2020-2021学年江苏省苏州市苏州高新区第一中学高二下学期期末物理模拟试题（一） 解析版

江苏省苏州高新区一中2020-2021学年度下学期高二物理期末模拟试卷一

一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）

1. 下列说法正确的是

A. 布朗运动说明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
B. 一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热压缩过程，气体分子的平均动能减小
C. 电冰箱通电后把冰箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，违背了热力学第二定律
D. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体

2. 下列说法正确的是

A. 泊松亮斑支持了光的粒子说
B. 质子的德布罗意波长与其动能成正比
C. 电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
D. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，把绿色滤光片换为红色，相邻两亮条纹中心的 距离减小

3. 如图1所示，一儿童站在平板小车中间，与小车一起沿水平地面匀速向右运动，儿童突然走向小车一端，此过程儿童和小车的速度时间关系如图2所示，不计地面的摩擦。以下说法正确的是

A. 儿童的质量小于小车的质量 B. 儿童走向小车左端
C. 儿童和小车的总动能减少 D. 小车对儿童的冲量方向水平向右

4. 挂灯笼的习俗起源于1800多年前的西汉时期，已成为中国人喜庆的象征。如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，中间的细绳是水平的，另外四根细绳与水平面所成的角分别和。关于和，下列关系式中正确的是

A.  B.  C.  D.

5. 如图所示，两质点P、Q在光滑的水平面上分别以不同的速度向右运动，某时刻开始分别施以水平向左的力、，其中的大小不变，的大小由零逐渐增大，经过一段时间，它们恰好同时向右运动到最远，且位移大小相等。在此过程中，两质点同一时刻的瞬时速度与的关系是

A.  B.
C. 先，后 D. 先，后

6. 下列说法正确的是

A. 比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核要释放核能
B. 重核发生裂变时需要吸收能量
C. 核力是核子间的万有引力和库仑力的合力
D. 中子与中子之间的核力一定大于中子与质子间的核力

7. 一质点沿x轴从坐标原点O出发，以运动过程中的某时刻为时间零点，运动的图象如图所示，14s末质点回到坐标原点。下列说法正确的是

A. 开始计时时，质点到坐标原点的距离为2m
B. 和内的加速度大小相同
C. 质点在第4s时和第8s时经过同一位置
D. 和内的平均速度大小相同

8. 质量为m的篮球以水平速度大小v撞击竖直篮板后，以水平速度大小被弹回，已知，篮球与篮板撞击时间极短。下列说法正确的是

A. 撞击时篮球受到的冲量大小为
B. 撞击时篮板受到的冲量为零
C. 撞击过程中篮球和篮板组成的系统动量不守恒
D. 撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能守恒

9. 如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率，AC为一半径为R的四分之一圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形。在D处有一红色点光源，在纸面内照射弧面AC，若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，则以下说法正确是

A. 光从该材料到空气的临界角为
B. 该光学元件的BC边上有光射出的长度为
C. 照射在AC边上的入射光，有弧长为区域的光不能从AB、BC边直接射出
D. 将点光源换成紫光，则AB边上有光射出的长度增大
 

10. 如图所示，一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图示三种稳定状态下的温度分别为、、，则、、的大小关系为

