四川省射洪中学校2023-2024学年高二下学期期末模拟考试物理试卷(含答案)

这是一份四川省射洪中学校2023-2024学年高二下学期期末模拟考试物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．下列说法正确的是( )
A.一个热力学系统吸收热量后，其内能一定增加
B.一个热力学系统对外做功后，其内能一定减少
C.理想气体的质量一定且体积不变，当温度升高时其压强一定增大
D.理想气体的质量一定且体积不变，当温度升高时其压强一定减小
2．下列说法错误的是( )
A.电磁炉利用涡流的原理制成，使用高频交流电加热效果更好
B.导棒在磁场中运动时，会存在电磁阻尼，安培力对导棒做正功
C.磁场相对导体转动，也会产生感应电流，导体受到安培力作用运动起来，称为电磁驱动
D.互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，变压器就是利用此原理制成的
3．下列说法中正确的是( )
A.在建筑物的玻璃墙外表面镀一层增反膜是利用了光的全反射原理
B.光导纤维传递信号是利用了光的偏振
C.太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的衍射现象
D.凸透镜的弯曲表面向下压在另一块平板玻璃上，让单色光从上方射入，能看到明暗相间的同心圆，这是光的干涉现象
4．金属探测仪被各考场广泛应用，从而营造了良好的考试公平环境。如图甲为某一款金属探测仪，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时，探测仪线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图乙所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是( )
A.此时电容器中的电场能正在减小
B.此时线圈的自感电动势正在减小
C.此时电路中电流沿顺时针方向且LC振荡电路中电流减小
D.若LC振荡电路中的电感变小，其振荡频率也变小
5．下列关于热学问题的说法正确的是( )
A.草叶上的露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠，这一物理过程中水分子间的引力增大、斥力减小
B.某气体的摩尔质量为M、密度为ρ，用表示阿伏加德罗常数，每个气体分子的质量，每个气体分子的体积
C.大量气体分子的速率有大有小，但是按“中间多，两头少”的规律分布
D.单晶体和多晶体在不同方向上的导热性、机械强度等物理性质都不一样
6．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电电动势随时间变化的波形如图所示，线圈与一阻值的电阻串联在一起，线圈的电阻为，则( )
A.通过电阻R的电流瞬时值表达式为
B.通过电阻R的交流电每秒内电流方向变化50次
C.图中时，线圈位于垂直中性面的位置
D.1s内电阻R上产生的热量为
7．如图所示，空间存在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场，一用粗细均匀的导线制作的形线框abcd围绕ad边以角速度ω匀速转动，其中ad边与磁场垂直。已知线框每边电阻为r，，在a、d两点通过不计电阻的导线与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈连接一阻值为r的电阻，原、副线圈的匝数比为2:1。下列说法正确的是( )
A.图示时刻线圈中电流为0B.原线圈两端的电压为
C.原线圈中的电流为D.电阻r消耗的功率为
8．图甲是某小车利用电磁感应实现制动缓冲的示意图：水平地面固定有闭合矩形线圈abcd，线圈总电阻为R，ab边长为L；小车底部安装有电磁铁，其磁场可视为磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场，磁场边界MN与ab边平行。当小车沿水平方向通过线圈abcd上方时，线圈与磁场的作用使小车做减速运动，从而实现缓冲。以a点为坐标原点、水平向右为正方向建立x轴，小车速度v随x的变化图像如图乙所示，不计一切摩擦阻力，则缓冲过程( )
A.小车向右做匀减速直线运动
B.磁场边界刚抵达边时，线圈两端电势差为
C.前、后半程线圈中产生的热量之比为
D.若摩擦阻力不能忽略且恒定，小车在位移中点的速度将大于
二、多选题
9．关于电磁波，下列说法正确的是( )
A.赫兹预言了电磁波，麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
B.电磁波既可以在介质中传播，又可以在真空中传播
C.在电磁波的发射过程中，把信息加到载波上的过程叫做调制
D.电磁波在真空中传播时，频率和波长的乘积是一个恒量
10．雨后天空中出现的弧形彩带，色彩鲜明的叫虹，色彩比虹暗淡的叫霓。如图所示为形成的光路图，一束太阳光射入水滴后，射出彩色光，其中a和b是两种单色光，下列说法正确的是( )
A.a光的波长大于b光的波长
B.水滴对a光的折射率大于对b光的折射率
C.在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度
D.在完全相同的条件下做双缝干涉实验，a光对应的干涉条纹间距较宽
11．如图所示，一定质量的理想气体从状态a，先后到达状态b和c，，，。则( )
A.过程气体分子平均动能增加
B.过程气体分子数密度减小
C.状态的温度关系为
D.状态的压强大小关系为
12．平行虚线a、b之间和b、c之间存在大小相等、方向相反的匀强磁场，相邻两虚线间的距离为l，虚线a、b之间磁场方向垂直纸面向里，b、c之间磁场方向垂直纸面向外，如图所示。现使一粗细均匀、电阻为R的导线做成的闭合直角导线框ABC以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，导线框的电阻为R。已知为直角，AB边长为2l，BC边与磁场边界平行。时刻，A点到达边界a，取逆时针方向为感应电流的正方向，则在导线框穿越磁场区域的过程中，感应电流i及安培力的功率P随时间t变化的图线可能是( )
A.B.
