精品解析：重庆市巴蜀中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版）

高2024届高二（下）期末考试

物理试卷

一、单项选择题（共7题，每题4分，每题只有一个选项符合要求）

1. 下列说法正确的是（    ）

A. 温度相同的两种理想气体的分子平均速率一定相同

B. 花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的

C. 0℃的冰融化为0℃的水需要吸热，该过程中分子的平均动能增大

D. 内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同

【答案】D

【解析】

【详解】A．质量不同，则温度相同的两种理想气体的分子平均速率不相同，故A错误；

B．花粉的布朗运动是由于液体分子无规则热运动引起的，故B错误；

C．由于温度不变，分子平均动能不变，故C错误；

D．不同质量的相同物质，温度相同时，分子热运动的平均动能相同，故D正确。

故选D。

2. 氢原子的能级图如图所示，用一群处于第3能级的氢原子跃迁发出的光照射金属钛，钛的表面有光电子逸出，测得光电子的最大初动能为，则金属钛的逸出功为（    ）

A  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】当从第3能级跃迁至第1能级时释放的能量最大

所以由爱因斯坦光电效应方程可得金属钛的逸出功为

故选C。

3. 在甲、乙、丙三块固体薄片上涂上蜡，用烧热的针尖接触其背面一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示。而三块固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是（    ）

A. 甲一定是非晶体 B. 乙可能是金属薄片

C. 丙在一定条件下可能转化成乙 D. 丙熔化过程中，温度不变，则内能不变

【答案】C

【解析】

【详解】A．甲的各项同性，且有固定的熔点，则甲一定是多晶体，故A错误；

B．乙的各项同性，且导热性良好，但是乙没有固定的熔点，则乙是非晶体，不可能是金属薄片，故B错误；

C．丙表现为各项异性，且有固定的熔点，是单晶体，因晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，可知丙在一定条件下可能转化成乙，故C正确；

D．丙熔化过程中，温度不变，分子平均动能不变，但是吸收热量，内能增加，故D错误。

故选C。

4. 2022年元旦，神舟十三号三名航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站内以“青春”“梦想”“奋斗”为关键词，同京港澳三地青年进行天地对话。这场别开生面的“天宫对话”激发了包括港澳在内全国青年对太空的探索之心，更点燃了他们为祖国骄傲的爱国热情。他们的通话信息经处理后通过电磁波传输。对于在真空中传播的电磁波，下列说法正确的是（    ）

A. 波长越长的频率越低

B. 频率越高的传播速度越大

C. 电磁波能量越大传播速度越大

D. 首次通过实验证实电磁波的存在的科学家是麦克斯韦

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据

可知波长越长，频率越低，A正确。

BC．电磁波在真空中传播的速度都相同，都为光速，B错误，C错误；

Ｄ．赫兹用实验证明了电磁波的存在，D错误。

故选A。

5. 某力敏电阻的阻值随着压力的增大而线性减小。一同学利用该力敏电阻设计了判断小车在水平方向上运动状态的装置。其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，之间放置一个光滑绝缘重物M，重物与挡板之间通过轻弹簧连接。某次实验中，电压表示数随时间变化关系如图乙所示，已知时间内，小车处于静止状态，则（    ）

A. 时间内，弹簧处于原长状态

B. 时间内，小车的加速度随时间均匀增大

C. 时间内，小车做匀变速直线运动

D. 时间内，小车一定向左做匀加速直线运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．0-t1时间内电压表示数不变，说明力敏电阻所受压力不变，由题意可知，弹簧上一定有力，M处于静止状态，合力为零，力敏电阻对M的弹力水平向左，弹簧对M弹力水平向右，所以在0-t1时间内弹簧也可能处于压缩状态，故A错误；

BC．t1-t2时间内，R两端电压均匀减小，电路中电流均匀减小，力敏电阻阻值变大，设时电路中总电阻为，电路中电流为，由闭合电路的欧姆定律得

解得

由图可知

解得

力敏电阻所受M的弹力与小车所受弹簧的弹力大小相等，所以小车的加速度

由于E、R0、m、k0为定值所以小车的加速度随时间均匀增大，故B正确，C错误；

D．t2-t3时间内，电流不变，力敏电阻上所受压力不变，但小于弹簧弹力，所以M受到弹簧向右的力，小车受到弹簧向左的力，小车加速度水平向左，但不知道小车的速度方向，所以小车可能向右做匀减速直线运动或向左做匀加速直线运动，故D错误。

