重庆市巴蜀中学2022-2023学年高二物理下学期期末模拟试题（一）（Word版附解析）

高二（下）期末物理模拟卷一

注意事项：

1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。

2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试卷上作答无。

3.考试结束后，请将答题卡交四，试卷自行保存。满分100分，考试用时75分钟。

第I卷（选择题）

一、单选题（共7题，每题4分，共28分，每题只有一个选项符合题目要求）

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 卢瑟福提出原子的核式结构模型，并发现了质子和中子

B. 在康普顿效应中，入射光子与晶体中的电子碰撞，有些光子散射后的波长变短

C. 气体分子速率呈现“中间多、两头少”的分布规律，当温度升高时，速率大的气体分子数目增多，所有气体分子的动能增大

D. 在使两个分子间的距离由很远减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小再增大、分子势能先减小后增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型且发现了质子，发现中子的科学家是查德威克，A错误；

B．在康普顿效应中，入射光子与晶体中的电子碰撞，把一部分动量转移给电子，光子动量变小，由可知光子散射后的波长变长，B错误。

C．气体分子速率呈现“中间多、两头少”的分布规律，当温度升高时，速率大的气体分子数目增多，但不是所有分子的速率都增大，不是所有气体分子的动能增大，故C错误；

D．将一个分子从无穷远处无限靠近另外一个分子，分子力先增加后减小再增加，分子力先表现为引力，做正功，后表现为斥力做负功，分子势能先减小后增大，故D正确。

故选D

2. 已知氢原子的基态能量为，激发态能量为，其中，…。已知普朗克常量为，则下列说法正确的是（　　）

A. 氢原子跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小

B. 基态氢原子中的电子（质量为）吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为

C. 一个处于的激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出3种不同频率的光

D. 若氢原子从能级向能级跃迁时所产生的电磁波能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时所产生的电磁波也一定能使该金属发生光电效应

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．氢原子跃迁到激发态后，电子绕核运动的轨道半径变大，根据

可知，核外电子的动能减小，电势能增大，总能量增大，选项A错误；

B．基态的氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，最大动能为（E1本身是负值）

Ekm＝hν+E1

设电子的最大速度为vm，则

vm＝

选项B正确；

C．一个处于n＝3的激发态的氢原子，向低能级跃迁可辐射2种不同频率的光，选项C错误；

D．从n＝4能级向n＝1能级跃迁产生的电磁波能使某金属发生光电效应，从n＝4能级向n＝2能级跃迁产生的电磁波频率比n＝4能级向n＝1能级跃迁产生的电磁波小，故不一定能使该金属发生光电效应，选项D错误。

故选B。

3. “玉兔二号”月球车携带具有放射性的同位素钚Pu，不断衰变，释放能量为设备供热，衰变方程为，半衰期为88年。则（　　）

A. 的比结合能比U的比结合能小

B. 若环境温度升高，则衰变得更快

C. 该衰变为β衰变

D. 若有100个，则经过88年，一定还剩下50个

【答案】A

【解析】

【详解】A．核反应向着比结合能大的方向发生，所以的比结合能比的比结合能小，A正确；

B．放射性元素的半衰期是元素本身的属性，与环境温度无关，B错误；

C．根据电荷数和质量数守恒，可得该衰变方程为

X为，该衰变为α衰变，C错误；

D．半衰期为统计规律，对少量核子来说不成立，D错误。

故选A。

4. 人们对电磁炮的研究不断深入。某高中科研兴趣小组利用学过的知识制造了一台电磁炮，其原理示意图如图甲所示，高压直流电源电动势为E，大电容器的电容为C。线圈套在中空的塑料管上，管内光滑，将直径略小于管的内径的金属小球静置于管口附近。首先将开关S接1，使电容器完全充电，然后立即将S转接2，此后电容器放电，通过线圈的电流随时间的变化如图乙所示，金属小球在的时间内被加速发射出去，时刻刚好运动到管口。下列关于该电磁炮的说法正确的是（    ）

