北京市西城区2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版）

这是一份北京市西城区2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版），共18页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，论述等内容，欢迎下载使用。
2023北京西城高二（下）期末
物理
第一部分（选择题）
一、单项选择题（共10个小题。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意）
1. 下列现象能说明光是横波的是（ ）
A. 光的衍射现象 B. 光的折射现象
C. 光的偏振现象 D. 光的干涉现象
【答案】C
【解析】
【详解】光的偏振现象能说明光是横波。
故选C。
2. 氢原子的能级图如图。现有大量氢原子处于n＝3能级上，下列说法正确的是（　　）

A. 这些原子向基态跃迁过程中最多可辐射出3种频率的光子
B. 从n＝3能级跃迁到n＝1能级，氢原子的能量增加
C. 从n＝3能级跃迁到n＝4能级，氢原子向外辐射光子
D. 这些氢原子向基态跃迁过程中可能向外辐射能量为13.6eV的光子
【答案】A
【解析】
【详解】A．大量原子向基态跃迁过程中最多可辐射出

频率的光子，故A正确；
B．从n＝3能级跃迁到n＝1能级，即从高能级向低能级跃迁，则氢原子的能量减小，故B错误；
C．从n＝3能级跃迁到n＝4能级，即从低能级向高级跃迁，氢原子需要吸收光子的能量，故C错误；
D．氢原子处于n＝3能级向基态跃迁向外辐射的最大能量为

故D错误。
故选A。
3. 下列说法正确的是（　　）
A. 布朗运动就是分子的无规则运动
B. 液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越明显
C. 当分子间距离增大时，分子力一定减小
D. 当分子间距离增大时，分子势能一定增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．布朗运动指的是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，A错误；
B．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越明显，B正确；
C．如图为分子力随距离的变化图像，可知当分子间距离增大时，分子力不一定减小，C错误；

D．如图为分子势能随距离的变化图像，可知当分子间距离增大时，分子势能不一定增大，D错误。

故选B。
4. 某同学将机械波与电磁波进行对比，总结出下列内容，其中正确的是（　　）
A. 机械波和电磁波传播都需要介质
B. 机械波和电磁波都有横波和纵波
C. 机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象
D. 机械波和电磁波的传播速度都与介质无关
【答案】C
【解析】
【详解】A．机械波的传播需要介质，而电磁波的传播可以不需要介质，A错误；
B．机械波有横波和纵波，电磁波只有横波，B错误；
C．机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象，C正确；
D．机械波的传播速度只与介质有关，而电磁波在介质中传播的速度不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关，D错误。
故选C。
5. 用小球和轻弹簧组成弹簧振子，使其沿水平方向做简谐运动，振动图像如图所示，下列描述正确的是（　　）

A. t=1s时，振子的速度最大
B. t=2s时，振子的加速度最大
C. 1~2s内，振子的速度与加速度方向相同
D. 1~2s内，振子的位移与加速度方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，t=1s时振子位移最大，此时速度为零，故A错误；
B．由图可知，t=2s时振子位移为零，此时回复力为零，振子的加速度为零，故B错误；
C．1~2s内，振子从最大位移处向平衡位置运动，此过程中速度与加速度方向相同，故C正确；
D．由回复力公式

可知，简谐运动中振子位移方向始终与回复力方向相反，则加速度方向与位移方向相反，故D错误。
故选C。
6. 如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．下列说法正确的是(　　)．

A. 减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小
B. 增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大
C. 将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小
D. 将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析：根据公式，减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离变大，A错误，
根据公式，增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大，B正确，
根据公式，将绿光换为红光，频率减小，即波长增大，所以干涉条纹间的距离增大，C错误
根据公式，将绿光换为紫光，频率增大，即波长减小，所以干涉条纹间的距离减小，D错误，
考点：本题考查光波的干涉条纹的间距公式，
点评：应牢记条纹间距的决定因素，不要求定量计算，但要求定性分析．
7. A、B是两个完全相同的电热器，A通以图1所示的交流电，B通以图2所示的正弦式交变电流。两电热器的电功率之比为（　　）

