重庆市秀山高级中学校2022-2023学年高二物理下学期期末模拟试题（二）（Word版附解析）

高2024届高二下期物理模拟试题二

一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）

1. 下列四幅图中，关于机械运动和机械波的说法正确的是（　　）

A. A图中，小球在两光滑斜面之间往返运动，该运动简谐运动

B. B图中，单摆运动时的回复力由重力与拉力的合力提供

C. C图中，水通过比水波波长大的狭缝时不发生衍射现象

D. D图中，两列频率相同、振幅略不同的机械波叠加情况，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，某时刻质点b的位移可能小于质点c的位移

【答案】D

【解析】

【详解】A．A图中，小球在任一光滑斜面上运动时做匀变速直线运动，所以小球不是简谐运动，故A错误；

B．B图中，单摆运动时的回复力由重力的切向分力提供，故B错误；

C．C图中，水通过比水波波长大的狭缝时有衍射现象，但不会发生明显的衍射现象，故C错误；

D．因为质点振动加强是振幅相加，振动减弱是振幅相减，但只要质点振动，无论加强点还是减弱点，都有位移为零的时刻，所以某时刻质点b的位移可能小于质点c的位移，故D正确。

故选D。

2. 健身市场上有一种时尚的运动器材“战绳”，健身者把两根绳子一端固定在P点上，用双手各自将绳子的另一端分别握住，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来，从而达到健身的目的，某时刻，绳子形成的波形如图所示（还未传到P点），其中a、b是右手绳子上的两个点，下列选项正确的是（　　）

A. 健身者右手刚抖动时的方向是向下

B. 无论右手如何抖动绳子，a、b两点的振动步调都不可能相反

C. 改变抖动绳子的幅度，绳子上的波形传播到P点的时间不变

D. 增大抖动绳子频率，绳子上的波形传播到P点的时间变短

【答案】C

【解析】

【详解】A．质点的起振方向与波源起振方向相同，由上下坡法可知健身者右手刚抖动时的方向是向上，故A错误；

B．减小抖动频率，因波速不变，由

可知波长增大，a、b两点间可能出现半个完整的波形，则a、b两点的振动步调相反，故B错误；

C．波的传播速度由介质决定，介质不变，波速不变，绳子上的波形传播到P点的时间不变，故C正确；

D．波的传播速度由介质决定，介质不变，波速不变，绳子上的波形传播到P点的时间不变，故D错误。

故选C。

3. 如图甲所示，以O点为平衡位置，弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，以向右为正。图乙为这个弹簧振子的振动图像，下列说法中正确的是（　　）

A. 在时，弹簧振子有最小的弹性势能

B. 在时，弹簧振子的加速度为负向最大

C. 在与两个时刻，弹簧振子速度相同

D. 从到内，弹簧振子做匀减速直线运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．由乙图可以看出，在时，弹簧振子偏离平衡位置的位移最大，所以有最大的弹性势能，故A错误；

B．在时，弹簧振子在正方向偏离平衡位置位移最大处，回复力方向指向平衡位置，既负方向，由

可知此时的加速度为负向最大，故B正确；

C．在振子正向正方向振动，时正向负方向振动，弹簧振子速度不相同，故C错误；

D．简谐运动是变加速运动，加速度不断变化，故D错误。

故选B。

4. 如图所示，一束单色光从空气中射向折射率某种玻璃的表面，i表示入射角，下列说法正确的是（　　）

A. 当时会发生全反射现象

B. 当入射角i增大时，反射光和折射光的夹角也会增大

C. 当单色光从空气进入到玻璃时，光的波长将变大

D. 当入射角i满足条件时，反射光线和折射光线恰好互相垂直

【答案】D

【解析】

【详解】A．光从空气中射向玻璃表面时，不可能发生全反射。故A错误；

B．根据反射定律和折射定律可知，当入射角i增大时，反射角增大，折射角增大，所以反射光和折射光的夹角会减小。故B错误；

C．根据

当单色光从空气进入到玻璃时，光速减小，频率不变，由

可知，光的波长将变小。故C错误；

D．当反射光线跟折射光线恰好互相垂直时，设入射角为i，则折射角为，有

故D正确。

故选D。

5. 电磁波发射电路中的电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法正确的是（　　）

A. 线圈中的磁场方向向上且电流正在减小

B. 极板间的电势差正在变大、电场能正在变小

C. 若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小

D. 若增大电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，电容器正在放电，电流变大，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大，故A错误；