故选B。

6. 如图甲所示是一个简易发电机模型，发电机通过理想变压器对外工作，变压器原、副线圈的匝数比，电路中小灯泡完全相同且电阻恒定为R，电压表为理想电压表，若线圈以恒定角速度转动，线圈电阻忽略不计，闭合开关S后，四盏灯都能发光，副线圈输出的电压如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. 通过灯泡的电流方向每1分钟变化150次

B. 原线圈中电流的最大值为

C. 若断开开关S，则电压表的示数不变

D. 若断开开关S，则灯泡、、三个灯泡都变暗

【答案】B

【解析】

【详解】A．由乙图可知，交变电流的周期为0.4s，一个周期内电流方向变化两次，所以通过灯泡的电流方向每1分钟变化的次数为

故A错误；

B．由图可知，副线圈电压最大值为U。副线圈中电流的最大值为

则原线圈中电流的最大值为

故B正确；

C．若断开开关S，根据电路构造可知副线圈总电阻变大，副线圈总电流变小，则L2变暗。由

可知，副线圈总电流变小时，原线圈电流减小，则L1变暗，其电压减小，原线圈两端电压升高，由

可知，副线圈的电压升高，电压表示数变大，由于L2电流变小，则其电压变小，所以L3的电压变大，L3将变亮，故CD错误。

故选B。

7. 某航空爱好者利用所学知识设计了一个在地球上回收返回舱的电磁缓冲装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓返回舱和地面间的冲击力。如图甲所示，在返回舱的底盘安装有均匀对称的4台电磁缓冲装置，每台电磁缓冲结构示意图如图乙所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨、。导轨内侧，安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后，滑块K立即停下，不反弹。此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。返回舱质量为m，地球表面的重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。则以下说法正确的是（　　）

A. 滑块K的线圈中最大感应电流的大小

B. 若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中通过的电量

C. 若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中产生的焦耳热是

D. 若要使缓冲滑块K和返回舱不相碰，且缓冲时间为t，则缓冲装置中的光滑导轨PQ和MN长度至少

【答案】C

【解析】

【详解】A．滑块刚接触地面时感应电动势最大

根据闭合电路的欧姆定律可得滑块K的线圈中最大感应电流的大小

故A错误；

B．由

可得若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中通过的电量

故B错误；

C．设每个缓冲线圈产生的焦耳热为Q，由动能定理得

解得

故C正确；

D．因为有4台减速装置，利用动量定理得

其中

解得缓冲装置中的光滑导轨PQ和MN长度至少为

故D错误。

故选C。

二、多项选择题（共3题，每题5分，每题有多个选项符合要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选的得0分）

8. 科学家利用天然放射性的衰变规律，通过对目前发现的古老岩石中铀含量来推算地球的年龄，铀238的相对含量随时间的变化规律如图所示，下列说法正确的是（    ）

A. 半衰期与原子所处的物理状态无关，与原子所处的化学状态有关

B. 20个铀核经过90亿年，一定还有5个铀核未发生衰变

C. 铀最终衰变形成铅，需经8次衰变，6次衰变

D. 测得某岩石中现含有的铀是岩石形成初期时的一半，可推算出地球的年龄约为45亿年

【答案】CD

【解析】

【详解】A．半衰期由原子核内部的因素决定，与原子所处的物理状态、化学状态无关，故A错误；

B．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核衰变不适用，故B错误；

C．铀最终衰变形成铅，衰变的次数

衰变的次数

故C正确；

D．测得某岩石中现含有的铀是岩石形成初期时的一半，即经过一个半衰期，可推算出地球的年龄约为45亿年，故D正确。

故选CD。

9. 一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态a。其图像如图所示。ab、bc、ca皆为直线，ca平行于p轴，bc平行于V轴。关于理想气体经历的三个过程，下列说法正确的是（    ）

A. b点气体温度与c点气体温度之比为

B. a点气体温度与b点气体温度之比为

C. bc过程中，气体一定对外界放热

D. ab过程中，气体分子的内能先变大后变小

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．bc过程为等压变化过程，根据盖-吕萨克定律有

故A错误；

B．ab过程根据理想气体状态方程有

解得

故B正确；

C．bc过程中，压强不变，体积减小，，温度降低，，根据热力学第一定律

可知，气体一定对外界放热，故C正确；

D．根据p-V图像中等温线的特点可知ab过程中，温度先升高再降低，气体分子的内能先变大后变小，故D正确。

故选BCD。

10. 甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动．质点甲做初速度为零，加速度大小为的匀加速直线运动，质点乙做初速度为，加速度大小为的匀减速直线运动至速度减为零后保持静止。甲、乙两质点在运动过程中的（位置—速度）图像如图所示，（虚线与对应的坐标轴垂直），则下列说法正确的是（    ）

