安徽省六安市毛坦厂中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷

这是一份安徽省六安市毛坦厂中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷，共11页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。

考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：选择性必修第一册第二、三、四章，选择性必修第二册第三、四、五章，选择性必修第三册。
一、选择题（本题共10小题，共42分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第9～10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有（ ）
A．电子束通过双缝实验揭示了光的粒子性
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．动能相等的质子和电子，它们的波长也相等
2．以下四幅图，图甲是静止在水面上的硬币；图乙是分子间的作用力与距离的关系；图丙是蜡烛燃烧会产生“烛泪”；图丁是食盐晶体结构．下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，硬币能浮在水面上，主要是因为水的浮力
B．图乙中，当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用力为0
C．图丙中，“烛泪”是由晶体熔化形成的
D．图丁中，食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
3．如图甲所示的LC电路中，保持L不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．图甲时刻回路中的磁场能正在向电场能转化
B．曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的2倍
C．曲线2对应的电容器所带最大电荷量是曲线1对应的电容器所带最大电荷量的4倍
D．曲线2对应的电流最大时，曲线1对应的电流为零
4．对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（ ）
A．图甲表明a光在玻璃球中的传播速度比b光在玻璃球中的传播速度小
B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹中心间距离将增大
C．图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面不平整
D．图丁中若只旋转M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化
5．左端封闭右端开口粗细均匀的倒置U形玻璃管，用水银封住两部分气体，静止时如图所示，若让管保持竖直状态做自由落体运动，则下列说法正确的是（ ）
A．气体柱Ⅰ长度减小B．气体柱Ⅱ长度将增大
C．左管中水银柱A将上移D．右管中水银面将下降
6．如图所示，一导热性良好且足够长的汽缸，倒置悬挂于天花板下．汽缸内被活塞封闭一定质量的理想气体．活塞质量为m，横截面积为S，当地大气压强为p且不变，重力加速度为g，忽略一切摩擦，当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是（ ）
A．悬线的拉力变小
B．被封闭的理想气体的内能不变
C．被封闭的理想气体的压强大小不变，且始终为
D．外界对气体做功
7．伽马刀是一种特殊的治疗手段，主要是利用伽马射线对病变组织，进行大剂量聚集照射，使其产生局灶性的坏死或者是功能改变，因此达到理想的治疗目的．其原理是进入癌细胞内的硼核（）吸收慢中子，转变成锂核（）和粒子，释放出γ射线．已知硼核（）的比结合能为，锂核（）的比结合能为，氦核的比结合能为，真空中光速为c，下列判断正确的是（ ）
A．硼核（）变成锂核（）和粒子的核反应是衰变
B．γ射线带正电，有较强的电离作用
C．硼核（）的比结合能大于锂核（）的比结合能
D．该核反应释放的核能为
8．气压式电脑升降桌通过汽缸上下运动来支配桌子升降，其简易结构如图所示，圆柱形汽缸与桌面固定连接，柱状活塞与脚底座固定连接．可自由移动的汽缸与活塞之间封闭着一定质量的理想气体，汽缸导热性能良好，活塞可在汽缸内无摩擦活动．设气体的初始状态为A，用电脑时将电脑放上桌面保持不动，桌子缓慢下降一段距离后达到稳定状态B，此过程温度不变．然后开空调，一段时间后．室内温度降低到设定温度，稳定后气体状态为C，不用电脑时将电脑拿离桌面，桌子重新达到新的稳定状态D．关于封闭气体从状态A→B→C→D过程中的V－T图像可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
9．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图甲中为NTC型热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），为定值电阻，下列说法正确的是（ ）
A．图乙交变电压u的表达式
B．处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大
C．原、副线圈中交变电流的变化频率之比为4：1
D．处温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大