B．电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则带电量减小，由

可知极板间的电势差正在变小，所以电场能正在变小，故B错误；

C．若在线圈中插入铁芯，则L变大，根据

则发射的电磁波频率变小，故C正确；

D．若增大电容器极板间的正对面积，则电容器电容C增大，根据

则发射的电磁波波长变长，故D错误。

故C。

6. 如图所示，为一边长为L、匝数为N的正方形闭合线圈，线圈绕对称轴匀速转动的角速度为。空间中只有左侧存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。若闭合线圈的总电阻为R，则（　　）

A. 线圈中电动势的有效值为

B. 穿过线圈的磁通量最大值为

C. 在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流

D. 当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量的变化率最大

【答案】A

【解析】

【详解】A．图中线圈只有一个边切割磁感线，所以电动势的最大值为

所以电动势的有效值为

故A正确；

B．当线圈和磁场垂直时，穿过线圈的磁通量最大值为

故B错误；

C．在转动一圈的过程中，线圈始终有一边做切割磁感线，线圈中始终有电流，故C错误；

D．当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量最大，此时ab边的速度与磁场平行，则此时感应电动势为零，所以穿过线圈的磁通量变化率为零，故D错误。

故选A。

7. 如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向运动，使T形支架下面的弹簧和小球组成的振动系统做受迫振动。圆盘静止时，在弹簧原长位置释放一质量为m小球，小球做简谐振动的图像如图乙所示（竖直向上为正方向，重力加速度为g）。下列说法正确的是（　　）

A. 内小球所受的回复力不断减小，且方向为x轴正方向

B. 运动过程中弹簧的弹力不断变化，最大值为

C. 若圆盘以匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为

D. 若圆盘以匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当增加

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图乙可知，0~1s内小球正在向平衡位置运动，所以所受的回复力不断减小，且方向为x轴负方向，故A错误；

B．在弹簧原长位置释放质量为m小球，则小球弹簧原长位置为最高点的最大位移处，小球在竖直方向做简谐运动，回复力最大值的大小等于重力，则当小球到达最低点时有

可知最低点时弹簧弹力大小为

故B正确；

C．若圆盘以30r/min匀速转动，小球做受迫振动，振动达到稳定时其振动的周期等于驱动力的周期

故C错误；

D．若圆盘以30r/min匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当减小，当圆盘以15r/min匀速转动时，驱动力的周期为

恰好等于弹簧和小球的固有周期，发生共振，小球的振幅最大，故D错误。

故选B。

二、多项选择题（本题共3个小题，每小5分，共15分。在每个小题给出的四个选项中，有多项将合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选得0分。）

8. 如图所示，物体A与滑块B一起在光滑水平面上做简谐运动，振动周期为T，A、B之间的的动摩擦因数为（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力），已知轻质弹簧的劲度系数为k，A、B的质量分别为m和M，下列说法正确的是（　　）

A. 物体A受到重力、摩擦力、回复力作用

B. A、B间无相对滑动的最大振幅为

C. 某时刻，B的速度为v，经过后，B的速度再次为v，则可能小于

D. 当物体B相对平衡位置的位移为x时，A、B间摩擦力的大小等于

【答案】BC

【解析】

【详解】A．物体A受到重力、摩擦力、支持力的作用，摩擦力提供回复力，故A错误；

B．由牛顿第二定律

可得A、B间无相对滑动的最大振幅为

故B正确；

C．由简谐运动的对称性可知，质点连续经过相对平衡位置对称的任意两点时，速度相等，故C正确；

D．当物体B相对平衡位置的位移为x时，由牛顿第二定律

可得A、B间摩擦力的大小等于

故D错误。

故选BC。

9. 昆明石龙坝水电站是中国第一座水电站，如图所示为电站向昆明某片区供电的示意图，若忽略发电机内阻，变压器为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，在装机容量内，则（　　）

A. 用户功率增大时，保持不变

B. 用户功率增大时，发电厂的输出功率增大

C. 由可知：提高输送电压，输电线损失的电功率将增大

D. 如果发电机的输出功率为P，则输电线上消耗的功率为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．用户功率增大，假设用户的电压不变，由

可得用户的电流增大，由电流与匝数的关系可知，输送电流增大，而发动机的输出电压不变，则由

可知U2不变，则由

可知，U3变小，故A错误；

B．则由

可知发电厂的输出功率增大，故B正确；

CD．在输送功率P不变时，由

可知，输送电压越大，输电线上的电流越小，由

可知提高输送电压，输电线损失的电功率将减小，故C错误，D正确。

故选BD。

10. 图示为一列沿x轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，P、Q两点的平衡位置分别为，，下列判断正确的是（　　）

