝数比为5:1，交变电流表为理想电表，电阻R=，其他各处电阻不计，以下说法正确的是A．t=0.1s时，电流表的示数为0B．副线圈中交变电流的频率为5HzC．线框面积为m2D．0.05s线圈位于图甲所示位置10、甲、乙两物体在同一直线上运动的x-t图像如图所示，以甲的出发点为原点，出发时刻为计时起点，则从图像上可以看出（）A．甲、乙同时出发B．乙比甲先出发C．甲开始运动时，乙在甲前面x0处D．甲在中途停了一会，但最后还是追上了乙三、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）用如图甲所示装置验证“动量守恒定律”．A、B两球半径相同，A球质量为m1，B球质量为m2，轨道包括斜槽和水平槽，固定在桌面上，白纸铺在水平地面上，复写纸在白纸上．先让A球从斜槽上某一固定位置C由静止滚下，从轨道末端水平抛出，落到复写纸上，重复上述操作10次，在白纸上得到10个落点痕迹；再把B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次．M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平槽末端在白纸上的竖直投影点，如图乙所示．（1）除了图甲中实验器材外，完成本实验还必须使用的测量仪器是________．（2）在下列实验操作中，符合要求的是________（选填序号）．A．入射小球与被碰小球必须大小相同、质量相等B．每次必须从同一高度由静止释放入射小球C．安装轨道时，必须让水平槽末端水平D．实验过程中，只要保持复写纸在白纸上位置不变，可以移动白纸（3）测量了A、B两个小球的质量m1、m2，记录的落点平均位置M、N、P和轨道末端投影点O几乎在同一条直线上，并测量出三个落点M、N、P与O点距离分别是LM、LN、LP．在实验误差允许范围内，若关系式________成立（用测得的物理量符号表示），则验证了动量守恒定律．12．（12分）利用单摆测当地重力加速度的实验中，单摆悬点至小球心的长度为l0.(1)利用游标卡尺测得金属小球直径如图甲所示，小球直径d＝_____cm．(2)实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，然后使单摆保持静止，得到如图丙所示的F–t图象．①重力加速度的表达式g=____（用题目中的物理量d、l0、t0表示）．②设摆球在最低点时Ep=0，已测得当地重力加速度为g，单摆的周期用T表示，那么测得此单摆摆动到最低点的机械能E的表达式是____，摆动到最高点的机械能E的表达式是____A．F1-F3gC．F3-F2四、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,绷紧的水平传送带足够长,始终以的恒定速率顺时针运行．初速度大小为的小物块从与传送带等高的水平面上的A点向左运动,经B点滑上传送带,已知A、B两点的距离物块与水平面的动摩擦因数物块与水平传送带的动摩擦因数重力加速度不考虑物块由水平面滑上传送带的能量损失．求:(1)物块向左运动时到达B点的速度；(2)物块在水平传送带上运动的总时间．14．（16分）如图所示，光滑导热活塞C将体积为V0的导热容器分成A、B两家，A、B中各封有一定质量的同种气体，A室左侧连接有一U形气压计（U形管内气体的体积忽略不计），B室右侧有一阀门K.可与外界大气相通，外界大气压等于76cmHg，气温恒定。当光滑导热活塞C静止时，A、B两室容积相等，气压计水银柱高度差为38cm.现将阀门K打开，当活塞C不再移动时，求：①A室的体积；②B室从阀门K逸出的气体质量与原有质量的比15．（12分）如图所示，在平面直角坐标系xoy的一、二象限内，分别存在以虚线OM为边界的匀强电场和匀强磁场。匀强电场方向沿y轴负方向，匀强磁场方向垂直于xoy平面向里，虚线OM与x轴负方向成45°角。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从坐标原点O处以速度v0沿x轴正方向运动，粒子每次到x轴将反弹，每次反弹水平分速度不变、竖直分速度大小均减为反弹前的倍、方向相反。电场强度大小为，磁感应强度大小为，求：（不计粒子重力，题中各物理量单位均为国际单位，计算结果可用分式表示）（1）带电粒子第一次离开磁场的位置坐标；（2）带电粒子从开始运动到最后一次离开磁场所需时间；

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】

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。2、D【解析】试题分析：由于D点为三角形外接圆的圆心，即到三个点电荷的距离相等，故任意两点电荷在D点产生的合场强与一个点电荷在D点产生的电场强度大小等大反向，故D点的电场强度为零，由于电势具有相对性，D点电势可能为零，故A对；由c点电荷在E、F两点产生的电场强度等大反向，但a、b两个点电荷在E、F两点产生的电场强度却不相等，即E、F两点的电场强度不相等，故B错；E、G、H三点分别为ab、ac、bc的中点，故E的场强仅由电荷c决定，同理G点的场强仅由电荷b决定，H点的场强仅由电荷a决定，故三点的场强大小相同，但方向不同，故C错误；若释放电荷c，则a、b在C点的合场强水平向右，a、b始终对c有斥力作用，故c电荷将一直做加速运动，D正确．所以本题选择AD．考点：电场强度、点电荷的场强、电场的叠加、电势3、C【解析】如图所示，b光的偏折程度大于a光的偏折程度，知b光的折射率大于a光的折射率，故A正确；

