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

K［占總分子數的百分比

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)間的分子數占總分子數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

與壓強的幾組數據。

以p為縱坐標，以、為橫坐標，把實驗得到的各組數據在坐標系中描點。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

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。現瞬間給〃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，此過程系統產生的焦耳熱為一加看

3

D.導體棒ab和cd組成的系統動量守恒

【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，系統合力不為零，所以導體棒防和〃

組成的系統動量不守恒，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.根據指針偏轉角度的大小可以知道被測電流的大小

C.根據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

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,對活塞根據平衡條件有

mg+p0S=T+pxS①

對汽缸根據平衡條件有

pxS+Mg=pQS②

聯立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②式可知“增大，由于缸內氣體溫度不變，根據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

根據牛頓第二定律

mg一BIl=ma

聯立解得

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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表與一線圈串聯研究電磁感應現象，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，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，電壓表示數為5.0V,則重物的重量為N.

心為

4電流表的讀數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與壓敏電阻并聯后再

與電流表42串聯，即兩電表應選擇電流表與42；電路如圖；

⑵⑵[3]由圖乙根據歐姆定律應有

必

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解得

其中/1、/2分別表示電流表4、也的讀數，門為電流表4的內阻;

(3)[4]根據一次函數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

根據一次函數概念可知

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。

再根據閉合電路歐姆定律應有

U

E=U+—?(R+力

聯立并代入數據可解得

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)/=