[物理][期末]江苏省南通市2023-2024学年高二下学期6月期末试题(解析版)

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注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。
2.答题前，请务必将自己的姓名、考试号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。
3.请认真核对答题卡表头规定填写或填涂的项目是否准确。
4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。
5.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑加粗。
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示是收音机的一种接收电路，使该电路产生电谐振，可以把需要的信号选择出来。该过程叫做（ ）
A. 调谐B. 调频C. 调制D. 解调
【答案】A
【解析】使接收电路产生电谐振的过程叫调谐，俗称选台，当接收电路的固有频率与电磁波的固有频率相同时使接收电路中产生的较强的电流信号。
故选A。
2. 嫦娥六号采用了大量的传感器。某金属热电阻和热敏电阻的阻值R随温度T变化的关系图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 金属热电阻不可用来做电阻温度计
B. 金属热电阻在温度上升时导电能力增强
C. 热敏电阻的阻值随温度的变化不明显
D. 它们都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
【答案】D
【解析】A．金属热电阻的阻值对温度的升高而增大，这样的金属可以制成温度传感器，称为热电阻，可用来做电阻温度计，故A错误；
B．金属热电阻在温度上升时，电阻变大，导电能力减弱，故B错误；
C．热敏电阻的阻值随温度的升高而降低，其阻值变化明显，故C错误；
D．金属热电阻和热敏电阻它们都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故D正确。
3. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列说法中正确的是（ ）
A. 配制油酸酒精溶液时，浓度要尽量大些
B. 先滴入油酸酒精溶液，后在水面撒上痱子粉
C. 向水面滴油酸酒精溶液时，注射器离水面应尽量高些
D. 待油膜形状稳定后，在玻璃板上描下油膜边缘的形状
【答案】D
【解析】A．为了便于形成单分子油膜层，配制油酸酒精溶液时，浓度要适当小一些，故A错误；
B．为了便于显示出油膜层边缘的形状，实验中，应先在水面撒上痱子粉，后滴入油酸酒精溶液，故B错误；
C．为了滴入的油酸聚在一个位置，向水面滴油酸酒精溶液时，注射器离水面应尽量低些，故C错误；
D．为了确保油膜面积测量的精度，实验中，应待油膜形状稳定后，在玻璃板上描下油膜边缘的形状，故D正确。
4. 食盐是生活中不可缺少的调味品，右图是食盐中氯离子和钠离子的分布示意图。则（ ）
A. 氯离子和钠离子是静止不动的
B. 离子的空间点阵分布特点说明食盐是晶体
C. 盐粒受潮粘在一起形成的盐块是非晶体
D. 食盐加热熔化过程中分子平均动能增加
【答案】B
【解析】A．食盐晶体中的氯离子和钠离子并不是像结构图上所画的那些点一样静止不动的，它们时刻都在不停地振动，结构图中所画的那些点是它们的平衡位置，故A错误；
B．离子的空间点阵分布特点说明食盐是晶体，故B正确；
C．盐粒受潮粘在一起形成的盐块，形状不规则，但仍然是晶体，故C错误；
D．食盐加热熔化过程中，温度不变，内能增加，所以分子平均动能不变，故D错误。
故选B。
5. 如图所示是在空间站里演示的“水球气泡”，航天员让水球悬在空中，在水球中注入气体形成气泡。下列说法中正确的是（ ）
A. 水球外表面分子间的作用力表现为引力
B. 与气泡接触的水球内表面分子间的作用力表现为斥力
C. 气泡内气体压强为零
D. 气泡内速率大的分子比例随温度升高而减小
【答案】A
【解析】A．水球外表面水分子间距离大于水球内水分子之间距离，分子间的作用力表现为引力，故A正确；
B．与气泡接触的水球内表面分子间的作用力也表现为引力，故B错误；
C．水球中气体分子做无规则热运动，会对气泡表面产生频繁撞击形成压强，故水球中气体压强不为0，故C错误；
D．气泡内速率大的分子比例随温度升高而增加，故D错误。
6. 考古中常用来估测文物的年代。的衰变方程为，半衰期为5730年。下列说法中正确的是（ ）
A. X是正电子
B. 比多1个质子
C. 的比结合能小于的比结合能
D. 某古木含为活体植物的，该古木距今约11460年
【答案】C
【解析】A．由衰变过程电荷数守恒和质量数守恒可知，X是电子，故A错误；
