山东省泰安市新泰名校2022-2023学年高二下学期6月第一次期末模拟考试物理试题（PDF版含答案）

新泰名校 2021 级高二下学期第一次期末模拟考试
物 理 试 题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
试卷Ⅰ（选择题 40 分）
一、单项选择题：本题共 8 个小题，每小题 3 分，共 24 分。在每小题给出的四
个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
1．下列说法正确的是（ ）
A． 射线、 射线、 射线均为带电粒子流
B．电磁波的波长越长，其穿透能力越强
C．贝克勒尔发现天然放射现象，揭示了原子内部存在复杂的结构
D．各种原子吸收光谱中的每一条暗线与明线光谱中的每一条亮线一一对应，可用于光谱分析
2．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10:1，R1 20 ，R2 30 ，C为电容器。
已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则（ ）
A．交流电的频率为 100Hz
B．原线圈输入电压的最大值为 200 2V
C．电阻R2 的电功率约为 6.67W
D．通过R3的电流始终为零
3．如图，质量均为 m的小球 A 和 B，套在光滑水平杆上，两球间连接原长为 1.5L的轻弹簧，
A、B 分别通过长为 L的轻绳一起吊起质量也为 m的小球 C。当两绳的夹角为 60°时恰好处于
平衡状态，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧对 A 和 B 的力是一对作用力和反作用力
B．杆对 A 的支持力大小为 mg
C 3．轻绳上的张力大小为 mg
2
D 3mg．弹簧的劲度系数为
3L
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4．汽车以 10m/s 的速度在马路上匀速行驶，驾驶员发现正前方 15m 处的斑马线上有行人，于
是刹车礼让行人，汽车恰好停在斑马线前，假设驾驶员反应时间为 0.5s。如图为汽车运动的 v t
图像，汽车减速过程中加速度大小为（ ）
A． 4m/s2
B．5m/s2
C．6m/s2
D．8m/s2
5．下列关于原子核与核能的说法正确的是（ ）
A． 粒子散射实验表明原子核具有复杂的结构
B．平均结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大
C．核子结合成原子核吸收的能量或原子核分解成核子释放的能量称为结合能
D．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道，放出光
子，电子的动能增加，电势能减小
6．下列说法正确的是（ ）
A．一定质量的 100°C 的水变成 100°C 的水蒸气时，其内能不变
B．用打气筒给自行车打气时需要的力越来越大，这是由于轮胎内气体分子间斥力越来越大
C．干旱天气里不宜锄松土壤，因为蓬松的土壤有利于水分蒸发，会使得土地更加干旱
D．地球大气中的氢分子由于质量较小，平均速率较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大
气中氢含量相对较少
7．如图所示，在足够长的光滑斜面上，用细线拴着一端封闭的导热玻璃管。玻璃管内部液柱
封闭了一定量的理想气体，外界温度不变，玻璃管和液柱均处于静止状态。当剪断细线下滑稳
定后，以下说法正确的是（ ）
A．封闭气体的长度将变长
B．封闭气体压强小于外界大气压
C．玻璃管内壁，单位时间内，单位面积上所受气体分子撞击次数增加
D．封闭气体内能减小
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8．一质点做直线运动，某时刻 v>0，a>0，s>0，从某时刻把加速度均匀减小，则（ ）
A．速度继续增大，直到加速度为零时，速度最大
B．位移逐渐减小，直到加速度等于零时，质点静止
C．位移继续增大，直到加速度等于零时，质点静止
D．速度逐渐减小，直到加速度等于零时，速度为零
二、多项选择题（本题包括 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项
符合题意，选对但不全者得 2 分，有错选者不得分）
9．在如图所示的电路中，三个定值电阻 R1、R2、R3 的阻值相同，理想变压器原、副线圈的匝数
之比为 2 :1。在 a、b端加上有效值为 U的正弦交流电，开关 S 断开时，电流表示数为 I。下列
说法正确的是（ ）
A 4U．定值电阻的阻值均为
5I
B．开关 S 断开时，a、b端的输入功率为UI
C．开关 S 断开时， R1、R2消耗的功率之比为4 :1
D．开关 S 5闭合后，原线圈电路中电流表示数为 I3
