河北省張家口市第十五中學2022-2023學年高二物理模擬試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.三個點電荷電場的電場線分布如圖所示，圖中a、b兩點處的場強大小分別為Ea、Eb，電勢分別為φa、φb，則（）A．Ea＞Eb，φa＜φb B．Ea＜Eb，φa＜φb C．Ea＞Eb，φa＞φb D．Ea＜Eb，φa＞φb參考答案：A【考點】電場線．【分析】電場線密的地方電場強度大，電場線稀的地方電場強度小，沿電場線電勢降低，據(jù)此可正確解答本題．【解答】解：電場線密的地方電場強度大，電場線稀的地方電場強度小，故Ea＞Eb；根據(jù)電場線與等勢線垂直，在b點所在電場線上找到與a點電勢相等的，依據(jù)沿電場線電勢降低，可知φa＜φb，故BCD錯誤，A正確．故選：A．2.（單選）一帶電粒子從電場中的A點運動到B點，軌跡如圖中虛線所示，不計粒子所受的重力，則A．粒子帶正電B．A點的場強小于B點的場強C．粒子的加速度逐漸增加D．粒子的速度不斷減小參考答案：D3.如圖，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導線在同一豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導線間距．兩導線中通有大小相等、方向向下的恒定電流．若()A.金屬環(huán)向上運動，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向B.金屬環(huán)向下運動，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向C.金屬環(huán)向左側(cè)直導線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向D.金屬環(huán)向右側(cè)直導線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向參考答案：D當金屬環(huán)上下移動時，穿過環(huán)磁通量不發(fā)生變化，根據(jù)楞次定律，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項AB錯誤；當金屬環(huán)向左移動時，穿過環(huán)的磁通量垂直紙面向外且增強，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，故選項C錯誤；當金屬環(huán)向右移動時，穿過環(huán)的磁通量垂直紙面向里且增強，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，故選項D正確。【考點定位】楞次定律【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵會用安培定則判斷電流周圍磁場的方向，以及學會根據(jù)楞次定律來確定感應(yīng)電流的方向。4.（單選）下列機械振動與機械波的說法中正確的是（

）A．作受迫振動的物體的頻率由它的固有頻率來決定B．產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是波源頻率發(fā)生了變化C．干涉和衍射是波所特有的現(xiàn)象D．在干涉圖樣中的振動加強線上各質(zhì)點的振動位移總是最大參考答案：CA、振動物體有固有頻率，受迫振動的物體頻率是等于驅(qū)動力的頻率，當其頻率接近物體的固有頻率時，出現(xiàn)共振現(xiàn)象，故A錯誤；B、當聲源與觀察者的間距發(fā)生變化時，出現(xiàn)多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象，原因是接收的頻率發(fā)生變化，故B錯誤；C、干涉與衍射及多普勒效應(yīng)均屬于波特有的現(xiàn)象，故C正確；D、在干涉圖樣中的振動加強線上各質(zhì)點的振動位移，可能是平衡位置相遇，也可能是波峰相遇點，也可能波谷相遇點，所以位移有大有小，故D錯誤。故選C。5.下列說法中正確的是（

）A．根據(jù)可知，磁場中某處的磁感應(yīng)強度B與通電導線所受的磁場力F成正比B．根據(jù)F=BIL可知，在磁場中某處放置的電流越大，則受到的安培力一定越大C．根據(jù)Ф=BS可知，閉合回路的面積越大，穿過該線圈的磁通量一定越大D．根據(jù)可知，線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大參考答案：d二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一個物體靜置于光滑水平面上，外面扣一個質(zhì)量為M的盒子，如圖11所示?，F(xiàn)給盒子一初速度，盒子運動的v-t像呈周期性變化，如圖12所示。據(jù)此可知盒內(nèi)物體的質(zhì)量為