A.  B.  C.  D.

11. 在平静的介质中，从波源O发出的一列简谐横波沿x轴正方向传播，秒时刻的波形用实线表示，秒时刻的波形用虚线表示。介质中的质点Q位于处，则下列说法正确的是

A. 该简谐横波的波长可能为6m
B. 该波的波速大小一定为
C. 在秒时刻至秒时刻这段时间内，介质中的质点M的运动过程是由先加速、后减速两段过程组成
D. 根据图像无法判断质点Q的起振方向

二、实验题（本大题共2小题，共19.0分）

12. 为了测量滑块与桌面间的动摩擦因数，一同学设计了如图1所示的实验装置，A为带滑轮的滑块，B为盛有砂的砂桶。
    
    实验时，必须要进行的操作是______ 。
    A.用天平测量出砂和砂桶的质量
    B.调整滑轮的位置，使绳与桌面平行
    C.要保证砂和砂桶的质量远小于滑块的质量
    D.滑块靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车
    该同学实验中得到如图2所示的一条纸带相邻两计数点之间还有四个点未画出，打点计时器的交流电源频率为50Hz；根据纸带可以求出小车的加速度 ______ 保留两位有效数字。
    通过改变砂的质量，得到滑块运动的加速度和力传感器示数F的关系如图3所示，纵截距为，已知当地的重力加速度为g，则滑块和轨道间的动摩擦因数 ______ 用b、g表示。
    实验中已测得滑块的质量为M，将其由静止释放，力传器的示数为F，滑块运动距离为时，砂桶刚好接触地面且不反弹，滑块再滑行的距离后停止运动，则滑块与桌面间的动摩擦因数的表达式为______ 用F、M、、、g表示；的测量值与真实值相比______ 填“偏大”、“偏小”、“不变”。
13. 为了探究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。滑轮质量不计
     

实验时，一定要进行的操作或保证的条件是        。

A.用天平测出砂和砂桶的质量

B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数

D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带

E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

该同学在实验中得到如图所示的一条纸带相邻两计数点间还有两个点没有画出。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为             结果保留两位有效数字。

以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图象是一条直线，图线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为               。
 

A.    B．         D．

三、计算题（本大题共3小题，共37.0分）

14. 如图所示，图1为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图2电路中光电管阴极K上时，光电流随光电管两端电压变化的图像如图3。求：
    
    频率最高的光子能量；
    阴极K的逸出功。
    
    
    
     

15. 如图所示，形状相同、质量均为m的两木块A和B上下叠在一起，沿运动方向错开了的距离小于板长的一半，二者在光滑水平面上以恒定速度朝着竖直的墙壁运动。已知两木块间的动摩擦因数，两木块与墙壁的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度为g。求：
    木块A与墙壁碰撞后瞬间的加速度；
    要使木块B能与墙壁发生碰撞，应满足的条件；
    木块A、B最终错开的距离和木块A、B最终速度的大小。

16. 如图所示为货场使用的传送带的模型，传送带倾斜放置，与水平面夹角为，传送带AB足够长，传送皮带轮以大小为的恒定速率顺时针转动一包货物以的初速度从A端滑上倾斜传送带，若货物与皮带之间的动摩擦因数，且可将货物视为质点。
    
    
    
    求货物刚滑上传送带时加速度为多大？
    
    经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同？这时货物相对于地面运动了多远？
    
    从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了多少时间？，已知，
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：A、布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，不是分子的运动，布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故A错误；
B、一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热压缩过程，气体吸收的热量：，气体体积变小，外界对气体做功，，由热力学第一定律得：，气体内能增大，气体温度升高，分子平均动能增大，故B正确；
C、电冰箱通电后由于压缩机做功从而将热量从低温物体传到箱外的高温物体，不违背热力学第二定律，故C错误；
D、同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，在一定条件下非晶体可以转化为晶体，故D正确；
故选：D。
布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的；根据力学气体状态方程与热力学第一定律分析答题；由热力学第二定律可知：一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性；晶体与非晶体之间可以相互转化．
本题是一道热学综合题，涉及的知识点较多，掌握基础知识是解题的前提，平时要注意基础知识的学习与积累；根据题意应用理想气体状态方程、热力学第一定律即可解题。
2.【答案】C

【解析】解：A、泊松亮斑是著名的光的衍射现象的特例，支持了光的波动说，故A错误；
B、德布罗意波长公式，质子的波长与动能的二次方根成反比，故B错误；
C、衍射、干涉、偏振等现象都是波动性特有的现象，电子束穿过铝箔后的衍射图样，说明发生衍射现象，就说明电子束就有波动性，故C正确；
D、由双缝干涉间距公式知道，间距与波长成正比的，换为波长较大的红光后，相邻两亮纹的距离变大，故D错误。
故选：C。
泊松亮斑说明发生光的衍射；稳定的电场不会产生磁场；由德布罗意波长公式判断与动能的关系；衍射现象是波特有的性质；根据双缝干涉的公式答题；
本题题考查了近代物理中几个典型的实验现象与所证实的理论的联系，需要理解记忆。特别是双缝间距公式，要弄清式中各符号代表的意义。
3.【答案】B

