湖北省部分市州2023-2024学年高二下学期期末教学质量监测物理试卷（Word版附解析）

这是一份湖北省部分市州2023-2024学年高二下学期期末教学质量监测物理试卷（Word版附解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列说法正确的是( )
A. 阳光下的肥皂膜看起来五颜六色，这是光的偏振现象
B. 液体具有表面张力，是因为液体表面层分子间距大于液体内部分子间距
C. 大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将封闭空气的钢瓶自由释放后，由于完全失重现象钢瓶中的气体压强将会减小
D. 若铀元素的半衰期为τ，则经过时间τ，200个铀核中一定有100个发生了衰变
2.无线话筒中的一个重要元件就是LC振荡电路.某时刻在LC振荡电路中，磁场方向、电场方向如图所示，下列说法正确的是( )
A. 电容器间场强正在减小
B. 增大两极板间的距离振荡电路的周期将减小
C. 磁场能在增大
D. 振荡电流的方向从b到a
3.如图所示为课本中的几幅示意图，则下列关于这几幅图的有关说法正确的有( )
A. 图一表达的意思是分子不一定是球形的，但可以把它们当作球形处理，这是在物理学的学习和研究中常用的“类比”的方法
B. 图二中绳子对玻璃板的拉力一定等于玻璃板的重力
C. 图三是核反应堆示意图，它是通过可控的链式反应实现核能的释放，核反应产生的快中子需要镉棒进行减速
D. 图四是光电流与电压的关系图，由图可知a、c两束光的频率相等且小于b光的频率
4.一列简谐横波沿x轴传播，图甲为t=0.1s时的波形图，P，Q为介质中平衡位置分别在xP=2.5cm，x0=5.0cm处的质点，如图乙所示为质点Q的振动图像，则( )
A. 此波沿x轴正方向传播
B. 0.1s∼0.3s内质点P沿x轴负方向移动10cm
C. t=0.225s时，质点Q的位移大小为2.5cm
D. t=0.18s时，质点P的速度沿y轴负方向
5.如图甲所示是电饭锅的电路图，S1是一个限温开关，其内部结构如图乙所示，按下此开关按钮，两触点闭合，当感温磁体的温度达到居里点(103∘C)时，由于感温体失去了磁性，不能被永磁体吸引，在弹簧和磁体重力的作用下，两触点断开，S2是一个自动温控开关，当温度低于70∘C时会自动闭合，温度高于80∘C时会自动断开，下列说法正确的是( )
A. 电饭锅的米饭煮熟后可以长时间保持的温度在70∘C到80∘C之间
B. 若自动温控开关S2失效(开路)，则电饭锅的煮饭功能也失效
C. R1是加热电阻，R2是限流电阻
D. 和电水壶一样，用电饭锅烧水，当水沸腾后限温开关S1也会自动断开
6.如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的比结合能，如 816O的核子比结合能约为8MeV， 24He的核子比结合能约为7MeV，根据该图像判断下列说法正确的是( )
A. 随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大
B. 3680Kr核的比结合能比 54144Ba大，因此 54144Ba比 3680Kr更稳定
C. 把 816O分成4个 24He要吸收约16MeV的能量
D. 把 816O分成8个质子和8个中子比把 816O分成4个 24He要多吸收约16MeV的能量
7.有一种测量气温的简易装置，其结构如图所示，大玻璃泡A内封闭有一定量的空气，与A相连的细玻璃管B插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映玻璃泡内空气的温度(即环境温度)，已知该温度计是按照标准大气压p0=76cmHg进行温度刻度的，B管的体积远小于大玻璃泡的体积.当温度为27∘C时，B管内水银面的高度为16cm，此处标记为27∘C，下列说法正确的是( )
A. 该测温装置的刻度是不均匀的
B. 当温度为27∘C时，封闭气体的压强相当于92cm高的水银柱产生的压强
C. 考虑到B管内气体体积的变化，用该装置测量温度时测量值偏大
D. 若把该温度计置于高山顶进行测温，已知高山顶的大气压低于标准大气压，则温度的测量值偏大
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C后又回到状态A.图中C→A为双曲线的一支.该循环过程如图所示，下列说法正确的是( )
A. A→B过程中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
B. B→C过程中，气体吸收热量
C. 该循环过程气体从外界吸收的热量等于该图像围成的阴影部分面积
D. 该循环过程气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，违背了热力学第二定律
