安徽省宿城市2023_2024學(xué)年高二物理下學(xué)期期中模擬試題含解析

這是一份安徽省宿城市2023_2024學(xué)年高二物理下學(xué)期期中模擬試題含解析，共16頁。試卷主要包含了選擇題，填空題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、選擇題（共40分，錯選不選得0分，漏選得2分）
1. 如圖所示，兩束單色光a、b從水面下射向A點，光線經(jīng)折射后合成一束光c，則下列說法正確的是（ ）
A. 在水中a光的波速比b光的波速小
B. 用同一單縫衍射實驗裝置分別以a、b光做實驗時，b光的衍射現(xiàn)象更明顯
C. 用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗時，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距
D. 當(dāng)a、b兩束光以相同的入射角從水中射到A點，入射角從開始逐漸增大，最先消失的是a光
【答案】C
【解析】
【詳解】A．如圖所示
折射率
由圖可知
折射率
光在水的中的速度
故
故A錯誤；
B．波長
則
同一單縫，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，故B錯誤；
C．條紋間距
同一雙縫，波長越長，條紋間距越大，故C正確；
D．臨界角的正弦值
折射率越大，臨界角越小
光束b先達(dá)到臨界角，b光束先消失，故D錯誤。
故選C。
2. 原子彈威力巨大，其主要原料有鈾和钚，若有一鈾原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng)：則可能是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】根據(jù)核反應(yīng)的特點可知，核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒；由題，反應(yīng)前的質(zhì)量數(shù)：，電荷數(shù)：
A項：質(zhì)量數(shù)：，電荷數(shù)：可知質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，故A是可能的；
B項：質(zhì)量數(shù)：，質(zhì)量數(shù)不守恒；電荷數(shù)：，電荷數(shù)也不守恒故B錯誤；
C項：質(zhì)量數(shù)：，質(zhì)量數(shù)不守恒；電荷數(shù)：電荷數(shù)守恒，故C錯誤；
D項：質(zhì)量數(shù)：，電荷數(shù)：，電荷數(shù)不守恒故D錯誤；
故應(yīng)選A．
3. 一圓線圈位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示．下列操作中始終保證線圈在磁場中，且能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是
A. 把線圈向右拉動
B. 把線圈向上拉動
C. 垂直紙面向外運(yùn)動
D. 以圓線圈的任意直徑為軸轉(zhuǎn)動
【答案】D
【解析】
【詳解】試 題分析：把線圈向右拉動，線圈的磁通量不變，故不能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，所以A錯誤；把線圈向右拉動，線圈的磁通量不變，故不能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，所以B錯誤； 垂直紙面向外運(yùn)動，磁通量也不變，故C錯誤；以圓線圈的任意直徑為軸轉(zhuǎn)動，磁通量變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，形成感應(yīng)電流， 所以D正確
考點：本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律
4. 甲的質(zhì)量為50kg，乙的質(zhì)量為25kg，兩人在溜冰場的水平冰面上，開始時都是靜止的。兩人互推后，甲、乙反向直線運(yùn)動，甲的速率為0.1m/s，乙的速率為0.2m/s，假設(shè)互推的時間為0.01s，忽略摩擦力及空氣阻力，則下列敘述哪一項正確（ ）
A. 甲、乙所受的平均推力均為500N，方向相反
B. 甲、乙所受的平均推力均為250N，方向相反
C. 甲受的平均推力500N，乙受的平均推力250N，方向相反
D. 甲受的平均推力250N，乙受的平均推力500N，方向相反