C.D.
三、计算题
13．现有一三棱柱工件，由折射率为的透明玻璃材料组成。如图所示，其截面ABC为直角三角形，，现有一条光线沿着截面从AC边上的O点以45°的入射角射入工件，折射后到达BC边。求：
（1）光线射入工件时的折射角；
（2）光线第一次射出工件时与界面的夹角。
14．如图所示，为某校开展的科技节一参赛小组制作的“水火箭”，其主体是一个容积为2.5L的饮料瓶，现装入1L体积的水，再倒放安装在发射架上，用打气筒通过软管向箭体内充气，打气筒每次能将300mL、压强为的外界空气压入瓶内，当瓶内气体压强达到时，火箭可发射升空。已知大气压强为，整个装置气密性良好，忽略饮料瓶体积的变化和饮料瓶内、外空气温度的变化，求：
（1）为了使“水火箭”能够发射，该小组成员需要打气的次数；
（2）“水火箭”发射过程中，当水刚好全部被喷出前瞬间，瓶内气体压强的大小；
（3）若设在喷水过程中瓶内气压平均为，在这过程瓶内气体是吸热还是放热，吸收或释放了多少热量？
15．如图所示，有一“︺”形的光滑平行金属轨道，间距为，两侧倾斜轨道足够长，且与水平面夹角均为，各部分平滑连接。左侧倾斜轨道顶端接了一个理想电感器，自感系数为，轨道中有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度为，两处用绝缘材料连接。在水平轨道上放置一个“］”形金属框，其中、边质量和电阻均不计，长度均为；边质量为m，长度为，电阻阻值为；在金属框右侧长为、宽为的区域存在竖直向上的磁感应强度大小为的匀强磁场；右侧轨道顶端接了一个阻值的电阻。现将质量为m、长度为、电阻不计的金属棒从左侧倾斜轨道的某处静止释放，下滑过程中流过棒的电流大小为（其中x为下滑的距离，L为自感系数），滑上水平轨道后与“］”形金属框相碰并粘在一起形成闭合导体框，整个滑动过程棒始终与轨道垂直且接触良好。已知，，，，除已给电阻外其他电阻均不计。（提示：若F与位移成线性关系,则F做功为,其中为平均力，α为与x的夹角）
（1）求棒在释放瞬间的加速度大小；
（2）当释放点距多远时，棒滑到处的速度最大，最大速度是多少？
（3）以第（2）问方式释放棒，试通过计算说明棒能否滑上右侧倾斜轨道。
四、实验题
16．做测量玻璃折射率实验时，同学们被分成若干实验小组，以下是其中两个实验小组的实验情况：
（1）甲组同学在实验时，用他们测得的多组入射角i与折射角r作出图像如图甲所示，则下列判定正确的是_______。
A.光线是从空气射入玻璃的B.光线是从玻璃射入空气的
C.该玻璃的折射率约为0.67D.该玻璃的折射率约为1.5
（2）乙组同学先画出图乙所示的坐标系，再在区域放入某介质（以x轴为界面），并通过实验分别标记了折射光线、入射光线、反射光线通过的一个点，它们的坐标分别为A（8cm，3cm）、B（1cm，-4cm）、C（7cm，-4cm），则：
①入射点（图中未标出）的坐标为_______；
②通过图中数据可以求得该介质的折射率_______（结果保留两位有效数字）；
③若该同学在确定A位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把A位置画的偏右了一些，则测出来的折射率_______。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
17．某热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像如图甲所示，某同学用该热敏电阻制作的简易火灾自动报警器电路图如图乙所示。请回答以下问题：
（1）为使温度在升高到报警温度时，报警器响起，单刀双掷开关c应该接_______（选填“a”或“b”）。
（2）为实现温度升高到60℃时报警器响起的目的，该同学先把热敏电阻放入60℃的恒温水中，然后调节滑动变阻器的电阻，直到报警器响起。在闭合两开关，之前，该同学还应将滑动变阻器的滑片滑至最_______（选填“左端”或“右端”）。
（3）已知直流电源电动势，内阻不计。若继电器线圈ed电阻忽略不计，流过继电器线圈的电流才会报警，欲使温度升高到60℃时报警器响起，则滑动变阻器接入电路的阻值应该是_______Ω。
参考答案
1．答案：C
解析：AB.一个热力学系统内能增量等于气体从外界吸收的热量与外界对它所做的功的和，所以AB错误；