A. 小球在塑料管中做匀变速直线运动

B. 在的时间内，小球中产生的涡流从左向右看是顺时针方向的

C. 在时刻，小球受到的线圈磁场对它的作用力为零

D. 在的时间内，电容器储存的电能全部转化为小球的动能

【答案】C

【解析】

【详解】A. 线圈中的磁场强弱程度与通过线圈的电流大小成正比，根据乙图可知，线圈中产生的磁感应强度（磁通量）变化步调与电流的变化步调一致，在时间内，线圈电流从0逐渐增大，但其变化率却逐渐减小至0，所以线圈中的磁通量变化率也逐渐减小至0，金属小球中感应电动势也逐渐减小至0，金属小球中的涡流也逐渐减小至0，可知时刻，金属小球受到线圈磁场对它的作用力为0，时刻，金属小球受到线圈磁场对它的作用力也为0，故时间内，金属小球受到线圈磁场对它的作用力应先增大后减小，即加速度应先增大后减小，A错误；

B. 时间内，由安培定则知线圈电流在线圈内的磁场方向向右，线圈电流在增大，则产生的磁场在增大，通过金属小球磁通量在增大，根据楞次定律可知金属小球中产生涡流的磁场方向向左，由安培定则可知，金属小球中产生的涡流从左向右看是逆时针方向的，B错误；

C. 时刻，线圈中电流变化率为零，所以线圈中磁通量变化率为零，金属小球中感应电动势为零，金属小球中的涡流为零，所以小球受线圈作用力为零，C正确；

D. 在的时间内，电容器减少的电场能转化为磁场能，磁场能有一部分转化为小球的动能，还留有一部分磁场能。所以减少的电场能大于小球增加的动能，D错误；

故选C。

5. 一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原，副线圈匝数之比为2：1，电阻和的阻值分别为和，电流表、电压表都是理想交流电表，输入端的电流如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. 时，通过电阻的电流为

B. 电流表的示数为

C. 电压表的示数为

D. 内，电阻产生的焦耳热为

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图可知，在的前后，原线圈中的电流不变化，则副线圈中没有感应电流，所以通过电阻的瞬时电流为0，故A错误；

B．设电流表的示数为，则有

求得

故B正确；

C．原线图中电流只有交流部分电流才能输出到副线圈中，故副线圈中电流变流部分的电流最大值为；设副线圈交流电的有效值为，则

求得

因此中压表的示数为

故C错误；

D．在内，电阻产生的焦耳热为

故D错误。

故选B。

6. 如图所示，两端封闭、粗细均匀的形管中装有水银，分别封闭住两部分气体，当它们温度相同且端竖直向上放置，静止时左右液面高度差为。以下说法中正确的是（　　）

A. 若形管保持竖直做自由落体运动时，两部分气体的压强差变大

B. 若形管保持竖直向上做匀加速直线运动时，水银柱高度差变大

C. 若使两部分气体降低相同的温度，两部分气体的压强差变大

D. 若使两部分气体升高相同的温度，水银柱高度差变大

【答案】D

【解析】

【详解】A．若形管保持竖直做自由落体运动时，系统处于完全失重状态，高出的水银柱不再对产生压强，右边的气体会将水银柱向左压，右边气体压强减小，左边气体压强增大，两部分气体的压强差变小，故A错误；

B．若形管保持竖直向上做匀加速直线运动时，系统处于超重状态，高出的水银柱对产生压强增大，左边的气体会将水银柱向右压，水银柱高度差变小，故B错误；

CD．根据题意，设初状态部分气体压强为，B部分气体压强为，则有

则有

由理想气体状态方程有

可知，气体体积不变时有

可知，变化相同的温度，原压强越大，变化越大，降低相同的温度，B部分气体压强降低的多，两部分气体的压强差变小，升高相同的温度，B部分气体压强升高的多，两部分气体的压强差变大，右边的气体会将水银柱向左压，水银柱高度差变大，故C错误，D正确。

