山东省泰安市2022-2023学年高二下学期期末考试模拟题物理试卷（解析版）

这是一份山东省泰安市2022-2023学年高二下学期期末考试模拟题物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了本题共12小题，共48分，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器液化成水，经排水管排走，空气中的水分减少，人会感觉干燥。若某空调工作一段时间后，排出水的体积为V，已知水的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则排出水中水分子的总数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由 和得，排出水种水分子的总数为。
故选D。
2. 关于光电效应的下列说法中，正确的是（ ）
A. 光电流的强度与入射光的强度无关
B. 入射光的频率增大，则金属的逸出功也随着增大
C. 无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应
D. 当用频率为2v0的单色光照射截止频率为v0的金属时，所产生的光电子的最大初动能为hv0，其中h为普朗克常量
【答案】D
【解析】A.光电流的强度随入射光的强度增大而增大，故A错误；
B.金属的逸出功取决于金属本身的性质，与入射光的频率无关，故B错误；
C.发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与入射光照射的时间无关，故C错误；
D. 当用频率为2v0的单色光照射截止频率为v0的金属时，所产生的光电子的最大初动能为：Ekm=h•2v0-W=2hv0-hv0=hv0，其中h为普朗克常量，故D正确。
故选D。
3. 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示。下列说法中正确的是（ ）

A. t1时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
B. t2时刻通过线圈的磁通量为0
C. t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D. 每当电流方向变化时，线圈平面就会与中性面垂直
【答案】C
【解析】A．t1时刻感应电动势达到最大，因此线圈在垂直磁场方向的分速度最大，即线圈平面平行于磁场方向，因此，t1时刻的线圈磁通量为0，即最小。故A错误；
B．t2时刻感应电动势为0，说明线圈在垂直磁场方向的分速度为0，即线圈平面垂直于磁场方向，因此，t2时刻通过线圈的磁通量为最大，故B错误；
C．t3时刻的感应电动势绝对值最大，所以t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大，故C正确；
D．每当电流方向变化时即感应电动势为0的时候，线圈就在中性面上，故D错误；
故选C。
4. 下列说法中正确的是（ ）
A. 比结合能越大，原子核越不稳定
B. 经过6次α衰变和6次β衰变后变成了
C. 铀核裂变中一种裂变反应是，其中原子核X中含有53个中子
D. 若有放射性元素Y的原子核10个，经一个半衰期后，一定有5个Y原子核发生了衰变
【答案】C
【解析】A.比结合能越大，原子核越稳定，故A错误；
B.经过1次α衰变电荷数少2，质量数少4，经过1次β衰变，电荷数增1，质量数不变，所以由变成应经过6次α衰变和4次β衰变，故B错误；
C.由质量数守恒可知，原子核X的质子数为36，质量数为89，所以原子核X中含有53个中子，故C正确；
D.半衰期是针对大量原子的统计规律，对少数原子核不适用，故D错误。
5. 氢原子第n能级的能量为En＝（n＝1，2，3…），若一个处于第n1能级的氢原子跃迁过程中发射能量为2.55eV的光子后处于比基态能量高出10.2eV的第n2能级．下列说法中正确的是（ ）
A. n1＝5
B. n2＝3
C. 用能量为10.2eV光子照射氢原子，就可以使处于基态的氢原子电离
D. 一个处于第n1能级的氢原子向低能级跃迁过程中最多可能辐射出3种不同频率的光子
【答案】D
【解析】AB、基态的能量为-13.6eV，根据氢原子发射能量为2.55eV的光子后处于比基态能量高出10.2eV的激发态，得出氢原子发射光子前后所具有的能量，再依据氢原子第n能级的能量为：（n=1，2，3…），则有：，，联立解得：n1=4；n1=2；故AB错误。
C、用能量为13.6eV的光子照射氢原子，才可以使处于基态的氢原子电离，故C错误；
D、一个处于n=4能级的氢原子，跃迁到基态的过程中，释放出的光子光子最多由3种，分别是从n=4→3→2→1放出的，故D正确。
故选D。
6. 一只轮胎容积为10L，装有压强为1.5atm的空气．现用打气筒给它打气，已知打气筒每打一次都把体积为1L、压强与大气压相同的气体打进轮胎，要使轮胎内气体压强达到2.5atm，应至少打多少次气（打气过程中轮胎容积及气体温度保持不变）（ ）
A. 8次B. 10次C. 12次D. 14次
【答案】B
【解析】设打入n此后轮胎内气体压强达到2.5atm，则由玻意耳定律：，即，解得n=10次，故选B.
点睛：此题关键是知道打入的气体的质量与原来气体质量之和等于最后轮胎内气体的质量，因PV与质量成正比，故可进行列式.