CD.理想气体的质量一定且体积不变，当温度升高时，根据可知，压强一定增大，故C正确，D错误。
故选C。
2．答案：B
解析：A、电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热，它的炉面是耐热陶瓷板，交变电通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，会产生涡流，令锅底迅速发热，从而达到加热食品的目的，故A正确;
B、电磁阻尼是导体因感应电流受到的安培力对导体做负功产生的，会阻碍导体运动，故B错误;
C、如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用就是电磁驱动，故C正确;
D、变压器利用的是互感原理，可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，故D正确。
本题选错误的，故选:B。
3．答案：D
解析：A、建筑物的玻璃墙外表面镀一层增反膜，通过膜的内外表面的反射光，进行叠加，从而出现相互减弱，进而增强透射能力，是利用了光的干涉原理，故A错误;
B、光导纤维传递信号是利用了光的全反射现象，故B错误;
C、太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，通过膜的内外表面的反射光，进行叠加，出现明暗相间的条纹，这是光的干涉现象，故C错误;
D、弯曲表面向下压在另一块平板玻璃上，让单色光从上方射入，能看到明暗相间的同心圆，这是光的薄膜干涉现象，故D正确;
故选:D.
4．答案：C
解析：AC、某时刻，线圈中的磁场方向向上，根据安培定则可知，电流的方向为顺时针方向，且电容器的上极板带正电，可判断电容器正在充电，即电场能增加，磁场能减小，LC振荡电路中的电流减小，故A错误，C正确;
B、由上一选项的结论可知，磁场能减小，电流减小，由楞次定律可得，可知自感电动势正阻碍电流的减小，故B错误;
D、根据振荡电路的频率公式，当电感L变小时，频率变大，故D错误。
故选:C。
5．答案：C
解析：A.草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，分子间的距离减小，分子的引力和斥力都会增大，故A错误;每个气体分子的质量，每个气体分子的平均空间体积，它不是气体分子的体积，故B错误。单晶体具有各异性，不同方向上的导热性、机械强度等物理性质都不一样，而多晶体具有各向同性，故D错误。
6．答案：D
解析：
7．答案：C
解析：A.图示时刻线圈中磁通量为0，则磁通量变化率，感应电动势和感应电流都为最大值，故A错误；
C.原线圈产生的感应电动势最大值，原线圈感应电动势有效值为，设原线圈的电流为，副线圈电流为，电阻r在原线圈电路中的等效电阻为R，则有，又因为，故等效电阻，由闭合电路欧姆定律，故C正确；
B.原线圈两端的电压为，故B错误；
D.由，可得，电阻r消耗的功率为，故D错误。
故选C。
8．答案：D
解析：A.若物体做匀减速直线运功，则有
整理有
所以其以为纵坐标，以x为横坐标，其图像为一条倾斜直线，与题图不符合，故小车向右做的不是匀减速直线运动，故A项错误；
B.由于线圈切割磁感线相当于电源，电流方向逆时针
故B项错误；
C.线圈切割的电动势为
线圈的电流为
线圈受到的安培力大小
则由动量定理有
整理有
由于线圈受到的安培力是小车对线圈的作用力，所以由牛顿第三定律可知，小车受到线圈给的作用力与安培力大小相等，所以从开始到停下对小车整理有
对小车，前半程有
解得
由能量守恒，前半程线圈产生的热量为，有
同理后半程线圈产生的热量为，有
所以
故C项错误；
D.在考虑摩擦时，前半程动量定理可得
对后半程动量定理可得
走相同的位移，因此前半程速度快时间小，即
即
解得
故D项正确。
故选D。
9．答案：BCD
解析：A.首先预言电磁波存在的物理学家是麦克斯书，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，A错误;
B.电磁波是以波动的形式传播的电磁场，具有能量，既可以在介质中传播，又可以在真空中传播，B正确;
C.在电磁波的发射过程中，把信息加到载波上的过程叫做调制，C正确;
D.电磁波在真空中传播时由可知，频率和波长的乘积是一个恒量，D正确。
故选BCD.