故选D。

7. 一球形热气球，总质量（包括隔热性很好的球皮以及吊篮等装载）为300kg。经加热后，气球膨胀到最大体积，其直径为18m。设球内外气体成分相同，球内气体压强稍高于大气压。已知大气温度为27℃，压强为1atm，标准状态下空气的密度为1.3kg/。试问：热气球刚好能上升时，球内空气的温度应为多少？

A. 327K B. 300K C. 400K D. 320K

【答案】A

【解析】

【详解】把球内外气体都当作理想气体.当气球胀足刚要升起时，气球所受浮力等于气球连同装载所受的重力，由此得质量关系为

其中为此时球内气体质量，为气球排开空气的质量，它的大小为

式中是气球的直径，为此时（温度

压强

）空气的密度，它与标准状态下（）的空气密度的关系为

于是得到

设膨胀后的气球内空气体积和压强为和，温度为，则由理想气体状态方程知

另一方面，考虑被气球排开的那一部分大气，应有

、、为那部分空气的压强、体积和温度，由题设知

故有

故选A。

二、多项选择题：共3题，每题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 一定质量的理想气体发生状态变化，其体积V随热力学温度T变化的图像如图所示，气体经历了的循环过程，下列分析正确的是（　　）

A. 过程气体压强不变

B. 过程气体放出热量

C. 单位体积内的气体分子数，C状态一定比D状态的小

D. 气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积的平均次数，A状态一定比C状态的小

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由图可知，过程气体的体积不变，温度升高，由查理定律可知，气体压强变大，故A错误；

B．由图可知，过程气体温度降低，内能减小，气体体积不变，气体不做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故B正确；

C．由图可知，气体在C状态的体积小于D状态的体积，则单位体积内的气体分子数，C状态一定比D状态的大，故C错误；

D．由图可知，过程中，气体的温度不变，体积减小，由玻意耳定律可知，气体压强增大，则气体在A状态的压强小于在C状态压强，则气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积的平均次数，A状态一定比C状态的小，故D正确。

故选BD。

9. 图甲为某种光电烟雾探测器装置示意图，光源S发出频率为的光束，当有烟雾进入该探测器时，光束会被烟雾散射进入光电管C，当光照射到光电管中的金属钠表面时会产生光电子，进而在光电管中形成光电流，当光电流大于某临界值时，便会触发报警系统报警。用如图乙所示的电路（光电管K极是金属钠）研究光电效应规律，得到钠的遏止电压与入射光频率之间的关系，如图丙所示，元电荷为e。下列说法正确的是（　　）

A. 由图丙知，普朗克常量

B. 由图丙知，金属钠的逸出功为

C. 图甲中，光源S发出的光越强，探测器的灵敏度就越高，光电子的最大初动能就越大

D. 图乙中，光电管K极使用的金属材料逸出功越大，截止频率越大，探测器的灵敏度就越高

【答案】AB

【解析】

【详解】A．由光电效应方程和动能定理知，光电管加反向电压时

得

知遏止电压Uc与入射光频率之间的关系图中图线的斜率为，结合图像可求得

选项A正确；

B．由光电效应方程有

可知时对应的光照频率为极限频率，由丙图可求得

则金属钠的逸出功为

选项B正确；

C．图甲中，在光源频率不变条件下，光束越强，相同时间内，相同烟雾浓度下散射到光电管上的光子数越多，产生的光电流越大，但光电子的最大初动能不变；故C错误；

D．图乙中，光电管K极使用的金属材料逸出功越大，截止频率越大，从光电管出来的光电子的最大初动能就越小，探测器的灵敏度就越低，越不容易触发报警器报警，选项D错误。

故选AB。

10. 如图所示，图中两条平行虚线间存有匀强磁场，虚线间的距离为2L，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形闭合线圈，ad与bc间的距离为2L且均与ab相互垂直，ad边长为2L，bc边长为3L，t＝0时刻，c点与磁场区域左边界重合。现使线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿过磁场区域的过程中，感应电流I及ab间电势差U随时间t变化的关系图线可能是（　　）

A.

B.

C.

D.

