四川省廣元市某中學2023-2024學年高二年級下冊期末物理模擬試題（三）（解析版）

高二下物理期末模擬（三）

一、單選題（共7小題）

1.對于一定質量的理想氣體，下列說法中正確的是（）

A.氣體的體積是所有氣體分子的體積之和

B.氣體溫度越高，氣體分子勢能越大

C.氣體對器壁的壓強是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產生的

D.當氣體膨脹時，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內能減小

【答案】C

【解析】

【詳解】A.氣體的體積是所有氣體分子運動占據(jù)的空間的體積之和，故A錯誤；

B.氣體溫度越高，氣體分子平均動能越大，理想氣體不考慮分子勢能，故B錯誤；

C.氣體對容器的壓強是由大量氣體分子對容器壁不斷碰撞而產生的，故C正確；

D.理想氣體不考慮分子勢能，只需考慮分子平均動能，該選項不清楚溫度變化情況，故無法判斷內能如何

變化，故D錯誤。

故選C。

2.如圖所示為某一氣體在不同溫度下分子的速率分布圖像，下列說法不正確的是（）

各速率區(qū)間的分子數(shù)

K［占總分子數(shù)的百分比

分子的速率

A.圖線乙所對應的溫度高

B.圖中兩條曲線下面積相等

C.圖線乙給出了任意速率區(qū)間的氣體分子數(shù)占總分子的百分比

D.由圖可知高溫狀態(tài)下每個分子的速率大于低溫狀態(tài)下所有分子的速率

【答案】D

【解析】

【詳解】A.因為隨著溫度的升高，峰值向速率大的方向移動，所以兩圖線所對應的溫度乙〉罩，故A正

確，不符合題意；

B.各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率的關系圖線與橫軸所圍面積都應該等于1,即相等,

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故B正確，不符合題意；

C.圖線乙給出了任意速率區(qū)間的氣體分子占據(jù)的比例，故C正確，不符合題意；

D.高溫狀態(tài)下不是每個分子的速率都大，也有速率小的，高溫狀態(tài)下不是每個分子的速率都大于低溫狀態(tài)

下所有分子的速率，僅僅是分子平均動能較大，即如果是同種分子，只是分子平均速率較大，故D錯誤，

符合題意。

故選D。

3.在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗中，如圖所示，導熱性能良好的注射器下端口有橡膠套，它和柱

塞一起把一段空氣柱封閉在玻璃管中，以這段空氣柱為研究對象，實驗過程中它的質量不變。空氣柱的壓

強p可以從壓力表直接讀出，空氣柱的體積「可從注射器標度讀出，用手把柱塞向下或向上拉，讀出體積

與壓強的幾組數(shù)據(jù)。

以p為縱坐標，以、為橫坐標，把實驗得到的各組數(shù)據(jù)在坐標系中描點。小樣、小真和小超同學所在小組

其他操作均規(guī)范，則該小組最后得到的夕-器圖

在某次實驗過程中，環(huán)境溫度前期正常，后期突然降低,

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【詳解】根據(jù)公式

pV

V=rc

可得

p=CT-

V

由此可知，環(huán)境溫度降低，則0-；圖像的斜率將減小，ACD錯誤，B正確。

故選B。

4.分子力與分子間距離的關系圖像如圖甲所示，圖中不為分子斥力和引力平衡時兩個分子間的距離；分子

勢能與分子間距離的關系圖像如圖乙所示，規(guī)定兩分子間距離為無限遠時分子勢能為0。下列說法正確的是

A.當分子間的距離外〉小時，斥力大于引力

B.當分子間的距離廠=4時，斥力等于引力

C.分子間距離從與減小到q的過程中，分子勢能減小

D,分子間距離從無限遠減小到？的過程中，分子勢能一直減小

【答案】D

【解析】

【詳解】A.當分子間的距離外〉4時，引力大于斥力，分子力表現(xiàn)為引力，A錯誤；

B.由分子勢能與分子之間距離的關系可知外<“，所以當廠=八時，斥力大于引力，分子之間表現(xiàn)為斥力，

B錯誤；

C.由圖乙可知，子間距離從與減小到6的過程中，分子勢能增大，C錯誤；

D.ro的分子勢能最小，分子間距離從無限遠減小到ro的過程中，分子勢能一直減小，D正確。

故選D。

5.如圖所示，LC振蕩電路中電容器的電容為C,線圈的自感系數(shù)為心電容器在圖示時刻所帶的電荷量為

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。。若圖示時刻電容器正在放電，至放電完畢所需時間為:兀近；若圖示時刻電容器正在充電，則充電

