四川省眉山市仁寿第一中学南校区2022-2023学年高二物理下学期期末模拟试题（Word版附解析）

仁寿一中南校区高2024届理科综合期末模拟试题

二、选择题（本题共8个小题，每小题6分，第14--17题只有一项符合题目要求，第18-21题有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，错选得0分）

1. 下列成语、俗语在一定程度上反映了人类对自然现象的认识，其中从物理学的角度分析正确的是（　　）

A. “一叶障目”说明光能发生衍射现象

B. “随波逐流”说明在波的传播过程中质点将沿波速方向随波迁移

C. “海市蜃楼”说明光能发生干涉现象

D. “镜花水月”说明平面镜成的像是虚像

【答案】D

【解析】

【详解】A．“一叶障目”说明光的直线传播，故A错误；

B．“随波逐流”说明在波的传播过程中质点不沿波速方向随波迁移，故B错误；

C．“海市蜃楼”说明光的全反射，故C错误；

D．“镜花水月”说明平面镜成的像是虚像，是不存在的，故D正确。

故选D。

2. LC振荡电路的振荡周期为T，时刻线圈中的磁场最强，方向如图所示。LC振荡电路中的电流为i，电容器极板a带的电荷量为q，线圈中储存的磁场能为（与通过线圈的电流的平方成正比），极板间储存的电场能为（与电容器所带的电荷量的平方成正比），以a板所带的正电荷增加时的电流方向为正。下列图像可能正确的是（　　）

A.    B.  

C.    D.  

【答案】C

【解析】

【详解】AB．由题意可知时刻线圈中的磁场最强，电路中电流最大，此时电容器电场能最小，电容器所带电荷量最小，根据右手螺旋定则可知，此时电流方向流向b板，电容器正在充电过程，电流为负方向，故AB错误；

CD．时刻电容器所带电荷量为零，之后磁场能转化为电场能，由于能量是标量，因此线圈中磁场能、电场能均在横轴上方，且图像是平滑的，故C正确，D错误。

故选C。

3. 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则（　　）

A. 线圈中D时刻磁通量的变化率最大

B. 线圈中0时刻与0.1s时刻电流的方向相同

C. 线圈中最大的感应电动势为 0.628V

D. 线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.314V

【答案】C

【解析】

【详解】A．线圈中D时刻磁通量的变化率最小为零，故A错误；

B．圈中0时刻与0.1s时刻电流方向相反，故B错误；

C．由图可知

所以

故C正确；

D．线圈中0到D时间内平均感应电动势为

故D错误。

故选C。

4. 同一介质中位于x轴上的，处的两波源a和b在t=0时刻同时开始沿y轴方向做简谐运动，振动产生的两列波相向传播，图一是t=2s时a波的波形图；图二是b波源的振动图像。则下列说法正确的是（　　）

A. 两波源起振方向相同

B. x=5m处质点的由a波引起的振动周期为3s

C. t=4.5s时，x=7m处的质点位移为

D. 0~6s时间内，x=6m处质点经过的路程为26cm

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图一可知，x=4m处质点起振方向向下，则a波源的起振方向向下，如图二可知，b波源的起振方向向上，两波源起振方向不同，AB错误；

B．t=2s时，a波传播距离为一个波长，则a波周期为2s，使x=5m处质点的振动周期为2s，B错误；

C．同一介质传播速度相等

两列波传播到x=7m处的的时间分别为

，

则t=4.5s时，a波使x=7m处的位移为0，b波使x=7m处的位移为

则t=4.5s时，x=7m处的质点位移为，C正确；

D．a波经3s传播到x=6m处，则在以后内x=6m处质点由a波引起的路程为；b波波长为

则b波经3s传播到x=6m处，在以后的内x=6m处质点由b波引起的路程为。由于两列波不是相干波，则x=6m处质点经过的路程不为26cm，D错误。

故选C

5. 有一摆长为、摆球质量为的单摆，在摆动过程中，摆球从最高点运动到最低点时的竖直位移为，当摆球向右经过最低点时与另一个水平向左飞来的橡皮泥球发生正碰，碰后粘连在一起继续向右摆动。已知摆球质量是橡皮泥球质量的3倍，相撞时摆球速度与橡皮泥球速度大小相等，重力加速度为，不计空气阻力，则碰后从最低点摆动到最高点过程中克服重力做功的平均功率为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】摆球从最高点到最低点机械能守恒

解得

碰撞中动量守恒，则

解得

碰后向右摆动过程中克服重力做功

从最低点到最高点的时间

克服重力做功的平均功率

故选C。

6. 如图甲所示，A、B、C是介质中的三个点，A、C间距为，B、C间距为1m，两个波源分别位于A、B两点，且同时从时刻开始振动，振动图像如图乙所示。已知A点波源振动形成的波长为2m。则（　　）

A. A点波源振动形成的波在此介质中波速为

B. B点波源振动形成的波长为1.5m

C. A、B中点振动加强点

D. 时C点位移为-7cm

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据乙图可知，A点波源振动的周期为0.4s，故形成的波在此介质中波速为