。參考答案：M7.一靈敏電流計（電流表），當電流從它的正接線柱流人時，指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn).現(xiàn)把它與一個線圈串聯(lián)，試就如圖10中各圖指出:(1)圖(a)中靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向為_______.(填“偏向正極”或“偏向負極”)(2)圖(b)中磁鐵下方的極性是

.（填“N極”或“S極”）

(3)圖(c)中磁鐵的運動方向是___________。（填“向上”或“向下”）(4)圖(d)中線圈從上向下看的電流方向是

。（填“順時針”或“逆時針”）參考答案：8.在驗證機械能守恒定律實驗中，打點計時器用的是

（選填“直流”或“交流”）電源，某同學通過實驗得到如圖所示的紙帶，其中A、B、C為紙帶上連續(xù)的三個打印點，為相鄰兩個打印點間的時間，為AC之間的距離，則在打B點時重物下落的速度為

。參考答案：交流、9.如圖所示，一輛汽車在水平路面上行駛時對路面的壓力____________（選填“大于”、“等于”或“小于”）汽車所受的重力；通過拱形路面最高處時對路面的壓力___________（選填“大于”、“等于”或“小于”）汽車所受的重力.參考答案：等于

小于10.已知地面重力加速度大約是月面重力加速度的6倍。那么一臺地面上的秒擺（運動周期為2.0秒）在月面上的運動周期約為

秒。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：4.8～5.011.如圖所示的電路中，電源的電動勢為12V，內(nèi)阻為1Ω，兩定值電阻的阻值分別為19Ω和20Ω。開關(guān)S閉合后，電路中的電流為

A，A、B間的電壓為

V。參考答案：0.3；612.如下圖所示，左邊是一個由直流電源和定值電阻R1、R2及熱敏電阻R3組成的控制電路，右邊是由電磁繼電器、電源和報警燈D組成的報警電路。熱敏電阻R3的阻值隨溫度的升高而減小，電磁鐵線圈的電阻不可忽略。當控制電路所處的環(huán)境溫度升高到某一數(shù)值后，要求能夠通過報警電路中的報警燈D發(fā)光來報警。為了能實現(xiàn)這功能，在控制電路中有A、B、C三個輸出端，選擇其中的兩個端點與電磁鐵的輸入端P、Q兩個接線柱連接，那么應(yīng)該選擇的端點是（選填“A、B”、“A、C”或“B、C”）。參考答案：13.如圖（甲）是“測定電源電動勢和內(nèi)阻”實驗的電路圖，根據(jù)實驗測得的幾組I、U數(shù)據(jù)作出U—I圖象如圖（乙）所示，由圖象可確定：該電源的電動勢為

V，電源的內(nèi)電阻為

（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。參考答案：1.40（1.39或1.41）（1分），

0.57（0.55～0.59都得分）三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.(10分)“玻意耳定律”告訴我們：一定質(zhì)量的氣體．如果保持溫度不變，體積減小，壓強增大；“查理定律”指出：一定質(zhì)量的氣體，如果保持體積不變，溫度升高．壓強增大；請你用分子運動論的觀點分別解釋上述兩種現(xiàn)象，并說明兩種增大壓強的方式有何不同。參考答案：一定質(zhì)量的氣體．如果溫度保持不變，分子平均動能不變，每次分子與容器碰撞時平均作用力不變，而體積減小，單位體積內(nèi)分子數(shù)增大，相同時間內(nèi)撞擊到容器壁的分子數(shù)增加，因此壓強增大，（4分）一定質(zhì)量的氣體，若體積保持不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，分子熱運動加劇，對容器壁碰撞更頻繁，每次碰撞平均作用力也增大，所以壓強增大。（4分）第一次只改變了單位時間內(nèi)單位面積器壁上碰撞的分子數(shù)；而第二種情況下改變了影響壓強的兩個因素：單位時間內(nèi)單位面積上碰撞的次數(shù)和每次碰撞的平均作用力。（2分）15.（6分）（1）開普勒第三定律告訴我們：行星繞太陽一周所需時間的平方跟橢圓軌道半長徑的立方之比是一個常量。如果我們將行星繞太陽的運動簡化為勻速圓周運動，請你運用萬有引力定律，推出這一規(guī)律。