A. 波速可能为10m/s

B. 在时，Q点可能到达波峰位置

C. 若Q点振动方向沿y轴负方向，则波的周期一定为0.8s

D. 若P点振动周期大于0.6s，在时，P点一定处于波谷

【答案】ABD

【解析】

【详解】AC．由题意可得，波长为

若波速为10m/s，则波的周期为

若沿x轴正方向传播，则周期为

当时，有

（不合题意，舍去）
 

同理，当沿x轴负方向传播，则周期为

n=0（符合题意）

即波速可能为10m/s，故A正确；

B．由上述分析可知，若波沿着x轴正半轴传播，当t=0.5s时由题意有传播的距离为

要使得Q点达波峰位置，由题意有传播的距离与波长的关系为

由几何知识可得，当n=5，m=4时等式成立，即此时Q点能到达波峰位置；若波沿着x轴负半轴传播，当t=0.5s时由题意有传播的距离为

由题意及图有

当

m=n=0

时成立，即此时Q点能到达波峰位置，故在t=0.5s时，Q点可能到达波峰位置，故B正确；

C．由A中分析可知，若Q点振动方向沿y轴负方向，波沿着x轴负方向传播，则周期可能为0.8s，故C错误；

D．由上述分析可知，若P点振动周期大于0.6s，则周期可能为

在t=1.8s时，若波沿着x轴正方向传播，由题意有

此时P点与x=-2m处的质点振动情况一样，处于波谷；在t=1.8s时，若波沿着x轴负方向传播，由题意有

此时P点与x=6m处的质点振动情况一样，处于波谷，故D正确。

故选ABD。 

三、实验题（本大题共2个小题，共15分）

11. 小陈同学在家里做“用单摆测定重力加速度”的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的小石块代替摆球，设计的实验步骤是：

A．将小石块用不可伸长的细线系好，结点为N，细线的上端固定于O点

B．用刻度尺测量间细线的长度l作为摆长

C．将石块拉开一个大约的角度，然后由静止释放

D．从石块摆至某一位置处开始计时，测出30次全振动的总时间t，并计算出周期T

E．改变间细线的长度再做几次实验，记下相应的l和T

F．根据公式，分别计算出每组l和T对应的重力加速度g，然后取平均值即可作为重力加速度的测量结果。

（1）为使测量更加准确，步骤D中，小陈应从______（选填“最大位移”或“平衡位置”）处开始计时；

（2）小陈同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是______。（填选项前的字母）

A．开始计时时，过早按下停表

B．测量周期时，误将摆球n-1次全振动的时间记为n次全振动的时间

C．用的长l为摆长，利用公式求出的重力加速度

D．释放石块时有初速度，石块实际上做圆锥摆

（3）李老师利用小陈测出的多组摆长l和周期T的值，对实验数据处理做出来改进，作出图线，通过测量计算出图线的斜率为k，由斜率k求重力加速度的表达式是______。（用k、表示）

【答案】    ①. 平衡位置    ②. BD    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]石块经过平衡位置时速度最大，所以在石块经过平衡位置时计时，可以减小周期测量的误差；

（2）[2]ABC．由

可得

ABC．可知开始计时时，过早按下停表，测量的重力加速度小于实际值；测量周期时，误将摆球n-1次全振动的时间记为n次全振动的时间，测量的重力加速度大于实际值；用的长l为摆长，测量的重力加速度小于实际值，故AC错误；B正确；

D．如果石块做圆锥摆，等效摆长小于测量摆长，测量的重力加速度大于实际值，故D正确。

故选BD；

[3]由以上分析可知，图线的斜率为

可得

12. 十八中物理兴趣小组将电压表改装成测量物体质量的电子秤，如图所示。所用实验器材有：

直流电源：电动势为，内阻为；

理想电压表V：量程；

滑动变阻器R：规格；

竖直固定的粗细均匀的直电阻丝：总长，总阻值为；

竖直绝缘弹簧：劲度系数，下端固定于水平地面，上端固定秤盘，弹簧上固定一水平导体杆，导体杆右端点P与直电阻丝接触良好且无摩擦：开关S以及导线若干。（当地重力加速度）

