四川省广元市某中学2023-2024学年高二年级下册期末物理模拟试题（三）（解析版）

高二下物理期末模拟（三）

一、单选题（共7小题）

1.对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是（）

A.气体的体积是所有气体分子的体积之和

B.气体温度越高，气体分子势能越大

C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的

D.当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减小

【答案】C

【解析】

【详解】A.气体的体积是所有气体分子运动占据的空间的体积之和，故A错误；

B.气体温度越高，气体分子平均动能越大，理想气体不考虑分子势能，故B错误；

C.气体对容器的压强是由大量气体分子对容器壁不断碰撞而产生的，故C正确；

D.理想气体不考虑分子势能，只需考虑分子平均动能，该选项不清楚温度变化情况，故无法判断内能如何

变化，故D错误。

故选C。

2.如图所示为某一气体在不同温度下分子的速率分布图像，下列说法不正确的是（）

各速率区间的分子数

K［占总分子数的百分比

分子的速率

A.图线乙所对应的温度高

B.图中两条曲线下面积相等

C.图线乙给出了任意速率区间的气体分子数占总分子的百分比

D.由图可知高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率

【答案】D

【解析】

【详解】A.因为随着温度的升高，峰值向速率大的方向移动，所以两图线所对应的温度乙〉罩，故A正

确，不符合题意；

B.各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率的关系图线与横轴所围面积都应该等于1,即相等,

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故B正确，不符合题意；

C.图线乙给出了任意速率区间的气体分子占据的比例，故C正确，不符合题意；

D.高温状态下不是每个分子的速率都大，也有速率小的，高温状态下不是每个分子的速率都大于低温状态

下所有分子的速率，仅仅是分子平均动能较大，即如果是同种分子，只是分子平均速率较大，故D错误，

符合题意。

故选D。

3.在“探究气体等温变化的规律”的实验中，如图所示，导热性能良好的注射器下端口有橡胶套，它和柱

塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中，以这段空气柱为研究对象，实验过程中它的质量不变。空气柱的压

强p可以从压力表直接读出，空气柱的体积「可从注射器标度读出，用手把柱塞向下或向上拉，读出体积

与压强的几组数据。

以p为纵坐标，以、为横坐标，把实验得到的各组数据在坐标系中描点。小样、小真和小超同学所在小组

其他操作均规范，则该小组最后得到的夕-器图

在某次实验过程中，环境温度前期正常，后期突然降低,

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【详解】根据公式

pV

V=rc

可得

p=CT-

V

由此可知，环境温度降低，则0-；图像的斜率将减小，ACD错误，B正确。

故选B。

4.分子力与分子间距离的关系图像如图甲所示，图中不为分子斥力和引力平衡时两个分子间的距离；分子

势能与分子间距离的关系图像如图乙所示，规定两分子间距离为无限远时分子势能为0。下列说法正确的是

A.当分子间的距离外〉小时，斥力大于引力

B.当分子间的距离厂=4时，斥力等于引力

C.分子间距离从与减小到q的过程中，分子势能减小

D,分子间距离从无限远减小到？的过程中，分子势能一直减小

【答案】D

【解析】

【详解】A.当分子间的距离外〉4时，引力大于斥力，分子力表现为引力，A错误；

B.由分子势能与分子之间距离的关系可知外<“，所以当厂=八时，斥力大于引力，分子之间表现为斥力，

B错误；

C.由图乙可知，子间距离从与减小到6的过程中，分子势能增大，C错误；

D.ro的分子势能最小，分子间距离从无限远减小到ro的过程中，分子势能一直减小，D正确。

故选D。

5.如图所示，LC振荡电路中电容器的电容为C,线圈的自感系数为心电容器在图示时刻所带的电荷量为

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。。若图示时刻电容器正在放电，至放电完毕所需时间为:兀近；若图示时刻电容器正在充电，则充电

至电容器所带电荷量最大所需时间为（）

]]]2

A.—LCB.—HyjLCC.—Uy]LCD.—nJLC

2363

【答案】C

【解析】

【详解】LC振荡电路在一个周期内电容器会充电两次、放电两次，每次充电或放电的时间均为

-T=-4LC

42

根据题意，电容器所带的电荷量由。减小到零所需时间为

-TI4LC=-T

36

说明电容器所带的电荷量由最大放电到。所需时间为

r=-7iVZc

46126

则电容器所带电荷量由0充电至最大所需时间同样为工兀J下

6

故选C。

6.如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为3:1,原线圈接电压为U的正弦交流电源，D为理想二极管,

电阻4、&阻值相同，若与消耗的功率为p、则电流表的示数为（）

6P9P

D.