至電容器所帶電荷量最大所需時間為（）

]]]2

A.—LCB.—HyjLCC.—Uy]LCD.—nJLC

2363

【答案】C

【解析】

【詳解】LC振蕩電路在一個周期內電容器會充電兩次、放電兩次，每次充電或放電的時間均為

-T=-4LC

42

根據(jù)題意，電容器所帶的電荷量由。減小到零所需時間為

-TI4LC=-T

36

說明電容器所帶的電荷量由最大放電到。所需時間為

r=-7iVZc

46126

則電容器所帶電荷量由0充電至最大所需時間同樣為工兀J下

6

故選C。

6.如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為3:1,原線圈接電壓為U的正弦交流電源，D為理想二極管,

電阻4、&阻值相同，若與消耗的功率為p、則電流表的示數(shù)為（）

6P9P

D.

U~U

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【解析】

【分析】

【詳解】理想二極管具有單向導電性，兩電阻阻值相同，若&消耗的功率為尸，則以消耗的功率為2p

則副線圈總功率為3P,根據(jù)

U_ni_3

解得副線圈電壓

則副線圈中的電流

r3P9P

U'U

9P

即電流表的示數(shù)為——，D正確，ABC錯誤。

U

故選D。

7.如圖所示，光滑水平導軌置于磁場中，磁場的磁感應強度為3,左側導軌間距為/,右側導軌間距為2/,

導軌均足夠長。質量為加的導體棒ab和質量為的導體棒cd均垂直于導軌放置，處于靜止狀態(tài)。的

電阻為尺，M的電阻為2R,兩棒始終在對應的導軌部分運動，兩金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好，導軌

電阻不計?，F(xiàn)瞬間給〃一水平向右的初速度%,則此后的運動過程中下列說法不正確的是（）

a口______|5<Xxx

X>XXXXXX

X>XXXXXX

—L2L2SXX

d

2

A.ab棒最終的速度一%

3

B.全過程中，通過導體棒cd的電荷量為一

3BI

2

C.從〃獲得初速度到二者穩(wěn)定運動，此過程系統(tǒng)產生的焦耳熱為一加看

3

D.導體棒ab和cd組成的系統(tǒng)動量守恒

【答案】D

【解析】

【詳解】A.當導體棒ab和cd產生的電動勢相等時，兩棒都做勻速直線運動，則有

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BlVab=B-2lVcd

對ab棒，由動量定理得

BI-/AZ=mvab

對cd棒，由動量定理得

-BI-2/Az二2mVcd-2mv。

聯(lián)立解得

Ved

2%

Vab

故A正確，不符合題意；

B.對cd棒，有

q=[.Nt

又

-BI-2/AZ=2mvcd-2mv0

聯(lián)立解得

2mv

q=---n---

3BI

故B正確，不符合題意；

C.由能量守恒定律得，整個回路產生的焦耳熱

0=g義2加3-1x2加吟-1%

解得

2,

Q=~mvo

故C正確，不符合題意；

D.導體棒ab和cd的長度不一樣，所以受到的安培力大小不相等，系統(tǒng)合力不為零，所以導體棒防和〃

組成的系統(tǒng)動量不守恒，故D錯誤，符合題意。

故選D。

二、多選題（共3小題）

8.電流計等磁電式電表是利用永久磁鐵對通電線圈的作用原理制成的，其優(yōu)點是靈敏度高。構造如圖甲所

示，圓柱形鐵芯固定于U形磁鐵兩極間，其中磁場是均勻輻向分布，鐵芯外面套有纏繞著線圈并可轉動的

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鋁框，鋁框的轉軸上裝有指針和游絲（又稱螺旋彈簧）。下列說法中正確的是（)