7. 如图所示是一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】交变电流一个周期内通过电阻R上产生的热量为
设交流电的有效值为I，则由交流电有效值的定义可知
由以上两式联立解得
故选D。
8. 图甲为风力发电的简易模型。在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图乙所示，则（ ）
A. 磁铁的转速为10 r/s
B. 线圈两端电压的有效值为6 V
C. 交变电流的电压表达式为u=12sin5πt V
D. 该交变电流可以直接加在击穿电压为9 V的电容器上
【答案】C
【解析】A、电流的周期为T=0.4s，故磁体的转速为，故A错误；
B、通过乙图可知电压的最大值为12V，故有效值，故B错误；
C、周期T=0.4s，故，故电压的表达式为，故C正确
D、电容器的击穿电压为交流电的最大值，而交流电的最大值大于电容器的击穿电压，故不能，故D错误；
故选C．
9. 有一理想变压器原、副线圈的匝数比为100：1，原线圈上所加电压为23kV，副线圈通过总电阻为1Ω的输电线向用户供电，用户得到的电压是220V，则下列说法中正确的是
A. 用户得到的电功率为2.2kW
B. 通过变压器原线圈的电流为0.1A
C. 输电线上的电压降为1V
D. 输电线损耗的功率为100W
【答案】ABD
【解析】设原线圈上所加电压为U1，匝数为n1，副线圈上两端电压为U2，匝数为n2，有，所以，用户得到的电压了220V，所以输电线上损失的电压为10V，输电线上的电流为，由原、副线圈中的电流之比等匝数反比可知，原线圈中的电流为0.1A，输电线上损失的功率为，用户得到的功率为，故 ABD正确，C错误。
10. 甲、乙两车在同一平直公路上，从同一位置沿相同方向做直线运动，它们运动的速度v与时间t关系图象如图所示，已知甲一直做匀速直线运动，乙开始运动后一直做匀加速直线运动．则下列说法中正确的是
A. 乙车开始运动后，乙车的加速度大小为
B. 乙车追上了甲车之前，两车相距最远距离为9m
C. 在时刻，乙车追上了甲车
D. 在时刻，甲、乙两车相距最远
【答案】ABC
【解析】A.由图象可知，乙车的加速度为，故A正确；
BD.当两车的速度相等时，两车相距最远时在5s末，甲车的位移为，乙车的位移为，所以两车最远距离为9m，故B正确，D错误；
C.在t＝8s时刻，甲车的位移为，乙车的位移为，故C正确．
故选ABC
11. 下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度
B. 图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出
C. 图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小；图戊中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
D. 图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
【答案】AC
【解析】A．由图可知，a束光偏转角度小，因此a束光的折射率小，根据公式
可知，a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度，A正确；
B．由于折射角小于临界角，所以不论入射角i逐渐增大到哪一值都会有光线从bb′面射出，B错误；
C．根据公式可知
只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小；只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，C正确；
D．样品放置方向夹角向右，因此属于“右凹左凸”，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹的，因此D错误。
故选AC。
12. 人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（ ）
A. 由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量
B. 由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能
C. 已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大
D. 在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度
【答案】BD
【解析】A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要放出能量，A错误；
B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能，B正确；
C．根据爱因斯坦的光电效应方程，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与强度无关，若增加射线强度，逸出光电子的最大初动能不变，C错误；
D．镉棒能吸收多余的中子，可控制核反应速度，D正确。
二、实验题（共2小题，每空2分，共16分）
13. 用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线。
（1）在图甲上补画出光路以及入射角i和折射角r；______
（2）用所测物理量计算折射率的公式为n=______；
（3）为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当______（选填“小一些”“无所谓”或“大一些”）；
（4）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃砖的折射率n=______。
【答案】（1） （2） （3）小一些 （4）1.5
【解析】（1）[1]连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示。
（2）[2]由折射定律可得
（3）[3]为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD面上发生全反射。
（4）[4]图像的斜率
