【物理】山東省泰安市2022-2023學年高二下學期期末考試模擬題（解析版）

高二下學期期末物理模擬題第I卷（選擇題，共48分）一、本題共12小題，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1~8題只有一項符合題目要求，第9~12題有多項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中的水分減少，人會感覺干燥。若某空調(diào)工作一段時間后，排出水的體積為V，已知水的密度為，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為，則排出水中水分子的總數(shù)為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】由和得，排出水種水分子的總數(shù)為故選D。2.關(guān)于光電效應(yīng)的下列說法中，正確的是（）A.光電流的強度與入射光的強度無關(guān)B.入射光的頻率增大，則金屬的逸出功也隨著增大C.無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)D.當用頻率為2v0的單色光照射截止頻率為v0的金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hv0，其中h為普朗克常量【答案】D【解析】A.光電流的強度隨入射光的強度增大而增大，故A錯誤；B.金屬的逸出功取決于金屬本身的性質(zhì)，與入射光的頻率無關(guān)，故B錯誤；D.當用頻率為2v0的單色光照射截止頻率為v0的金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為：Ekm=h?2v0-W=2hv0-hv0=hv0，其中h為普朗克常量，故D正確。故選D。3.一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化規(guī)律如圖所示。下列說法中正確的是（）A.t1時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大B.t2時刻通過線圈的磁通量為0C.t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大D.每當電流方向變化時，線圈平面就會與中性面垂直【答案】C【解析】A．t1時刻感應(yīng)電動勢達到最大，因此線圈在垂直磁場方向的分速度最大，即線圈平面平行于磁場方向，因此，t1時刻的線圈磁通量為0，即最小。故A錯誤；B．t2時刻感應(yīng)電動勢為0，說明線圈在垂直磁場方向的分速度為0，即線圈平面垂直于磁場方向，因此，t2時刻通過線圈的磁通量為最大，故B錯誤；C．t3時刻的感應(yīng)電動勢絕對值最大，所以t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大，故C正確；D．每當電流方向變化時即感應(yīng)電動勢為0的時候，線圈就在中性面上，故D錯誤；故選C。4.下列說法中正確的是（）A.比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定B.經(jīng)過6次α衰變和6次β衰變后變成了C.鈾核裂變中一種裂變反應(yīng)是，其中原子核X中含有53個中子D.若有放射性元素Y的原子核10個，經(jīng)一個半衰期后，一定有5個Y原子核發(fā)生了衰變【答案】C【解析】A.比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故A錯誤；B.經(jīng)過1次α衰變電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，經(jīng)過1次β衰變，電荷數(shù)增1，質(zhì)量數(shù)不變，所以由變成應(yīng)經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變，故B錯誤；C.由質(zhì)量數(shù)守恒可知，原子核X的質(zhì)子數(shù)為36，質(zhì)量數(shù)為89，所以原子核X中含有53個中子，故C正確；D.半衰期是針對大量原子的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核不適用，故D錯誤。故選C。5.氫原子第n能級的能量為En＝（n＝1，2，3…），若一個處于第n1能級的氫原子躍遷過程中發(fā)射能量為2.55eV的光子后處于比基態(tài)能量高出10.2eV的第n2能級。下列說法中正確的是（）A.n1＝5B.n2＝3C.用能量為10.2eV光子照射氫原子，就可以使處于基態(tài)的氫原子電離D.一個處于第n1能級的氫原子向低能級躍遷過程中最多可能輻射出3種不同頻率的光子【答案】D【解析】AB、基態(tài)的能量為-13.6eV，根據(jù)氫原子發(fā)射能量為2.55eV的光子后處于比基態(tài)能量高出10.2eV的激發(fā)態(tài)，得出氫原子發(fā)射光子前后所具有的能量，再依據(jù)氫原子第n能級的能量為：（n=1，2，3…），則有：，，聯(lián)立解得：n1=4；n1=2；故AB錯誤。C、用能量為13.6eV的光子照射氫原子，才可以使處于基態(tài)的氫原子電離，故C錯誤；D、一個處于n=4能級的氫原子，躍遷到基態(tài)的過程中，釋放出的光子光子最多由3種，分別是從n=4→3→2→1放出的，故D正確。故選D。6.一只輪胎容積為10L，裝有壓強為1.5atm的空氣。現(xiàn)用打氣筒給它打氣，已知打氣筒每打一次都把體積為1L、壓強與大氣壓相同的氣體打進輪胎，要使輪胎內(nèi)氣體壓強達到2.5atm，應(yīng)至少打多少次氣（打氣過程中輪胎容積及氣體溫度保持不變）（）A.8次 B.10次 C.12次 D.14次【答案】B【解析】設(shè)打入n次后輪胎內(nèi)氣體壓強達到2.5atm，則由玻意耳定律：，即，解得n=10次，故選B。7.如圖所示是一交變電流的圖像，則該交變電流的有效值為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】交變電流一個周期內(nèi)通過電阻R上產(chǎn)生的熱量為設(shè)交流電的有效值為I，則由交流電有效值的定義可知由以上兩式聯(lián)立解得故選D。