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】設(shè)乙運(yùn)動的方向為正方向，由動量定理可得，甲受到乙的推力
乙受到甲的推力
故甲、乙所受的平均推力均為500N，方向相反，故選A。
5. 在如圖所示的電路中，A1和A2是兩個相同的燈泡。線圈L的自感系數(shù)足夠大，電阻可以忽略不計，下列說法正確的是（ ）
A. 閉合開關(guān)S時，A2先亮，A1逐漸變亮
B. 閉合開關(guān)S時，A1和A2同時亮
C. 斷開開關(guān)S時，A2閃亮一下再熄滅
D. 斷開開關(guān)S時，流過A2的電流方向向左
【答案】A
【解析】
【詳解】AB．當(dāng)開關(guān)S閉合時，燈A2立即發(fā)光。電流通過線圈，穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與原來電流方向相反，阻礙電流的增大，電路的電流只能逐漸增大，所以A1逐漸亮起來，所以A2比A1先亮，由于線圈直流電阻忽略不計，當(dāng)電流逐漸穩(wěn)定時，線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，兩燈電流相等，亮度相同，故A正確，B錯誤；
CD．穩(wěn)定后，當(dāng)開關(guān)S斷開后，由于自感，線圈中的電流只能慢慢減小，其相當(dāng)于電源，與燈泡A1和A2串聯(lián)，兩燈電流相同，都過一會兒熄滅，燈A2不會閃亮，流過A2的電流方向向右，故CD錯誤。
故選A。
6. 氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長的激光，其中兩種波長分別為λ1=0.6328μm，λ2=3.39μm．已知波長為λ1的激光是氖原子在能級間隔為ΔE1=1.96eV的兩個能級之間躍遷產(chǎn)生的．用ΔE2表示產(chǎn)生波長為λ2的激光所對應(yīng)的躍遷的能級間隔，則ΔE2的近似值為
A. 10.50eVB. 0.98eVC. 0.53eVD. 0.36eV
【答案】D
【解析】
【詳解】氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長的激光，其中兩種波長分別為:，；輻射光子的能量與能級差存在這樣的關(guān)系，所以：
聯(lián)立兩式得：
D正確，ABC錯誤．
7. 如圖所示電路中，線圈L與燈泡A并聯(lián)，當(dāng)合上開關(guān)S后燈A正常發(fā)光。已知，線圈L的電阻小于燈泡A的電阻。則下列現(xiàn)象可能發(fā)生的是（ ）
A. 當(dāng)斷開S時，燈泡A立即熄滅
B當(dāng)斷開S時，燈泡A突然閃亮一下，然后逐漸熄滅
C. 若把線圈L換成電阻，斷開S時，燈泡A逐漸熄滅
D. 若把線圈L換成電阻，斷開S時，燈泡A閃亮一下，然后逐漸熄滅
【答案】B
【解析】
【詳解】AB．由于線圈L的電阻小于燈泡A的電阻，則電路穩(wěn)定時，通過線圈L的電流大于燈泡A的電流。當(dāng)斷開S時，原來通過燈泡的電流立即消失，由于通過線圈L的電流減小，產(chǎn)生自感電動勢，線圈相當(dāng)于電源和燈泡組成一個閉合回路，由于開始時L的電流大于原來燈泡的電流且逐漸減小，所以燈泡A突然閃亮一下后逐漸熄滅，A錯誤，B正確；
CD．若把線圈L換成電阻，則當(dāng)斷開S后，由于L中沒有自感電流，所以燈泡A立即熄滅，選項CD錯誤。
故選B。
8. 如圖所示，僅在電場力作用下，一帶電粒子沿圖中虛線從A運(yùn)動到B，則（ ）
A. 電場力做正功B. 動能減少
C. 電勢能增加D. 加速度增大
【答案】BCD
【解析】
【詳解】ABC．做曲線運(yùn)動過程中，物體受到的合力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，而粒子僅受電場力作用，所以電場力方向與電場方向相反，又知道速度沿切線方向，所以速度與電場力的夾角為鈍角，電場力做負(fù)功，電勢能增大，動能減小，故A錯誤，BC正確；
D．電場線的疏密程度可表示電場強(qiáng)度大小，電場線越密電場強(qiáng)度越大，故粒子在A點的電場力小于在B點的電場力，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度變大，故D正確。
故選BCD。
9. 如圖所示，在光滑的水平軌道上有甲、乙兩個等大的小球沿軌道向右運(yùn)動，取向右為正方向，它們的動量分別為和。若兩球能發(fā)生正碰，則碰后兩球動量的增量和可能是（ ）
A，B. ，
C. ，D. ，
【答案】A
【解析】
【詳解】A．由題意可知，其系統(tǒng)碰撞后的總動量為
由上述可知，系統(tǒng)碰撞前后滿足動量守恒，碰后A球動量變?yōu)?br>碰后B球動量變?yōu)?br>其碰前總動能為