10．我国的新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世，目前新疆地区的棉田大部分是通过如图
甲所示的自动采棉机采收。自动采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉
机后侧可以旋转的支架平稳将其放下，这个过程可以简化为如图乙所示模型：质量为 m的棉包
放在“V”型挡板上，两板间夹角为 120°固定不变，“V”型挡板可绕 O轴在竖直面内转动。在使
OB板由水平位置顺时针缓慢转动到竖直位置过程中，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，下列说
法正确的是（ ）
A．棉包对 OA板的压力逐渐增大 B．棉包对 OA板的压力先增大后减小
C．棉包对 OB板的压力先增大后减小 D．棉包对 OB板的压力逐渐减小
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11．氢原子的部分能级图如图甲所示，大量处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出
不同频率的光，用这些光照射如图乙所示的光电管阴极 K，阴极材料是逸出功为 2.55eV 的金
属钾。已知可见光光子的能量范围为 1.62~3.11eV，则下列说法中正确的是（ ）
A．这些氢原子一共能辐射出 5 种频率的光子
B．这些氢原子发出的光子中有 1 种属于可见光
C．这些氢原子发出的光有 4 种光可使钾产生光电效应
D．若用 n=3 跃迁到基态辐射的光照射阴极，其遏止电压为 9.54V
12．如图，一定量的理想气体经过 a→b→c三个状态过程，a、b、c状态在压强—温度（p-t）
图像的两条直线上， p1和 p2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标，t0 为它们的延长线与横轴交点
的横坐标， t0 273.15 C 。下列说法正确的是（ ）
A．气体在状态 a和 b的体积之比Va :Vb 1:1
B．气体在状态 b和 c的体积之比Vb :Vc p1 : p2
C．气体从 b→c过程中外界做的功等于放出的热量
D．气体从 a→b→c过程中吸收的热量大于对外做的功
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非选择题（60 分）
三、实验题（本题包括 2 小题，共 7个空，每空 2分，共 14分。）
13．用图甲所示探究气体等温变化的规律。
（1）关于该实验下列说法正确的有___________。
A．该实验用控制变量法研究气体的变化规律
B．应快速推拉柱塞
C．为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
（2）测得多组空气柱的压强 p和体积 V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以 p
1
为纵坐标，以 为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方
V
法作出的图线应为图乙中的_________（选填“①”或“②”）。
（3）为更准确地测出气体的压强，小华用压强传感器和注射器相连，得到某次实验的 p-V图
如图丙所示，究其原因，是温度发生了怎样的变化_____
A．一直下降 B．先上升后下降 C．先下降后上升 D．一直上升
14．传感器在现代生活、生产和科学研究中有着相当广泛的应用。某兴趣小组设计出如图甲所
示的实验电路，想利用 DIS 压力传感器和电流传感器获取连续的实验数据并绘制数据图像，对
一种新型材料能承受的撞击力进行测试。闭合开关 S，重物由压力传感器正上方从静止释放到
撞击样品的过程中（样品完好无损）电流传感器的示数随时间变化的 I t图像如图乙所示，压
力传感器的示数随其电阻变化的 F R图像如图丙所示。电源的电动势E 24V，内阻 r 1 ，定
值电阻 R0 9 ，新型材料样品的质量m0 5kg，重力加速度 g取10m/s2，不计线路和电流传感器
的电阻。
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（1）重物撞击新型材料样品后______（填“有”或“没有”）反弹离开传感器。
（2）0~0.53s 内流过定值电阻 R0 的电荷量为______C。
（3）该实验过程重物对新型材料样品的最大冲击力为______N。
（4）重物的质量为______kg。
四、解答题（本题共 4 个小题，满分 46 分。计算题应写出必要的文字说明、方
程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中
必须明确写出数值和单位。10+12+12+12=46）
15．一人骑自行车以 2m/s 的速度在平直公路上匀速行驶，正后方驶来一辆汽车，汽车司机发