选项A正确；

B．同种介质中，两列波的传播速度相等，故B的波速也为5m/s，根据乙图可知，B点波源振动的周期为0.6s，B点波源振动形成的波长为

选项B错误；

C．由于两列波的周期不同，在同一位置不同时刻振动的叠加效果不同，A、B中点不是振动加强点，故选项C错误；

D．根据乙图可知，A点波源的振动波在C的振动位移关系为

B的振动位移图像为

将t=2.15s代入得

选项D正确

故选AD。

7. 如图所示为一理想变压器，其中a、b、c为三个额定电压相同的灯泡，电源电压。电源电压有效值为灯泡额定电压的4倍，三个灯泡刚好都正常发光。下列说法正确的是（　　）

A. 三个灯泡的额定电压为2V

B. 变压器原、副线圈匝数比为3：2

C. 流过灯泡c的电流，每0.02s方向改变一次

D. 此时灯泡a和b消耗的电功率之比为2：3

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据电源电压瞬时表达式可知，电源电压的有效值

则根据题已知可得灯泡的额定电压为

故A错误；

B．设原线圈两端的电压为，负线圈两端的电压为，则根据题意及变压器所在电路可知

而副线圈所在回路中两灯泡串联，则可知副线圈两端电压为

根据理想变压器原副线圈两端电压与匝数之间的关系可得

故B正确；

C．根据电源电压瞬时值表达式可知

可得该交流电的周期为

而正弦式交流电的电流方向在一个周期内改变2次，故C错误；

D．根据理想变压器原副线圈中电流与匝数之间的关系可得电流比为

由此可得灯泡a和b消耗的电功率之比为

故D正确。

故选BD。

8. 如图，相距的水平虚线间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。磁场上方有一质量为、电阻为、边长为的正方形线框，线框距磁场上边界处由静止释放，边刚进入磁场时的速度与边刚出磁场时的速度相等。线框向下运动的过程中，线框平面始终与磁场垂直且边保持水平，已知重力加速度为，下列说法正确的是（　　）

A. 线框边刚要进入磁场时，线框的速度大小为

B. 线框边刚要出磁场时，线框的加速度大小为

C. 线框进入磁场的过程中，安培力的冲量大小为

D. 线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．从释放到cd刚进磁场，有

解得

从cd刚进磁场到ab刚进磁场，有

从ab刚进磁场到cd刚出磁场，有

解得ab刚进磁场的速度

故A正确；

B．cd边刚进入磁场时的速度与cd边刚出磁场时的速度相等，由对称性可知ab边刚进、刚出磁场时的速度v2也相同，ab边进磁场到cd边出磁场在重力作用下加速，则cd边进磁场到ab边进磁场为减速才能使cd边刚进、刚出磁场速度相同；ab边刚出磁场时有

解得

故B错误；

C．线框进入磁场的过程中，设向下为正，有

故C错误；

D．线框穿过磁场的过程中，由能量守恒

解得

故D正确

故选AD。

三、非选择题

9. 某学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一个圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：

（1）若，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为___________；光在该液体中速度为___________（真空中光速为c）。

（2）图中P3、P4两位置中___________（填“P3”或“P4”）所对应的折射率的值大。

（3）作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为___________。

（4）甲乙两介质折射率分别为n1 和 n2，且n1大于n2。光在甲乙介质传播，当光由___________（填“甲传向乙”或“乙传向甲”）可能发生全反射。

【答案】    ①.     ②.     ③. P4    ④. 1    ⑤. 甲传向乙

【解析】

【详解】（1）[1]由图可知

则P3处所对应的折射率的值为

[2]由，可知光在该液体中速度为

（2）[3] P4处对应的入射角较大，根据折射定律，可知P4处对应的折射率较大。

（3）[4] 作AO的延长线交圆周于K，这种情况下折射角与折射角相等，则知K处所对应的折射率的值是1。

（4）[5] 当光只有从光密介质射入光疏介质时，才有可能发生全反射现象；由于n1大于n2，故介质甲相对介质乙来说是光密介质，故光从甲传向乙可能发生全反射现象。

10. 2022年10月16日，党的二十大在京开幕，在二十大报告中，体育、健康等关键词多次被提及，报告提出：“促进群众体育和竞技体育全面发展，加快建设体育强国”，这正是全面建设社会主义现代化国家的一个重要目标，冰壶运动深受人们的喜爱，现在流行一种旱地冰壶，它的赛道是由多块正方形的耐力板组成，如图甲所示，某实验小组的同学想用此装置验证碰撞中的动量守恒，为了便于实验研究，将旱地冰壶的赛道改造成如图乙所示的赛道，现有两个材料不同的红壶和黄壶，某同学先将黄壶放在出发点a处，轻推黄壶，测得黄壶经过b点后再向前运动格速度变为零，并恰好停在分界线的中心点上；然后在a处仍然放上黄壶，在b处放上红壶，用同样的力度轻推黄壶，与红壶碰撞后，测得红壶向前运动格速度变为零，黄壶经过b点后再向前运动格速度变为零，两壶均恰好停在分界线的中心点上。