（2）太陽系只是銀河系中一個非常渺小的角落，銀河系中至少還有3000多億顆恒星，銀河系中心的質(zhì)量相當于400萬顆太陽的質(zhì)量。通過觀察發(fā)現(xiàn)，恒星繞銀河系中心運動的規(guī)律與開普勒第三定律存在明顯的差異，且周期的平方跟圓軌道半徑的立方之比隨半徑的增大而減小。請你對上述現(xiàn)象發(fā)表看法。

參考答案：（1）

（4分）

（2）由關(guān)系式可知：周期的平方跟圓軌道半徑的立方之比的大小與圓心處的等效質(zhì)量有關(guān)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。

（1分）

觀點一：銀河系中心的等效質(zhì)量，應(yīng)該把圓形軌道以內(nèi)的所有恒星的質(zhì)量均計算在內(nèi)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。

觀點二：銀河系中心的等效質(zhì)量，應(yīng)該把圓形軌道以內(nèi)的所有質(zhì)量均計算在內(nèi)，在圓軌道以內(nèi)，可能存在一些看不見的、質(zhì)量很大的暗物質(zhì)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。

說出任一觀點，均給分。

（1分）

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.在雙縫干涉實驗中，屏上一點P到雙縫的距離之差為1.5×10-7m，若用頻率為Hz的單色光照射雙縫，該點處于亮條紋還是暗條紋？從屏中心算起這是第幾條什么條紋？參考答案：；光程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處于暗條紋，令，這是第3條暗條紋。17.如圖所示，一光滑絕緣圓管軌道位于豎直平面內(nèi)，半徑為0.2m。以圓管圓心O為原點，在環(huán)面內(nèi)建立平面直角坐標系xOy，在第四象限加一豎直向下的勻強電場，其他象限加垂直于環(huán)面向外的勻強磁場。一帶電量為+1.0C、質(zhì)量為0.1kg的小球（直徑略小于圓管直徑），從x坐標軸上的b點由靜止釋放，小球剛好能順時針沿圓管軌道做圓周運動。（重力加速度g取10m/s2）（1）求勻強電場的電場強度E；（2）若第二次到達最高點a時，小球?qū)壍狼『脽o壓力，求磁感應(yīng)強度B；（3）求小球第三次到達最高點a時對圓管的壓力。參考答案：1N/C

0.5T

（1）小球第一次剛好過最高點，此時速度v1=0，由動能定理得qER=mgR解得=1N/C（2）小球第二次過最高點是速度為，由動能定理可知又以上兩式可解得=0.5T（3）小球第三次過最高點時速度為，小球受圓管向下的壓力為FN解得=N根據(jù)牛頓第三定律可知小球第三次到達最高點a時對圓管的壓力為N方向豎直向上18.（20分）目前，大功率半導體激光器的主要結(jié)構(gòu)形式是由許多發(fā)光區(qū)等距離地排列在一條直線上的長條狀，通常稱為激光二極管條．但這樣的半導體激光器發(fā)出的是很多束發(fā)散光束，光能分布很不集中，不利于傳輸和應(yīng)用．為了解決這個問題，需要根據(jù)具體應(yīng)用的要求，對光束進行必需的變換（或稱整形）．如果能把一個半導體激光二極管條發(fā)出的光變換成一束很細的平行光束，對半導體激光的傳輸和應(yīng)用將是非常有意義的．為此，有人提出了先把多束發(fā)散光會聚到一點，再變換為平行光的方案，其基本原理可通過如下所述的簡化了的情況來說明．如圖，S1、S2、S3是等距離（h）地排列在一直線上的三個點光源，各自向垂直于它們的連線的同一方向發(fā)出半頂角為a=arctan的圓錐形光束．請使用三個完全相同的、焦距為f=1.50h、半徑為r=0.75h的圓形薄凸透鏡，經(jīng)加工、組裝成一個三者在同一平面內(nèi)的組合透鏡，使三束光都能全部投射到這個組合透鏡上，且經(jīng)透鏡折射后的光線能全部會聚于z軸（以S2為起點，垂直于三個點光源連線，與光束中心線方向相同的射線）上距離S2為L=12.0h處的P點．（加工時可對透鏡進行外形的改變，但不能改變透鏡焦距．）1．求出組合透鏡中每個透鏡光心的位置；2．說明對三個透鏡應(yīng)如何加工和組裝，并求出有關(guān)數(shù)據(jù)。參考答案：解析：1．考慮到使3個點光源的3束光分別通過3個透鏡都成實像于P點的要求，組合透鏡所在的平面應(yīng)垂直于z軸，三個光心O1、O2、O3的連線平行于3個光源的連線，O2位于z軸上，如圖1所示．圖中表示組合透鏡的平面，、、為三個光束中心光線與該平面的交點．

