2024届河北省忠德学校衡水教学部物理高二第二学期期末统考试题含解析

2024届河北省忠德学校衡水教学部物理高二第二学期期末统考试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示为长直光纤的纵切面内层折射率为,外层折射率为为中轴线．光线自光纤左端进入,与中轴线夹角为,要使该光线总是发生全反射,应满足的条件是（）A．角足够小B．角足够大C．角足够小D．角足够大2、把一光滑圆环固定在竖直平面内，在光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔，如图所示。质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢下移。在小球移动过程中手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力FN的大小变化情况是（）A．F不变，增大 B．F不变，减小C．F减小，不变 D．F增大，不变3、如图所示，在斯特林循环的P-V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成，下列说法中正确的是()A．状态A的温度高于状态C的温度B．B→C过程中，单位体积里气体分子数目减小C．C→D过程中，气体分子每次与容器壁碰撞的平均冲力的平均值变小了D．一个循环过程中，气体要从外界吸收一定的热量4、如图所示，L为电阻不计的自感线圈，已知LC电路振荡周期为T，开关S闭合一段时间。S断开时开始计时，当t=3T/8时，L内部磁感应强度的方向和电容器极板间电场强度的方向分别为()A．向下、向下B．向上、向下C．向上、向上D．向下、向上5、如图所示的空间内存在一有界匀强磁场．其方向垂直于纸面向里，磁场的右边界为，在的右侧有一矩形金属框，边与重合．现使线框以边为轴，按图示方向匀速转动．将、两端连到示波器的输人端．若电流从沿轴到为正．则从示波器上观察到的中电流随时间变化的波形是（）A． B．C． D．6、下列说法正确是（）A．体积小的物体不一定可以看做质点B．匀变速直线运动的加速度一定沿正方向C．摩擦力一定阻碍物体运动D．两个力合成，若其中一个分力增大，则合力一定增大二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、一列简谐横波向右传播，在其传播路径上每隔L=0.1m选取一个质点，如图甲所示，t=0时刻波恰传到质点1，并立即开始向上振动，经过时间∆t=0.3s，所选取的1-9号质点间第一次出现如图乙所示的波形，则下列判断正确的是A．t=0.3s时刻，质点1向上运动B．t=0.3s时刻，质点8向下运动C．t=0至t=0.3s内，质点5运动的时间只有0.2sD．该波的周期为0.2s，波速为4m/sE.该波的周期为0.3，波速为2.67m/s8、如图所示，在光滑水平面内建立一直角坐标系xoy，一质量m=1kg的小球以1m/s的初速度沿x轴正向做匀速直线运动。小球经过坐标原点O时（此时t=0）,撤去沿y轴负方向，大小F=1N的恒力，保持其他力不变。在t=0时刻之后，关于小球的运动，下列说法正确的是A．做匀变速曲线运动B．在任意相等的时间内，小球的速度变化相同C．经过x、y坐标相同位置时所用的时间为1sD．在t=1s时，小球的动能为1J9、如图所示，在Ⅰ、Ⅲ区域内分布有磁感应强度大小均为、方向相反的匀强磁场，两区域中间为宽为的无磁场区Ⅱ，有一边长为、电阻为的均匀正方形金属线框置于区域Ⅰ，边与磁场边界平行，线框平面与磁场方向垂直，金属线框在水平向右的拉力作用下，以速度向右匀速运动，则（）A．当边刚进入中央无磁场区域Ⅱ时，两点间电压大小为B．边刚进入磁场区域Ⅲ时，通过边的电流大小为，方向为C．把金属线框从区域Ⅰ完全拉入区域Ⅲ的过程中，拉力所做的功为D．在边刚出区域Ⅰ到刚进入区域Ⅲ的过程中，回路中产生的焦耳热为10、关于热力学第二定律，下列说法正确的是A．热量有可能从低温物体传向高温物体B．第二类永动机违反了热力学第一定律，所以不可能制造成功C．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的D．一切与热现象有关的宏观自热过程都是不可逆的三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）如图甲所示为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1＝20kΩ，R2＝10kΩ，R3＝40kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a、b端电压Uab＜0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当Uab＞0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在________℃．12．（12分）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V．在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），测得油膜占有的正方形小格个数为X．①用以上字母表示一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为______．②油酸分子直径约为______．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，竖直平面内有一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形线框在水平方向的磁场中以初速度v0水平抛出（忽略空气阻力）。磁场方向与线框平面始终垂直，磁场的磁感应强度随竖直向下的z轴按B=B0+kz的规律均匀增大。已知重力加速度为g。求：(1)线框竖直方向速度为vz时，线框中瞬时电流的大小及方向（填“顺时针”或“逆时针”）；(2)线框在复合场中运动的最大电功率P；(3)若线框从开始抛出到瞬时速度大小达到vt所经历的时间为t，则线框在时间t内沿竖直方向的位移大小。14．（16分）如图所示，一定质量的理想气体，由状态A经B到状态C的变化过程，曲线AC为等温线。气体在状态A时体积为1L，(1atm=1.0×105Pa)求：⑴气体在C状态时的体积；⑵在此过程中气体吸收的热量Q。15．（12分）如图，有一个光滑轨道，其水平部分MN段和圆形部分NPQ平滑连接，圆形轨道的半径R=0.5m；质量为m1=5kg的A球以v0=6m/s的速度沿轨道向右运动，与静止在水平轨道上质量为m2=4kg的B球发生碰撞，两小球碰撞过程相互作用的时为t0=0.02s，碰撞后B小球恰好越过圆形轨道最高点。两球可视为质点，g=10m/s2。求：(1)碰撞后A小球的速度大小。(2)碰撞过程两小球间的平均作用力大小。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解题分析】当光从光密介质射向光疏介质时，当入射角大于临界角时才会发生全反射现象，故，光线射到界面上的角足够大，即角足够小，故C正确．2、D【解题分析】

