靖远二中2023-2024学年度第二学期期末模拟考试试卷
高二物理
第I卷（选择题）
一、单选题（共28分）
1．（本题4分）如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子a，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子b，则下列判断正确的是（ ）
A．光子a的能量大于光子b的能量
B．光子a的波长小于光子b的波长
C．光子a不能使处于能级的氢原子电离
D．若a为可见光，则b有可能为紫外线
2．（本题4分）甲、乙两辆汽车同时同地出发，沿同方向做直线运动，两车速度的平方随的变化图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．汽车甲停止前，甲、乙两车相距最远时，甲车的位移为
B．汽车甲的加速度大小为
C．汽车甲、乙在时相遇
D．汽车甲、乙在处的速度大小为
3．（本题4分）如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止。已知A和B的质量分别为mA、mB，绳与水平方向的夹角为θ，则（ ）
A．物体B受到的摩擦力可能为0 B．物体B受到的摩擦力为mAgcosθ
C．物体B对地面的压力可能为0 D．物体B对地面的压力为mBg - mAgcosθ
4．（本题4分）如图所示，质量为m2的长木板静止在水平地面上，质量为m1的木块受到水平向右的拉力F，在长木板上向右滑行。已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，重力加速度为g，则（ ）
A．木块受到的摩擦力大小为μ1F
B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m1+m2)g
C．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1m1g
D．木板受到地面的摩擦力的方向一定水平向右
5．（本题4分）如图所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．在冰晶中，光的传播速度较大
B．通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻条纹间距较大
C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较小
D．用同一装置做单缝衍射实验，光的中央亮条纹更宽
6．（本题4分）一简谐横波沿x轴正向传播，图甲是t=0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图像，0时刻该点的位移为-0.1m，2s时在平衡位置处，则波的传播速度为（ ）
A．m/s B．m/s C．0.8m/s D．1.5m/s
7．（本题4分）北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统，2020年我国已发送了北斗系统最后一颗卫星，从此北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做匀速圆周运动，a是地球同步卫星，（忽略地球自转）则（ ）
A．卫星a的向心加速度大于地球表面重力加速度
B．卫星a的加速度大于b的加速度
C．卫星b的周期大于
D．卫星a的角速度小于c的角速度
二、多选题（共24分，全选对得6分，选不全得4分，有选错的得0分）
8．（本题6分）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。a、b端加一定交流电压后，则（ ）
A．两电阻两端的电压比
B．两电阻中的电流之比
C．两电阻消耗的电功率之比
D．电阻B两端的电压表的示数
9．（本题6分）如图所示，在直角坐标系xOy中x0空间内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场（其他区域无磁场），磁感应强度为B，x0空间内充满方向水平向右的匀强电场（其他区域无电场），电场强度为E，在y轴上关于O点对称的C、D两点间距为L。带电粒子P（不计重力）从C点以速率v沿x轴正方向射入磁场，并能从D点射出磁场；与粒子P不相同的粒子Q从C点以不同的速度v′同时沿纸面平行x轴射入磁场，并恰好从D点第一次穿过y轴进入电场，且粒子P、Q同时过D点，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子P带正电
B．在粒子Q从C点运动到D点的过程中，粒子P在磁场中运动的时间一定为
C．在粒子Q从C点运动到D点的过程中，粒子P在磁场中运动的路程可能为
D．粒子P与Q的比荷之比可能为2＋
10．（本题6分）某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M点运动到N点，以下说法正确的是（ ）
A．粒子必定带正电荷
B．粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D．粒子在M点的动能小于它在N点的动能
11．（本题6分）如图甲所示，质量为0.1 kg 的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4 m的半圆轨道，小球速度的平方与其高度的关系图象如图乙所示．已知小球恰能到达最高点C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计．g取10 m/s2，B为AC轨道中点．下列说法正确的是( )
A．图乙中x＝4 m2s－2
B．小球从B到C损失了0.125 J的机械能
C．小球从A到C合外力对其做的功为－1.05J
D．小球从C抛出后，落地点到A的距离为0.8 m
第II卷（非选择题）
三、实验题（共15分）
12．（本题6分）用如图所示装置验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。可以仅通过测量 （填选项前的序号）间接地解决这个问题。
A．小球开始释放时的高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的水平位移
（2）在实验中，入射小球、被碰小球的质量分别为m1和m2，关于m1和m2的大小，下列关系正确的是 .