9.如图所示，物体A与滑块B一起在固定于地面倾角为θ的光滑斜面上做简谐运动，A、B之间的的动摩擦因数为μ=2tanθ，此时振动周期为T，已知轻质弹簧的劲度系数为k，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B的质量分别为m和M，重力加速度为g下列说法正确的是( )
A. 物体A运动到最下端时受到重力、支持力、摩擦力、回复力作用
B. A、B间无相对滑动的最大振幅为(m+M)gsinθk
C. 某时刻，B的速度为v，经过Δt后，B的速度再次为v，则Δt可能小于12T
D. 当物体B相对平衡位置的位移为x时，m加速度大小等于kxm
10.如图甲为研究光电效应的实验装置，图乙为入射光频率v与光电管A、K两极电势差Uab的图像，已知电子电荷量−e，已知直线AB的斜率的绝对值为k，且该直线对应的灵敏电流计的读数恰好均为0，直线AD平行于横轴，B点坐标为(0,ν0)，D点坐标为(U1,ν1).下列说法正确的是( )
A. 阴影部分(不含边界)对应灵敏电流计均有读数
B. 普朗克常数等于k
C. 满足D点条件的光电子到达A极的最大动能为U1e+ek(ν1−ν0)
D. 在光照强度相同的情况下，沿直线从A到D，灵敏电流计示数一定逐渐变大
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.极限运动被称为是向人类身体极限发出挑战的勇敢者的游戏，其中轮滑和滑板运动深受青少年朋友的喜爱。滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图。某同学用一光滑金属球和手机估测轨道半径R(金属球的半径远小于轨道半径)。
实验过程如下：
①实验原理：将金属球的运动视为简谐运动
②实验步骤
a.用智能手机及相关APP软件测得当地的重力加速度g;
b.找出轨道的最低点并做标记O，把金属球从O点移开一小段距离至P点，由静止释放。当小球经过最低点时开始用手机计时，并数做“1”。此后每次经过最低点就累计计数一次，测出第N次经过最低点总时间为t。算出滑板车做往复运动的周期T=__________;(用N、t表示)
c.代入实验数据计算半径.根据简谐运动的周期公式可以得到轨道半径R=__________(用T、g表示).
12.如图，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离L=0.6m.实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹，并根据测量数据计算出光的波长.
(1)若想通过减小相邻两条亮条纹的间距Δx来增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可__________.
A.增大光的强度
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更小的双缝
(2)某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时螺旋测微器读数也如图中所给出，则：
①分划板在图中A位置时螺旋测微器的读数为xA=4.350mm，在B位置时螺旋测微器读数为xB=__________mm.
②将数据代入公式算得该单色光的波长λ=__________nm.(结果保留三位有效数字).
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期T=1.2×10−2s，t=0时，相距50cm的两质点a、b均在平衡位置，且振动方向相反，其中a沿y轴负方向运动.
(1)求b点第一次到达最低点的时间.
(2)求波长和波速.
14.如图所示，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线).已知玻璃的折射率为n=2 33，现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能直接从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线).求
(1)半球底面上多大区域面积的入射光线能够直接从球面射出.
(2)距光轴0.5R的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离.
15.如图所示，竖直放置的导热性能良好的汽缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能在汽缸内卡口上方无摩擦地滑动且不漏气，活塞的横截面积为S.开始时汽缸内的气体压强为p0，环境温度为T0，活塞与汽缸底部之间的距离为h，活塞到汽缸口的距离为13h，缓慢升高环境温度，当汽缸内气体的温度为1.5T0时，活塞刚好到缸口.已知大气压强恒为p0，重力加速度为g.汽缸侧面有一个阀门，开始时阀门关闭，阀门中气体体积忽略不计.
(1)求活塞的质量.
(2)若保持环境温度T0不变，通过阀门向缸内缓慢充入气体，使活塞也刚好到缸口，则后来充入的气体质量与充入气体后缸内气体总质量的比值为多少?