10．如图所示，导热性能良好、质量为m的汽缸开口向下倒立在水平地面上，缸壁靠近开口处有一小孔可与大气连通，缸内一根劲度系数为k的轻弹簧直立在地面上，一端与地面接触，另一端与质量为的活塞接触，此时弹簧的压缩量为，活塞离缸底的距离为d，活塞的横截面积为S．不计活塞厚度，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，环境温度为，大气压强恒为，重力加速度为g．则（ ）
A．初始时缸内封闭气体的压强大小为
B．初始时缸内封闭气体的压强大小为
C．当环境温度缓慢增大到时，汽缸上升高度
D．当环境温度缓慢增大到时，汽缸上升高度
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11．（8分）某同学在家里用单摆测定重力加速度大小，实验装置如图甲所示．
（1）下列措施能提高该测量精确程度的是______．（填标号）
A．悬线偏离竖直方向的夹角要小于5°
B．摆球选用体积小、质量大的钢球
C．从摆球释放时开始计时
D．测量一次全振动的时间即作为单摆的周期
（2）已知摆球的质量为m，摆长为L，摆球在摆动过程中，当摆球偏离平衡位置的位移大小为x时，若重力加速度大小为g，则此时摆球所受回复力的大小为______．
（3）测出摆长L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度大小为g＝______（用L、n、t、π表示）．
（4）为提高结果的精确度，该同学测出多组实验数据作出图像（T为单摆的周期，L为摆长）如图乙所示由图像可以求出当地的重力加速度大小为g＝______（结果保留3位有效数字，取）．
12．（8分）在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1.0mL注入500mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500mL的刻度为止．摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上．
（1）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液中含油酸为______，求得的油酸分子直径为______m（此空保留一位有效数字）．
（2）若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为M．油酸的密度为．则下列说法正确的是______．
A．1kg油酸所含有分子数为B．1油酸所含分子数为
C．1个油酸分子的质量为D．油酸分子的直径约为
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学比较，数据都偏大．对于出现这种结果的原因，可能是由于______．
A．在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴
B．计算油面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C．水面上爽身粉撒的较多，油膜没有充分展开
三、计算题（本题共3小题，共计42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（12分）图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点．图乙为质点Q的振动图像．求：
（1）该波的传播方向和波速；
（2）时，质点P的位置及0～0.50s内质点Q通过的路程s．
14．（14分）一群处于能级的氢原子，最终都回到基态并能发出不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像（如图乙所示），其中a光对应图线与横轴的交点坐标为．已知氢原子的能级图如图丙所示，电子电量为．
（1）求a光照射该金属时逸出光电子的最大初动能；
（2）求该金属逸出功W；
（3）只有c光照射金属时，调节光电管两端电压，达到饱和光电流，若入射的光子有80%引发了光电效应．求此时每分钟照射到阴极K的光子总能量E．
15．（16分）如图所示，绝热气缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸间摩擦忽略不计，活塞下部空间与外界连通，气缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为T，活塞距离气缸底部为，细管内两侧水银柱存在高度差．已知水银密度为，大气压强为，气缸横截面积为S，重力加速度为g，求：
（1）U形细管内两侧水银柱的高度差；
（2）通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降，求此时的温度；
（3）此加热过程中，若气体内能增量为，求气体吸收的热量．
毛坦厂中学2023~2024学年度下学期期末考试·高二物理
参考答案、提示及评分细则
1．B双缝干涉实验揭示了光的波动性，A错误；衍射图样说明中子具有波动性，B正确；黑体辐射实验只能用光的粒子性解释；动能相同的质子和电子，电子波长较长，D错误。
2．B图甲中，硬币浮在水面上，主要是因为水的表面张力，选项A错误；图乙中，分子间作用力随分子间距离的增大而减小，当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，选项B正确；图丙中，蜡烛是石蜡制成的，石蜡是非晶体，选项C错误；图丁中，单晶体结构规则且具有各向异性，选项D错误。
3．C图甲中对线圈应用安培定则可知，电流从电容器的上极板流出，则电容器正在放电，电场能转化为磁场能，选项A错误；由图乙可知，曲线2的振荡周期为曲线1的2倍，根据公式，可知，曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的4倍，选项B错误；根据电容的定义式，可得，由于改变电容器的电容前后电容器两端的最大电压相同，且曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的4倍，可知曲线2对应的电容器所带最大电荷量是曲线1对应的电容器所带最大电荷量的4倍，选项C正确；曲线2对应的电流最大时，电容器两端的电压为0，由图乙可知此时曲线1对应的电容器两端的电压也为0，即曲线1对应的电流也最大，选项D错误。