A.線圈在磁場中轉動時，磁感線始終與線圈平面垂直

B.根據(jù)指針偏轉角度的大小可以知道被測電流的大小

C.根據(jù)指針的偏轉方向不能判斷被測電流的方向

D,圖乙中當線圈左側“導線中電流垂直紙面向外時，圖中指針往右偏

【答案】BD

【解析】

【詳解】AB.電流表由于蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是輻向均勻分布的，因此不管銅電線圈轉到什么角度，

它的平面都跟磁感線平行。因此磁力矩與線圈中電流成正比（與線圈位置無關）。當銅電線圈轉動時，螺旋

彈簧將被扭動，產生一個阻礙線圈轉動的阻力矩，其大小與線圈轉動的角度成正比，當磁力矩與螺旋彈簧

中的阻力矩相等時，線圈停止轉動，此時指針偏向的角度與電流成正比，故電流表的刻度是均勻的，根據(jù)

指針偏轉角度的大小可以知道被測電流的大小，選項A錯誤，B正確；

C.電流的方向不同，則受安培力方向不同，則指針偏轉的方向不同，則根據(jù)指針的偏轉方向可判斷被測電

流的方向，選項C錯誤；

D.圖乙中當線圈左側。導線中電流垂直紙面向外時，導線a受安培力向上，則圖中指針往右偏，選項D正

確。

故選BDo

9.如圖所示，一細線豎直懸掛汽缸的活塞，使汽缸懸空靜止。缸內封閉著一定質量的理想氣體，活塞與汽

缸間無摩擦，且不漏氣，氣體溫度保持不變。當大氣壓強增大時，下列說法正確的是（）

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〃〃/〃〃

7目

/_

/_

a/

/"

/

/

巳"http://7I

A.細繩所受的拉力將增大B.細繩所受的拉力將不變

C.缸內氣體的體積將增大D,缸內氣體的體積將減小

【答案】BD

【解析】

【詳解】AB.設缸內氣體壓強為pi，大氣壓強為po,活塞面積為S、質量為加，汽缸質量為細繩所受

的拉力大小為T,對活塞根據(jù)平衡條件有

mg+p0S=T+pxS①

對汽缸根據(jù)平衡條件有

pxS+Mg=pQS②

聯(lián)立①②解得

T=(M+m)g(3)

所以細繩所受的拉力將不變，故A錯誤，B正確；

CD.當小增大時，根據(jù)②式可知“增大，由于缸內氣體溫度不變，根據(jù)玻意耳定律可知缸內氣體的體積將

減小，故C錯誤，D正確。

故選BDo

10.如圖所示，勻強磁場的磁感應強度為2,垂直于磁場有兩根足夠長的、間距為/的光滑豎直平行金屬導

軌，導軌上端接有開關、電阻、電容器，其中電阻的阻值為R,電容器的電容為C（不會被擊穿），金屬棒

"N水平放置，質量為如不計金屬棒和導軌的電阻?，F(xiàn)使沿導軌由靜止開始下滑，金屬棒和導軌

始終接觸良好，下列說法正確的是（己知重力加速度為g）（）

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A.只閉合開關Si，金屬棒先做加速直線運動，達到大速度％=等&，保持這個速度做勻速直線運動

B-l2

B.只閉合開關Si，經過一段時間，金屬棒恰好勻速運動，此過程中金屬棒機械能守恒

只閉合開關S2,金屬棒做勻加速直線運動，加速度大小為。=一"Jr

m+CB2l2

Blx

D.只閉合開關S1,金屬棒MN下降距離為X時，通過閉合開關S1的電荷量4=下

【答案】ACD

【詳解】AB.只閉合Si時，金屬所受向下的重力大于向上的安培力，金屬棒先向下做加速直線運動，當安

培力增大到與重力相等時，速度達到最大，即

mg=BIml

r_E_Blvm

解得

V二皿

mB2l2

此后金屬棒保持勻速直線運動；

在金屬棒運動過程中，安培力對金屬棒做負功，金屬棒的機械能減小，故A正確，B錯誤;