小球沿圆环缓慢下移可看做匀速运动，对小球进行受力分析，小球受重力G，F，FN，三个力。满足受力平衡。作出受力分析图如下：由图可知△OAB∽△GFA，即：，小球沿圆环缓慢下移时，半径不变，AB长度增大，故F增大，FN不变，故D正确；故选D。3、D【解题分析】试题分析：因CD和AB都是等温线，且CD等温线的温度高于AB等温线的温度，故状态A的温度低于状态C的温度，选项A错误；B→C过程中，气体的体积不变，故单位体积的分子数目不变，选项B错误；C→D过程中，气体的温度不变，分子平均动能不变，平均速率不变，故气体分子每次与容器壁碰撞的平均冲力的平均值不变，选项C错误；一个循环过程中，从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，气体对外做功，温度不变，根据热力学第一定律可知，气体要从外界吸收一定的热量，选项D正确；故选D．考点：P-V图线【名师点睛】此题是对p-v图线的考查；关键是理解图像的物理意义，距离原点较近的P-V线对应的温度较低；气体在一个循环过程中对外做功的数值等于图线所包含的图像的面积大小．4、B【解题分析】

开关闭合时，电容器充电，下极板为正极板；S断开后，电容器与电感L组成振荡电路，电容的变化为周期性变化，如图所示；

则由图可知，电容器正在充电，此时上极板为正，电场方向向下；线圈中电流由下向上，故由右手螺旋定则可知，磁场向上；故选B。5、A【解题分析】

线圈以ab边为轴按图示方向匀速转动，从cd边刚好进入磁场开始计时，线圈磁通量在变大，则感应电流的磁场会阻碍其变大，所以感应电流方向是adcba，感应电流大小在渐渐变小，电流为正方向；当线圈平面与磁场垂直时感应电流为零；线圈继续转动直到出离磁场时，电流方向为abcda，负方向；然而磁场只有一半，因此只有A选项符合条件．故选A．【题目点拨】本题要分阶段来判断感应电流的方向，对照正方向与图线对比．同时也可以假设磁场没有界，则感应电流变化规律应是余弦曲线，从而可快速确定当一半磁场时的答案．6、A【解题分析】