4．C根据图像可知，b光偏折角度大，故b光的折射率大，b光在玻璃球中传播速度小，A错误；由于条纹间距，可知只减小屏到挡板的距离L，相邻亮条纹中心间距离将减小，B错误；被检测件的上表面和样板件的下表面间的空气膜，形成一个空气劈，从空气劈上下表面反射的光线发生薄膜干涉，若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整，否则工件不平整，C正确；自然光通过M后变成偏振光，若N的偏振方向与M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮，若N的偏振方向与M的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当M和N发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化，D错误。
5．A ，，做自由落体，和都变为加，则气柱1长度变小，气柱2长度不变，A正确，B、C、D错误。
6．C以汽缸和活塞为研究对象，受到重力和悬线的拉力，根据平衡条件可知，重力和悬线的拉力大小相等，方向相反，所以当环境温度缓慢升高时，悬线的拉力不变，A错误；由于汽缸导热性良好，当环境温度缓慢升高时，被封闭的理想气体的温度缓慢升高，所以被封闭的理想气体的内能增大，B错误；以活塞为研究对象，根据平衡条件可知，解得被封闭理想气体的压强大小，C正确；当环境温度缓慢升高时，被封闭理想气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律可得，被封闭理想气体的体积增大，气体对外界做功，D错误。
7．D根据质量数和电荷数守恒，可知核反应方程为可知该核反应不是衰变，A错误；射线为频率极高的电磁波，有较强的穿透作用，但电离作用较弱，B错误；比结合能越大原子核越稳定，锂核（）比硼核（）稳定，则硼核（）的比结合能小于锂核（）的比结合能，C错误；核反应过程中释放的核能为，，故D正确。
8．D 从A到B的过程中，气体等温压缩，压强增大，体积减小，气体内能不变，外界对气体做功，气体会对外放热；从B到C的过程中，气体等压降温，温度降低，体积减小；从C到D的过程中，气体等温膨胀，压强减小，体积增大；而且此时D状态的压强又恢复到最初A状态的压强，其封闭气体图像，只有选项D正确。
9． ABD 由题图乙可知交变电压的最大值V，周期，角速度，则可得交变电压u的表达式（V），A正确：处温度升高时，其阻值减小，副线圈中电流变大，电流表的示数变大，原线圈中电流变大，电压表的示数不变，故变压器输入功率变大，B、D正确；原、副线圈电流的频率相同，C错误。
10．AD设缸内封闭气体的压强大小为，对活塞研究，根据力的平衡有，解得，故A正确，B错误;当汽缸上升高度时，设䍂内封闭气体压强为，对汽缺研究，根据力的平衡有，解得，设此时弹簧的压缩量为，对活塞研究，根据力的平衡有，解得，因此温度升高后，活塞离缺底的高度为，设升高后环境温度为，根据理想气体状态方程有，解得，故C错误，D正确．
11．（1）AB（2）（3）（4）9．86（每空2分）
解析:（1）单摆只有摆角小于时才能视为简谐运动，选项A正确;选体积小，质量大的钢球可减小空气阻力影响，选项B正确;要从摆球经过最低点开始计时，选项C错误;只测量一次全振动时间作为周期误差较大，选项D错误．
（2）单摆的回复力为．
（3）由得．
（4）由得，斜率，代人图中数据得．
12．（1）（2）B（3）AC（每空2分）
解析:（1）根据题意可得，一滴油酸酒精溶液中含油酸为，根据题意可知，方格纸每个小格的面积为，根据不足半格舍掉，多于半格算一格的原则，可得面积为，油酸分子直径为．
（2）根据题意，质量为的油酸，所含有分子数为，故A错误;体积为的油酸，所含分子数为，故B正确;1个油酸分子的质量为，故C错误;根据题意可知，一个油酸分子的体积为，设分子的直径为，则有，联立解得，故D错误．
（3）根据题意，由公式可知，油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大的原因可能时V偏大或S偏小，在求每滴溶液体积时，1 mL溶液的滴数少记了2滴，则V偏大，直径偏大，故A正确；计算油膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，则S偏大，直径偏小，故B错误；水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，则S偏小，直径偏大，故C正确。
13．解: （1）由图像可知波长m （2分）
周期s （2分）
波速 （2分）
传播方向沿轴正方向（1分）
（2） 时，质点的位移是 （1分）
故时，质点的位移在处（2分）
为2．5个周期，故质点的路程为 （2分）
14．解：（1）由图乙可得光照射金属时的虺止电压（2分）
由动能定理可知，逸出光电子的最大初动能为（2分）
（2）由图乙可知光的遏止电压最大，则可知光光子能量最大，则光光子是由第4能级跃迁到基态所辐射的光子，则光的光子能量为（2分）根据光电效应方程有（2分）解得（2分）
（3）时间内发射的电子数为（个）（2分）
则每分钟照射到阴极K的光子总能量
（2分）
15．解：（1）设封闭气体的压强为p，对活塞受力分析可得（2分）
解得（1分）又（1分）解得（2分）
（2）活塞下降过程，密闭气体做等压变化，则（2分）
解得此时温度（2分）
（3）气体对外做功为:（2分）
根据热力学第一定律得:（2分）
解得（2分）