C.若只閉合S2，回路中的電流為

A2_CAEAv

I-二----=CBI—=CBla

ArArAr

根據(jù)牛頓第二定律

mg一BIl=ma

聯(lián)立解得

mg

Cl---------------7

m+CB2l2

由此可知，金屬棒做勻加速直線運動，故C正確；

D.只閉合Si時，金屬棒下降距離為x,通過金屬棒的電荷量為

-E△①AOBlx

q-1AAt=一AA/=------AAt=——

RAt-RR

故D正確。

故選ACDo

三、實驗題（本題共2小題）

11.在圖甲中，G為指針在中央的靈敏電流表，其連接在直流電路中時的偏轉方向如圖甲所示。今把該電流

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表與一線圈串聯(lián)研究電磁感應現(xiàn)象，則圖乙中的條形磁鐵的運動方向是（填“向上”或“向下”）；圖

丙中電流表的指針從中央向（填“左”或“右”）偏轉；圖丁中的條形磁鐵上端為（填“N”或"S”）

極。

【答案】①.向下②.右③.N

【解析】

【詳解】［1］由圖甲可知，靈敏電流計指針偏轉方向與電流方向相反，圖乙指針方向向左偏轉，則感應電流

為順時針方向，感應磁場向下，根據(jù)楞次定律（增反減同）可知，條形磁鐵向下運動；

［2］當條形磁鐵N極向下運動時，磁通量增大，根據(jù)楞次定律（增反減同）判斷感應電流為逆時針方向，則

指針向右偏轉；

［3］圖丁中指針向右偏轉，感應電流為逆時針方向，感應磁場方向向上，磁鐵遠離，磁通量減小，根據(jù)楞次

定律（增反減同）可知，磁鐵上端為N極。

12.某課外活動小組自制了一臺稱重電子秤，其原理結構如圖甲圖所示，R為定值電阻；R是壓敏電阻，其

阻值隨所受壓力F的變化而變化，變化范圍大約為幾歐到幾十歐，通過電壓表的讀數(shù)可以知道壓力大小.若

要想電子秤正常工作，首先通過實驗探究壓敏電阻阻值和F大小的關系，于是課外小組又設計了如圖乙所

示的探究壓敏電阻阻值和F大小的關系的實驗電路.圖乙電路中由下列主要實驗器材進行選擇：

A.電源E（3V,內阻忽略不計）；

B.電流表Ai（0.3A,內阻n=10。）；

C.電流表A2（0.6A,內阻約為1。）；

D.電壓表V（15V,內阻約為5kQ）

E.開關S,定值電阻Ri.

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(1)為了比較準確測量電阻R,請完成圖乙虛線框里兩塊表的選擇(填電表代號)—.

(2)圖乙中，在電阻R上施加豎直向下的力F,閉合開關S,記錄各個電表讀數(shù)，得出R=，

表達式中需要測量的各字母的物理意義為.

(3)圖乙所示電路中，改變力的大小，得到不同的R值，得到如圖丙所示的R-F圖象，寫出R和F的關系式

(4)若甲圖所示的電路中，在壓敏電阻R上水平放置一個重力為1.0N的托盤，在托盤上放一重物，電源電動

勢E=9.0V,電源內阻r=1.0Q,Ro=5.OQ,閉合開關，電壓表示數(shù)為5.0V,則重物的重量為N.

心為

4電流表的讀數(shù)④.R=16-2F⑤.5.5N

【解析】

【詳解】由于實驗要求準確測量壓敏電阻阻值，而電壓表內阻為不確定值，所以不能應用電壓表；由

于電流表出的內阻為確定值并且電流表A2的量程大于4的量程，所以應將電流表4與壓敏電阻并聯(lián)后再

與電流表42串聯(lián)，即兩電表應選擇電流表與42；電路如圖；

⑵⑵[3]由圖乙根據(jù)歐姆定律應有

必

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解得

其中/1、/2分別表示電流表4、也的讀數(shù)，門為電流表4的內阻;

(3)[4]根據(jù)一次函數(shù)概念可知由圖象可讀出縱軸截距b=16,斜率為

7-16

k=---------=-2

4.5-0

根據(jù)一次函數(shù)概念可知

R=kF+b=-2F+l6Q.