【解析】解：A、根据图像的斜率表示加速度，可知，小车的加速度大小大于儿童的加速度大小，儿童和小车受到的合外力等于相互间的摩擦力，由牛顿第二定律知儿童的质量大于小车的质量，故A错误；
B、小车向右做匀加速直线运动，儿童向右做匀减速直线运动，说明儿童对小车的摩擦力向右，小车对儿童的摩擦力向左，则儿童走向小车左端，故B正确；
C、儿童在行走过程中要消耗体能，转化为系统的动能，则儿童和小车的总动能增加，故C错误；
D、小车对儿童的摩擦力方向水平向左，则小车对儿童的冲量方向水平向左，故D错误。
故选：B。
根据图像的斜率表示加速度，分析儿童和小车加速度大小关系，由牛顿第二定律判断两者质量关系；根据儿童和小车速度变化情况，判断儿童的运动方向；根据能量守恒定律分析儿童和小车总动能的变化；根据小车对儿童作用力的方向来判断小车对儿童的冲量方向。
解答本题的关键要根据小车和儿童的运动情况，来判断受力情况。要知道冲量方向与作用力方向相同。
4.【答案】D

【解析】解：对左下方灯笼的上方结点分析，受到三段细绳的拉力，其中下方细绳拉力等于灯笼的重力，受力情况如图1所示；
根据平衡条件可得水平绳子上的拉力为：；
对左侧两个灯笼整体分析，受到重力、两边细绳的拉力，如图2所示；
根据平衡条件可得水平绳子上的拉力为：；
联立解得：，故D正确、ABC错误。
故选：D。
分别对左下方灯笼的上方结点、左侧两个灯笼整体分析，根据平衡条件可得水平绳子上的拉力进行分析。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。注意整体法和隔离法的应用。
5.【答案】C

【解析】解：由题意，根据牛顿第二定律可知，质点P做匀减速直线运动，质点Q做加速度增大的减速运动，故两物体可能的图像如图所示

又两质点运动的时间相等，且位移大小相等，故实线满足题意，故有先，后，故C正确，ABD错误。
故选：C。
根据题意画出质点运动的图像，结合图像判断两质点同一时刻的瞬时速度与的关系。
本题的难点在于根据题意画出正确的图像，图像是解决本题的一个简便方法。
6.【答案】A

【解析】解：A、比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时，总结合能增加，因此要释放核能，故A正确；
B、重核裂变时有质量亏损，释放能量，故B错误；
C、核力是核子间的强相互作用力，故C错误；
D、核力是短程力，与核子间的距离有关，由于距离未知，则中子与中子之间的核力不一定大于中子与质子间的核力，故D错误；
故选：A。
比结合能越大，原子核越稳定。重核裂变有质量亏损，释放能量。核力是核子间的强相互作用力。核力与距离有关。
本题考查原子核的结合能、质量亏损、核力，基础题，学习过程中注意积累。
7.【答案】C

【解析】解：C、由图可知，当速度减到零后，质点开始沿反方向运动，14s末回到坐标原点，根据图象与坐标轴所围图形的面积表示位移大小，可知，6s末质点到达最远点，内和内质点的位移大小相同，则质点在第4s时和第8s时经过同一位置，故C正确；
A、质点运动到的最远点到O点的距离为，计时点到最远点的距离为，则开始计时时质点到坐标原点的距离为1m，故A错误；
C、根据图象的斜率表示加速度，可知 s内的加速度大小大于 s内的加速度，故B错误；
D、内的平均速度大小为，内的平均速度大小为，则和内的平均速度大小不同，故D错误。
故选：C。
由速度时间图像与时间围成的面积表示位移，求出内质点的位移，从而确定开始计时时质点到坐标原点的距离；图像的斜率表示加速度，结合平均速度等于位移与时间之比分析。
本题关键要根据速度时间图像能分析质点的运动情况，抓住“面积”大小等于位移、图像的斜率表示加速度是关键。
8.【答案】C

【解析】解：A、根据动量定理可知：撞击时篮球受到的冲量等于其动量的变化，取篮球反弹后的速度方向为正方向，由动量定理得：，故A错误；
B、碰撞时，篮球与篮板相互作用，相互作用力等大反向，作用时间相等，则篮板受到的冲量大小不为零，故B错误；
C、撞击时间极短，重力的冲量忽略不计，撞击前后篮板均保持静止，篮球速度反向，所以篮球和篮板组成的系统动量不守恒，故C正确；
D、由于，系统机械能有损失，不守恒，故D错误。
故选：C。
根据动量定理求撞击时篮球受到的冲量大小；撞击时间极短，重力的冲量忽略不计，撞击前后篮板均保持静止，篮球速度反向，篮球和篮板组成的系统动量不守恒，机械能有损失。
解答本题时，要掌握动量守恒的条件：合外力为零，运用动量定理时要注意规定正方向，用正负号表示速度方向。
9.【答案】C