A.质量和体积小的物体不一定可以看成质点，若在研究的问题中形状和大小不能忽略，不能看成质点。故A正确；B.匀变速直线运动的加速度可以沿负方向。故B错误；C.摩擦力可以是动力。故C错误；D.根据平行四边形定则可知，两个力合成，若其中一个分力增大，则合力不一定增大。故D错误.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BCD【解题分析】

简谐横波向右传播，根据波形的平移法可知，t=0.3s时刻，质点1和质点8均向下运动，故A错误，B正确．由题，t=0时刻波恰传到质点1，并立即开始向上振动，图中质点9的振动方向向下，则1-9号质点间第一次出现如图乙所示的波形，波传播了1.5T，由△t=1.5T=0.3s，得T=0.2s，则知质点5运动的时间为一个周期T=0.2s．由图读出波长为λ=0.8m，由波速．故CD正确，E错误．8、ABD【解题分析】

撤去沿y轴负方向，大小F=1N的恒力，保持其他力不变，可知小球所受的合力沿y轴正向且合力恒定，小球的加速度恒定不变，且与初速度垂直，可知小球做匀变速曲线运动，选项A正确；因加速度不变，则根据∆v=at可知在任意相等的时间内，小球的速度变化相同，选项B正确；小球沿y轴正向的加速度为，则，x方向：x=v0t，则当x=y时解得t=2s，选项C错误；在t=1s时，vy=at=1m/s，则此时小球的速度，则小球的动能为，选项D正确.9、AC【解题分析】A.当ab边进入中央无磁场区域Ⅱ时，cd相当于电源，E=BLv，c、d两点间电压U=E=，故A正确；B.当ab边刚进入磁场区域Ⅲ时，ab、cd都切割磁感线，感应电动势为E2=2BLv，通过ab边的电流大小I=，由右手定则可知，方向由a→b，故B错误；C.金属框从Ⅰ区域完全拉入Ⅲ区域过程中，拉力所做功W=2××s+=，故C正确；D.当cd边刚出Ⅰ区域到刚进入Ⅲ区域的过程中，ab边切割磁感线，回路中有感应电流产生，则回路中产生的焦耳热为Q=FAs=s，故D错误．故选AC.点睛：金属框从Ⅰ区域完全拉入Ⅲ区域过程可以分成三段研究：第一段ab在Ⅱ区运动，第二段ab在Ⅲ，cd在Ⅰ区运动，第三段cd在Ⅱ区运动．根据欧姆定律、安培力等知识求解．10、AD【解题分析】

A.根据热力学第二定律可知，热量有可能从低温物体传向高温物体，但要引起其他的变化，选项A正确；B.第二类永动机违反了热力学第二定律，所以不可能制造成功，选项B错误；C.空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，但是要消耗电能，所以制冷机的工作仍然遵守热力学第二定律的，选项C错误；D.根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观自热过程都是不可逆的，选项D正确。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、32【解题分析】由题意得：当Uab=0时，恒温箱保持稳定，根据串并联电路电压与电阻的关系可知：R1：R2=2：1只有R3：R4也为2：1的时候，Uab=0，此时电桥平衡．所以可知Rt电阻为20kΩ，从图乙可以看出，电阻为20kΩ时，温度为35摄氏度．12、【解题分析】

实验做的假设为：将油膜看成单分子膜；将油分子看作球形；认为油分子是一个紧挨一个的．

①由题意可知，一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为V0=．

②每一滴所形成的油膜的面积为S=Xa2，所以油膜的厚度，即为油酸分子的直径为．【题目点拨】