实验步骤如下：

（1）秤盘中未放被测物前，将导体杆右端点P置于直电阻丝上端a处，秤盘处于静止状态。

（2）在弹簧弹性限度内，在秤盘中轻轻放入被测物，待秤盘静止平衡后，导体杆右端点P正好处于直电阻丝下端b处，调节滑动变阻器R使电压表达到满偏。

①滑动变阻器R接入电路的阻值为______。

②电子秤能测量的最大质量为______。

③所称量物体的质量m和电压表的示数U的关系为______（选填“线性”；“非线性”）

④直流电源使用一段时间后，电动势E不变，内阻略增大。在正常操作后，被测物体质量的测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相同”）。

【答案】    ①. 3    ②. 20    ③. 线性    ④. 偏小

【解析】

【详解】（2）①[1]电压表达到满偏时，电流为

滑动变阻器R接入电路阻值为

② [2]由平衡关系可得

则子秤能测量的最大质量为

③ [3]所称量物体的质量

电压表的示数为

联立可得

可知所称量物体的质量m和电压表的示数U的关系为线性关系；

 ④[4]电源内阻略增大后，由以上可知当P处于同一位置时，电压表示数变小，则所测物体的质量与真实值相比偏小。

四、计算题（本大题共3个小题，共42分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位。）

13. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波。时刻的波形如图所示，此时波刚好传到处的质点N。质点N此后的振动图像如图乙，求：

（1）波的传播速度v；

（2）质点M第1次达到波峰的时间t；

（3）质点M在内通过的总路程S及位移y。

【答案】（1）1m/s；（2）10s；（3）S=52cm，y=-4cm

【解析】

【详解】（1）由甲图得到波长为8m，由乙图得到周期为8s，故波速

（2）x=0m处的波峰传到M点时，质点M第一次到达波峰

（3）波速为1m/s，故在4s末，波传播到M点；此后的时间

质点Q从平衡位置开始向y轴负方向运动，故其运动的路程为

S=×4A=52cm

30s时M处于波谷，所以位移为

y=-4cm

14. 如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为，水池深。一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为，当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为，水的折射率为，光在真空中传播速度为。

（1）画出救生员看到点光源A的光路图；

（2）求救生员的眼睛到池边的水平距离x；

（3）光从光源A发出到射入人的眼睛所用的时间。（保留两位有效数字）

【答案】（1）见解析；（2）1m；（3）

【解析】

【详解】（1）救生员看到点光源A的光路图

（2）由折射率表达式

可得

则

则救生员的眼睛到出射点的水平距离为

光源A到出射点的水平距离为

救生员的眼睛到池边的水平距离

（3）在空气传播的距离为

在空气中的传播时间为

由

可得光在水中的传播速度为

在水中传播的距离为

在水中的传播时间为

光从光源A发出到射入人的眼睛所用的时间

15. 如图所示，两条光滑的绝缘导轨，导轨的水平部分足够长并与倾斜部分平滑连接，倾斜导轨与水平面成，导轨间距。倾斜导轨平面存在着垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度，紧贴磁场上方有一质量为，边长为L的正方形导体框，磁场下边缘距水平导轨高度。水平导轨平面存在一竖直向上的磁场，以磁场左边界处为原点建立x轴，随坐标x的变化规律为。紧贴磁场左边界有一质量为，，边长为L的正方形导体框，现静止释放导体框，导体框边离开磁场前已经匀速运动，接着经过光滑圆轨时无机械能损失（其中间距大于L），之后与导体框发生弹性碰撞，碰后立即将导体框取走。重力加速度。求：

（1）导体框离开磁场时速度大小；

（2）导体框边刚要离开磁场时，导体框两点间的电势差。

（3）导体框最终静止时，边的位置坐标？

【答案】（1）；（2）；（3）3m

【解析】

【详解】（1）导体框离开磁场的感应电动势为

感应电流为

导体框做匀速直线运动，根据力的平衡可得

解得

（2）导体框边刚要离开磁场时，导体框边切割磁感线产生感应电动势，导体框、、为外阻，根据闭合回路欧姆定律得

（3）设导体框到水平导轨时的速度为，根据动能定理得

解得

导体框与导体框发生弹性碰撞，设碰撞后导体框的速度为，导体框的速度为，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得

解得

设导体框的边的坐标为x，则边的坐标为x+L，设导体框此时速度为，根据随坐标x的变化规律，则边产生的感应电动势为

边产生的感应电动势为

所以导体框产生的合感应电动势为

因此，导体框在导轨中运动可等效为长度为L，电阻为R的导体棒在有竖直方向磁场强度为的导轨上运动，根据法拉第电磁感应定律、闭合回路欧姆定律可得

安培力为

由于导体框最终静止在导轨上，因此根据动量定理得

即

即

，解得