A. 图线a表示质点甲的运动

B. 整个过程，质点乙的位移大小

C. 质点甲的加速度大小

D. 质点乙的加速度大小

【答案】AB

【解析】

【详解】A．根据图像可知，a图线的速度随位移增大而增大，b图线的速度随位移增大而减小，所以图线a表示质点甲的运动，图线b表示质点乙的运动，故A正确；

BCD．设质点甲、乙的加速度大小分别为、，当时，乙的速度为6m/s，即质点乙的初速度

设质点乙、甲先后通过处时的速度均为，对质点甲有

对质点乙有

联立可得

当质点甲的速度，质点乙的速度时，两质点通过相同的位移均为，对质点甲有

对质点乙有

联立解得

可得

整个过程，质点乙的位移大小

解得

故B正确，CD错误。

故选AB。

三、实验题（共2题，11题7分，12题9分，共16分）

11. 某实验小组用图甲所示的装置“研究匀变速直线运动的规律”，实验步骤如下：

①在斜面上靠近底端的适当位置A处安装光电门，连接数字毫秒计，并确保小球在斜面上运动时球心可以通过光电门发射孔与接收孔的连线；

②用游标卡尺测量小球的直径d；

③将小球从斜面上适当位置B处，由静止开始释放，从数字毫秒计中读出小球通过光电门的挡光时间；

④通过固定在斜面上的刻度尺测出A、B之间的距离；

⑤改变小球释放位置B，重复步骤③④，完成多次测量并记录数据。

（1）用游标卡尺测量小球的直径d时，游标卡尺的读数如图乙所示，则_______mm；某次实验中，测得，则小球通过光电门的瞬时速度_______m/s（结果保留两位有效数字）。

（2）若采用如图丙所示的图像法求小球的加速度，可以选用_______（填正确答案标号）。

A．图像　　B．图像　　C．图像　　D．图像

（3）根据上述图像得到直线的斜率为k，则小球的加速度为_______（用题中出现的字母表示）。

【答案】    ①. 5.00    ②. 0.43    ③. C    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]游标卡尺读数为

[2]小球通过光电门的瞬时速度

（2）[3]小球由B处运动到A处的过程中做匀加速运动，由运动学公式得

即

解得

故选C。

（3）[4]根据

可知，斜率

故小球的加速度

12. 如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：

①在注射器内用活塞封闭一定质量气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；

②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值；

③重复上述步骤②，多次测量并记录；

④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。

（1）实验过程中，下列说法错误的有哪些________。

A．必须测出注射器内封闭气体的质量

B．压强和体积的测量必须采用国际制单位

C．推拉活塞时，手可以握住注射器气体部分

D．活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量

（2）如图是甲、乙两同学在实验中得到的图像，若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同，那么两图像斜率不同的可能是原因是________或者________________。

（3）由于在实验中未考虑软管中气体的体积，实验结果有一定的误差，此误差属于________（选填“系统误差”或“偶然误差”）；丙同学实验时缓慢推动活塞压缩气体，记录4组注射器上的刻度数值V，以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。绘出的关系图像应是________。

A．     B．      C．     D． 

【答案】    ①. ABC    ②. 温度不同    ③. 气体质量不同    ④. 系统误差    ⑤. B

【解析】

【详解】（1）[1]A．理想气体状态方程一般情况针对的是所研究的气体质量不变，所以实验中不需要测出注射器内封闭气体的质量，故A错误，符合题意；

B．在测量或者计算过程中不是必须采用国际制单位，只要同一个物理量每次读取数据时保证是相同的单位制即可，通过理想状态方程找出它们之间的比例关系即可，故B错误，符合题意；

C．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分，以免手部热量通过热传递导致气体的温度发生变化，故C错误，符合题意；

D．实验使用的是气压传感器,没有涉及力的测量，活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量，故D正确，不符合题意。

故选ABC。

（2）[2][3]根据图像,结合公式

可知，如果温度相同，则说明两次气体质量不同，如果气体质量相同则两次温度不同。

（3）[4]由于在实验中未考虑软管中气体的体积，体积的读数值总是比实际值小，有一定的误差，此误差属于系统误差。

[5]根据

可知

当气体质量不变时V与成正比，当气体质量发生改变后（质量变小），V与还是成正比，但此时的斜率发生变化，即斜率比原来小。设软管中气体的体积为，由图可知体积的读数值比实际值小，根据