B．比少一个质子，故B错误；
C．衰变是原子核自发的射出某种粒子而变为另一种核的过程，是由于比结合能小的原子核不稳定，只有从比结合能小的核向比结合能大的核转变，这种核反应才能自发地发生，则的比结合能小于的比结合能，故C正确；
D．某古木的含为活体植物的，则发生3次衰变，该古木距今约17190年，故D错误。
7. 一定质量的理想气体状态变化的图像如图所示，A→B是等温过程，B→C是绝热过程。则（ ）
A. A→B过程，气体分子的数密度不变
B. A→B过程，气体向外放出热量
C. B→C，气体对外界做功
D. B→C过程，气体温度升高
【答案】C
【解析】A．A→B过程，质量不变，体积变大，所以气体分子的数密度变小，故A错误；
B．A→B过程，温度不变，所以内能不变
体积变大，气体对外界做功
根据热力学第一定律
所以
气体吸收热量，故B错误；
C．B→C过程，体积变大，所以气体对外界做功，故C正确；
D．B→C是绝热过程，即
由上述可知，B→C过程气体对外界做功
所以
气体温度降低，故D错误。
故选C。
8. 某同学站在压力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中，压力传感器的示数F随时间t的变化情况如图所示，则（ ）
A. “下蹲”过程，人的加速度方向一直向下
B. “下蹲”过程，人的速度先增大后减小
C. “站起”过程，该同学先失重后超重
D. “站起”过程，传感器对人的支持力大于人对传感器的压力
【答案】B
【解析】A．“下蹲”过程，人的加速度方向先向下后向上，故A错误；
B．“下蹲”过程，人的速度先增大后减小，故B正确；
C．“站起”过程，加速度先向上后向下，所以该同学先超重后失重，故C错误；
D．传感器对人的支持力与人对传感器的压力是作用力与反作用力，所以大小相等，故D错误；
故选B。
9. 如图甲所示，物块A、B用轻弹簧连接，静止在光滑水平面上，弹簧处于原长。时刻，对A施加水平向右的恒力F，在时间内两物块的加速度a随时间t的变化情况如图乙所示，弹簧始终处于弹性限度内。则（ ）
A. A、B的质量相等
B. 时刻，A的速度大于B的速度
C. 时刻，A、B间的距离最小
D. 时刻后，A、B一起做匀加速运动
【答案】B
【解析】A．初始时刻，根据牛顿第二定律
AB加速度相等时
根据图乙可知
可得
故A错误；
B．图像与时间轴围成的面积表示速度变化量，根据图乙可知，时刻，A的速度大于B的速度，故B正确；
C．时刻，A的速度大于B的速度，两物体仍在接近，故C错误；
D．时刻后，弹簧继续压缩，则A的加速度继续减小，B的加速度继续增大，加速度不同，故D错误。
故选B。
10. 如图所示，橡皮筋的一端固定在O点，另一端连接水平地面上的物块，O点正下方处固定一滑轮，为橡皮筋的自然长度。现用水平拉力F使物块缓慢向右运动一段距离x，该过程橡皮筋一直处在弹性限度内且遵循胡克定律。下列关于地面对物块弹力和摩擦力、橡皮筋弹力、水平拉力F与物块移动距离x的关系图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】C．设开始时离地面的高度为L，某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为，则
则此时橡皮筋的弹力为
所以不成线性关系，故C错误；
A．橡皮筋在竖直方向的分力为
对物块在竖直方向有
可得
故地面对物块弹力不随物块移动距离x变化而变化，故A错误；
B．由于为定值，则地面对物块的摩擦力为
也不随物块移动距离x的变化而变化，故B错误；
D．对物块在水平方向，有
所以F与x成线性关系，故D正确。
故选D。
二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某实验小组利用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律。
（1）下列实验操作步骤。正确的顺序是______。
①将挂有槽码的细线绕过定滑轮系在滑块上，滑块移到光电门1右侧某位置A处
②改变槽码和滑块质量，重复实验
③把气垫导轨放在水平桌面上，将装有遮光条的滑块放在导轨上，打开气源开关，调节导轨至水平
④多次改变光电门2的位置，滑块每次都由A处静止释放，记录和
⑤从A处由静止释放滑块，记录滑块从光电门1运动到光电门2的时间和遮光条通过光电门2的遮光时间
（2）实验记录和处理的某组数据如下表：
请根据表中数据，在图乙中作出图像______。
（3）根据图像求得图线的斜率______（结果保留两位有效数字）。
（4）实验中，测得遮光条的宽度为d，滑块和遮光条的总质量为M，槽码的质量为m，用槽码的重力代替细线的拉力。已知重力加速度为g。在误差允许范围内，如果（3）中所求k满足______（用符号d、m、M、g表示）。则验证了牛顿第二定律。
（5）实验小组发现图线斜率的测量值总小于理论值，产生该系统误差的原因是______（写出一个即可）。
