2023-2024学年青海省西宁市大通县高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年青海省西宁市大通县高二（下）期末物理试卷，共16页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）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
2．（4分）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
3．（4分）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r0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
4．（4分）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
5．（4分）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．图乙中，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
6．（4分）如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，设线圈的两个边长分别是l1和l2，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E＝Bl1l2ω
D．图示位置感应电动势为
7．（4分）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E1，锂核（）的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，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E1大于锂核（）的比结合能E2
D．该核反应释放的核能为ΔE＝4E3+7E2﹣10E1
（多选）8．（6分）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R1为NTC型热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），R1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．R1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．R1处温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大
（多选）9．（6分）氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于n＝4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1.6×10⁻19C，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n＝3能级的氢原子电离
D．若图（c）中饱和光电流为I＝3.2μA，则1s内阴极K产生光电子数目为2×1013个
（多选）10．（6分）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
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11．（8分）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。
在如图乙所示的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U﹣I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＝ 。
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 m3，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NA，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是 。
A．1kg油酸所含有分子数为ρNA
B．1m3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．（10分）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x＝﹣0.2m和x＝1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。图示为0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x＝0.5m处。
（1）求两列波相遇的时刻。
（2）求1.5s后质点M运动的路程。
14．（10分）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，问：
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？
15．（18分）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m＝1kg，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mA＝1kg，mB＝2kg，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R＝0.08m，重力加速度g取10m/s2，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。
2023-2024学年青海省西宁市大通县高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
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．（4分）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
【点评】关键掌握各类传感器的工作原理。
2．（4分）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
【点评】知道德布罗意波公式以及衍射是波特有的现象是解题的基础。
3．（4分）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r0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
【点评】熟练掌握液体的表面张力，晶体和非晶体的区别，分子间的作用力与分子间距离的关系以及晶体物理性质的各向异性是解题的基础。
4．（4分）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
【点评】掌握理想变压器的变压原理，会根据楞次定律判断感应电流的方向，简单的记忆口诀：增反减同。
5．（4分）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．图乙中，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
【点评】能根据光路图比较出两束光的折射率大小，掌握条纹间距公式，掌握薄膜干涉的应用，知道光的偏振规律 是解题的基础。
6．（4分）如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，设线圈的两个边长分别是l1和l2，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E＝Bl1l2ω
D．图示位置感应电动势为
【答案】C
【点评】本题需要运用电磁感性相关知识以解决此类问题。
7．（4分）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E1，锂核（）的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，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E1大于锂核（）的比结合能E2
D．该核反应释放的核能为ΔE＝4E3+7E2﹣10E1
【答案】D
【点评】本题主要考查了半衰期的相关应用，理解半衰期的概念，结合质量数守恒和电荷数守恒的特点即可完成分析。
（多选）8．（6分）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R1为NTC型热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），R1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．R1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．R1处温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大
【答案】ABD
【点评】本题考查了变压器相关知识，理解原、副线圈电流的频率相同，掌握变压器两端的电压、电流变化是解决此类问题的关键。
（多选）9．（6分）氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于n＝4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1.6×10⁻19C，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n＝3能级的氢原子电离
D．若图（c）中饱和光电流为I＝3.2μA，则1s内阴极K产生光电子数目为2×1013个
【答案】BD
【点评】掌握爱因斯坦的光电效应方程和能级跃迁规律是解题的基础，还要知道电流的定义式。
（多选）10．（6分）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
【点评】考查电流在磁场中受到的安培力问题和平衡条件的应用，会根据题意进行准确分析和计算。
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11．（8分）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。
在如图乙所示的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U﹣I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＝ 0.950V 和内阻r＝ 1.2kΩ 。
【答案】（1）见解析；（2）见解析；0.950V；1.2kΩ。
【点评】本题主要考查了橙汁电池电动势和内阻的测量，要明确实验的原理，掌握描点作图法；掌握欧姆定律和闭合电路的欧姆定律。
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 2×10﹣11 m3，求得的油酸分子直径为 2×10﹣9 m（此空保留一位有效数字）。
（2）若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是 B 。
A．1kg油酸所含有分子数为ρNA
B．1m3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 AC 。
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
【答案】（1）2×10﹣11；2×10﹣9；（2）B；（3）AC。
【点评】该题考查“用单分子油膜估测分子的大小”实验中的步骤，要理解实验的原理，能够正确求解1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积以及油膜的面积是解题的关键。
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．（10分）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x＝﹣0.2m和x＝1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。图示为0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x＝0.5m处。
（1）求两列波相遇的时刻。
（2）求1.5s后质点M运动的路程。
【答案】（1）两列波0.75s相遇。
（2）1.5s后质点M运动的路程12cm。
【点评】本题要理解波的叠加原理，知道当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零。
14．（10分）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，问：
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】见试题解答内容
【点评】本题考查了理想气体状态方程和热力学第一定律的应用，难度中等．
15．（18分）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m＝1kg，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mA＝1kg，mB＝2kg，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R＝0.08m，重力加速度g取10m/s2，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）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120N；
（2）弹簧释放前储存的弹性势能12J；
（3）滑块A与圆弧轨道M分离时二者的速度大小0，4m/s。
【点评】本题考查了动量守恒定律、机械能守恒定律、功能关系的应用。对于多物体的相对运动的模型，解答时要理清物体的相对运动过程，确定所研究过程的初末状态。掌握应用动量守恒定律和机械能（或能量）守恒定律综合解决问题的方法。
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