由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5。
14. 某物理实验小组在做“研究匀变速直线运动”的实验装置如图甲所示，滑块放在水平长木板上在重物的拉动下开始运动，重物落地后，滑块再运动一段距离停在水平长木板上（滑块尚未到达滑轮处）。纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两计数点之间还有4个点未画出，打点计时器的工作频率为50Hz。
（1）实验小组的部分实验步骤如下：
a.拉住纸带，将滑块移至靠近打点计时器处
b.将打点计时器固定在水平长木板上，并接好电路
c.将纸带固定在滑块尾部，并穿过打点计时器的限位孔，把一条细线拴在滑块上，细线跨过定滑轮，下面吊着适当重物
d.关闭电源，取出纸带
e.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开滑块
上述实验步骤正确顺序是：______用字母标号填写
（2）通过分析纸带数据，可以判断在相邻计数点____和____之间某时刻开始减速；
（3）计数点D对应速度大小为_____；
（4）滑块做减速运动过程中的加速度大小为_____。
【答案】（1）bcaed （2）E F （3）0.35 （4）0.50
【解析】（1）本实验首先将打点计时器固定在水平长木板上，并接好电路，将纸带固定在滑块尾部，并穿过打点计时器的限位孔，把一条细线拴在滑块上，细线跨过定滑轮，下面吊着适当重物，拉住纸带，将滑块移至靠近打点计时器处，接通电源，待打点计时器工作稳定后放开滑块，关闭电源，取出纸带，故为bcaed；
（2） 从纸带上的数据分析得知：在点计数点E之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，位移的增量为约为1cm，在E到F位移增量为0.7cm，说明在E和F间物体即开始减速；
（3） 计数点D对应的速度大小为；
（4）利用逐差法得：。
三、计算题（共4小题，共38分）
15. 在真空中有-长方体玻璃砖，其截面如图所示．从点光源S发出的光线SP以60°入射角从AB面射入玻璃砖，玻璃的折射率为n．
（1）若折射率n=，求入射光线在AB面的折射角；
（2）若使光线不能从侧面AD射出，求玻璃的折射率应满足的条件．
【答案】（1） （2）
【解析】（1）如图甲所示，光线在AB面上折射，由折射定律知：

解得：；
（2） 如图乙所示，光线在AB界面折射：
光线在AD界面全反射：
解得：
16. 如图所示为边长为L的单匝正方形线圈abcd，放在磁感强度为B的匀强磁场中，从图示位置开始以bc边为轴匀速转动．线圈从图示位置转过一周的过程中产生的热量已知线圈的bc边与磁场方向垂直，线圈电阻为求：
（1）线圈转动的角速度大小；
（2）线圈从图示位置转过时，线圈产生的感应电动势的瞬时值；
（3）线圈从图示位置转过的过程中，线圈产生的感应电动势的平均值．
【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）线圈转动过程中，产生的感应电动势有效值大小
线圈从图示位置转过一周的过程中所用的时间：
所以热量
Q=
解得：
；
（2）线圈从图示位置开始匀速转动，产生的感应电动势的瞬时值：
解得：
；
（3）线圈从图示位置转过的过程中，线圈内磁通量的变化量
所用的时间为
线圈产生的感应电动势的平均值
．
17. 汽车智能减速系统是在汽车高速行驶时，能够侦测到前方静止的障碍物并自动减速的安全系统．如图所示，装有智能减速系统的汽车车头安装有超声波发射和接收装置，在某次测试中，汽车正对一静止的障碍物匀速行驶，当汽车车头与障碍物之间的距离为360m时，汽车智能减速系统开始使汽车做匀减速运动，同时汽车向障碍物发射一个超声波脉冲信号．当汽车接收到反射回来的超声波脉冲信号时，汽车速度大小恰好为，此时汽车车头与障碍物之间的距离为320m．超声波的传播速度为．求：
（1）汽车从发射到接收到反射回来的超声波脉冲信号之间的时间间隔；
（2）汽车做匀减速运动的加速度大小；
（3）超声波脉冲信号到达障碍物时，汽车的速度大小．
【答案】（1）2s（2）（3）
【解析】（1）车在A点向障碍物发射一个超声波脉冲信号，在B点接收到反射回来的超声波脉冲信号，此过程经历的时间：
；
（2）汽车从A运动到B的过程中，满足：
，
解得：，；
（3） 超声波脉冲信号从发射到到达障碍物经历的时间：
超声波脉冲信号到达障碍物时，汽车的速度大小：
．
18. 如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上侧与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l=10.0cm，B侧水银面比A侧的高h=3.0cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h1=10.0cm时，将开关K关闭，已知大气压强p0=75.0cmHg．
（1）求放出部分水银后A侧空气柱的长度；
（2）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度．
【答案】（1）12.0cm；（2）13.2cm
【解析】（1）以cmHg为压强单位．设A侧空气柱长度l=10.0cm时压强为p，当两侧的水银面的高度差为h1=10.0cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1，由玻意耳定律，有：
pl=p1l1①
由力学平衡条件，有：
p=p0+h ②
打开开关放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随着减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止，由力学平衡条件，有：
p1=p0﹣h1③
联立①②③，并代入题目数据，有：
l1=12cm ④
（2）当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为P2，由玻意耳定律，有：
pl=p2l2⑤
由力学平衡条件有：
p2=p0⑥
联立②⑤⑥式，并代入题目数据，有：
l2=10.4cm ⑦
设注入水银在管内的长度为△h，依题意，有：
∆h=2（l1﹣l2）+h1⑧
联立④⑦⑧式，并代入题目数据，有：
∆h=13.2cm