辽宁省葫芦岛市2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷（解析版）

这是一份辽宁省葫芦岛市2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了满分等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1、满分：100分。考试时间75分钟。
2、答卷前，考生务必将自己的姓名代码，准考证号，涂写在答题卡上。
3、每小题选出答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试卷上。
一、选择题（本题共10小题，共46分。第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）
1. 单摆做简谐运动过程中，以下描述的物理量属于标量的是（ ）
A. 周期B. 回复力C. 加速度D. 动量
【答案】A
【解析】
【详解】周期只有大小，没有方向，属于标量；回复力、加速度和动量不仅有大小还有方向，均属于矢量。
故选A。
2. 下列属于衰变的核反应方程是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．是轻核聚变，故A错误；
B．是原子核的人工转变，故B错误；
C．是衰变，故C正确；
D．是原子核的人工转变，故D错误。
故选C。
3. 如图甲所示，自行车后尾灯本身并不发光，但夜晚在灯光的照射下会显得特别明亮，研究发现尾灯内部是由折射率较大的实心透明材料制成，结构如图乙所示，当光由实心材料右侧面垂直入射时，自行车尾灯看起来特别明亮的原因是（ ）
A. 光的折射B. 光的全反射C. 光的干涉D. 光的衍射
【答案】B
【解析】
【详解】光在自行车后尾灯内部发生了全反射，因此看起来特别明亮。
故选B。
4. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和状态c、下列说法正确的是（ ）
A. 从a到b，气体温度降低
B. 从a到b，气体从外界吸热
C. 从b到c，气体内能减小
D. 从b到c，气体对外界做功
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由图可知，从状态a到状态b，气体发生等压变化，体积减小，根据盖—吕萨克定律
可知气体温度降低，则气体内能减小，因气体体积减小，故外界对气体做功，再根据热力学第一定律
可知气体向外界放热，故A正确、B错误；
CD．从状态b到状态c，气体发生等容变化，压强增大，根据查理定律
可知气体温度升高，内能增大，因气体体积不变，故气体对外界不做功，故CD错误。
故选A。
5. 某同学手头有圆规和刻度尺但没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO＇延长线于点，过A点和C点作垂直法线的直线，与法线的交点分别为B点和D点，如图所示。用刻度尺测得AB、OB、CD、OD的长度分别为、、、，则玻璃砖的折射率（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据折射率定律可得玻璃砖的折射率为
其中
，
联立可得
故选C。
6. 图甲为一列简谐横波在某一时刻波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 质点a经过4s振动的路程为4m
B. 该波沿x轴的负方向传播，波速为0.5m/s
C. 时，质点a的位移沿y轴正向
D. 时，质点a的加速度方向与速度方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图乙可知，波的周期为，质点a经过4s，即，振动的路程为
故A错误；
B．由图乙可知，波的周期为，该时刻b质点沿y轴正向振动，根据同侧法，该波沿x轴的负方向传播，由图甲可知波长为，波速为
故B错误；
CD．根据同侧法，该时刻a质点位于平衡位置，沿y轴负向振动，时，即后，a质点处于平衡位置向波谷的振动过程中，质点a的位移沿y轴负向，质点a的加速度方向沿y轴正向，则质点a的加速度方向与速度方向相反，故C错误，D正确。
故选D。
7. 某兴趣小组用频闪投影的方法研究自由落体运动，实验中把一高中物理书竖直放置，将一小钢球从与书上边沿等高处静止释放，整个下落过程的频闪照片如图所示，已知物理书的长度为l，重力加速度为g，忽略空气阻力，该频闪摄影的闪光频率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知，小钢球下落过程经过5段间隔，则运动时间为
根据
得该频闪摄影的闪光频率为