U~U

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【解析】

【分析】

【详解】理想二极管具有单向导电性，两电阻阻值相同，若&消耗的功率为尸，则以消耗的功率为2p

则副线圈总功率为3P,根据

U_ni_3

解得副线圈电压

则副线圈中的电流

r3P9P

U'U

9P

即电流表的示数为——，D正确，ABC错误。

U

故选D。

7.如图所示，光滑水平导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为3,左侧导轨间距为/,右侧导轨间距为2/,

导轨均足够长。质量为加的导体棒ab和质量为的导体棒cd均垂直于导轨放置，处于静止状态。的

电阻为尺，M的电阻为2R,两棒始终在对应的导轨部分运动，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨

电阻不计。现瞬间给〃一水平向右的初速度%,则此后的运动过程中下列说法不正确的是（）

a口______|5<Xxx

X>XXXXXX

X>XXXXXX

—L2L2SXX

d

2

A.ab棒最终的速度一%

3

B.全过程中，通过导体棒cd的电荷量为一

3BI

2

C.从〃获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为一加看

3

D.导体棒ab和cd组成的系统动量守恒

【答案】D

【解析】

【详解】A.当导体棒ab和cd产生的电动势相等时，两棒都做匀速直线运动，则有

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BlVab=B-2lVcd

对ab棒，由动量定理得

BI-/AZ=mvab

对cd棒，由动量定理得

-BI-2/Az二2mVcd-2mv。

联立解得

Ved

2%

Vab

故A正确，不符合题意；

B.对cd棒，有

q=[.Nt

又

-BI-2/AZ=2mvcd-2mv0

联立解得

2mv

q=---n---

3BI

故B正确，不符合题意；

C.由能量守恒定律得，整个回路产生的焦耳热

0=g义2加3-1x2加吟-1%

解得

2,

Q=~mvo

故C正确，不符合题意；

D.导体棒ab和cd的长度不一样，所以受到的安培力大小不相等，系统合力不为零，所以导体棒防和〃

组成的系统动量不守恒，故D错误，符合题意。

故选D。

二、多选题（共3小题）

8.电流计等磁电式电表是利用永久磁铁对通电线圈的作用原理制成的，其优点是灵敏度高。构造如图甲所

示，圆柱形铁芯固定于U形磁铁两极间，其中磁场是均匀辐向分布，铁芯外面套有缠绕着线圈并可转动的

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铝框，铝框的转轴上装有指针和游丝（又称螺旋弹簧）。下列说法中正确的是（)

A.线圈在磁场中转动时，磁感线始终与线圈平面垂直

B.根据指针偏转角度的大小可以知道被测电流的大小

C.根据指针的偏转方向不能判断被测电流的方向

D,图乙中当线圈左侧“导线中电流垂直纸面向外时，图中指针往右偏

【答案】BD

【解析】

【详解】AB.电流表由于蹄形磁铁和铁芯间的磁场是辐向均匀分布的，因此不管铜电线圈转到什么角度，

它的平面都跟磁感线平行。因此磁力矩与线圈中电流成正比（与线圈位置无关）。当铜电线圈转动时，螺旋

弹簧将被扭动，产生一个阻碍线圈转动的阻力矩，其大小与线圈转动的角度成正比，当磁力矩与螺旋弹簧

中的阻力矩相等时，线圈停止转动，此时指针偏向的角度与电流成正比，故电流表的刻度是均匀的，根据

指针偏转角度的大小可以知道被测电流的大小，选项A错误，B正确；

C.电流的方向不同，则受安培力方向不同，则指针偏转的方向不同，则根据指针的偏转方向可判断被测电

流的方向，选项C错误；

D.图乙中当线圈左侧。导线中电流垂直纸面向外时，导线a受安培力向上，则图中指针往右偏，选项D正

确。

故选BDo

9.如图所示，一细线竖直悬挂汽缸的活塞，使汽缸悬空静止。缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞与汽

缸间无摩擦，且不漏气，气体温度保持不变。当大气压强增大时，下列说法正确的是（）

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〃〃/〃〃

7目

/_

/_

a/

/"

/

/

巳"//7I

A.细绳所受的拉力将增大B.细绳所受的拉力将不变

C.缸内气体的体积将增大D,缸内气体的体积将减小

【答案】BD

【解析】

【详解】AB.设缸内气体压强为pi，大气压强为po,活塞面积为S、质量为加，汽缸质量为细绳所受

的拉力大小为T,对活塞根据平衡条件有

mg+p0S=T+pxS①

对汽缸根据平衡条件有

pxS+Mg=pQS②

联立①②解得

T=(M+m)g(3)