(4)[5]設重物的質量為"%則壓力

F=1.0+G

代入R與歹關系式可得壓敏電阻為：

R=-2F+16=-2(1.0+G)+16。

再根據(jù)閉合電路歐姆定律應有

U

E=U+—?(R+力

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可解得

G=5.5N

四、計算題(本大題共3小題)

13.疫情期間，需要使用消毒噴霧壺對公共場合進行消毒，其結構如圖所示，內部可用容積為3￡,授作時,

工作人員裝入稀釋過的助藥液后旋繁壺蓋，關閉噴水閥門,拉動手柄打氣15次,假設每次打入壓強為105Pa,

體積為0.1乙的氣體，大氣壓強為l()5pa,在整個過程中可認為壺內溫度不變，不考慮管內的藥液體積和管

內藥液產生的壓強。

(1)求打氣15次后壺內氣體的壓強；

(2)現(xiàn)打開閥門，消毒液噴出，當壺內不再噴出消毒液時，求壺內剩余消毒液的體積。

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閥門手柄

工

」

一

一

消

任

毒1

噴

二

二:

霧|..

二

二

！

一

壺

二

二5

.

【答案】(1)2.5xlO5Pa；(2)0.5L

【解析】

【詳解】(1)打氣15次前后，壺內氣體經歷了等溫變化，打氣前

“=1()5Pa

體積

匕=1L+0.1LX15=2.5L

打氣后

匕=1L

根據(jù)玻意耳定律有

PK=PM

解得

5

p2=2.5xlOPa

(2)壺內氣體在藥液噴出過程中經歷等溫變化，噴前

5

p2=2.5xlOPa

體積

V2=1L

噴后

5

p3=lxlOPa

根據(jù)玻意耳定律有

22匕=23匕

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解得

匕=2.5L

壺內不再噴出消毒液時，剩余消毒液體積

K=3-2.5L=0.5L

14.為迎接2023年杭州亞運會，杭州市舉辦了盛大的燈光秀，燈光秀用到某種發(fā)光二極管，如圖所示為該

二極管發(fā)出的某單色光沿“射向用透明材料制成的四分之一球體，此單色光在透明材料中的折射率為百，

已知。為球心，半徑為R,S、0、￡在同一直線上，OS=—,OA=—R,光在真空中傳播的速度為c。

33

求：

(1)光從N點進入球體時的折射角；

(2)光從B點出射時的折射角；

(3)該單色光在球體內傳播的時間。

S0E

.V

【答案】(1)30°；(2)60°；(3)-C

【解析】

【詳解】(1)作出的光路如圖所示

S0________________

由幾何關系可得

tan3=-=6

OSR

3

可得入射角為

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8=60°

由折射定律得

sin6>

n=------

since

可得

sin6*1

sina=------=—

n2

解得光從/點進入球體時的折射角為

a=30°

(2)在ACMB中，根據(jù)正弦定理可得

OAOB

sin/3sin(900+a)

解得

0=30。

由折射定律得

sin/

n=---

sin/3

可得

smy=nsinp-

解得光從B點出射時的折射角為

/=60°

(3)光在玻璃半球體中傳播的距離為

巧

s—AB=OA——R

3

光線在透明半球體中的速度為

cc

故光線在透明半球體中的時間為

sR

t=-=—

VC

15.如圖所示，光滑絕緣斜面與水平面的夾角外30。，斜面所在空間存在兩個相鄰且互不影響的有界勻強磁

場I、n,磁場邊界水平，兩磁場的磁感應強度方向相反，且與斜面垂直，大小均為8=1T,寬度均為￡=0.3m。

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現(xiàn)有一邊長也為L,電阻R=0.1Q的正方形閉合導線框abed從距磁場I上邊界線x=0.4m處由靜c止釋放，

已知線框仍邊剛進入磁場I時恰好做勻速直線運動，進入磁場II區(qū)域后經一段時間后，在防邊未出磁場II

區(qū)域下邊界之前又做勻速直線運動，整個線框在穿過磁/場區(qū)域的過程中邊始終水平，g取10m/s2,求：

(1)導線框a6cl的質量加；

(2)導線框從開始運動到ab邊剛到達磁場H下邊界線過程中線框產生的內能Q；

(3)導線框從開始運動到防邊剛到達磁場n下邊界線過程中運動的總時間t。

【答案】(1)m=0.36kg；(2)Q=1.755J；(3)/=