10．答案：AD
解析：
11．答案：AC
解析：A、过程气体做等压变化，根据可知，过程气体温度升高，气体分子平均动能增加，故A正确;
B、过程气体体积不变，分子数密度不变，故B错误;
CD、根据题意可知，，可知,过程气体做等容变化，根据，联立解得，，故C正确，D错误。
12．答案：AD
解析：图中由初位置到位置1过程中，切割磁场的有效长度随时间线性增大，由右手定则知电流方向为逆时针，由位置1到位置2过程中，在间切割磁场的有效长度不变，而在间切割磁场的有效长度随时间线性增大，所以总电流线性减小，由位置2到位置3的过程中，线框左侧进入磁场瞬间，BC边长度为切割磁场的有效长度，由右手定则可知电流方向为顺时针，之后AC边在间切割磁场的有效长度线性减小，电流线性增大，当线框位于位置3，即BC边刚通过边界b时，电流方向变为逆时针，有效长度为BC边的一半，运动到位置4的过程中有效长度呈线性增大，刚要离开边界c时有效长度增大到BC边长度，A正确，B错误；线框匀速运动，电流的功率等于安培力做功的功率，即,C错误，D正确.
13．答案：（1）（2）90°
解析：（1）由折射定律
代入得AC界面折射角
（2）根据平面几何关系，BC界面入射角为
所以,光线在BC界面发生全反射.
从AB界面垂直射出，故光线进入第一次射出界面与界面的夹角为90°
14．答案：（1）15（2）（3）吸热300J
解析：（1）设至少需要打n次气，打气前箭体内空气体积为
根据玻意耳定律可得
解得
（2）小组成员对“水火箭”加压到发射，在水刚好全部被喷出时气体的体积为
根据玻意耳定律可得
解得
（3）根据热力学第一定律有
所以瓶内气体从外界吸热，热量为
解得
15．答案：（1）（2）0.45m；（3）不能
解析：（1）释放瞬间，棒受力如图
由牛顿第二定律可知
解得
（2）已知感应电流大小为，当棒受到的安培力等于重力下滑分力时速度最大，有
棒的速度最大。联立方程解得
下滑过程，由动能定理知.
其中安培力做的功
联立方程组解得
（3）棒与金属框相碰过程，由动量守恒知
整体进磁场过程，内电阻为r，外电阻为0，设速度为v，则回路总电流为
则
所以整体进磁场过程安培力的冲量为
出磁场过程，边为电源，内电阻为0，外电阻为
同理可得安培力的冲量为
又由动量定理知进出磁场过程中有
解得出磁场时，速度大小
整体沿斜面上滑过程，由动能定理可知
解得重心上升高度
而边恰好运动到右侧倾斜最低端，则重心升高
所以，棒不能滑上右侧倾斜轨道。
另解：若将导体框的边右侧倾斜轨道的最低点时静止处释放，滑到水平轨道时导体框的速度为，则由
得
所以棒不能滑上右侧倾斜轨道。
16．答案：（1）AD（2）①（4cm，0）或者（4，0）②③偏大
解析：（1）AB.因为入射角大于折射角，所以光线由空气进入玻璃。A正确，B错误；
CD.根据折射定律得，C错误，D正确。故选AD。
（2）①入射光线与反射光线关于法线对称，所以B点在入射光线上，C点在反射光线上，入射点坐标（4cm，0）。
②入射角的正弦值为折射角的正弦值为
根据折射定律得
17．答案：（1）a（2）左端（3）1220
解析：（1）由图甲可知，热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在温度升高的过程中图乙中电流增大，螺旋管的磁感应强度增大，铁片受到的作用力增大将向左移动，要使报警器响起，单刀双掷开关c应该接a；
（2）在闭合开关前，应使滑动变阻器接入电路的阻值最大，即应将滑动变阻器的滑片滑至最左端；
（3）由图甲可知，温度升高到60℃时热敏电阻的阻值为580Ω，由闭合电路欧姆定律得
解得