A. 2：1 B.
C. 1：1 D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据有效值的定义，则有，方波

得

正弦交流电的电流有效值

根据功率公式P=I2R得到

故选A。
8. 玻璃杯从同一高度落下，落在坚硬地面上比落在地毯上容易碎，下列说法正确的是（　　）
A. 玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量大
B. 玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的冲量大
C. 玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化率大
D. 玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化量大
【答案】C
【解析】
【详解】玻璃杯从同一高度落下，落在水泥地面上或落在地毯上时，速度是相同的，则动量相同，动量的变化量相同，根据动量定理可知
I=mv
所受合外力的冲量相同，但是落在水泥地上时作用时间较短，动量变化率大。
故选C。
9. 一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V–T图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. A→B的过程中，气体的压强一定变大
B. A→B的过程中，气体分子的平均动能变大
C. B→C的过程中，气体内能一定增加
D. B→C的过程中，气体一定放出热量
【答案】D
【解析】
【详解】A．A→B的过程中，温度不变体积变大，据可知，气体的压强一定变小，A错误；
B．A→B的过程中，气体温度不变，分子的平均动能不变，B错误；
CD．由理想气体状态方程可得

B→C的过程中，图线为过原点倾斜直线，气体压强不变，温度降低体积变小，气体内能一定减少，体积变小外界对气体做功，据热力学第一定律可知，气体一定放出热量，C错误，D正确。
故选D。
10. 某种感温式火灾报警器如图1所示，其简化的工作电路如图2所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统，其中RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R0为滑动变阻器，R1为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置（图中未画出）通过检测R1的电流触发报警。下列说法正确的是（　　）

A. 警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小
B. 警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小
C. 通过定值电阻R1的电流过低时，报警装置就会报警
D. 若要调低预设的报警温度，可减小滑动变阻器R0的阻值
【答案】D
【解析】
【详解】A．变压器中副线圈两端电压取决于原线圈电压与匝数比，由于原线圈两端电压与匝数比不变，则警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，故A错误；
B．警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，而副线圈中总电阻减小，副线圈中电流增大，则原线圈中电流增大，由可知，由于原线圈两端电压不变，所以原线圈输入功率变大，故B错误；
C．警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，而副线圈中总电阻减小，副线圈中电流增大，即通过定值电阻R1的电流达到某一值时，报警装置就会报警，故C错误；
D．若要调低预设的报警温度，即热敏电阻的阻值较大，要保持流过R1的电流不变，则可减小滑动变阻器R0的阻值，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共4小题。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的）
11. 两列频率、振幅、相位均相同的简谐横波在水平面上传播，某时刻的干涉图样如图所示，实线代表波峰，虚线代表波谷，M、N、P三质点的平衡位置在同一直线上，以下说法正确的是（　　）

A. 质点M是振动减弱点
B. 质点N正在向上运动
C. 它们的振幅都等于两列波振幅之和
D. 再经过半个周期，质点P运动至M处
【答案】B
【解析】
【详解】A．质点M是波谷与波谷相遇点，是振动加强点，故A错误；
B．质点N是波峰和波谷中间位置的点，正在向上运动，故B正确；
C．加强点的振幅都等于两列波振幅之和，减弱点的振幅等于两列波振幅之差，故C错误；
D．质点只在自己平衡位置附近振动，但不随波迁移，故D错误。
故选B。
12. 中国发布的“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若在输送电能总功率不变的情况下，仅将原来的500kV高压输电升级为1000kV的特高压输电，下列说法正确的是（　　）
A. 若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的
B. 若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的
C. 若输电线损失功率不变，则传输相同距离所需同种导线横截面积是原来的
D. 若输电线损失功率不变，则使用相同材料、粗细的输电线传输距离是原来的4倍
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．由公式

可知，在输电功率不变的情况下，电压升高为原来的2倍，则输送电流变为原来的，导线上损失的电压，损失的功率分别为


输电线不变，所以输电线上损失的电压变为原来的，损失的功率变为原来的，A正确，B错误；
C．由于输送电流变为原来的，要保持输电线损失功率不变，输电线的阻值应变为原来的4倍，由电阻定律可得

传输相同距离所需的同种导线横截面积变为原来的，C错误；
D．类比C选项解析可知，若输电线损失功率不变，则使用相同材料、粗细的输电线传输距离是原来的4倍，D正确。
故选AD。
13. 用图1所示装置研究光电效应现象，使用同一光电管在不同光照条件下进行了三次实验，记录微安表的示数I随光电管电压U的变化情况，得到甲、乙、丙三条曲线，如图2所示。下列说法正确的是（　　）

A. 甲光的强度大于丙光的强度
B. 甲光的频率大于乙光的频率
C. 甲光在单位时间内产生的光电子数最多
D. 甲光产生的光电子最大初动能最大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图1可知甲光和丙光的饱和光电流不相同，甲的饱和光电流大一些，说明甲光比丙光的强度强，故A正确；
B．由光电子逸出后，由动能定理可得