【答案】BC

【解析】

【详解】设，在时间内，cd边在切割磁场，产生的电流方向为逆时针，与正方向一致，由法拉第电磁感应定律得

由闭合电路欧姆定律得

ab端的电压为

在的时间内，同理可得，线框产生的电流为

电流方向逆时针方向；ab端的电压为

在的时间内，同理可得，线框产生的电流为

电流方向逆时针且在减小；

ab端的电压为

在的时间内， cd边全部离开磁场，ab边进入磁场切割磁感线，产生电流方向为顺时针，可得电流大小为

由于此时是ab边切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，ab间的电压为外电压，且a点电势也高于b点电势，故有

故选BC。

第II卷（非选择题）

一、实验题（共2题，11题8分，12题6分，共14分）

11. 某兴趣小组使用如图（a）所示的实验装置测量当地的重力加速度。小艾同学将打点计时器固定在铁架台上，让重物带动纸带从静止开始自由下落。

（1）所用器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、毫米刻度尺、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需____________。

A.秒表    B.天平及砝码    C.8V交流电源    D.220V交流电源

（2）实验中，下列操作正确的是____________。

A.安装器材时应将打点计时器安装在竖直面内，并使两个限位孔处于同一竖直线上

B.释放纸带前用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直，并使重物远离打点计时器

C.为保证打下第一个点时纸带的速度为零，实验中要确保在释放纸带的同时接通电源

（3）小伊同学得到的一条纸带如图（b）所示，A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的五个点。已知电磁打点计时器所用交流电的频率为50Hz，则打下点D点时重物的速度大小为____________m/s，重物下落的加速度大小为____________m/s2。（结果均保留2位有效数字）

【答案】    ①. C    ②. A    ③. 1.5    ④. 9.5#9.6#9.7

【解析】

【详解】（1）[1]CD．实验中打点计时器需要8V的交流电源，故C需要，D不需要；

A．纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表，故A不需要；

B．实验中不需要测量质量，则不需要天平和砝码，故B不需要。

故选C。

（2）[2]A．两个限位器的孔在同一竖线上，能减小纸带与孔的阻力，故A正确；

B．用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直，使重物靠近打点计时器，故B错误；

C．实验时应先接通电源，待打点稳定后，再释放纸带，故C错误。

故选A。

（3）[3]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知打D点时的速度大小等于C、E两点间平均速度，即

[4]根据逐差法可得自由落体加速度大小为

12. 某实验小组用如图甲所示的装置来探究气体等温变化的规律。

（1）下列实验操中，有助于减小实验误差的有_____________；

A．实验中缓慢推动活塞，改变空气柱的体积，读出对应的压强

B．推动活塞时，为了保持装置稳定，用手握住注射器

C．在注射器活塞上涂上润滑油，防止漏气

（2）若实验中没有做好密封，导致空气柱漏气，则实验所得的图像可能是图乙中的_____________（选填①、②或③）。

【答案】    ① AC##CA    ②. ③

【解析】

【详解】（1）[1]A．实验中缓慢推动活塞，以免操作动作快使空气柱的温度发生改变，故A正确；

B．实验过程中手不能握注射器前端，以免改变了空气柱的温度，使气体发生的不是等温变化，故B错误；

C．在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性，保持封闭气体的质量不发生变化，故C正确。

故选AC。

（2）[2]若实验中没有做好密封，导致空气柱漏气，则减小，即图像的斜率减小，是图乙中的③。

二、计算题（13题10分，14题13分，15题18分，共计41分）

13. 如图所示，一左细右粗的封闭玻璃管静止在水平面上。管内封有一定量的水银，水银柱在细管和粗管中的长度均为l。水银柱两侧各封闭了一定量的理想气体，左侧细管中气柱长度为，右侧粗管中气柱长度为。细管的截面积为S，粗管的截面积为。起初，两部分气体的压强均为，温度均为。环境温度恒为，水银密度为ρ，重力加速度为g，稳定时水银液面与管壁垂直，求：

