贵州省黔西南州2023-2024学年高二下学期期末教学质量检测物理试卷[解析版]

这是一份贵州省黔西南州2023-2024学年高二下学期期末教学质量检测物理试卷[解析版]，共16页。试卷主要包含了答题前，考生务必用直径0，02N·s， 图为氢原子的能级图等内容，欢迎下载使用。
（本试题共6页，共两大部分，满分100分，考试时间为75分钟）
考生注意：
1.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。
2.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。
一、选择题（本题共10小题，共43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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
（高考真题改编）
1. 渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中传播速度为1500m/s，若探测器发出频率为的声波，下列说法正确的是（ ）
A. 两列声波相遇时一定会发生干涉
B. 声波由水中传播到空气中，波长不会改变
C. 该声波遇到尺寸约为1m的被探测物时会发生明显衍射
D. 探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关
【答案】D
【解析】A. 两列声波相遇时，当两列声波的频率相同时才会发生干涉，故A错误；
B. 声波由水中传播到空气中，由波的公式
频率不会发生改变，波速变小，所以波长变小，故B错误；
C. 由公式
当声波遇到障碍物的尺寸与波长相近或者略小时，会产生明显衍射现象，所以该声波遇到尺寸约为1m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误；
D. 根据声波的多普勒效应，探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关，故D正确。
故选D。
2. 如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（ ）
A. 钠的逸出功为
B. 钠的截止频率为
C. 图中直线的斜率为普朗克常量h
D. 遏止电压与入射光频率成正比
【答案】A
【解析】A．根据遏止电压与最大初动能的关系有
根据电效应方程有
当结合图像可知，当为0时，解得
A正确；
B．钠的截止频率为，根据图像可知，截止频率小于，B错误；
C．结合遏止电压与光电效应方程可解得
可知，图中直线的斜率表示，C错误；
D．根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压与入射光频率成线性关系，不是成正比，D错误。
故选A。
3. 城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。如图为高空坠物的公益广告，形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小刚同学用下面的实例来检验广告的科学性：设一个50g的鸡蛋从80米的窗户自由落下，鸡蛋与地面撞击时间约为s，不计空气阻力，g取10m/s2，规定竖直向下为正方向。则下列说法正确的是（ ）

A. 鸡蛋刚与地面接触时重力的功率为10W
B. 该鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为1000N
C. 与地面撞击过程，鸡蛋的动量改变量为2kg·m/s
D. 鸡蛋下落过程（从开始下落到与地面刚好接触过程）重力的冲量为0.02N·s
【答案】B
【解析】A．由自由落体公式
鸡蛋落地的速度为
鸡蛋刚与地面接触时重力的功率为
A错误；
B．由动量定理得
得
故鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为1000N，B正确；
C．与地面撞击过程，鸡蛋的动量改变量为
C错误；
D．鸡蛋下落过程用时为
故鸡蛋下落过程重力的冲量为
D错误；
故选B。
4. 如图所示，图甲为原子核的比结合能与质量数关系曲线，图乙为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲线，根据两曲线，下列说法正确的是（ ）
A. 根据图甲可知，He核的结合能约为28MeV
B. 根据图甲可知，比更稳定
C. 根据图乙可知，核D裂变成核E和F的过程中，生成的新核E、F的比结合能减小
D. 根据图乙可知，若A、B能结合成C，则结合过程一定要吸收能量
【答案】A
【解析】A．根据图甲可知，核的比结合能约为7MeV，He核的结合能约为
故A正确；
B．根据图甲可知，核的比结合能比核的比结合能略小，所以比更稳定，故B错误；
C．根据图乙可知，核D裂变成核E和F的过程中，核子平均质量减少，放出核能，比结合能增大，C错误；
D．根据图乙可知，若A、B能结合成C，核子平均质量减少，结合过程一定要放出能量，D错误。
故选A。
5. 若已知大气压强为，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中密闭气体的压强大小是
B. 乙图中密闭气体的压强大小是
C. 丙图中密闭气体的压强大小是
D. 丁图中密闭气体的压强大小是
【答案】A
【解析】A．甲图中取AB高度的液柱进行分析，如图所示
有
解得密闭气体的压强大小是
故A正确；
B．由A选项同理解得乙图中密闭气体的压强大小是
故B错误；
C．丙图中密闭气体的压强大小是
故C错误；