8.圖甲為風力發(fā)電的簡易模型．在風力作用下，風葉帶動與桿固連的永磁鐵轉(zhuǎn)動，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連．在某一風速時，傳感器顯示如圖乙所示，則（）A.磁鐵的轉(zhuǎn)速為10r/sB.線圈兩端電壓的有效值為6VC.交變電流的電壓表達式為u=12sin5πtVD.該交變電流可以直接加在擊穿電壓為9V的電容器上【答案】C【解析】A、電流的周期為T=0.4s，故磁體的轉(zhuǎn)速為，故A錯誤；B、通過乙圖可知電壓的最大值為12V，故有效值，故B錯誤；C、周期T=0.4s，故，故電壓的表達式為，故C正確；D、電容器的擊穿電壓為交流電的最大值，而交流電的最大值大于電容器的擊穿電壓，故不能，故D錯誤；故選C。9.有一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為100：1，原線圈上所加電壓為23kV，副線圈通過總電阻為1Ω的輸電線向用戶供電，用戶得到的電壓是220V，則下列說法中正確的是（）A.用戶得到的電功率為2.2kWB.通過變壓器原線圈的電流為0.1AC.輸電線上的電壓降為1VD.輸電線損耗的功率為100W【答案】ABD【解析】設(shè)原線圈上所加電壓為U1，匝數(shù)為n1，副線圈上兩端電壓為U2，匝數(shù)為n2，有，所以，用戶得到的電壓了220V，所以輸電線上損失的電壓為10V，輸電線上的電流為，由原、副線圈中的電流之比等匝數(shù)反比可知，原線圈中的電流為0.1A，輸電線上損失的功率為，用戶得到的功率為故ABD正確，C錯誤。10.甲、乙兩車在同一平直公路上，從同一位置沿相同方向做直線運動，它們運動的速度v與時間t關(guān)系圖像如圖所示，已知甲一直做勻速直線運動，乙開始運動后一直做勻加速直線運動．則下列說法中正確的是（）A.乙車開始運動后，乙車的加速度大小為B.乙車追上了甲車之前，兩車相距最遠距離為9mC.在時刻，乙車追上了甲車D.在時刻，甲、乙兩車相距最遠【答案】ABC【解析】A.由圖像可知，乙車的加速度為故A正確；BD.當兩車的速度相等時，兩車相距最遠時在5s末，甲車的位移為，乙車的位移為，所以兩車最遠距離為9m，故B正確，D錯誤；11.下列說法中正確的是（）A.圖甲是一束復(fù)色光進入水珠后傳播的示意圖，其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度B.圖乙是一束單色光進入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當入射角i逐漸增大到某一值后不會再有光線從bb′面射出C.圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間的距離L，兩相鄰亮條紋間距離將減??；圖戊中的M、N是偏振片，P是光屏，當M固定不動緩慢轉(zhuǎn)動N時，光屏P上的光亮度將會發(fā)生變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波D.圖丁是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凸起的【答案】AC【解析】A．由圖可知，a束光偏轉(zhuǎn)角度小，因此a束光的折射率小，根據(jù)公式可知，a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度，A正確；B．由于折射角小于臨界角，所以不論入射角i逐漸增大到哪一值都會有光線從bb′面射出，B錯誤；C．根據(jù)公式可知只減小屏到擋板間的距離L，兩相鄰亮條紋間距離將減小；只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，C正確；D．樣品放置方向夾角向右，因此屬于“右凹左凸”，彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凹的，因此D錯誤。故選AC。12.人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量（原子核的質(zhì)量除以核子數(shù)）與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法正確的是（）A.由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時會有質(zhì)量虧損，要吸收能量B.由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C時會有質(zhì)量虧損，要放出核能C.已知原子核A裂變成原子核B和C時放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子，若增加γ射線強度，則逸出光電子的最大初動能增大D.在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度【答案】BD【解析】A．由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時會有質(zhì)量虧損，要放出能量，A錯誤；B．由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C時會有質(zhì)量虧損，要放出核能，B正確；C．根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān)，與強度無關(guān)，若增加射線強度，逸出光電子的最大初動能不變，C錯誤；D．鎘棒能吸收多余的中子，可控制核反應(yīng)速度，D正確。故選BD。二、實驗題（共2小題，每空2分，共16分）13.用圓弧狀玻璃磚做測定玻璃折射率的實驗時，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2，然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3以及P1和P2的像，在紙上標出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓，如圖甲所示，其中O為兩圓弧圓心，圖中已畫出經(jīng)P1、P2點的入射光線。