青海省西宁市大通县2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷(解析版)

这是一份青海省西宁市大通县2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷(解析版)，共17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：必修第三册，选择性必修第一、二、三册。
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 关于传感器及其应用，下列说法正确的是（ ）
A. 烟雾散射式火灾报警器都是利用温度传感器来工作的
B. 传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的
C. 电子秤所使用的测力装置是红外线传感器
D. 电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制
【答案】B
【解析】A．烟雾散射式火灾报警器都是利用光的漫反射，从而触发开关报警，故A错误；
B．传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的，故B正确；
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器，故C错误；
D．电熨斗通过双金属片温度传感器来控制温度，故D错误。
故选B。
2. 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
【答案】B
【解析】A．电子束通过双缝实验揭示了粒子的波动性，故A错误；
B．衍射是波的特性，热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，故B正确；
C．黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释，不能够用波动性解释，故C错误；
D．根据
，
解得
则有
质子质量大于电子质量，可知，动能相等的质子和电子，电子的波长大一些，故D错误。
故选B。
3. 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
【答案】B
【解析】A．硬币能浮在水面上，主要是因为水的表面张力，故A错误；
B．由图可知，当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用力为0，故B正确；
C．蜡烛是非晶体，故C错误；
D．食盐是单晶体，物理性质沿各个方向都是不一样的，故D错误。
4. 如图所示，是法拉第最初发现电磁感应现象的实验装置示意图，软铁环上绕有M、M两个线圈，关于该实验下列说法正确的是（ ）
A. 当S保持闭合时，M、N中都有恒定电流
B. 当S断开瞬间，M中电流立即消失、N中也没有电流
C. 当S由断开到闭合瞬间，N中有图中箭头所指方向电流
D. 当S由闭合到断开瞬间，N中有图中箭头所指方向电流
【答案】D
【解析】A．当S保持闭合时，M中有恒定电流，但是N中磁通量不变，不会有感应电流，选项A错误；
B．当S断开瞬间，M中电流立即消失、但是穿过N磁通量减小，会有感应电流产生，选项B错误；
C．当S由断开到闭合瞬间，根据楞次定律可知，N中有图中箭头方向相反的感应电流，选项C错误；
D．当S由闭合到断开瞬间，根据楞次定律可知，N中有图中箭头所指方向电流，选项D正确。
故选D。
5. 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
【答案】C
【解析】A．根据图像可知，b光偏折角度大，故b光的折射率大，根据n=cv可知，b光在玻璃球中传播速度小，故A错误；
B．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，故B错误；
C．被检测件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，故C正确；
D．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，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，设线圈的两个边长分别是和，转动时角速度是ω，磁场的磁感应强度为B，下列说法中正确的是（ ）
A. 线圈中产生的感应电动势为恒定值
B. 图示位置感应电流的方向为逆时针方向
C. 图示位置感应电动势为
D. 图示位置感应电动势为
【答案】C
【解析】A．线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时，线圈的与轴线平行的边切割磁感线的速度不断变化，则线圈中的感应电动势不断变化，故A错误；
B．在图示位置时，由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向，故B错误；
C D．由
，
得图示位置感应电动势
故C正确，D错误。
故选C。
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α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α粒子的核反应是α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
【答案】D
【解析】A．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。故A错误；
B．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。故B错误；
C．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。故C错误；
D．核反应过程中释放的核能为
故D正确。
故选D。
8. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为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
【答案】ABD
【解析】A．由题图乙可知交变电压的最大值，周期，角速度
则可得交变电压的表达式
故A正确；
BD．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，故BD正确；
C．原、副线圈电流的频率相同，故C错误。
故选ABD。
9. 氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图（b）电路阴极K的金属，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图（c）所示。电子电荷量为，则下列说法正确的是（ ）
A. 题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子
B. 阴极金属的逸出功为11.15eV
C. 题述光电子不能使处于能级的氢原子电离
D. 若图（c）中饱和光电流为，则1s内阴极K产生光电子数目为个
【答案】BD
【解析】A．题述氢原子跃迁一共能发出
即6种不同频率的光子。故A错误；
B．依题意，使阴极K发生光电效应的光子能量为
由图（c）可知
根据
联立，解得
故B正确；
C．题述光电子的最大初动能为
可知能使处于能级的氢原子电离。故C错误；
D．若图（c）中饱和光电流为，根据
则1s内阴极K产生光电子数目为
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度．它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 电流未反向时，安培力的方向竖直向上
B. 电流反向时，安培力的方向竖直向上
C. 若用n、m、l、I、g表示磁感应强度B的大小，则
D. 若用n、m、l、I、g表示磁感应强度B的大小，则
【答案】AC
【解析】A B．由左手定则，电流未反向时，安培力的方向竖直向上，电流反向后，安培力的方向竖直向下，故A正确，B错误；
C D．设左盘砝码质量为，右盘砝码质量为，电流方向未改变时，因安培力的方向向上，故
同理，电流方向改变后
联立解得
故C正确，D错误。
故选AC。
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11. 某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池，他们用如图甲所示的实验电路测量这种电池的电动势E和内阻r。
在如图乙所示玻璃器皿中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极。电流表的内阻为100Ω，量程为0~300μA；电阻箱阻值的变化范围为0~9999Ω。
（1）请在按电路图甲连接图乙中实物电路______，调节电阻箱R的阻值，得到的测量数据如下表所示；电阻箱R和电流表I的各组数据
（2）请在图丙中作出本实验的图像____（U为电阻箱两端的电压，I为通过电阻箱的电流），根据图丙中的图像得出该橙汁电池的电动势E=________和内阻r=________。
【答案】（1） （2） 0.95 1.1
【解析】（1）电流表与电阻箱串联电路，图乙实物电路如图所示
（2）[1] U为电阻箱两端的电压，由欧姆定律得
代入数据，重新计算数据填入下表．
以U为纵坐标，I为横坐标建立平面直角坐标系，画出图像如图丙所示
[2] 由题意，设电流表的内阻为，则电阻箱两端的电压
图像的纵截距表示橙汁电池的电动势为
[3] 图像的斜率表示，则橙汁电池的内阻为
12. 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，形成油酸的酒精溶液；
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，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，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，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；
⑤将画有油酸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的酒精溶液含油酸为______，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. 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. 计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C. 水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
【答案】（1） （2）B （3）AC
【解析】（1）[1]根据题意可得，一滴油酸的酒精溶液含油酸为
[2]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）A．根据题意，质量为的油酸，所含有分子数为
故A错误；
B．体积为的油酸，所含分子数为
故B正确；
C．1个油酸分子的质量为
故C错误；
D．根据可知，一个油酸分子的体积为
设分子的直径为d，则有
联立解得
故D错误。
故选B。
（3）A．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，1mL溶液的滴数少记了2滴，则V偏大，直径偏大，故A正确；
B．计算油酸面积时，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；
C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，则S偏小，直径偏大，故C正确。
故选AC。
三、计算题（本题共3小题，共计38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. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为，波源的振幅均为。图为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点开始振动。质点M的平衡位置处于处。