  （C为定值）

则有

可得软管中气体的体积为图线的纵轴截距，两条线与纵轴的交点不变，故B正确，ACD错误。

故选B。

四、解答题（共3题，13题10分，14题13分，15题18分，共41分，每题要求写出必要得文字说明、方程式和步骤）

13. 足球，有“世界第一运动”美誉，是全球体育界最具影响力的单项体育运动。某次比赛前，足球内气体的温度是17℃，压强为p，认为整个过程中足球的容积不变。

（1）比赛过程中，球内气体的温度升高为37℃，求：此时球内气体的压强；

（2）若在下半场比赛时，足球被刺出一个小孔开始漏气，换下后，球内气体温度为27℃，压强为，求：足球漏出空气的质量与比赛前足球内空气质量的比值。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）球内空气经历等容变化，由查理定律可得

其中

，，

联立解得

（2）比赛前篮球内空气为研究对象，由理想气体状态方程

正比于质量，则足球内的剩余气体和比赛前气体的比值为

其中

，

可得

足球漏出空气的质量与比赛前足球内空气质量的比值为

14. 电子设备之间在一定距离范围内可以通过蓝牙连接进行数据交换，已经配对过的两电子设备，当距离小于某一值时，会自动连接；一旦超过该值时，蓝牙信号便会立即中断，无法正常通讯。如图所示，甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶，两车车顶、两位置都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备在5m以内时能够实现通信。时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为5m/s，乙车的速度为2m/s，、的距离为3m。从该时刻起甲车以的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动。（忽略信号传递时间）

（1）在甲车停下来之前，两车在前进方向上距离最大是多少米?

（2）从时刻起，甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为多长?

【答案】（1）4.5m；（2）6.25s

【解析】

【详解】（1）假设经过，两车的速度相等，此时相距最远

解得

此时两车在前进方向上的最大距离为

（2）根据几何知识可知，当甲车在乙车前方且时，有

根据运动学公式有

解得

，

当时，有

当时，有

时，甲车的速度为

之后，甲、乙两车的距离不断减小，且甲车能够继续行驶的距离为

根据几何关系可知，从开始到乙车行驶至甲车前方4m的过程中，，这段过程经历的时间为

所以甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为

15. 如图所示，上方的平行金属导轨与间距为，下方的金属导轨由圆弧导轨、与水平导轨、平滑连接而成，上方导轨和下方导轨没有连接在一起，圆弧导轨与的圆心角为、半径为，与的间距，与的间距，与的高度差为。导轨、左端接有的电阻，导轨与间的圆弧区域内没有磁场，平直部分存在宽度为、磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场；圆弧导轨与的区域内没有磁场，平直部分右侧存在磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场（图中没有画出），导体棒a质量为，棒a接在电路中的电阻；导体棒b质量为，棒b接在电路中的电阻。导体棒a从距离导轨、平直部分处静止释放，恰好沿圆弧轨道与的上端切线方向落在圆弧轨道上端，接着沿圆弧轨道下滑；导体棒b最初静止在水平导轨与上。重力加速度：，不计导轨电阻、一切摩擦及空气阻力。求：

（1）导体棒a刚进入磁场时电阻R的电流大小和方向；

（2）的大小；

（3）导体棒b从静止开始到匀速运动的过程中，导体棒b上产生的焦耳热。（导轨与、与均足够长，导体棒a只在导轨与上运动）

【答案】（1）2A，电流的方向为由N到M；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据动能定理可知

解得导体棒a刚进入磁场时的速度大小为

导体棒a产生的电动势为

由闭合电路欧姆定律可得

联立解得

由右手定则可判断，此时电阻R的电流的方向为由N到M。

（2）导体棒a到达时速度方向与水平方向的夹角为，则

导体棒a到达时的速度为

由题可知在导轨与平直部分从左到右，根据动量定理可得

又

联立解得

（3）导体棒a到达时的速度为

导体棒a刚进入磁场时的速度为，则

解得

最终匀速运动时，电路中无电流，则有

此过程中，对导体棒a由动量定理得

对导体棒b由动量定理得

联立解得

，

该过程中整个回路产生的总焦耳热为

解得

金属棒b上产生的焦耳热为