碰撞后總動能為
碰撞前后能量的變化為
由于A和B球的質(zhì)量未知，若
則由
即滿足系統(tǒng)的總動能不增加，即符合能量守恒，而碰后兩球的動量都與原方向相同，且A球的動量變小，即A球的速度變小，B球的動量增加，即B球的速度增加，所以可能A球速度小于B球的速度，滿足實際運(yùn)動情況。該情況可能發(fā)生，故A正確；
B．兩個小球發(fā)生正碰，則其系統(tǒng)碰撞前后應(yīng)該滿足動量守恒，碰前總動量為
碰后總動量為
由上述可知，系統(tǒng)碰撞前后動量不守恒，故B錯誤；
C．由題意可知，其系統(tǒng)碰撞后的總動量為
由上述可知，系統(tǒng)碰撞前后滿足動量守恒，碰后兩球的動量都與原方向相同，但A球的動量增加，與實際運(yùn)動不符，故C錯誤；
D．由題意可知，其系統(tǒng)碰撞后的總動量為
由上述可知，系統(tǒng)碰撞前后滿足動量守恒，進(jìn)一步分析可知，碰后A球的動量變?yōu)?br>B球碰動量變?yōu)?br>根據(jù)動能與動量的關(guān)系有
由上述式子可知，其A球碰撞前后動能大小不變，但是B球碰后動能變大，即對于A、B組成的系統(tǒng)來說其系統(tǒng)的總動能在碰后大于碰前，違反了能量守恒，故D錯誤。
故選A。
10. 右端帶有光滑圓弧軌道質(zhì)量為M的小車靜置于光滑水平面上，如圖所示。一質(zhì)量為m的小球以速度v0水平?jīng)_上小車，關(guān)于小球此后的運(yùn)動情況，以下說法正確的是（ ）
A. 小球可能離開小車水平向右做平拋運(yùn)動
B. 小球可能從圓弧軌道上端拋出而不再回到小車
C. 小球不可能離開小車水平向左做平拋運(yùn)動
D. 小球可能離開小車做自由落體運(yùn)動
【答案】AD
【解析】
【詳解】B．小球和車組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，如果小球從小車右端離開小車，小球在離開小車之前在水平方向上速度始終相等，離開小車后小球和車在水平方向上均做勻速直線運(yùn)動，故小球和小車在水平方向上速度始終相等，小球離開小車在豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動，所以小球一定會落回小車，故B錯誤；
ACD．若小球從小車左端離開小車，根據(jù)動量守恒和機(jī)械能守恒有
解得
由此可知m、M質(zhì)量大小不確定，所以小球離開車時可能沒得速度，小球離開車做自由落體運(yùn)動；可能有水平向左或者向右的速度，小球離開小車可能做向左或向右的平拋運(yùn)動，故AD正確，C錯誤。
故選AD。
二、填空題（本題有3小題，共18分，請將答案寫在題中的橫線上）
11. 如圖，使單匝閉合矩形線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸，勻速轉(zhuǎn)動，在線框中就會產(chǎn)生交流電。已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框abcd面積為S，線框轉(zhuǎn)動的角速度為，當(dāng)線框轉(zhuǎn)到圖示位置時，即線框平面與磁場方向垂直，線框中的感應(yīng)電動勢大小為___________；當(dāng)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過90°時，線框中的感應(yīng)電動勢大小為___________。
【答案】 ①. 0 ②.
【解析】
【詳解】[1]線框平面與磁場方向垂直時，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零。
[2]從圖示位置轉(zhuǎn)過90°時，線圈與磁感線平行，磁通量為零，感應(yīng)電動勢最大，則
12. 氦3是一種十分清潔、安全的能源，開發(fā)月壤中蘊(yùn)藏豐富的氦3資源，對人類社會今后的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。研究發(fā)現(xiàn)在太陽內(nèi)部兩個氘核可聚變成氦3，已知氘核的質(zhì)量為2.0136u，中子的質(zhì)量為1.0087u，核質(zhì)量為3.0150u。若質(zhì)量虧損1u釋放的核能為931.5MeV，則兩個氘核聚變成核的核反應(yīng)方程為____________________；上述反應(yīng)中釋放的核能為__________________J。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
【答案】 ①. ②.