（1）求两列波的波峰何处何时相遇。
（2）求质点M运动的路程。
【答案】（1）0.5m处；1.5s；（2）12cm
【解析】（1）两列波的波速均为，所以两列波的波峰相遇位置横坐标为
所以在M点相遇。相遇时刻
（2）波的周期
波传到M点需要时间
之后两列波在M点引起振动加强，振幅为两振幅之和，质点M运动的路程
14. 如图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量后，活塞缓慢上升后再次平衡。
（1）外界空气的温度是多少？
（2）在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
【答案】（1）；（2）Q-（mg+p0S）d
【解析】（1）取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖-吕萨克定律有
得外界温度

（2）活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功
W=-（mg+p0S）d
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能
△U=Q+W=Q-（mg+p0S）d
15. 足够长的光滑水平地面上静止放置一个可以自由移动的光滑圆弧轨道M，其质量，轨道高度h足够高，弧面底端水平，右侧地面上有两个滑块A、B，质量分别为，，两滑块间有一压缩的轻弹簧（滑块与弹簧不拴接）．现由静止释放弹簧，滑块A向左冲上圆弧轨道M，滑块B向右运动，恰好能到达右侧光滑固定半圆轨道的最高点D，右侧半圆轨道半径为，重力加速度g取，滑块均可视为质点，求：
（1）滑块B到达右侧半圆轨道最低点C点时对轨道的压力大小；
（2）弹簧释放前储存的弹性势能；
（3）滑块A与圆弧轨道M分离时二者的速度大小。
【答案】（1）120N；（2）12J；（3）4m/s
【解析】（1）在D点有
从C到D有
联立解得
在C点
解得
根据牛顿第三定律，对圆弧轨道压力为120N。
（2）滑块B脱离弹簧后速度
由A、B动量守恒得
解得
弹性势能
（3）设滑块A与轨道M分离时速度分别为和，滑块滑到圆弧轨道最高点后将在圆弧轨道上下滑并在底端离开圆弧轨道，由动量守恒和能量守恒得
解得
R/kΩ
9
8
7
6
5
4
3
I/μA
92
102
115
131
152
180
220
R/kΩ
9
8
7
6
5
4
3
I/μA
92
102
115
131
152
180
220
U/V
0.828
0.816
0.805
0.786
0.760
0.720
0.660