(3)在第(2)问完成的情况下，关闭阀门，缓慢降低环境温度，使气缸内的气体压强恢复至p0，求该过程气体放出的热量(已知该封闭气体的内能与温度的关系为U=kT，k为已知常量)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.肥皂膜的彩色条纹为光的干涉现象，A错误;
B.液体具有表面张力，是因为液体表面层分子间距大于液体内部分子间距， B正确;
C.封闭气体的压强是分子碰撞的结果，与气体重力无关，C错误;
D.半衰期是个统计概念，对少数粒子无意义，D错误;
故选B。
2.【答案】B
【解析】A.电容器中电场强度方向向上，则下极板带正电，根据安培定则可知，线圈中电流为俯视逆时针方向，故电容器正在充电，两极板间的电场增强，故AD错误；
C.电容器充电过程，电场能在变大，根据能量守恒定律知线圈中的磁场能正在减小，线圈中的磁场正在减弱，磁场能在减小，故C错误；
B.根据C = ε r S 4 πkd，f=12π LC
，可知增大电容器两板距离，则电容减小，LC振荡频率增大，震荡周期减小，
故B正确。
3.【答案】D
【解析】A.图一表达的意思是分子不一定是球形的，但可以把它们当作球形处理，这是在物理学的学习和研究中常用的“估算”的方法，不是类比， A错误;
B.图二中由于液体表面张力的作用，绳子对玻璃板的拉力一定大于玻璃板的重力， B错误;
C.图三链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代又一代持续下去的过程，镉棒的作用是吸收中子，控制反应速度，而不是减慢中子的速度， C错误;
D.根据eUc=hν−W0可知入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，图四中 a、c两束光的遏止电压相等且小于b光的遏止电压，所以a、c两束光的频率相等且小于b光的频率，D正确。
故选D。
4.【答案】D
【解析】A.由Q点的振动图像可知，t=0.1s时Q向下振动，结合波形图可知，波沿 x轴负方向传播，选项 A错误;
B.质点只能在平衡位置附近振动，不随波迁移，选项B错误;
C.t=0.225s时，Q点的位移为2.5 2cm选项C错误;
D.t=0.18s时，P在平衡位置向下运动，则此时的速度沿y轴负方向，选项D正确;
故选D。
5.【答案】A
【解析】AB.如果开始煮饭时不按下限温开关S1，由于S2的作用，当锅内温度低于70∘C时S2会自动闭合，从而对锅加热，但当温度高于80∘C时S2会自动断开，使电饭锅处于保温状态，因此锅内的温度会控制在70∘C到80∘C之间，，故A正确;B错误;
C.按下开关时，R1短路，易判断R2是加热电阻，则R1是限流电阻，故 C错误;
D.用电饭锅烧水，水沸腾后水的温度会保持100∘C不变，锅底温度不能达到居里点(103∘C)，因此限温开关S1，不会自动断开，故D错误。
故选A。
6.【答案】C
【解析】A.由图像可知，随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能不是一直增大的，A错误;
B.Kr核的比结合能比Ba大但结合能比Ba小，所以Kr比Ba稳定， B错误;
CD.把 816O分成8个质子和8个中子需要提供的能量约为△E1=16×8MeV=128MeV
将质子和中子结合成一个 24He所放出的能量约为△E2=4×7MeV=28MeV
则 816O将分为4个 24He需要提供的能量约为△E3=△E1−4×ΔE2=(128−4×28)MeV=16MeV
故要多提供的能量为△E1−△E3=(128−16)MeV=112MeV，故C正确，D错误。
故选C。
7.【答案】D
【解析】A.根据查理定律有pT=C，其中p=p0−x，即有p0−xT=C，可知，温度升高，管内水银面的高度x随温度线性降低，刻度均匀，故A错误;
D.管中刻度从上往下，表示的温度逐渐升高，若把该温度计置于高山顶进行测温，由于高山顶的大气压低于标准大气压，对管中气体有p=p0−x;温度一定时，管中气体压强一定，大气压强减小，可知管内液面的高度比山底的低一些，则温度的测量值偏高，故 D正确;
B.温度为27∘C时，封闭气体的压强p=p0−h=76cmHg−16cmHg=60cmHg
即封闭气体的压强相当于60cm高的水银柱产生的压强，故 B错误;
C.根据VT=C可知，当温度高于27∘C时液面下降，体积测量值小于实际值，故温度的测量值也小于实际值，故 C错误。
故选D。
8.【答案】AC