A．m1=m2B．m1>m2 C．m1
13．（本题9分）如图所示为某同学测量电源的电动势和内阻的电路图。其中包括电源，开关和，电阻箱，电流表，保护电阻。该同学进行了如下实验步骤：
（1）将电阻箱的阻值调到合适的数值，闭合、，读出电流表示数为，电阻箱读数为；断开，调节电阻箱的阻值，使电流表示数仍为，此时电阻箱读数为。则保护电阻的阻值Rx= Ω。结果保留两位有效数字
（2）断开，闭合，调节，得到多组和的数值，并画出图像，如图所示，由图像可得，电源电动势E= V，内阻r= Ω。结果保留两位有效数字
（3）本实验中，内阻的测量值 填“大于”或“小于”真实值。
四、解答题（共33分）
14．（本题10分）如图，绝热汽缸a与导热汽缸b、c均固定于地面，由刚性杆连接着的两个绝热活塞均可在汽缸内无摩擦滑动。开始时a、b两个汽缸内装有体积相等、温度均为T0的理想气体，真空汽缸c的容积与此时a、b两个汽缸中的气体体积相等，通过阀门与汽缸b相连。现将阀门打开，稳定后，a中气体压强为原来的0.6倍，环境温度保持不变。
（1）求稳定后汽缸a中气体的温度；
（2）请用热力学第一定律解释上述过程汽缸a中气体温度变化的原因。
15．（本题10分）如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成角放置，导轨间距为，上端接有电阻的定值电阻，虚线下方有垂直于导轨平面向上的匀强磁场。现将质量、电阻的金属杆ab从上方某处垂直导轨由静止释放，杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触，杆下滑过程中的v-t图像如图乙所示。（取，，）求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）金属杆在磁场中下滑过程中定值电阻上产生的热量。
16．（本题13分）如图所示，为一半径的竖直半圆形槽，为直径，O点为半圆的圆心，位于O点正下方。在距上方为h处有一以的速度顺时针方向转动们传送带，B端恰好在C的正上方，传送带滑轮的半径很小（大小可忽略），两端点A、B间的距离，现将与传送带间摩擦因数的小物块轻放在A端，最终垂直撞在圆槽的P点，连线与的夹角为60°。取，（结果用根式表示）求
（1）小物块运动到B端时速度的大小；
（2）高度h的大小。
（3）若传送带速度大小可以调节，其他条件不变，要使小物块最终能正好落在圆槽点（点与P点关于对称）则传送带的速度多大。
参考答案
1．D
【详解】A．氢原子从能级跃迁到能级时辐射出的光子能量为
从能级跃迁到能级时辐射出的光子能量为
可知光子a的能量小于光子b的能量，A错误；
B．由
可知光子a的频率小于光子b的频率，光子a的波长大于光子b的波长，B错误；
C．由于
光子a的能量大于处于能级的氢原子的电离能，可能使处于能级的氢原子电离，C错误；
D．由于光子a的频率小于光子b的频率，若a为可见光，则b有可能为紫外线，D正确。
故选D。
2．D
【详解】B．由图可知，随的变化关系成一次函数变化，故甲、乙两车均做匀变速直线运动，所以对于甲车在时有
代入数据解得
即甲车的加速度大小为，对于乙9m时的速度为，，根据
乙的加速度大小为，B错误；
A．根据图像可知，甲从处做匀减速运动，初速度，汽车甲停止前，甲、乙两车相距最远时速度相等
即
解得
则此时甲的速度
根据位移速度公式
解得甲的位移为
A错误；
C．根据图像可知，甲从处做匀减速运动，初速度，由B项分析可知加速度大小为，则甲到静止运动的时间为
所以甲的位移
同理可得乙的位移
当时，甲车已停下，即内的位移为
当时，乙车的位移
当时，，两车并未相遇，C错误；
D．由图知在时甲、乙两车的速度大小相等，对乙分析，根据速度和位移关系可知
代入数据得
D正确。
故选D。
3．B
【详解】AB．由于B相对地面静止则B所受的摩擦为静摩擦，且B受力平衡有
f = mAgcosθ
A错误、B正确；
CD．由于B静止则B受力平衡有
FN = mBg - mAgsinθ
CD错误。
故选B。
4．C
【详解】A．木块受到的滑动摩擦力大小为
f1=μ1m1g
故A错误；
BCD．木块对长木板的滑动摩擦力大小也为
f1=μ1m1g
方向水平向右，由于长木板静止，由平衡条件可知，地面对长木板的摩擦力大小等于μ1m1g，方向水平向左，故B、D错误，C正确。
故选C。
5．B
【详解】A．由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由
知b光的传播速度小，A错误；
B．a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小于b光的频率，所以a光的波长大于b光的波长，根据
a光相邻条纹间距大，B正确；
C．由临界角公式
a光的折射率小，a光的临界角大，C错误；
D．b光的折射率大，波长短，波动性弱，当用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条更窄， D错误。
故选B。
6．A
【详解】由图甲所示波形图可知，波长，由图乙所示质点振动图像可知，t=0时刻质点的位相为，t=2s时质点的位相为2π，两时刻位相差为