故选C。
8. 如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上。甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图所示。现把乙分子从处由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A. 乙分子在时分子势能为0
B. 乙分子从到过程中一直加速
C. 乙分子从到过程中，分子斥力始终增大
D. 乙分子从到过程中，分子势能先减小后增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．乙分子在时分子力为0，分子势能不一定为0，故A错误；
BD．乙分子从到过程中，乙分子所受分子力表现为分子引力，分子力做正功，分子势能一直减小，动能一直增大，则乙分子从到过程中一直加速，故B正确，D错误；
C．乙分子从到过程中，分子间距一直减小，分子斥力始终增大，故C正确。
故选BC。
9. 氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第3能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，用这些光照射图乙中的光电管，有2种频率、（）的光可让光电管阴极K发生光电效应。调节滑片P的位置，当电压表的示数某一值时，微安表示数恰好为零。下列说法中正确的是（ ）
A. 图乙电路中电源左侧为负极
B. 图乙电路中电源左侧为正极
C. 频率光是由第3能级跃迁到第2能级放出的
D. 频率的光是由第2能级跃迁到第1能级放出的
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．调节滑片P位置，当电压表的示数某一值时，微安表示数恰好为零；可知此时所加电压为反向电压，则图乙电路中电源左侧为正极，右侧为负极，故A错误，B正确；
CD．由于题意可知，一群处于第3能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，有2种频率的光可让光电管阴极K发生光电效应，则这2种频率的光分别是由第3能级跃迁到第1能级放出的、由第2能级跃迁到第1能级放出的，由于，则频率的光是由第3能级跃迁到第1能级放出的，频率的光是由第2能级跃迁到第1能级放出的，故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，A、B两辆汽车从同一地点、同时出发，沿同一方向做直线运动，它们的速度平方（）随位移（x）的变化图像均为直线，下列判断正确的是（ ）
A. 汽车A的初速度大小为24m/s，加速度大小为
B. 汽车B的初速度大小为0，加速度大小为
C. 汽车A、B经4s在处相遇
D. 汽车A、B经相遇，相遇时在处
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．由匀变速直线运动位移与速度关系式，可得
整理，有
结合图像中两汽车的图线，可得
，，，
解得
，，，
汽车A的加速度大小为，汽车B的加速度大小为。故A错误；B正确；
CD．汽车A速度与时间关系式为
可得该车停止运动所需时间为
此时汽车B的位移为
即汽车A停在6m处时，汽车B还未追上A，则有二者在x＝6m处相遇，时间满足
解得
故C错误；D正确。
故选BD
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. 根据自由落体运动的规律，可以利用打点计时器测量重力加速度，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落。
（1）本实验中，不同学生在实验操作过程中出现如图所示四种情况，其中操作正确的是______。
（2）实验中，按照正确的操作得到如图所示的一条纸带。图中的点为打点计时器在纸带上连续打的点，在纸带上选取三个点A、B、C，测得A、B间的距离为，A、C间的距离为，若打点计时器所用电源的频率为f，则打B点时重物的速度为______，测得的重力加速度为______。（用、和f表示）
【答案】（1）B （2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
打点计时器应接交流电源，操作时应用手提住纸带的上端，让重物尽量靠近打点计时器。
故选B。
【小问2详解】
[1]打B点时重物的速度为
[2]根据
测得的重力加速度
12. 智能手机中的“磁传感器”功能可实时记录手机附近磁场的变化，磁极越靠近手机，磁感应强度越大，通过分析就可以得到物体位置随时间变化的规律。某兴趣小组用智能手机、磁化小球、支架、等实验器材组装成如图甲所示的装置来测量重力加速度。