＝u就是物距．根據(jù)透鏡成像公式

(1)可解得

因為要保證經(jīng)透鏡折射后的光線都能全部會聚于P點，來自各光源的光線在投射到透鏡之前不能交叉，必須有2utana≤h即u≤2h．在上式中取“－”號，代入f和L的值，算得

≈1.757h (2)此解滿足上面的條件．

分別作3個點光源與P點的連線．為使3個點光源都能同時成像于P點，3個透鏡的光心O1、O2、O3應(yīng)分別位于這3條連線上（如圖1）．由幾何關(guān)系知，有

(3)即光心O1的位置應(yīng)在之下與的距離為

(4)同理，O3的位置應(yīng)在之上與的距離為0.146h處．由(3)式可知組合透鏡中相鄰薄透鏡中心之間距離必須等于0.854h，才能使S1、S2、S3都能成像于P點．2．現(xiàn)在討論如何把三個透鏡L1、L2、L3加工組裝成組合透鏡．因為三個透鏡的半徑r=0.75h，將它們的光心分別放置到O1、O2、O3處時，由于＝＝0.854h<2r，透鏡必然發(fā)生相互重疊，必須對透鏡進行加工，各切去一部分，然后再將它們粘起來，才能滿足(3)式的要求．由于對稱關(guān)系，我們只需討論上半部分的情況．圖2畫出了L1、L2放在平面內(nèi)時相互交疊的情況（紙面為平面）．圖中C1、C2表示L1、L2的邊緣，、為光束中心光線與透鏡的交點，W1、W2分別為C1、C2與O1O2的交點．為圓心的圓1和以（與O2重合）為圓心的圓2分別是光源S1和S2投射到L1和L2時產(chǎn)生的光斑的邊緣，其半徑均為

(5)根據(jù)題意，圓1和圓2內(nèi)的光線必須能全部進入透鏡．首先，圓1的K點（見圖2）是否落在L1上？由幾何關(guān)系可知

(6)故從S1發(fā)出的光束能全部進入L1．為了保證全部光束能進入透鏡組合，對L1和L2進行加工時必須保留圓1和圓2內(nèi)的透鏡部分．下面舉出一種對透鏡進行加工、組裝的方法．在O1和O2之間作垂直于O1O2且分別與圓1和圓2相切的切線和．若沿位于和之間且與它們平行的任意直線對透鏡L1和L2進行切割，去掉兩透鏡的弓形部分，然后把它們沿此線粘合就得到符合所需組合透鏡的上半部．同理，對L2的下半部和L3進行切割，然后將L2的下半部和L3粘合起來，就得到符合需要的整個組合透鏡．這個組合透鏡可以將S1、S2、S3發(fā)出的全部光線都會聚到P點．現(xiàn)在計算和的位置以