（1）为保证碰撞中的实验效果，要求黄壶的质量_________（填“大于”“等于”或“小于”）红壶的质量。

（2）若已知黄壶的质量为，与耐力板间的动摩擦因数为；红壶的质量为，与耐力板间的动摩擦因数为，则验证动量守恒定律的表达式为______________________________（用题中所给字母表示）。

（3）若两壶为弹性碰撞，则_____________（用、、表示）。

【答案】    ①. 大于    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]验证碰撞中的动量守恒实验，为防止入射壶反弹，入射壶的质量应大于被碰壶的质量，所以黄壶的质量要大于红壶的质量。

（2）[2]设每格耐力板的长度均为，先在点放黄壶，设黄壶经过点时的速度为，根据动能定理有

解得

接着在点放黄壶，在点放红壶，用同样力度轻推黄壶，设黄壶碰撞后的速度为，红壶的速度为，根据动能定理，对黄壶有

解得

对红壶有

解得

根据动量守恒定律有

将各速度代入可得

即为验证动量守恒定律的表达式。

（3）[3]若碰撞是弹性的，根据能量守恒定律有

与（2）中验证动量守恒定律的表达式联立可得

11. 如图所示，有一折射率为透明材料制成的横截面为直角三角形的棱柱形工件，，面镀有水银。现有一条光线沿着截面从边上的点射入工件，经面反射后光束沿原光路返回。已知，真空中光速为，求：

（1）光线在点的入射角；

（2）光在三棱镜中的传播时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据题意可知，光束经面反射后光束沿原光路返回，则光束从点垂直照射到面，画出光路图，如图所示

由几何关系可得

则有

由折射定律有

解得

则有

（2）根据题意，由几何关系可知

则有

由几何关系可得

则光束在三棱镜中的传播距离为

又有

则光在三棱镜中的传播时间为

12. 如图所示，放置于光滑平台上的滑块B的左端固定一轻质弹簧且静止，紧靠在平台右侧的小车C的上表面与平台等高。平台左侧的光滑圆弧轨道与平台平滑连接，圆弧轨道半径，其左侧端点P与圆弧圆心O的连线与竖直方向的夹角。现将滑块A从P点由静止开始释放，滑块A滑至平台上挤压弹簧，一段时间弹簧恢复原长后滑块B滑上小车C，再经过滑块B和小车C共速，二者共速后一起匀速向右运动。已知滑块B的质量，小车C的质量，滑块B与小车C之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，滑块A、B均可视为质点，小车C足够长且小车C与水平面间的摩擦可忽略不计。求：

（1）滑块B和小车C共速时的速度大小v；

（2）滑块A的质量。

【答案】（1）2m/s；（2）2kg

【解析】

【详解】（1）经过滑块B和小车C共速，对C根据动量定理有

解得

（2）滑块A从P点到最低点有

对滑块AB组成的系统，根据动量守恒定律与能量守恒定律有

对滑块B和C组成的系统，根据动量守恒定律有

联立解得

13. 如图所示，与水平方向成夹角的两平行金属导轨BC、B'C'，左端连接水平金属轨道，右端用绝缘圆弧连接水平金属导轨CD、C'D'，并在轨道上放置静止的金属导体棒b。在水平轨道末端安装绝缘的无摩擦固定转轴开关，导体棒b经过两点（无能量损失），进入半径与水平面垂直的半圆形导轨。转轴开关会顺时针转动以挡住后面的金属棒。两点略高于，可无碰撞通过。半圆形导轨与足够长的水平金属导轨HG、平滑连接，末端连接的电容器。已知轨道间距为， a、b棒质量均为1kg，a电阻为，b电阻不计，BC、B'C'平面，CD、C'D'平面，HG、H'G' 平面内均有垂直于该平面的磁场B=1T，不计一切摩擦，导轨电阻不计， g＝10m/s2。现将导体棒a自BB'静止释放，运动至CC'前已匀速。求：

（1）导体棒a匀速下滑时速度；

（2）CD、C'D'水平金属导轨足够长，要求a、b棒可在水平轨道上达到共速且不会发生碰撞，则b初始位置至少应离CC'多远；

（3）b过DD'后，转轴开关将a挡住，则b在轨道HG、H'G' 滑行的最终速度。

【答案】（1）12m/s；（2）12m；（3）6m/s

【解析】

【详解】（1）对a匀速运动时受力分析，根据共点力平衡，有

解得

根据闭合电路欧姆定律，有

又

E=Bdv1

可得

v1＝12m/s

（2）a滑上CD、C′D′后与b动量守恒，规定向右为正方向，则

解得

对b根据动量定理，有

又因为电荷量与平均电流的关系，有

可得

则b初始位置至少应离CC′12m。

（3）b进入圆轨道时，因为

故b沿轨道做圆周运动至GG′，由

可得

v3＝12m/s

对b分析，此过程根据动量定理有，

又因为电容器储存的电量

且

U=Bdv

可得b在轨道HG、H'G' 滑行的最终速度

代入数据有