现自行车经过 1s x开始制动，制动后的位移和时间的比值 t 与时间 t的关系如图所示，已知汽车
恰好没有撞上自行车。
(1) x根据运动学公式推导 t 与时间 t的关系式，并求出汽车初速度和加速度的大小；
(2)求汽车司机发现自行车时，两车之间的距离。
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16．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈 abcd匝数 N=100 匝，
面积 S 0.03m2 2，线圈匀速转动的角速度 100 rad/s，匀强磁场的磁感应强度B T ，输电时先

用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线
的总电阻为 R 10Ω，变压器都是理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为n1 : n2 1:8，降
压变压器原、副线圈的匝数比为 n3 : n4 10 :1，若用户区标有“220V、8.8kW”的电动机恰恰能正
常工作。求：
（1）从图示位置开始计时，交流发电机
的瞬时电动势的表达式；
（2）输电线路上损耗电功率 P；
（3）发电机线圈电阻 r。
17．一粗细均匀的“J”形细玻璃管竖直放置，短臂端封闭，长臂端（足够长）开口向上，用水银
柱在短臂内封有一定质量的理想气体，初始状态时管内各段长度如图甲所示，密闭气体的温度
为300K ，大气压强为75cmHg 。
（1）若沿长臂的管壁缓慢加入10cm长的水银柱并与下方的水银合为一体，密闭气体始终保持
原来的长度，应使气体的温度变为多少；
（2）在第（1）问的情况下，再使玻璃管绕过O点的水平轴在竖直平面内顺时针缓慢转过 180°，
求稳定后与密闭气体接触的水银柱面到O点的距离；
（3）在图乙所给的 p T坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程。
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18．如图竖直放置的装置由左右两个侧壁绝热、底部截面积均为 S的容器组成。左容器足够高，
上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通，容器内两
个绝热的活塞 A、B 下方封有氮气，B 上方封有氢气。大气的压强为 p0，环境温度恒为 T0=300K，
两个活塞对下方气体产生的附加压强均为 0.15p0，系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现
将装置的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时 A 上升了一定的高度。用外力将 A 缓慢推回第
一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为 0.7h，氮气和氢气均可视为理想
气体。求：
（1）第三次达到平衡后氢气的压强；
（2）第二次平衡时氮气的体积；
（3）水的温度。
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新泰名校2021 级高二下学期第一次期末模拟考试
物 理 参考答案：
1．D
2．C
3．D
4．B
【详解】根据速度时间图像，在驾驶员反应时间内，汽车位移 x1 vt 10 0.5m 5m
2
所以汽车在减速阶段的位移 x2 15m 5m 10m 根据0 v 2ax2
解得a 5m/s2 故选 B。
5．D
【详解】A． 粒子散射实验表明，原子具有核式结构，故 A 错误；
B．平均结合能越大，原子核越稳定。原子核的结合能等于使其完全分解成自由
核子所需的最小能量，则原子核越大，它的结合能越高。故 B 错误；
C．将原子核分解成核子与核子结合成原子核两个过程质量的变化相等，将原子
核分解成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量叫结合能，故 C
错误；
D．根据玻尔理论可知，氢原子的核外电子由离核较远的轨道自发跃迁到离核较
近的轨道的过程中，放出光子，半径减小电场力做正功，原子的电势能减小；由
e2 v2
库仑力提供向心力得 k m
r2 r
可知电子的动能增大。故 D 正确。故选 D。
6．D
【详解】A．一定质量的 100°C 的水变成 100°C 的水蒸气时，发生汽化现象，要
吸热，内能增加，故 A 错误；
B．用打气筒给自行车打气时，越下压越费力这是气体压强作用的缘故，与分子
力无关，故 B 错误；
C．土壤里有很多毛细管，将地面的土壤锄松后破坏了土壤里的毛细管，不再发
生毛细现象，水分保留在土壤内部，故 C 错误；
D．在相同温度下，各种气体分子的平均动能相等，氢分子质量小，其平均速率