【解析】解：A、根据，得光从该材料到空气的临界角，故A错误；
B、如图所示，若沿DG方向射入的光线恰好在BC面上发生全反射，入射角等于临界角C，可得：
所以，该光学元件的BC边上有光射出的长度为，故B错误；
C、若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，入射角等于临界角C，则，因此，，，即照射在AC边上的入射光，有弧长为区域的光不能从AB、BC边直接射出，故C正确；
D、将点光源换成紫光，因紫光的折射率比红光的大，由根据知紫光的临界角比红光的小，所以AB边上刚好发生全反射的入射点将左移，AB边上有光射出的长度减小，故D错误。故选：C。
根据求光从该材料到空气的临界角；从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，是由于在AB和BC面上发全了全反射，由几何知识求出BC边上有光射出的长度，以及不能从AB、BC边直接射出的弧长；根据紫光的折射率比红光的大，分析临界角关系，结合全反射的条件分析。
解决本题关键是掌握全反射的条件和临界角公式，结合几何知识进行求解。
10.【答案】B

【解析】解：以活塞为研究对象，对状态下的气体有：        
对状态下的气体有：
可以得出：
根据理想气体状态方程： 
则
   
则
即
故选：B。
先以活塞为研究对象分析出三者封闭气体压强的大小关系，然后根据理想气体状态方程判断温度的高低
本题关键要分析出气体的压强关系，考查挖掘隐含条件的能力
11.【答案】D

【解析】解：
A、由波形图可知波长为8m，故A错误；
B、由波的周期性可知，秒时刻至秒时刻这段时间内波传播的距离可能为：1，2，，由：，则波速为：1，2，，故B错误；
C、由波的周期性可知，秒时刻至秒时刻这段时间可能大于一个周期，所以介质中的质点M的运动过程有可能是由周期性的加速、减速等多个过程组成，故C错误；
D、因为图示时刻已经不是波源的起振时刻，所以根据图像无法判断质点Q的起振方向。
故选：D。
本题属于波的图象的识图和对质点振动的判断问题。考查知识点全面，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。由波形图可知波长；由波的周期性可知，秒时刻至秒时刻这段时间内波具有多个解，波速和运动过程有多种可能；因为图示时刻已经不是波源的起振时刻，所以根据图像无法判断质点Q的起振方向。
12.【答案】BD      偏大

【解析】解：由于存在力传感器，不再需要测量砂桶与砂的总重，也不需要满足砂桶与砂的总重远小于滑块质量；绳与桌面平行，是为了保证实验过程中拉力恒定，实验过程中，滑块靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车。故AC错误，BD正确。
故选：BD。
打点计时器的频率为50Hz，所打点周期，相邻两计数点时间间隔，由得：。
对小车：，
得：，可知纵截距为，即：，所以：。
小车一开始由静止开始加速，此时有：，
其中：
砂桶落地后，小车仅在摩擦力的作用下进行减速至停止，此时有：，s
由
得：，
联立可得：，
由于实验过程中打点计时器与纸带间存在摩擦力，故测量值应比真实值偏大。
答：；；；，偏大。
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项；
根据逐差法可得加速度；
根据牛顿第二定律求得的表达式，结合图像求得滑动摩擦因数；
对滑块在整个运动过程中，根据牛顿第二定律以及运动学公式联立求解。
解决本题的关键知道实验的原理以及实验中注意的事项，注意拉力的大小由拉力传感器测出，不需要测量砂和砂桶的质量。
13.【答案】

【解析】

【分析】
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项；
依据逐差法可得小车加速度；
小车质量不变时，加速度与拉力成正比，对图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数。
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，小车质量不变时，加速度与拉力成正比，对图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数。
【解答】
本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶包括砂的质量远小于车的总质量，故A错误，E错误；

B.该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；
C.打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确；
D.改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故D正确；故选BCD。
由于两计数点间还有两个点没有画出，故相邻计数点的时间间隔为，由可得：