根据知，b光的频率大，则b光的波长小于a光的波长．故B正确；b光的折射率大于a光的折射率，由知在玻璃中b光传播速度小于a光，故C错误；减小入射角i，则折射角减小，到达左边竖直面时的入射角就增大，如增大达到临界角则发生全反射，a、b光线消失，故D正确．此题选择不正确的选项，故选C．点睛：解决本题的突破口在于通过光线的偏折程度比较出光的折射率大小，以及知道折射率、频率、波长、在介质中的速度等大小关系．4、C【解析】基态的氢原子吸收12.75eV后的能量E=−13.60+12.75eV=−0.85eV，可知氢原子跃迁到第4能级，根据=6知，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有6种．故选：C5、B【解析】

A.和具有相同的质子数属于放射性同位素，其原子核的质子数相同，中子数不同，故A项不符合题意；B.β衰变质量数不变，故232-208=4x则x=6发生6次α衰变，根据电荷数守恒可知：90-82=2x-y得到：y=4发生4次β衰变，故B项符合题意；C.发生β衰变后变为，是原子核内一个中子转化为一个质子并放出电子，并非原子核内有电子，故C项不符合题意；D.半衰期对个别的放射性原子没有意义，故D项不符合题意.6、B【解析】试题分析：由图读出质点振动的周期T=4s，则频率．故A错误．质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是4A，t=10s=2.5T，所以在10s内质点经过的路程是．故B正确．在第4s末，质点的位移为0，经过平衡位置，速度最大．故C错误．由图知在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等、方向相反，故D错误．考点：简谐运动的振动图象；简谐运动的振幅、周期和频率．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、ABC【解析】

由质量数守恒和电荷数守恒知应该生成正电子，A正确；正负电子湮灭生成两个光子，，B正确；显像的原理是采集γ光子，即注入人体内的O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为γ光子，因此O主要用途是作为示踪原子，故C正确D错误．8、BD【解析】

A．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹通过实验验证了电磁波的存在，A错误；B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，B正确；C．移动电话内，即有无线电接收装置，又有无线电发射装置，C错误；D．理论的研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与频率的四次方成正比，频率越高，发射电磁波的本领越大，D正确。故选BD。9、BC【解析】

原线圈中电压的有效值，根据，解得U2=2V，故副线圈中的电流，电流表的电流为I1，则，解得I1=0.4A，故A错误；交流电的周期T=0.2s，故交流电的频率f=＝5Hz，故B正确；根据Em=nBSω可知，故C正确；0.05s时线圈产生的感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直，故D错误；故选BC.【点睛】解决本题的关键掌握交流电电动势峰值的表达式，以及知道峰值与有效值的关系，知道原副线圈电压、电流与匝数比的关系.10、ACD【解析】

试题分析：由图象可知甲乙两物体同时出发．故A正确B错误；可知开始运动时甲的出发点在坐标原点，而乙物体在出发时离坐标原点的距离为x0，故甲开始运动时，乙在甲前面x0处，故C正确；由于甲物体在t1～t2时间内甲物体的位移未变，即甲在中途停了一会儿，在t3时刻甲乙两物体的位置相同，即甲追上了乙，故D正确．考点：匀变速直线运动的图像三、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、刻度尺，天平BCm1LP＝m1LM+m2LN【解析】

第一空．验证动量守恒定律实验，需要测出两球的质量与球做平抛运动的水平位移，因此需要的实验器材是：天平与刻度尺．第二空．A．为了防止入射小球碰后反弹，入射小球质量应大于被碰小球，A错误．B．为了保证每次入射小球碰撞前速度相同，每次必须从同一高度由静止释放入射小球，B正确．C．为了保证小球碰后做平抛运动，速度水平，安装轨道时，必须让水平槽末端水平，C正确．D．实验中，要准确记录小球平抛的水平位移，复写纸和白纸不可随意移动，D错误．第三空．两球离开轨道后，做平抛运动，它们在空中的运动时间t相等，由动量守恒定律可知，实验需要验证：，两边同时乘以时间t得：，则实验需要验证：．12、2.26π2(l0-【解析】(1)游标卡尺的固定刻度读数为22mm，游标读数为0.1×6mm=0.6mm，所以摆球的直径d=22mm+0.6mm=22.6mm=2.26cm；(2)①由摆线的拉力F随时间t变化的图象知，单摆的周期为4t0，摆长l=l0-d/2，根据T=2πlg，重力加速度为：g=4π2②单摆在最低点时F1−mg=mv2l，mg=F1，根据周期公式摆长L=gT24π2，联立三个式子则机械能为：E=Ek+Ep=F1-F单摆在最高点时F2+mg=mv2l，mg=F1，根据周期公式摆长L=gT24π2，E=Ek+Ep点睛：游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；由图求得单摆的周期，根据单摆的周期公式T=2πlg求解g的表达式．摆长L等于悬点到球心的距离；在最低点F1-mg=mv2l，mg=F1．单摆摆动时的机械能等于最低点的动能和势能之和．根据单摆的周期公式，求出摆长，代入F1四、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）4m/s（2）2.25s【解析】（1）物块在水平面上运动加速度大小为：物块从A点到B点的运动满足：解得：（2）物块在传送带上向左运动的加速度大小为：向左运动的时间向