（1）按照如图甲所示，让小球做简谐运动，运行手机“磁传感器”功能，手机记录磁感应强度的变化。记录实验中磁感应强度的变化情况如图乙所示，测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期T的测量值为__________。
（2）用刻度尺测得摆线长度l，用螺旋测微器测量摆球直径如图丙所示，摆球直径________mm。则单摆的摆长。
（3）改变摆线长度，测量出不同摆长L及对应的周期T。做出图像如图丁所示，取3.14。根据图中数据可求得当地重力加速度________。（结果保留三位有效数字）
【答案】（1）
（2）13.870 （3）9.86
【解析】
【小问1详解】
小球每次经过最右端位置时，距离手机最近，手机“磁传感器”记录的磁感应强度最大，可知相邻两次磁感应强度最大值之间的时间间隔为一个周期，则有
解得
【小问2详解】
摆球直径为
【小问3详解】
根据单摆周期公式
整理得
图像的斜率为
解得当地重力加速度
13. 如图（a），竖直圆柱形汽缸导热性良好，用横截面积为S的活塞封闭一定量的理想气体，活塞质量为，此时活塞静止，距缸底高度为H。在活塞上放置质量为（未知）的物块静止后，活塞距缸底高度为，如图（b）所示。不计活塞与汽缸间的摩擦，已知大气压强为，外界温度保持不变，重力加速度为g，汽缸始终保持竖直。
（1）求图（a）中封闭气体的压强大小；
（2）求图（b）中物块质量。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对活塞进行分析，根据平衡条件有
解得
（2）活塞从位置H到位置，气体发生等温变化，根据玻意耳定律有
对活塞与物块整体进行分析，根据力的平衡条件有
解得活塞质量
14. 光纤通信具有通信容量大、传输距离远等优点。如图所示，一条长直光导纤维的长度为d，一束单色光从右端面中点以θ的入射角射入时，恰好在纤芯与包层的分界面发生全反射，且临界角为C。已知光在空气中的传播速度等于真空光速c。包层的折射率未知，求：
（1）纤芯的折射率n；
（2）若从右端射入的光能够传送到左端（无损失），求光在光导纤维内传输的最长时间和最短时间。
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）为使射入的光在内芯与包层的界面恰好发生全反射，则有
又
联立解得
（2）光在内芯的传播速度为
当光射到芯层与包层分界面的入射角等于临界角C时，光在光导纤维内传输的时间最长，此时光传播的路程为
则最长时间
当光射向右端面的入射角为0°时，光在光导纤维内传输的时间最短，则有
15. 如图1所示，小铁块位于长木板的最左端，小铁块的质量是5kg，长木板的质量是10kg。时二者以的初速度一起向右运动，时长木板与右侧的挡板（未画出）相碰（碰撞时间极短），碰撞之前的运动过程中小铁块与长木板通过锁定装置锁定，碰撞前瞬间解除锁定，碰撞过程中没有能量损失，长木板运动的部分图像如图2所示，在运动过程中小铁块恰好没有从长木板上滑下。小铁块可视为质点，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）长木板与水平地面之间以及小铁块与长木板之间的动摩擦因数；
（2）长木板的长度；
（3）长木板与挡板碰撞后系统产生的内能。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设长木板与小铁块的质量分别为M、m，长木板与水平地面之间的动摩擦因数为，小铁块与长木板之间的动摩擦因数为，由图像可得，0~0.5s时间内长木板与小铁块整体的加速度大小为
长木板受滑动摩擦力
而
对整体由牛顿第二定律得
解得
0.5s时刻之后，长木板向左做匀减速直线运动，小铁块向右做匀减速直线运动。由图像可得，0.5s之后长木板的加速度大小为
小铁块受滑动摩擦力
而
对长木板由牛顿第二定律得
解得
（2）由牛顿第二定律可得，0.5s时刻之后小铁块的加速度大小为
0.5s时刻之后，长木板与小铁块均以的速度大小分别向左、向右做匀减速直线运动，因，故长木板先于小铁块速度减小到零，设此过程长木板的位移大小为，则有
代入数据解得
长木板速度减小到零后，因小铁块与长木板之间的滑动摩擦力小于长木板与水平地面之间的最大静摩擦力，故长木板处于静止状态，小铁块仍向右做匀减速直线运动直到速度为零，设0.5s时刻之后，小铁块向右做匀减速直线运动直到速度为零的位移大小为，则有
代入数据解得
设长木板的长度为L，长木板的长度等于0.5s时刻之后小铁块与长木板的相对位移大小，则
解得
（3）设碰撞后小铁块与长木板相对滑动产生的内能为，长木板与地面间相对滑动产生的内能为，则有
解得
，
故长木板与挡板碰撞后系统产生的内能