2023-2024学年海南省海口市高二（下）期末考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年海南省海口市高二（下）期末考试物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.电磁波按波长由大到小排列正确的是( )
A. 无线电波、红外线、紫外线、射线 B. 射线、红外线、紫外线、无线电波
C. 红外线、无线电波、射线、紫外线 D. 紫外线、无线电波、射线、红外线
2.有关分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是( )
A. 当分子间表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
B. 随着科技的进步，我们可以通过降低海水温度释放出的大量热量，全部用来发电，而不产生其他影响，从而解决能源危机
C. 汽泡从恒温的水池底部缓慢上浮，在上浮的过程中汽泡体积增大、对外做功、放出热量
D. 若把氢气和氧气看成理想气体，则体积、质量和温度均相同的氢气和氧气内能一定相等
3.如图所示，是远距离输电示意图，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电线路的总电阻为，下列说法正确的是( )
A. 输出电压等于输入电压
B. 输出功率等于输入功率
C. 若用户接入的用电器增多，则消耗的功率增大
D. 若用户接入的用电器增多，则输出功率减小
4.风力发电将成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一、如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴逆时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则( )
A. 当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为
B. 当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零
C. 穿过线圈的最大磁通量为
D. 当线圈转到图乙所示位置时磁通量的变化率最大
5.一列简谐横波沿轴方向传播，图甲是时刻波的图像，图乙为图甲中质点的振动图像，则下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 波传播的速度为
C. 在到内质点运动的路程为
D. 质点与质点的运动方向总是相反
6.以下说法不正确的是( )
A. 小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体表面张力在起作用
B. 在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银呈球形，是由于表面张力的作用
C. 细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后，其表面受到表面张力作用使得尖端变钝
D. 小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果
7.用注射器将一段空气可视为理想气体封闭，操作注射器实现气体按如图的变化。下列说法正确的是( )
A. ，所有分子热运动的动能都增大
B. ，气体吸收的热量大于气体对外做的功
C. ，气体的压强先不变后减小
D. 单位时间内与注射器单位面积碰撞的分子数状态比状态多
8.原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子。例如在某种条件下，铬原子的能级上的电子跃迁到能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为，式中，，表示不同能级，是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共5小题，共20分。
9.一个核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为，则下列叙述正确的是( )
A. 原子核中含有个中子
B. 原子核中含有个核子
C. 上述核反应过程中，裂变时释放能量，裂变后生成物的总核子数增加
D. 上述核反应过程中，裂变时释放能量，出现质量亏损，但总质量数守恒
10.核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是( )
A. 放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽
B. 同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长
C. 改变压力、温度或浓度，不会改变放射性元素的半衰期
D. 放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用
11.如图，两束单色光以相同的入射角从圆心点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为和。已知入射角，光束与玻璃砖间的夹角。下列说法正确的是( )
A. 玻璃对光折射率为
B. 在相同介质中，光的速度比光的速度小
C. 用同一装置对光和光分别进行单缝衍射实验，光的中央亮纹更宽
D. 用同一装置对光和光分别进行双缝干涉实验，光在光屏上得到条纹间距较小
12.两种光子的能量之比为，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为、，则下列说法正确的是( )
A. 、两种光子的频率之比为 B. A、两种光子的动量之比为
C. 该金属的逸出功 D. 该金属的极限频率
13.如图所示，在光滑水平面上，有一质量为的薄板和质量为的物块。都以的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，则( )
A. 当薄板的速度为时，物块做加速运动
B. 当薄板的速度为时，物块做减速运动
C. 当薄板的速度为时，物块做减速运动
D. 当薄板的速度为时，物块做匀速运动