【解析】
【詳解】[1]兩個氘核聚變成核核反應(yīng)方程為
[2]根據(jù)
解得
13. 如圖，有位于豎直平面上的半徑為R的圓形光滑絕緣軌道，其上半部分處于豎直向下，場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，下半部分處于垂直水平面向里的勻強(qiáng)磁場中；質(zhì)量為m，帶正電，電荷量為q的小球，從軌道的水平直徑的M端由靜止釋放，若小球在某一次通過最低點時對軌道的壓力為零，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為_____；小球?qū)壍雷畹忘c的最大壓為_____。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【詳解】[1]設(shè)小球向右通過最低點時的速率為v，由題意得
解得
[2] 小球向左通過最低點時對軌道的壓力最大
解得
三，計算題（本題有4小題，共42分，解答應(yīng)寫出必要的文字說明﹑方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）
14. 靜止的鋰核（）俘獲一個速度為7.7×106m/s的中子，發(fā)生核反應(yīng)后若只產(chǎn)生了兩個新粒子，其中一個粒子為氦核（），它的速度大小是8.0×106m/s，方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同。
①寫出此核反應(yīng)的方程式；
②求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個粒子的速度大小及方向；
③此反應(yīng)過程中是否發(fā)生了質(zhì)量虧損，說明依據(jù)。
【答案】①；②，方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反；③見解析。
【解析】
【詳解】①根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知
②設(shè)中子（）、氦核（）和氚核（）的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，速度分別為v1、v2、v3，由動量守恒定律得
解得
即方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反。
③反應(yīng)前的總動能
反應(yīng)后的總動能
代入數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)中發(fā)生了質(zhì)量虧損。
15. 如圖所示，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B為1T，矩形線圈的匝數(shù)為100匝，面積為0.2m2，內(nèi)阻為1Ω，外接電阻為4Ω的電路，線圈繞OO′軸以角速度rad/s做勻速轉(zhuǎn)動。當(dāng)它從如圖所示的位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，求：
（1）通過電阻的電荷量是多少？
（2）外力所做的功是多少？
（3）電阻R上產(chǎn)生的熱是多少？
【答案】（1）4C；（2）20J；（3）16J
【解析】
【詳解】（1）轉(zhuǎn)動90°的過程中，產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為
形成的電流
通過電阻的電荷量為
代入數(shù)據(jù)解得
C
（2）產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值為
故在內(nèi)回路中消耗的總電功為
其中
聯(lián)立解得
W=20J
故外力做功為20J
（3）R上產(chǎn)生的熱量為
J
16. 如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2×10－3T；磁場右邊是寬度L＝0.2m、場強(qiáng)E＝40V/m、方向向左的勻強(qiáng)電場。一帶電粒子電荷量q＝－3.2×10－19C，質(zhì)量m＝6.4×10－27kg，以v＝4×104m/s的速度沿OO′垂直射入磁場，在磁場中偏轉(zhuǎn)后射入右側(cè)的電場，最后從電場右邊界射出。（不計重力）求：
（1）大致畫出帶電粒子的運(yùn)動軌跡；
（2）帶電粒子在磁場中運(yùn)動軌道半徑；
（3）帶電粒子飛出電場時的動能Ek。
【答案】（1）見解析；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）軌跡如圖
（2）帶電粒子在磁場中運(yùn)動時,由牛頓第二定律,有
（3）帶電粒子飛出電場時的動能為
17. 如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角θ＝30°的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計，間距L＝0.4m，導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN，Ⅰ中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向下，Ⅱ中的勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B＝0.5T。在區(qū)域Ⅰ中，將質(zhì)量m1＝0.1kg，電阻R1＝0.1Ω的金屬條ab放在導(dǎo)軌上，ab剛好不下滑，然后，在區(qū)域Ⅱ中將質(zhì)量m2＝0.4kg，電阻R2＝0.1Ω的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止開始下滑，cd在滑動過程中始終處于區(qū)域Ⅱ的磁場中，ab，cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g＝10m/s2，問：
（1）cd下滑的過程中，ab中的電流方向；
（2）ab剛要向上滑動時，cd的速度v多大；
（3）從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中，cd滑動的距離x＝3.8m，此過程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少。
【答案】（1）由a流向b；（2）5m/s；（3）1.3J
【解析】
【詳解】（1）由右手定則可知，cd下滑的過程中，ab中的電流方向：由a流向b；
（2）開始放置ab剛好不下滑時，ab所受摩擦力為最大靜摩擦力，由平衡條件得
ab剛好要上滑時，感應(yīng)電動勢
電路電流
ab受到的安培力
此時ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件得
代入數(shù)據(jù)解得
（3）cd棒運(yùn)動過程中電路產(chǎn)生的總熱量為Q總，由能量守恒定律得
ab上產(chǎn)生熱量
解得