则
解得波的周期
波速
故A正确，BCD错误。
故选A。
7．D
【详解】A． 由于忽略地球自转，则地球表面处的重力加速度和近地卫星的加速度相等，由万有引力提供向心力
因为卫星a的半径大于近地卫星的半径，所以卫星a的向心加速度小于贴地卫星的向心加速度，A错误；
B．根据万有引力提供向心
得，向心加速度为
因为卫星a与卫星b的轨道半径相等，所以卫星a的加速度等于b的加速度，B错误；
C．因为卫星a是地球同步卫星，而卫星a与卫星b的轨道半径相等，由万有引力提供向心力
可得，卫星a与卫星b的周期相等，故卫星b的周期为
C错误；
D．根据万有引力提供向心力
得，卫星的角速度为
可得，轨道半径越大角速度越小，故卫星a的角速度小于c的角速度，D正确。
故选D。
8．BD
【详解】AB．电阻两端的电压
所以两电阻两端的电压之比等于电流之比，由于电流比等于匝数反比，所以
故A错误，B正确；
C．电阻消耗的功率
所以两电阻消耗的电功率之比
故C错误；
D．由表达式知ab两端电压有效值为220V，设副线圈电压为U2，则原线圈两端电压3U2，原线圈中电阻分压为，即
解得
故D正确。
故选BD。
9．ABD
【详解】A.由题意分析可知，粒子P经磁场匀速圆周运动偏转后垂直y轴进入电场，经电场中匀变速直线运动后，又在磁场中偏转，如此往复。由左手定则易知粒子P带正电，故A正确；
BC.由粒子P在磁场中做周期性运动可知，若粒子P在磁场中偏转n次（n＝2，3，4，），则2nR＝L；在粒子Q从C点运动到D点的过程中，粒子P在磁场中运动的路程
s＝n·πR＝
粒子P在磁场中运动的时间
t＝＝
故B正确；C错误
D.若粒子P在磁场中偏转n次，所用时间
tP＝n＋（n－1）
Q在磁场中运动半周的时间
tQ＝
而tP＝tQ，当n＝2时，P与Q的比荷之比为2＋，故D正确。
故选ABD。
10．ACD
【详解】A．根据粒子的运动轨迹可知，粒子运动的轨迹大致向上，可知粒子必定带正电荷，选项A正确；
BC．电场线的疏密反映场强大小，可知M点场强小于N点场强，可知粒子在M点受到的电场力小于它在N点的电场力，粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度，选项B错误，C正确；
D．从M点到N点电场力做正功，则动能增加，即粒子在M点的动能小于它在N点的动能，选项D正确。
故选ACD。
11．ACD
【详解】A.当h＝0.8 m时小球在C点，由于小球恰能到达最高点C，故
mg＝
所以
＝4 m2·s－2
故选项A正确；
B.由已知条件无法计算出小球从B到C损失了0.125 J的机械能，故选项B错误；
C.小球从A到C，由动能定理可知
W合＝=－1.05 J
故选项C正确；
D.小球离开C点后做平抛运动，故
2R＝
落地点到A的距离x1＝vCt，解得x1＝0.8 m，故选项D正确．
12． C B
【详解】(1)[1]小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，即测量射程，故C正确，AB错误。
故选C。
(2)[2]两球发生碰撞后，为防止入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即
(3)[3]要验证动量守恒定律定律，即验证
小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得
得
13． 大于
【详解】（1）[1]据闭合电路欧姆定律可得，、均闭合时有
断开有
故保护电阻的阻值为
（2）[2][3]根据闭合电路的欧姆定律可得
整理可得
可见图线的斜率为
图线的纵截距为
结合图像中的数据可得
，
[4]本实验中，由于电流表也有内阻，故（2）解析中内阻的测量值相当于电源实际内阻与电流表内阻之和，可知内阻的测量值大于真实值。
14．（1）；（2）见解析
【详解】（1）阀门打开，稳定后，a中气体压强为原来的0.6倍，此时B中的压强变为原来的0.6倍，设图示状态中a、b、c的体积为V0，汽缸b体积减少了V，以b、c为整体，由于温度不变
解得
在阀门打开至稳定过程，对汽缸a有
可得
（2）a中气体膨胀对外做功，绝热过程Q=0，根据热力学第一定律，理想气体内能减少，温度降低。
15．（1）2T；（2）
【详解】(1)0~0.1s，由题图乙得
由牛顿第二定律有
代入数据得
后匀速运动，则金属杆在时刚好进入磁场，有
而
代入数据得
(2)方法一：金属杆ab在磁场中下滑过程中，电流恒定，有
，
方法二：金属杆ab在磁场中匀速运动，则
下落高度
由能量守恒有
定值电阻上产生的热量
解得
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）物块在传送带上加速，由牛顿第二定律可得
解得加速度为
当物块加速到时，由位移速度公式得
解得
故物块在传送带上加速不到，则运动到B点时有
解得
（2）物块从B到P做平抛运动，水平方向有
竖直方向有
，
又因为垂直打到P点，有
联立解得
（3）物块从B到做平抛运动，水平方向有
竖直方向有
联立解得
故小物块在传送带上先加速后匀速运动，传送带的速度为时，小物块最终落在点。