【解析】A.A→B过程中，气体压强不变，体积变大，温度升高，则气体分子的平均速率变大，碰撞力变大，而气体的分子数密度减小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小，选项 A正确;
B.B→C过程中，气体体积不变，外界对气体不做功，温度降低，则分子内能减少，故气体放热，选项 B错误;
C.状态A和状态C，气体的温度相同，则气体分子平均动能相同，选项 C正确;
D.外界对气体做负功，则该图像围成的面积表示气体对外界做的功，选项 D错误。
故选AC。
9.【答案】BC
【解析】A.物体A受到重力、摩擦力、支持力的作用，回复力是合力，故 A错误;
B.最低点时，对m有，μmgcsθ−mgsinθ=ma
对m+M系统有，kA=(M+m)a
可得A、B间无相对滑动的最大振幅为A=(m+M)gsin θk，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，对m+M系统有，kx=(M+m)a，故a=kxM+m，，故 A错误;
故选：BC。
10.【答案】AC
【解析】A.阴影部分对应的频率均大于截止频率ν0，所以阴影部分(不含边界)对应灵敏电流计均有读数，故A正确；
B. 由光电效应方程知，光电管加反向电压时−eUab=12mv02=hv−W0，得v=W0h−ehUab，斜率大小k=eh，则h=ek，故B错误;
C. 由动能定理知U1e=EkA−12mvD2，其中12mvD2=hν1−W0，联立得光电子到达A极的最大动能为EkA=U1e+12mvD2=U1e+ekν1−ν0，故C正确;
D. 当正向电压增大到一定数值时，光电流达到饱和，灵敏电流计示数不再变化，故D错误。
故选AC。
11.【答案】b.2tN−1 c.gT24π2
【解析】b.根据题意，金属球每次经过最低点就累计计数一次，测出第N次经过最低点总时间为t，则有t=N−12T
解得T=2tN−1。
c.根据题意，金属球做简谐运动的摆长即为圆弧轨道的半径，则根据周期公式T=2π Rg，可得R=gT24π2。
12.【答案】(1)B；
(2)① 9.296； ②550
【解析】(1)根据题意，由公式 Δx=Ldλ 可知，要减小相邻两条亮条纹的间距 Δx ，可以换波长更短的光，将屏向靠近双缝的方向移动(减小屏到双缝的距离)，换间距更大的双缝，与光照强度无关。
故选B。
(2)①根据题意，由图可知，在B位置时螺旋测微器读数为
xB=9mm+2.96×0.01mm=9.296mm。
②根据题意，由图可知条纹间距为Δx=xB−xA6
又有Δx=Ldλ
联立解得λ=xB−xAd6L
代入数据解得λ=550nm。
13.【答案】(1)由题意知t=34T
代入数据得t=9×10−3s
(2)ab之间的距离Δx=(n+12)λ=50cm(n=0,1,2,3⋯⋯)
得λ=12n+1(m)(n=0,1,2,3⋯⋯)
由v=λT
得v=2506n+3(m/s)(n=0,1,2,3⋯⋯)

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】(1)能从球面射出的光线对应的入射光线与光轴距离最远的为恰好发生全反射的光线，如图
根据全反射条件可知sinC=1n
设从球面射出的光线对应的入射光线与光轴距离的最大值为x，根据几何关系可知sinC=xR
解得：x=Rn= 3R2
所求面积S=πx2=34πR2
(2)根据题意做出光路图如图
根据折射定律，有n=sinβsinα
根据几何关系有sinα=0.5RR=12
解得sinβ= 33
根据正弦定理有 sinθR=sinπ−βPO
根据几何关系有θ=β−α
解得：PO=2 3+ 2R。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：(1)设活塞的质量为m，当活塞到缸口时，缸内气体压强p1=p0+mgS
根据理想气体状态方程p0hST0=p143hST1，其中T1=1.5T0
解得p1=98p0，m=p0S8g
(2)当活塞刚好运动到缸口时，缸内气体的压强p1=98p0
未充入气体时，缸内原来气体等温压缩，当压强变为p1时，等效成活塞离缸底的距离h1
则气体发生等温变化p0hS=p1h1S
解得h1=89h
设充入气体质量为△m，充气后气体总质量为m，则△mm=43hS−h1S43hS
代入数据得△mm=13
(3)当气体压强降至p0时，活塞回到卡口，设此时气体温度为T2
由理想气体状态方程p143hST0=p0hST2
外界对气体做功W=p1S⋅13h
内能的变化△U=kT2−kT0
由热力学第一定律△U=W+Q
代入数据得Q=−(13kT0+38p1Sh)
故封闭气体放出的热量为13kT0+38p1Sh

【解析】详细解答和解析过程见【答案】