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
14.在用油膜法估测分子大小的实验中。
某同学操作步骤如下：
用的油酸配制了的油酸酒精溶液；
用注射器和量筒测得滴油酸酒精溶液的体积为；
在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；
在浅盘上覆盖透明玻璃板，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积为。则可估算出油酸分子的直径大小__________。结果保留一位有效数字
若已知纯油酸的密度为，摩尔质量为，在测出油酸分子直径为后，还可以继续估测出阿伏加德罗常数__________用题中给出的物理量符号表示。
15.某物理兴趣小组测量一段某材料制成的电阻丝的电阻率。
先用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图甲所示，其直径______；再用刻度尺测出电阻丝的长度为；
用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用______选填“”或“”挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示；
为了准确测量电阻丝的电阻，某同学设计了如图丙所示的电路；
闭合，当接时，电压表示数为，电流表示数为；当接时，电压表示数为，电流表示数为，则待测电阻的阻值为______用题中的物理量符号表示；
根据电阻定律计算出该电阻丝的电阻率______用、、表示。
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
16.如图甲为内壁光滑、导热性能良好的竖直放置的气缸，活塞密封一定质量的理想气体，某探究小组想要通过实验测量活塞的质量，测得静止时活塞到气缸底部的距离为，接下来将气缸缓慢转动至水平图乙，稳定时测得活塞到气缸底部的距离为，活塞的横截面积，大气压强，。求：
图甲中气缸内的气体压强；
活塞的质量。
17.如图所示，足够长的型光滑金属导轨平面与水平面的夹角为，其中与平行且间距为，处在方向垂直于导轨平面向上且磁感应强度为的匀强磁场中，导轨电阻不计。金属棒与两导轨始终保持垂直且接触良好，棒在与之间部分的电阻为，棒的质量为，当棒由静止开始沿导轨下滑距离为时，棒的速度大小为。已知重力加速度为，在这一过程中，求：
当金属棒速度大小为时，棒受到的安培力大小；
通过金属棒的电荷量；
金属棒产生的焦耳热。
18.如图所示，在平面直角坐标系中，第一象限内存在匀强电场，电场方向沿轴负方向，第二象限内存在半径为的圆形匀强磁场，方向垂直于平面向里，圆形边界与轴相切于点、与轴相切于点，在第四象限某区域存在一个等边三角形区域的匀强磁场图中未画出，第二、四象限匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相同。有一电荷量为、质量为的带正电的粒子从点以初速度沿直径方向射入磁场，从点进入电场，从轴上的点进入第四象限，粒子经等边三角形区域的匀强磁场偏转后速度方向沿轴负方向，不计粒子重力。求：
匀强磁场的磁感应强度和匀强电场的电场强度的大小；
粒子在第四象限磁场中运动的时间；
等边三角形区域磁场的最小边长。
答案解析
1.
【解析】依照波长由大到小的顺序，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，射线伽马射线，故A正确，、、D错误。
故选A。
2.
【解析】A.当分子间表现为引力时，分子距离增加时分子引力做负功，分子势能增加，即分子势能随分子间距离的增大而增大，选项A正确；
B.根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量并全部用来做功，而不引起其他变化。即使是随着科技的进步，我们可以通过降低海水温度释放出的大量热量来发电，但不可能不产生其他影响，选项B错误；
C.汽泡从恒温的水池底部缓慢上浮，在上浮的过程中汽泡体积增大、对外做功、由于温度不变，内能不变，则吸收热量，选项C错误；
D.若把氢气和氧气看成理想气体，则体积、质量和温度均相同的氢气和氧气分子平均动能相同，但是由于两种气体中含分子个数不同，则内能不相等，选项D错误。
故选A。
3.
【解析】由于输电过程中电阻要产生热量，会损失功率，故 输出功率大于 输入功率； 输出电压大于 输入电压，故AB错误；
C.由于输入电压不变，所以 变压器的输出变压不变，随着用户接入的用电器增多，导致用户端的等效电阻变小，则电流变大，根据
可知功率增大，故C正确；
D.用户接入电路的用电器越多，用电器消耗功率增大，即输出功率增大，故D错误。
故选C。
4.
【解析】A.由右手定则可知，当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为，选项A错误；
B.当线圈转到竖直位置时交流电瞬时值为零，而电流表的示数是交流电的有效值，则在该位置时电流表的示数不为零，选项B错误；
C.根据
可得穿过线圈的最大磁通量为
选项C错误；
D.当线圈转到图乙所示位置时感应电动势最大，则磁通量的变化率最大，选项D正确。
故选D。
5.
【解析】A.由图乙可知，当 时质点向下振动，根据“同侧法”可得，波沿轴负方向传播，A错误；
B.由图像可知
波传播的速度为
B正确；
C.在 到 质点 振动的时间为
在 到 内质点 运动的路程为
C错误；
D.质点与质点两质点平衡位置间距不等于半波长的奇数倍，可知两质点的运动方向不总是相反的，D错误；
故选B。
6.
【解析】A.小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体表面张力在起作用，故A正确；
B.在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银呈球形，是由于表面张力的作用，故B正确；
C.细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后，其表面受到表面张力作用使得尖端变钝，故C正确；
D.小木块能够浮于水面上是小木块受到的浮力与其重力平衡的结果，故D错误。
本题选错误的，故选D。
7.