所以细绳所受的拉力将不变，故A错误，B正确；

CD.当小增大时，根据②式可知“增大，由于缸内气体温度不变，根据玻意耳定律可知缸内气体的体积将

减小，故C错误，D正确。

故选BDo

10.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为2,垂直于磁场有两根足够长的、间距为/的光滑竖直平行金属导

轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为R,电容器的电容为C（不会被击穿），金属棒

"N水平放置，质量为如不计金属棒和导轨的电阻。现使沿导轨由静止开始下滑，金属棒和导轨

始终接触良好，下列说法正确的是（己知重力加速度为g）（）

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A.只闭合开关Si，金属棒先做加速直线运动，达到大速度％=等&，保持这个速度做匀速直线运动

B-l2

B.只闭合开关Si，经过一段时间，金属棒恰好匀速运动，此过程中金属棒机械能守恒

只闭合开关S2,金属棒做匀加速直线运动，加速度大小为。=一"Jr

m+CB2l2

Blx

D.只闭合开关S1,金属棒MN下降距离为X时，通过闭合开关S1的电荷量4=下

【答案】ACD

【详解】AB.只闭合Si时，金属所受向下的重力大于向上的安培力，金属棒先向下做加速直线运动，当安

培力增大到与重力相等时，速度达到最大，即

mg=BIml

r_E_Blvm

解得

V二皿

mB2l2

此后金属棒保持匀速直线运动；

在金属棒运动过程中，安培力对金属棒做负功，金属棒的机械能减小，故A正确，B错误;

C.若只闭合S2，回路中的电流为

A2_CAEAv

I-二----=CBI—=CBla

ArArAr

根据牛顿第二定律

mg一BIl=ma

联立解得

mg

Cl---------------7

m+CB2l2

由此可知，金属棒做匀加速直线运动，故C正确；

D.只闭合Si时，金属棒下降距离为x,通过金属棒的电荷量为

-E△①AOBlx

q-1AAt=一AA/=------AAt=——

RAt-RR

故D正确。

故选ACDo

三、实验题（本题共2小题）

11.在图甲中，G为指针在中央的灵敏电流表，其连接在直流电路中时的偏转方向如图甲所示。今把该电流

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表与一线圈串联研究电磁感应现象，则图乙中的条形磁铁的运动方向是（填“向上”或“向下”）；图

丙中电流表的指针从中央向（填“左”或“右”）偏转；图丁中的条形磁铁上端为（填“N”或"S”）

极。

【答案】①.向下②.右③.N

【解析】

【详解】［1］由图甲可知，灵敏电流计指针偏转方向与电流方向相反，图乙指针方向向左偏转，则感应电流

为顺时针方向，感应磁场向下，根据楞次定律（增反减同）可知，条形磁铁向下运动；

［2］当条形磁铁N极向下运动时，磁通量增大，根据楞次定律（增反减同）判断感应电流为逆时针方向，则

指针向右偏转；

［3］图丁中指针向右偏转，感应电流为逆时针方向，感应磁场方向向上，磁铁远离，磁通量减小，根据楞次

定律（增反减同）可知，磁铁上端为N极。

12.某课外活动小组自制了一台称重电子秤，其原理结构如图甲图所示，R为定值电阻；R是压敏电阻，其

阻值随所受压力F的变化而变化，变化范围大约为几欧到几十欧，通过电压表的读数可以知道压力大小.若

要想电子秤正常工作，首先通过实验探究压敏电阻阻值和F大小的关系，于是课外小组又设计了如图乙所

示的探究压敏电阻阻值和F大小的关系的实验电路.图乙电路中由下列主要实验器材进行选择：

A.电源E（3V,内阻忽略不计）；

B.电流表Ai（0.3A,内阻n=10。）；

C.电流表A2（0.6A,内阻约为1。）；

D.电压表V（15V,内阻约为5kQ）

E.开关S,定值电阻Ri.

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(1)为了比较准确测量电阻R,请完成图乙虚线框里两块表的选择(填电表代号)—.

(2)图乙中，在电阻R上施加竖直向下的力F,闭合开关S,记录各个电表读数，得出R=，

表达式中需要测量的各字母的物理意义为.

(3)图乙所示电路中，改变力的大小，得到不同的R值，得到如图丙所示的R-F图象，写出R和F的关系式

(4)若甲图所示的电路中，在压敏电阻R上水平放置一个重力为1.0N的托盘，在托盘上放一重物，电源电动

势E=9.0V,电源内阻r=1.0Q,Ro=5.OQ,闭合开关，电压表示数为5.0V,则重物的重量为N.