较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大气中氢含量相对较少，故 D 正确。
{#{QQABaYwQggCIABJAAQBCAwFSCkMQkgCACAgOQEAcIEAByAFABAA=}#}
7．C
【详解】A．玻璃管沿斜面下落过程处于失重状态，封闭气体压强变大，封闭气
体的长度将变短，A 错误；
B．由于玻璃管处于失重状态，液柱受到两边气体压强大小相等，封闭气体压强
等于外界大气压，B 错误；
C．封闭气体压强变大，但环境温度不变，气体分子平均速率不变，所以玻璃管
内壁，单位时间内，单位面积上所受气体分子撞击次数增加，C 正确；
D．由于环境温度不变，封闭气体内能不变，D 错误。
8．A
【详解】AD．由v 0、a 0、 s 0可知，速度方向与加速度方向相同，质点做
加速运动，加速度均匀减小时，速度继续增大，直到加速度为零时，速度达到最
大，所以 A 正确，D 错误；
BC．因为质点的速度一直增大，速度方向不变，则位移一直增大；加速度等于
零时，速度达到最大，质点不静止，位移继续增大；故 B 错误，C 错误。
9．BD
【详解】A．设三个电阻的阻值均为 R，开关 S 断开时，原线圈电压为U1 U IR ①
根据理想变压器原副线圈电流之比等于匝数比的倒数可知副线圈电流为
I n12 I 2In ②2
副线圈电压为U2 I2R ③
根据理想变压器原副线圈电压之比等于匝数比可得U1 2U 2 ④
U
联立①②③④解得R 5I ⑤ 故 A 错误；
B．开关 S 断开时，a、b端的输入功率为P UI ⑥ 故 B 正确；
C 2 2．开关 S 断开时， R1 、R2 消耗的功率之比为 P∶1 P2 I R∶(2I ) R 1∶4 ⑦
故 C 错误；
D．开关 S 闭合后，设电流表示数为 I′，则原线圈电压为U1 U I R ⑧
根据理想变压器原副线圈电流之比等于匝数比的倒数可知副线圈电流为
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I2
n
1 I 2I
n ⑨2
副线圈所接电路总电阻为
R = R2R3 = R
R2 R3 2
⑩
副线圈电压为
U2 I2 R
根据理想变压器原副线圈电压之比等于匝数比可得
U1 2U 2
联立⑤⑧⑨⑩ 解得
I 5 I
3
故 D 正确。
10．BD
【详解】对物体受力分析如图
由正弦定理可得
mg F F
OB OA
sin120 sin sin
物体在旋转过程中 从120 逐渐变大， 从180 逐渐减小，因此 OB板由水平位
置缓慢转动 60°过程中，棉包对 OA板压力逐渐增大，对 OB板压力逐渐减小；
OB板继续转动直至竖直的过程中，棉包脱离 OB板并沿 OA板滑下，棉包对 OA
板压力随板转动逐渐减小。
故选 BD。
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11．CD
【详解】A．大量处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时可以释放出的光子的
频率种数有C24 6种 A 错误；
B．释放出的光子的能量满足能级差，只有从第 4 能级跃迁至第 2 能级释放的能
量为 2.55eV 和从第 3 能级跃迁至第 2 能级释放的能量为 1.89eV，这 2 种在可见
光光子的能量范围内，B 错误；
C．发生光电效应的条件为辐射出光子的能量要大于等于逸出功，这群氢原子自
发跃迁时所辐射出的光子中，n 4向n 3级跃迁的光子和n 3向n 2级跃迁的光
子的能量小于金属钾逸出功，其他 4 种满足要求，C 正确；
D．若用 n=3 跃迁到基态辐射的光照射阴极，此时光子的能量为 12.09eV，其遏
止电压为U c，根据光电效应方程有 eU c Ekm h W
解得U c 9.54V D 正确。
12．AD
【详解】A．图中两条直线是等容线，所以 a、b两个状态下的气体体积相同，
则Va :Vb 1:1 A 正确；
B．Ⅰ和Ⅱ图像，气体分别做等容变化，在 t 0 C 时，根据玻意耳定律可得 p1Vb p2Vc
即Vb :Vc p2 : p1 B 错误；
C．因为 p1 p2
则Vc Vb
气体从 b→c过程中，温度没变，则 U 0
体积变大，气体对外做功W 0
根据 U Q W
即气体对外做功等于吸收的热量，C 错误；
D．气体从 a→b→c过程中，温度升高，内能变大，即 U 0
体积变大，气体对外做功W 0
根据 U Q W
气体从 a→b→c过程中吸收的热量大于对外做的功，D 正确。故选 AD。
{#{QQABaYwQggCIABJAAQBCAwFSCkMQkgCACAgOQEAcIEAByAFABAA=}#}
13． AD ② B
【详解】(1)[1]A．该实验是研究质量一定的气体在温度不变情况下，压强跟体积
的关系，采用了控制变量法。A 正确；