对图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，
此题，弹簧测力计的示数故小车质量为
故答案为。
14.【答案】解：由图可知，能量最大的光子应为第四能级跃迁至第一能级所释放光子，所以：
，
由图3可知：遏制电压。
电子动能改变量：，
由爱因斯坦光电方程：，
得逸出功：。
答：频率最高的光子能量为；
阴极K的逸出功为。

【解析】能量最大的光子为第四能级跃迁到第一能级所释放的光子，根据能量差得出答案；
先根据动能定理算出电子动能改变量，再利用爱因斯坦光电方程求解。
本题为模块的综合题，模块间不综合，全面考查了选修中的基础知识，对于该部分知识一是注意平时的积累与记忆，二是注意有关能级跃迁、最大初动能与遏止电压等知识的应用．
15.【答案】解：由牛顿第二定律可知，木块A与墙壁碰撞后瞬间的加速度大小：，方向向右
与墙壁碰撞后，A、B都做匀减速直线运动，设B的速度为零时B恰好与墙壁发生碰撞，
对B，由动能定理得：
解得：
要使木块B能与墙壁发生碰撞，应满足的条件是：
如果B不能与墙壁发生碰撞，A与墙壁碰撞后，A、B都做匀减速直线运动，
最终两者速度相等，设共同速度为v，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
解得：，即最终A、B的速度都为零，
设A减速为零的位移为，由动能定理得：
解得：，同理可知，B减速为零的位移：
最终A、B错开的距离：
如果能与墙壁发生碰撞，设B与墙壁发生碰撞前瞬间速度为v，
对B，由动能定理得：
解得：
同理可知，B与墙壁碰撞前瞬间，B的速度也为v，
B与墙壁发生弹性碰撞，碰撞过程机械能不变，碰撞后反向，速度大小仍为v，
碰撞后A、B的速度相等，相对静止，两者一起做匀速直线运动，
因此A、B的最大速度大小为，方向向左，
最终两者错开的距离
答：木块A与墙壁碰撞后瞬间的加速度大小是，方向向右；
要使木块B能与墙壁发生碰撞，应满足的条件是；
木块A、B最终错开的距离是或，木块A、B最终速度的大小为0或。

【解析】应用牛顿第二定律可以求出木块A与墙壁碰撞后瞬间的加速度。
木块与挡板碰撞后，两木块都做匀减速直线运动，应用动能定理求出木块B与墙壁发生碰撞需要满足的条件。
根据木块的运动过程应用动量守恒定律与动能定理可以求出两物块的最终速度与最终错开的距离。
根据题意分析清楚木块的运动过程是解题的前提，应用牛顿第二定律、动量守恒定律与动能定理即可解题。
16.【答案】解：设货物刚滑上传送带时加速度为，货物受力如图所示：
根据牛顿第二定律得：沿传送带方向，    
垂直传送带方向：，又，
由以上三式得：，方向沿传送带向下；
货物速度从减至传送带速度v所用时间设为，位移设为，
则有：，；
当货物速度与传送带速度相等时，由于，
此后货物所受摩擦力沿传送带向上，设货物加速度大小为，则有，得：，方向沿传送带向下，    
设货物再经时间，速度减为零，则，沿传送带向上滑的位移，
则货物上滑的总距离为；
货物到达最高点后将沿传送带匀加速下滑，下滑加速度等于
设下滑时间为，则，代入，解得，所以货物从A端滑上传送带到再次滑回A端的总时间为。
答：货物刚滑上传送带时加速度，方向沿传送带向下；经过1s货物的速度和传送带的速度相同，这时货物相对于地面运动了7m；货物再次滑回A端共用了。

【解析】本题考查了倾斜传送带上物体相对运动问题，分析判断物体的运动情况是难点。
货物刚滑上传送带时，受到重力、传送带的支持力和沿传送带向下的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律求解加速度；
货物向上做匀减速运动，根据运动学公式求出货物的速度和传送带的速度相同经历的时间和上滑的位移；
货物的速度和传送带的速度相同后，继续向上做匀减速运动，滑动摩擦力方向沿传送带向上，由牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求出速度减至零的时间和位移，再求出上滑的总位移，货物到达最高点后将沿传送带匀加速下滑，由下滑位移大小与上滑总位移大小相等，求出下滑的时间，最后求出总时间。