由爱因斯坦光电效应方程有

联立可得

由此可知，遏止电压越大，入射光的频率越大，由图2可知，甲光对应的遏止电压与丙光对应的遏止电压小于乙光对应的遏止电压，则甲光的频率小于乙光的频率，故B错误；
C．由图2可知，甲光的强度最大，则甲光在单位时间内产生的光电子数最多，故C正确；
D．由爱因斯坦光电效应方程有

由于乙光的频率最大，则乙光产生的光电子最大初动能最大，故D错误。
故选AC。
14. 将一轻弹簧与小球组成弹簧振子竖直悬挂，上端装有记录弹力的拉力传感器，当振子上下振动时，弹力随时间的变化规律如图所示。已知重力加速度大小，下列说法正确的是（　　）

A. 小球的质量为2kg，振动的周期为4s
B. 0 ~ 2s内，小球受弹力冲量大小为20Nꞏs
C. 0 ~ 2s内和2 ~ 4s内，小球受弹力的冲量方向相反
D. 0 ~ 4s内，小球受回复力的冲量大小为0
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据图像可知，零时刻弹力最大小球在最低点，2s时弹力最小（为零）在最高点，由对称性可知，在平衡位置时，弹力为10N，可得

解得小球的质量为1kg，振动的周期为4s，故A错误；
BC．0～2s内，小球初末速度均为零，根据动量定理可得

解得

即小球受弹力的冲量大小为20Nꞏs，方向竖直向上，同理可知，2~4s内，小球受弹力的冲量大小为20Nꞏs，方向竖直向上，故0~2s内和2~4s内，小球受弹力的冲量方向相同，故B正确，C错误；
D．小球受到的合力作为向心力，0~4s的初末状态速度均为零，即动量变化为零，可知小球受回复力的冲量大小为0，故D正确。
故选BD。
第二部分（实验、论述和计算题）
三、实验题（本题共2小题）
15. 某同学用如图1所示的装置进行“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。
（1）用游标卡尺测量摆球直径，如图2所示，可知摆球的直径d为______mm。

（2）关于实验操作或结果的分析，下列说法正确的是______。
A．摆球应尽量选质量大体积小且质量分布均匀的
B．摆长一定的情况下，摆角应大一些，以便于观察
C．单摆摆动稳定后，在摆球经过最低点时开始计时
D. 用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期
（3）某同学多次改变单摆的摆长l并测得相应的周期T，他根据测量数据画出了如图3所示的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量。你认为横坐标所代表的物理量是______（选填“ l2 ”“ l ”或“”），若图线斜率为k，则重力加速度g=______。
【答案】 ①. 20.6 ②. AC##CA ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]摆球的直径d为

（2）[2] A．为了减小空气阻力产生的误差，摆球应尽量选质量大体积小且质量分布均匀的，A正确；
B．摆长一定的情况下，摆角不能大于5°，B错误；
C．单摆摆动稳定后，在摆球经过最低点时开始计时，C正确；
D．用秒表测量单摆完成50次全振动所用时间t，单摆的周期为

D错误。
故选AC。
（3）[3]根据

解得

横坐标所代表的物理量是；
[4]若图线斜率为k

解得

16. 某实验小组用图1所示实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。

（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和______。
（2）关于该实验的操作，下列说法正确的是______。
A．在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性
B．实验时应快速推拉柱塞并迅速读数，以避免气体与外界发生热交换
C．推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度
D. 实验必须测量柱塞的横截面积，以获知被封闭气体的体积
（3）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，实验小组在不同的环境温度下进行了实验，得到的p-V图像如图2所示，由图可知，这两次实验气体的温度大小关系为T1______T2（选填“”）。
（4）实验小组同学做出图像，发现当气体压强增大到一定值后，实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离，则描绘的图线可能如图3的______（选填“①”或“②”）所示。请通过分析说明你的判断______。
【答案】 ①. 质量 ②. AC##CA ③. < ④. ② ⑤. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和质量。
（2）[2]A．在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性，选项A正确；
B．实验时应缓慢推拉柱塞等稳定后再读数，以避免气体温度发生变化，选项B错误；
C．推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度，选项C正确；
D. 实验不必测量柱塞的横截面积，以气柱的长度值代替气体的体积值即可，选项D错误。故选AC。
（3）[3]因T2对应的图像的pV值较大，可知温度较高，即这两次实验气体的温度大小关系为
T1