（1）若缓慢抬高左侧细管，使水银刚好全部进入右侧粗管中，求此时玻璃管与水平面的夹角（可用其三角函数表示）：

（2）若放掉右侧粗管中的部分气体，使水银刚好全部进入右侧粗管中，求放出气体占原右侧气体的比例。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对左侧气体，T不变，初态：，，末态：压强，体积

由

得

对右侧气体，T不变，初态：，，末态：压强，

由

得

由平衡关系：

其中，得

（2）放气后右侧气体压强

若未放气，T不变，有

得

故放掉气体占原来气体的比例为

14. 如图所示，斜面和水平面上固定有两条光滑的金属导轨ABC和EFG，斜面与水平面平滑连接，斜面倾角为，水平导轨足够长，导轨间距为，电阻不计。水平面有竖直向上的匀强磁场。斜面有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感强度大小均为、一金属棒ab垂直导轨放置，与导轨接触良好、在外力作用下静止于斜面轨道上某处，棒ab质量，电阻。在导轨上方有一单刀双置开关分别连接了一个电容器C和一个定值电阻R，，；开关S接1，撤去外力。金属棒将由静止开始沿斜轨下滑，已知到达斜面底端前已获得最大速度、重力加速度为g。求：

（1）求金属棒能获得的最大速度；

（2）金属棒在水平轨道能滑行的距离；

（3）若金属棒以最大速度滑过斜面底端的瞬间，开关S接2，求金属棒最终的速度。

【答案】（1）2m/s；（2）0.8m；（3）

【解析】

【详解】（1）当金属棒达到最大速度时，则

解得

vm=2m/s

（2）在水平轨道运动至停止时，由动量定理

解得

x=0.8m

（3）若金属棒以最大速度滑过斜面底端瞬间，开关S接2，则电容器充电，金属棒受安培力作用速度逐渐减小，当金属棒产生的感应电动势等于电容器两板间电压时，金属棒做匀速运动，则

由动量定理

解得

15. 如图所示，一辆长L =8m的载货卡车质量为M = 1500kg，车箱载有m =500kg的圆柱形钢锭，并用钢丝绳固定在车厢中，钢锭离车厢右端距离l =4m。卡车以v0 =8m/s的速度匀速行驶，当卡车行驶到某一十字路口前，车头距人行横道S0=25m处时发现绿灯还有t0 =4s转为黄灯，司机决定让车以a = 1m/s2加速度加速通过这个路口，重力加速度g = 10m/s2：

(1)请通过计算判断卡车能否在绿灯转黄灯前车尾通过x =5m宽的人行横道；

(2)当卡车刚加速行驶t =2s时发现有行人要通过人行横道，司机立刻紧急刹车使车所受阻力恒为f=1.2×104N而做减速运动，刹车瞬间车厢固定钢锭的钢丝绳脱落，钢锭匀速撞向车头（不计钢锭与车厢间的摩擦），求从卡车开始刹车到钢锭撞上车头经历的时间；

(3)在第(2) 问情形中，若钢锭与车头碰撞时钢锭没有反弹，且相撞时间极短可忽略不计。请通过计算判断卡车停止运动时车头是否压上人行横道线。

【答案】(1)能；(2)；(3)压上了人行横道线

【解析】

【详解】(1)设载货卡车在时间内做匀加速运动的位移为，由运动学公式可得

解得

由于，所以卡车能在绿灯转黄灯前车尾通过人行横道。

(2)设当卡车加速行驶时速度为，位移为，由运动学公式可得

设卡车从开始刹车到钢锭撞上车头运动的时间为t'，卡车速度为v2，位移为s2，钢锭位移为，卡车匀减速运动的加速度大小为a1，由运动学公式及它们间的位移关系可得

解得

(3)设卡车和钢锭发生完全非弹性碰撞后的共同速度为v3，对碰撞过程由动量守恒定律可得

设卡车和钢锭一起再次做匀减速运动的加速度大小为，位移为，由动力学方程和运动学公式可得

解得

由于，所以卡车停止运动时车头压上了人行横道线。