【解析】A. 过程中，温度升高，分子的平均动能增大，但不是所有分子的动能都增大，故A错误；
B. 过程中，温度升高，则气体内能增大，气体体积变大，则气体对外界做正功，根据热力学第一定律可得
由于
可知
且气体吸收的热量大于气体对外做的功，故B正确；
C.根据理想气体状态方程
得
可知图线上的点与原点连线斜率越小则压强越大，所以 气体的压强先增大后减小，故C错误；
D.由图像可知、两状态压强相等，状态温度高于状态温度，温度高的分子平均动能大，根据压强微观意义可知，状态时，单位时间内与注射器单位面积碰撞的分子数比状态时少，故D错误。
故选B。
8.
【解析】根据题意可以知道能级能量，能级能量，
从能级跃迁到能级释放的能量为 ，
处于能级的能量为，
电离需要能量为： ，
因此俄歇电子的动能 ，故ABD错误，C正确。
9.
【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知， 原子核的质量数，即核子数为；电荷数为；则含有中子个，故A正确，B错误；
上述核反应过程中，裂变时释放能量，出现质量亏损，裂变后生成物的总核子数不变，即反应的总质量数守恒，故C错误，D正确。
故选AD。
10.
【解析】A.大量放射性元素经过两个完整的半衰期后，其衰变剩下的质量为原来的四分之一，故A错误；
半衰期是由原子核内部自身的因素决定的，跟原子所处的物理状态如压力、温度、浓度和化学状态如单质、化合物无关，故B错误，C正确；
D.放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，故D正确。
故选CD。
11.
【解析】A.根据折射定律可知，玻璃对光折射率为
故A正确；
C.由图可知，光与光的入射角相同，但光偏折程度较大，故光的折射率大于光的折射率，光的频率大于光的频率，光的波长小于光的波长，可知光和光分别通过同一个单缝，光中央亮纹更宽，故C错误；
B.根据
由于光的折射率大于光的折射率，可知在相同介质中，光的速度比光的速度大，故B错误；
D.根据
由于光的波长小于光的波长，可知用同一装置对光和光分别进行双缝干涉实验，光在光屏上得到的条纹间距较小，故D正确。
故选AD。
12.
【解析】A.根据
可得，、两种光子的频率之比为 ，故A错误；
B.根据
可知、两种光子的动量之比为 ，故B正确；
根据光电效应方程可知
解得该金属的逸出功
该金属的极限频率
故C正确，D错误。
故选BC。
13.
【解析】根据题意可知，开始薄板向右减速，物块向左减速，当物块速度减为零时，薄板的速度为 ，由动量守恒定律有
解得
之后，薄板继续向右减速，物块向右加速，当两者速度达到相同时，设共同速度为 ，由动量守恒定律有
解得
之后，两者相对静止，一起向右做匀速直线运动。综上所述可知，当薄板的速度为 时，物块做加速运动，当薄板的速度为 时，物块做减速运动。
故选AC。
14.


【解析】一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
油酸分子的直径大小
一个油酸分子的体积为
一个油酸分子的质量为
阿伏加德罗常数
15.；
；
，
【解析】甲图中，用螺旋测微器测量电阻丝的直径；
用多用电表测电阻丝的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，说明倍率过高，被测电阻很小，应该换用小量程电阻挡，用“”挡；
当接时，电压表测的是、和的电压，电流表测的是通过、和的电流，则有，
当接时，电压表测的是和的电压，电流表测的是通过和的电流，则，联立两式可得；
根据电阻定律，可得。
16.对气缸内气体，气缸竖直放置时，设初态压强为 ，初态体积
气缸水平放置时，末态压强为
末态体积
气体做等温变化，由玻意耳定律
得
对活塞，根据平衡条件得
解得

17.当 棒的速度大小为 时，导体棒切割磁感线产生的感应电动势
回路电流
导体棒所受安培力
解得
下滑过程中，平均电动势
平均电流
因此流过某截面的电量
当 棒由静止沿导轨下滑的距离为 的过程中，根据能量守恒
因此产生的热量

18.由几何关系可知粒子在第二象限磁场中运动的轨迹半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
解得磁感应强度大小为
粒子在电场中做类平抛运动，则有
解得电场强度大小为
到达 点时，沿电场方向的速度为
粒子到达 点时的速度为
方向与 轴成 角，速度为 ，粒子在磁场中运动的半径为
由圆周运动周期公式得
由几何关系得圆心角为 ，所以时间为
由以上公式联立得
如图所示由几何关系得：
最小边长
由以上公式联立得

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