（1）在圖甲上補畫出光路以及入射角i和折射角r；______（2）用所測物理量計算折射率的公式為n=______；（3）為了保證在弧面CD得到出射光線，實驗過程中，光線在弧面AB的入射角應(yīng)適當______（選填“小一些”“無所謂”或“大一些”）；（4）多次改變?nèi)肷浣?，測得幾組入射角和折射角，根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值，畫出了如圖乙所示的圖像，由圖像可知該玻璃磚的折射率n=______?！敬鸢浮浚?）（2）（3）小一些（4）1.5【解析】（1）[1]連接P3、P4與CD交于一點，此交點即為光線從玻璃磚中射出的位置，由于P1、P2的連線與AB的交點即為光線進入玻璃磚的位置，連接兩交點即可作出玻璃磚中的光路，如圖所示。（2）[2]由折射定律可得（3）[3]為了保證能在弧面CD上有出射光線，實驗過程中，光線在弧面AB上的入射角應(yīng)適當小一些，才不會使光線在CD面上發(fā)生全反射。（4）[4]圖像的斜率由題圖乙可知斜率為1.5，即該玻璃的折射率為1.5。14.某物理實驗小組在做“研究勻變速直線運動”的實驗裝置如圖甲所示，滑塊放在水平長木板上在重物的拉動下開始運動，重物落地后，滑塊再運動一段距離停在水平長木板上（滑塊尚未到達滑輪處）。紙帶上計數(shù)點的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩計數(shù)點之間還有4個點未畫出，打點計時器的工作頻率為50Hz。（1）實驗小組的部分實驗步驟如下：a.拉住紙帶，將滑塊移至靠近打點計時器處b.將打點計時器固定在水平長木板上，并接好電路c.將紙帶固定在滑塊尾部，并穿過打點計時器的限位孔，把一條細線拴在滑塊上，細線跨過定滑輪，下面吊著適當重物d.關(guān)閉電源，取出紙帶e.接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開滑塊上述實驗步驟正確順序是：______用字母標號填寫（2）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可以判斷在相鄰計數(shù)點____和____之間某時刻開始減速；（3）計數(shù)點D對應(yīng)速度大小為_____；（4）滑塊做減速運動過程中的加速度大小為_____?！敬鸢浮浚?）bcaed（2）EF（3）0.35（4）0.50【解析】（1）本實驗首先將打點計時器固定在水平長木板上，并接好電路，將紙帶固定在滑塊尾部，并穿過打點計時器的限位孔，把一條細線拴在滑塊上，細線跨過定滑輪，下面吊著適當重物，拉住紙帶，將滑塊移至靠近打點計時器處，接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開滑塊，關(guān)閉電源，取出紙帶，故為bcaed；（2）從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在點計數(shù)點E之前，兩點之間的位移逐漸增大，是加速運動，位移的增量為約為1cm，在E到F位移增量為0.7cm，說明在E和F間物體即開始減速；（3）計數(shù)點D對應(yīng)的速度大小為；（4）利用逐差法得：三、計算題（共4小題，共38分）15.在真空中有一長方體玻璃磚，其截面如圖所示．從點光源S發(fā)出的光線SP以60°入射角從AB面射入玻璃磚，玻璃的折射率為n．（1）若折射率n=，求入射光線在AB面的折射角；（2）若使光線不能從側(cè)面AD射出，求玻璃的折射率應(yīng)滿足的條件?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】（1）如圖甲所示，光線在AB面上折射，由折射定律知：解得：；（2）如圖乙所示，光線在AB界面折射：光線在AD界面全反射：解得：16.如圖所示為邊長為L的單匝正方形線圈abcd，放在磁感強度為B的勻強磁場中，從圖示位置開始以bc邊為軸勻速轉(zhuǎn)動。線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過一周的過程中產(chǎn)生的熱量，知線圈的bc邊與磁場方向垂直，線圈電阻為，求：（1）線圈轉(zhuǎn)動的角速度大?。唬?）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過時，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值；（3）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】（1）線圈轉(zhuǎn)動過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值大小線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過一周的過程中所用的時間：所以熱量Q=解得：；（2）線圈從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值：解得：；（3）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，線圈內(nèi)磁通量的變化量所用的時間為線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值．17.汽車智能減速系統(tǒng)是在汽車高速行駛時，能夠偵測到前方靜止的障礙物并自動減速的安全系統(tǒng)．如圖所示，裝有智能減速系統(tǒng)的汽車車頭安裝有超聲波發(fā)射和接收裝置，在某次測試中，汽車正對一靜止的障礙物勻速行駛，當汽車車頭與障礙物之間的距離為360m時，汽車智能減速系統(tǒng)開始使汽車做勻減速運動，同時汽車向障礙物發(fā)射一個超聲波脈沖信號．當汽車接收到反射回來的超聲波脈沖信號時，汽車速度大小恰好為，此時汽車車頭與障礙物之間的距離為320m。超聲波的傳播速度為。求：（1）汽車從發(fā)射到接收到反射回來的超聲波脈沖信號之間的時間間隔；（2）汽車做勻減速運動的加速度大?。唬?）超聲波脈沖信號到達障礙物時，汽車的速度大小?！敬鸢浮浚?）2s（2）（3）【解析】（1）車在A點向障礙物發(fā)射一個超聲波脈沖信號，在B點接收到反射回來的超聲波脈沖信號，此過程經(jīng)歷