心为

4电流表的读数④.R=16-2F⑤.5.5N

【解析】

【详解】由于实验要求准确测量压敏电阻阻值，而电压表内阻为不确定值，所以不能应用电压表；由

于电流表出的内阻为确定值并且电流表A2的量程大于4的量程，所以应将电流表4与压敏电阻并联后再

与电流表42串联，即两电表应选择电流表与42；电路如图；

⑵⑵[3]由图乙根据欧姆定律应有

必

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解得

其中/1、/2分别表示电流表4、也的读数，门为电流表4的内阻;

(3)[4]根据一次函数概念可知由图象可读出纵轴截距b=16,斜率为

7-16

k=---------=-2

4.5-0

根据一次函数概念可知

R=kF+b=-2F+l6Q.

(4)[5]设重物的质量为"%则压力

F=1.0+G

代入R与歹关系式可得压敏电阻为：

R=-2F+16=-2(1.0+G)+16。

再根据闭合电路欧姆定律应有

U

E=U+—・(R+力

联立并代入数据可解得

G=5.5N

四、计算题(本大题共3小题)

13.疫情期间，需要使用消毒喷雾壶对公共场合进行消毒，其结构如图所示，内部可用容积为3£,授作时,

工作人员装入稀释过的助药液后旋繁壶盖，关闭喷水阀门,拉动手柄打气15次,假设每次打入压强为105Pa,

体积为0.1乙的气体，大气压强为l()5pa,在整个过程中可认为壶内温度不变，不考虑管内的药液体积和管

内药液产生的压强。

(1)求打气15次后壶内气体的压强；

(2)现打开阀门，消毒液喷出，当壶内不再喷出消毒液时，求壶内剩余消毒液的体积。

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阀门手柄

工

」

一

一

消

任

毒1

喷

二

二:

雾|..

二

二

！

一

壶

二

二5

.

【答案】(1)2.5xlO5Pa；(2)0.5L

【解析】

【详解】(1)打气15次前后，壶内气体经历了等温变化，打气前

“=1()5Pa

体积

匕=1L+0.1LX15=2.5L

打气后

匕=1L

根据玻意耳定律有

PK=PM

解得

5

p2=2.5xlOPa

(2)壶内气体在药液喷出过程中经历等温变化，喷前

5

p2=2.5xlOPa

体积

V2=1L

喷后

5

p3=lxlOPa

根据玻意耳定律有

22匕=23匕

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解得

匕=2.5L

壶内不再喷出消毒液时，剩余消毒液体积

K=3-2.5L=0.5L

14.为迎接2023年杭州亚运会，杭州市举办了盛大的灯光秀，灯光秀用到某种发光二极管，如图所示为该

二极管发出的某单色光沿“射向用透明材料制成的四分之一球体，此单色光在透明材料中的折射率为百，

已知。为球心，半径为R,S、0、£在同一直线上，OS=—,OA=—R,光在真空中传播的速度为c。

33

求：

(1)光从N点进入球体时的折射角；

(2)光从B点出射时的折射角；

(3)该单色光在球体内传播的时间。

S0E

.V

【答案】(1)30°；(2)60°；(3)-C

【解析】

【详解】(1)作出的光路如图所示

S0________________

由几何关系可得

tan3=-=6

OSR

3

可得入射角为

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8=60°

由折射定律得

sin6>

n=------

since

可得

sin6*1

sina=------=—

n2

解得光从/点进入球体时的折射角为

a=30°

(2)在ACMB中，根据正弦定理可得

OAOB

sin/3sin(900+a)

解得

0=30。

由折射定律得

sin/

n=---

sin/3

可得

smy=nsinp-

解得光从B点出射时的折射角为

/=60°

(3)光在玻璃半球体中传播的距离为

巧

s—AB=OA——R

3

光线在透明半球体中的速度为

cc

故光线在透明半球体中的时间为

sR

t=-=—

VC

15.如图所示，光滑绝缘斜面与水平面的夹角外30。，斜面所在空间存在两个相邻且互不影响的有界匀强磁

场I、n,磁场边界水平，两磁场的磁感应强度方向相反，且与斜面垂直，大小均为8=1T,宽度均为£=0.3m。

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现有一边长也为L,电阻R=0.1Q的正方形闭合导线框abed从距磁场I上边界线x=0.4m处由静c止释放，

已知线框仍边刚进入磁场I时恰好做匀速直线运动，进入磁场II区域后经一段时间后，在防边未出磁场II

区域下边界之前又做匀速直线运动，整个线框在穿过磁/场区域的过程中边始终水平，g取10m/s2,求：

(1)导线框a6cl的质量加；

(2)导线框从开始运动到ab边刚到达磁场H下边界线过程中线框产生的内能Q；

(3)导线框从开始运动到防边刚到达磁场n下边界线过程中运动的总时间t。

【答案】(1)m=0.36kg；(2)Q=1.755J；(3)/=