【答案】（1）③①⑤④② （2）图见解析 （3） （4） （5）将槽码的重力代替细线的拉力
【解析】（1）实验时先调节轨道水平，然后放好挂着槽码的细线和滑块，释放滑块后记录通过光电门的时间，最后重复几次实验，则实验操作正确的顺序是③①⑤④②；
（2）图像如图
（3）根据图像求得图线的斜率
（4）根据
即
图像的斜率
即在误差允许范围内，如果（3）中所求k满足
则验证了牛顿第二定律。
（5）将槽码的重力代替细线的拉力，则理论值偏大，从而使得图线斜率的测量值总小于理论值。
12. 科学家用放射性材料PuO2作为发电能源为火星车供电，PuO2中的Pu元素是。一静止的核发生α衰变生成铀（U）核，释放的能量为。已知α粒子的质量为m，运动速度大小为v，真空中光速为c，普朗克常量为h。
（1）写出发生α衰变的核反应方程，并求出反应中的质量亏损；
（2）求该铀核的物质波波长。
【答案】（1），；（2）
【解析】（1）衰变方程为
根据质能方程可知
解得
（2）根据动量守恒定律可知α粒子和铀核的动量大小相等，设为p，则
铀核的物质波波长为
13. 如图甲所示是研究光电效应的电路图，图乙是氢原子能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁时辐射的光子照射光电管阴极K，只有两种光子能使阴极K发出光电子。闭合开关，移动变阻器滑片，当微安表示数恰为零时电压表示数为U。已知氢原子的能级（，2，3，…），电子电荷量为e，普朗克常量为h。求：
（1）氢原子跃迁时辐射出光子的最大频率；
（2）阴极K的逸出功。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）处于能级跃迁到能级时辐射光子能量最大，有
解得
（2）当微安表示数恰为零时电压表示数为U，根据动能定理有
根据光电效应方程可知
联立得
14. 如图所示，内壁光滑的导热汽缸置于水平面上，用质量为m、面积为S的活塞封闭了物质的量为n的理想气体，活塞与汽缸底部用劲度系数为k的轻弹簧连接，静止在A位置，到汽缸底部的距离为h，封闭气体压强等于大气压。现活塞在拉力作用下缓慢上升到B位置，此时弹簧弹力与活塞的重力大小相等。上述过程中拉力做的功为，环境温度保持不变，已知阿伏加德罗常数为，重力加速度为g。求：
（1）活塞在A位置时封闭气体单个分子平均占据的空间体积；
（2）活塞在B位置时封闭气体的压强p；
（3）此过程中封闭气体吸收的热量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）活塞在A位置时，封闭气体的体积
气体分子数
单个分子平均占据的空间体积
（2）活塞在A位置时，封闭气体压强等于大气压，所以弹簧弹力向上等于重力，则有
活塞在B位置时，弹簧弹力与活塞的重力大小相等，所以此时弹力向下，弹簧由压缩变为拉伸，所以从A到B位置，活塞上升的距离
根据玻意耳定律
解得
（3）从A到B位置，弹簧总功为零，则气体对活塞做功
活塞对气体做功
根据热力学第一定律
其中
所以此过程中封闭气体吸收的热量
15. 如图所示，水平桌面上固定有定滑轮和挡板，长木板B放在桌面上，B的右端到挡板的距离，小物块A放在长木板B左端，通过水平轻绳与重物C相连。已知A和B的质量，A和B间的动摩擦因数，B与桌面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。
（1）要使A、B、C三个物体保持静止，求C的质量的最大值；
（2）若C的质量，现将C由静止释放，当B与挡板发生碰撞时剪断轻绳，此时C未落地，B碰后的速率为碰前的0.9倍，A始终未滑离B，求：
①B与挡板碰前瞬间速率；
②B与挡板碰撞后的运动时间t。
【答案】（1）0.8kg；（2）①0.8m/s，②
【解析】（1）A、B、C三个物体保持静止，当C质量最大时，桌面对B摩擦力恰好达到最大静摩擦力，对A、B、C整体分析有
解得
（2）①假设A、B、C三个物体能够保持相对静止，对三个物体进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
对A、C进行分析有
解得
假设成立，B与挡板碰前，根据位移与速度的关系式有
解得
②B碰后的速率为碰前的0.9倍，A始终未滑离B，对A、B分别进行分析，根据牛顿第二定律有
，
解得
，
可知A向右做匀减速直线运动，B向左做匀减速直线运动，B减为0时有
，
解得
，
之后，A仍然向右做匀减速直线运动，B向右做匀加速直线运动，则有
解得
再经历时间，两者达到相等速度，则有
解得
，
上述过程B的位移大小
解得
之后A、B保持相对静止向右做匀减速直线运动，则有
解得
减速至0过程有
解得
根据上述有
可知，B没有再次与挡板碰撞，则有
解得
B与挡板碰撞后的运动时间
解得
0.81
0.91
1.09
1.24
1.46
1.67
7.14
6.25
5.26
4.54
3.85
3.33
140
160
190
220
260
300