D．根据等液面法解得丁图中密闭气体的压强大小是
故D错误。
故选A。
6. 分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距r=r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 从r=r2到分子间引力、斥力都在增加
B. 从r=r2到分子力的大小先减小后增大
C. 从r=r2到分子势能先减小后增大
D. 从r=r2到分子动能先减小后增大
【答案】A
【解析】A．根据分子力的变化规律，从r=r2到分子间距离减小，分子间引力、斥力都在增大，故A正确；
B．由图可知：从r=r2到分子力的大小先增大后减小再反向增大，故B错误；
C． 从r=r2到分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小，故C错误；
D． 从r=r2到分子力先表现为引力，后表现为斥力，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，则分子动能先增大后减小，故D错误；
故选A。
7. 如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为，、k为常量，则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知磁场的变化率为
根据法拉第电磁感应定律可知
故选A。
8. 一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如图上从a到b的线段所示。在此过程中（ ）
A. 气体一直对外做功B. 气体的内能一直增加
C. 气体一直从外界吸热D. 气体吸收的热量等于其对外做的功
【答案】BC
【解析】由图像可知，气体从状态a变化到状态b，满足
可知气体的体积保持不变，则气体对外不做功，气体状态a变化到状态b，温度逐渐升高，则气体的内能一直增加，根据热力学第一定律可知，气体一直从外界吸热，气体吸收的热量等于其内能的增加量。
故选BC。
9. 图为氢原子的能级图。大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A. 逸出光电子的最大初动能为10.80eV
B. 跃迁到放出的光子动量最大
C. 有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D. 用0.85eV的光子照射，氢原子不能吸收该光子跃迁到激发态
【答案】BD
【解析】AB．氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时释放的光子能量最大，频率也最大，能量为
E3-E1=（-1.5leV）-（-13.6eV）=12.09eV
照射逸出功为2.29eV的金属钠，光电子的最大初动能为
Ek=E3-E1-W0=1209eV-2.29eV=9.8eV
频率大的光子波长小，根据，可知跃迁到放出的光子动量最大，故A错误，B正确；
C．大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时可释放3种不同频率的光子，氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时释放的光子能量为
E3-E2=（-1.5leV）-（-3.4eV）=1.89eV＜W0
该光子不能使金属钠发生光电效应，氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时，释放的光子能量为
E2-E1=（-3.4eV）-（-13.6eV）=10.2eV＞W0
可知有2种频率的光子能使金属钠产生光电效应，故C错误；
D．如氢原子吸收0.85eV的光子，则吸收后能量为
-1.5leV+0.85eV=-0.66eV
没有对应的能级，可知氢原子不能吸收0.85eV的光子从n=3能级跃迁到n=4能级，故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，水平面的区域内存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为，边界的夹角为30°，距顶点为的点有一粒子源，粒子在水平面内垂直边向磁场内发射速度大小不同的带负电的粒子，粒子质量为、电荷量大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 从边界射出的粒子速度方向都相同
B. 粒子离开磁场时到点最短距离为
C. 垂直边界射出的粒子的速度大小为
D. 垂直边界射出的粒子在磁场中运动的时间为
【答案】AB
【解析】A．粒子竖直向上进入磁场，轨迹圆心一定在bc边上，若粒子能从边界bc射出，粒子的速度方向一定竖直向下，故方向均相同，故A正确；
B．当轨迹恰好与ab边相切时，粒子从bc边离开磁场时到b点的距离最短，由几何关系可得
离b点的最短距离为
联立解得
故B正确；
C．垂直边界ab射出的粒子，轨道半径为
由洛伦兹力作为向心力可得
解得粒子的速度大小为
故C错误；
D．粒子在磁场中的运动周期为
垂直边界ab射出的粒子在磁场中运动的时间为
故D错误。
故选AB。
二、非选择题（本题共5小题，共57分）
11. 某小组用“插针法”测平行玻璃砖的折射率，如图已确定好入射方向AO与玻璃砖界面的夹角为α，插了两枚大头针P1和P2，1、2、3、4分别是四条直线：
（1）在侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在___________线上（选填“1”、“2”、“3”或“4”）；