BC．快速推拉或用手握住注射器，会导致气体温度发生变化，不符合实验条件。
BC 错误；
D．实验只需要关注图像的斜率变化即可探究压强跟体积的关系，所以注射器旁
的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位。D 正确。
故选 AD。
(2)[2]根据克拉伯龙方程可知，图像的斜率与气体质量成正比，所以漏气导致气
体质量减小，即图像斜率减小。故选②。
(3)[3]根据图像与等温线的关系，可知气体温度先升高再降低。故选 B。
14． 没有 0.122 750 15
【详解】（1）[1]由题图丙可知，压力传感器所受压力越大，其电阻越小，由题
图乙可知在 t 0.53s 后通过压力传感器的电流为0.4A ，是一定值，该值比重物撞
击新型材料样品前大，故电路的总电阻比撞击前小，即压力传感器所受压力比初
始时大，所以重物撞击新型材料后没有反弹离开。
（2）[2]图乙中 I t图像的面积表示电量，则 0~0.53s 内流过定值电阻 R0 的电荷
0.2 1.2 0.02 0.4 1.2 0.01
量为 q 0.2 0.50

0.122C
2 2
（3）[3]由丙图可知压力越大，电阻越小，电路中的电流越大，故 0.52s 时重物
对新型材料样品的冲击力最大，由闭合电路欧姆定律可知 E I R0 R r
解得R 10
由丙图可知F 800N
所以该实验过程重物对新型材料样品的最大冲击力 F m0g 750N
（4）[4]当 I 0.4A 时，由闭合电路欧姆定律 E I R0 R r
可得R 50
由丙图可知F 200N
F m0g
重物的质量为m 15kgg
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15．(1)v0 20m/s， a 2m/s2 ；(2) x 99m
1
【详解】(1)由运动学公式 x v0t at 22
x v 1得 0 att 2
结合图像得 v0 20m/s
1
图线的斜率 k a2
加速度的大小为 a 2m/s2
(2)1s内汽车发生的位移 x1 v0t1
两车恰好不碰，汽车的速度与自行车的速度相等
设刹车后的时间为 t2 ，则 v自 v0 at2
v v
汽车发生的位移 x 0 自 2 t2 2
自行车发生的位移 x3 v 自 t1 t2
两车之间的距离 x x1 x2 x3
解得 x 99m
16．（1） e 300 2 cos100 t V ；（2）160W；（3）0.625
【详解】（1）从图示位置开始计时，交流发电机的瞬时电动势的表达式为
e NBS cos t 300 2 cos100 t V
P
（2）电动机中的电流 I4 40AU4
I3 n4
根据 I4 n3
解得 I3 4A
则输电线路上损耗电功率 P I 23 R
解得 P 160W
U3 n3
（3）降压变压器两侧有 U 4 n4
U1 n1 I1 n
升压变压器两侧有 ， 2U2 n2 I3 n1
{#{QQABaYwQggCIABJAAQBCAwFSCkMQkgCACAgOQEAcIEAByAFABAA=}#}
输电过程有U 2 I3R U3
解得 I1 32A，U1 280V
300 2
电动势的有效值U V 300V
2
U U1
则发电机线圈电阻 r I1
解得 r 0.625
17．（1）340K；（2）10cm；（3）见解析
【详解】（1）已知 p1 p0 75cmHg，T1 300K p2 p0 10cmHg 85cmHg
p1 p2
由查理定律有 T1 T2
解得T2 340K
（2）假设玻璃管旋转180 后短臂内无水银，水平管内水银柱面到O点的距离为 x，
则有 p2 85cmHg V0 14 S
p3 p0 (30 x ) cmHg (45 x )cmHg V3 (24 x)S
由玻意耳定律有 p2V0 p3V3
解得 x1 10cm x2 11cm
经检验 x2 11cm 不合理，舍去；
即水银恰好全部进入长臂玻璃管，水银柱面到 O点距离为10cm；
（3）最终压强 p3 35cmHg，变化过程如图所示；
{#{QQABaYwQggCIABJAAQBCAwFSCkMQkgCACAgOQEAcIEAByAFABAA=}#}
18．（1）1.43p0；（2）V2 3.16hS；（3）T 474K
【详解】（1）氢气初态为
p1 p0 ，V1 hS
末态为
V1 0.7hS
由玻意耳定律得
p1V1 p1 V1
得
p 101 p0 1.43p7 0
（2）对氮气：第二次平衡时
p2 1.15p0
设体积为V2，第三次平衡时
p2 p1 0.15 p0 1.58 p0
由玻意耳定律得
p2V2 p2 V2
解得
V2 3.16hS
（3）对氮气，初态为
V0 2hS，T0 300K
第二次平衡时
V2 3.16hS
设温度为 T，由盖—吕萨克定律得
V0 V 2
T0 T
得
T 474K
{#{QQABaYwQggCIABJAAQBCAwFSCkMQkgCACAgOQEAcIEAByAFABAA=}#}