（2）实验中画出入射点与出射点的连线，并测得连线与玻璃砖界面的夹角为β，则玻璃的折射率n=____________；
（3）若描出玻璃砖两边界线、后，不小心将玻璃砖沿OA方向平移了一些再进行实验，则折射率的测量值将___________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
【答案】（1）2 （2） （3）不变
【解析】（1）[1]由折射定律得知，光线通过平行玻璃砖后光线向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射时，折射角小于入射角，则出射光线向左侧偏移，即可能在2上
（2）[2]由题可知
折射率为
（3）[3]不小心将玻璃砖沿OA方向平移了，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由可知，测得的折射率将不变
12. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，
（1）本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；______________；油酸分子是紧挨在一起的；
（2）配制油酸酒精溶液时，油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液有100滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为，则估测出油酸分子的直径是_____m；（此结果保留2位有效数字）
（3）在一次实验中得到了如图所示的油膜，如果按此油膜来计算分子直径，你认为测量结果相对真实值会__________。（填“偏大”、“偏小”或“无系统误差”）
【答案】（1）油酸分子形成单层分子膜 （2）## （3）偏大
【解析】（1）[1]本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；油酸分子形成单层分子膜；油酸分子是紧挨在一起的。
（2）[2]每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为
按照超过半格的算一个，不足半格的舍去原则，可得油酸膜的面积为
估测出油酸分子的直径为
（3）[3]由图可知该次实验中痱子粉撒太多，油膜未能充分展开，此时所测油膜面积偏小，所以油酸分子的直径测量结果相对真实值偏大。
13. 质量为m的薄壁导热柱形汽缸，内壁光滑，用横截面积为的活塞封闭一定量的理想气体。在下述所有过程中，汽缸不漏气且与活塞不脱离。当汽缸如图（a）竖直倒立静置时。缸内气体体积为V1，。温度为T1。已知重力加速度大小为g，大气压强为p0。
（1）将汽缸如图（b）竖直悬挂，缸内气体温度仍为T1，求此时缸内气体体积V2；
（2）如图（c）所示，将汽缸水平放置，稳定后对汽缸缓慢加热，当缸内气体体积为V3时，求此时缸内气体的温度。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）图（a）状态下，对汽缸受力分析，如图1所示，则封闭气体的压强为
当汽缸按图（b）方式悬挂时，对汽缸受力分析，如图2所示，则封闭气体的压强为
对封闭气体由玻意耳定律得
解得
（2） 当汽缸按图（c）的方式水平放置时，封闭气体的压强为
由理想气体状态方程得
解得
14. 如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈的总电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度B=T，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时．问：
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）电路中，电压表和电流表的示数各是多少？
（3）从中性面开始计时，经s通过电阻R的电荷量是多少？
【答案】（1）e=50sin10πt V（2）31.86 V；3.54 A（3）C
【解析】（1）转速n=300r/min=5r/s，故频率f=n=5Hz
ω=2πf=2π×5rad/s=10πrad/s.
感应电动势的最大值Em=nBSω=100××0.05×10π=50V，
因为从中性面开始计时，所以感应电动势按正弦规律变化，
e=Emsinωt=50sin10πt V
（2）电动势的有效值为V≈35.4 V，
电流表示数A，
电压表示数
U=IR=3.54×9 V=31.86 V．
（3）内线圈转过的角度θ=ωt=×2π×=．
该过程中，△Φ=BS﹣BScsθ=BS，
C．
15. 某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制在5kW（即用户得到的功率为95kW）。请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算：
（1）降压变压器输出的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？
（2）输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？
（3）两个变压器匝数比各应等于多少？
【答案】（1）；；（2）；；（3）
【解析】远距离输电原理如图所示
（1）降压变压器输出的电流也就是用户得到的电流，有
因为
所以
（2）输电线上损失的电压
因为
所以
（3）升压变压器的匝数比

降压变压器的匝数比