山西省臨汾市部分學校2023-2024學年高二下學期期末考試物理試題（解析版）

高二物理試題本試卷滿分100分，考試用時75分鐘。注意事項：1．答題前，考生務必將自己的姓名、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。4．本試卷主要考試內(nèi)容：人教版選擇性必修第一冊、第二冊、第三冊前三章。一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.下列四幅圖對應的說法正確的有（）A.圖甲中食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個方向都是一樣的B.圖乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸潤玻璃C.圖丙中懸浮在液體中微粒的運動反映了液體分子的無規(guī)則熱運動D.圖丁中液體表面層的分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離，是液體表面張力形成的原因【答案】C【解析】【詳解】A．圖甲中食鹽晶體是單晶體，其物理性質(zhì)沿各個方向不一樣，具有各向異性，故A錯誤；B．圖乙是玻璃管插入水中的情形，根據(jù)圖像可知，在附著層內(nèi)液體分子之間呈現(xiàn)斥力效果，該現(xiàn)象是浸潤，表明水能浸潤玻璃，故B錯誤；C．圖丙中懸浮在液體中微粒的運動是布朗運動，布朗運動反映了液體分子的無規(guī)則熱運動，故C正確；D．圖丁中液體表面層的分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，分子之間表現(xiàn)為引力效果，這是液體表面張力形成的原因，故D錯誤。故選C。2.下列應用動量定理解釋的現(xiàn)象，說法合理的是（）A.易碎物品運輸時要用柔軟材料包裝，這樣做是為了增加重量以減小作用力B.消防員進行翻越障礙物訓練時，落地總要屈腿，這樣可以減少人的動量變化量C.運動員在跳高時，總是落到沙坑里或海綿上，這樣做是為了延長著地過程的作用時間D.從同一高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是掉在水泥地上的玻璃杯動量改變大，掉在草地上的玻璃杯動量改變小【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．由△p=Ft可知，動量變化相等時，時間t越長，力F越小，因此易碎品運輸時要用柔軟材料包裝，是為了延長作用時間以減小作用力，故A錯誤；B．消防員進行翻越障礙物訓練時，落地時的速度一定，則人的動量變化一定，屈腿是延長時間t，可以減小人所受到的平均沖擊力，故B錯誤；C．跳高運動員在落地的過程中，動量變化一定。由動量定理可知，運動員受到的沖量I一定；跳高運動員在跳高時跳到沙坑里或跳到海綿墊上可以延長著地過程的作用時間t，由I=Ft可知，延長時間t可以減小運動員所受到的平均沖力F，故C正確；D．玻璃杯兩次與地面碰撞過程，初動量相同，末動量為零，兩次的動量變化量相同，但在水泥地上碰撞過程時間短，則動量的變化快，根據(jù)動量定理知，相互作用力大，掉在草地上的杯子動量改變慢，相互作用力小，故D錯誤。故選C。3.在相同的外界環(huán)境中，兩個相同的集氣瓶中分別密閉著質(zhì)量相同的氫氣和氧氣，如圖所示。若在相同溫度、壓強下氣體的摩爾體積相同，則下列說法正確的是（）A.氫氣的密度較小 B.氧氣的密度較小 C.氫氣的壓強較小 D.氧氣的分子數(shù)較少【答案】D【解析】【詳解】AB．兩個相同的集氣瓶中分別密閉著質(zhì)量相同的氫氣和氧氣，根據(jù)氣體的體積和質(zhì)量都相同，所以密度也相同，故AB錯誤；CD．氣體的分子數(shù)為由于氫分子的摩爾質(zhì)量較小，則其分子數(shù)較多，相同溫度下，氫氣的壓強更大，故C錯誤，D正確。故選D。4.一簡諧振子沿x軸振動，平衡位置在坐標原點，振動周期大于。振子沿x軸正方向經(jīng)過平衡位置時開始計時，時刻時刻時刻。該振子的振幅和周期分別為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】若振子的振幅為0.1m，根據(jù)簡諧運動的周期性和對稱性，如圖甲所示有則周期的最大值為s不符合題意；若振子振幅為0.2m，由簡諧運動的周期性和對稱性可知，振子由x=-0.1m運動到x=0.1m時，如圖乙所示有則周期的最大值為s不符合題意；若振子的振幅為0.2m，振子由x=-0.1m運動到x=0.1m，需時間再經(jīng)到x=0.1m，如圖丙所示則根據(jù)簡諧運動的周期性有所以最大周期為s故選A。5.兩分子間的分子力與分子間距離的關(guān)系圖像如圖甲所示，分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖像如圖乙所示。圖甲中為分子斥力和引力平衡時兩分子間的距離，為分子力為引力且最大時兩分子間的距離；圖乙中為分子勢能為0時兩分子間的距離，為分子勢能最小時兩分子間的距離。規(guī)定兩分子間的距離為無限遠時分子勢能為0，下列說法正確的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】A．當分子間的距離為時，分子力表現(xiàn)為斥力，有，選項A錯誤；B．當分子間的距離為時，分子勢能最小，兩分子間的斥力與引力相等，，選項B正確；CD．因，有，選項CD均錯誤。故選B。6.某時刻振蕩電路的自感線圈L中的電流產(chǎn)生的磁場的磁感應強度方向如圖所示．下列說法正確的是（）A.若電容器上極板帶正電，則電容器正在放電B.若電容器上極板帶負電，則線圈中的電流正在增大C.若磁場正在增強，則電容器兩極板間的電場強度正在增大D.若磁場正在減弱，則線圈的自感電動勢正在減小【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)磁感應強度的方向可知，回路中的電流為逆時針方向，則若電容器上極板帶正電，則電容器正在放電，選項A正確；B．若電容器上極板帶負電，則電容器正在充電，則線圈中的電流正在減小，選項B錯誤；C．若磁場正在增強，則回路中電流正在變大，電容器在放電，即電容器兩極板間的電場強度正在減小，選項C錯誤；D．若磁場正在減弱，則回路中電流正在變小，電容器在充電，電流減小的越來越快，則線圈的自感電動勢正在增加，選項D錯誤。故選A7.吸盤掛鉤里的吸盤工作原理的示意圖如圖所示，使用時先把吸盤緊挨豎直墻面，按住鎖扣把吸盤緊壓在墻上，擠出吸盤內(nèi)部分空氣，然后把鎖扣扳下，使外界空氣不能進入吸盤。由于吸盤內(nèi)外存在壓強差，因此吸盤被緊壓在墻壁上，掛鉤上即可懸掛適量物體。輕質(zhì)吸盤導熱良好、有效面積，鎖扣扳下前密封空氣的壓強與外界大氣壓強相等，扳下鎖扣后吸盤內(nèi)氣體體積變?yōu)樵瓉淼膬杀?。已知大氣壓強，吸盤掛鉤能夠承受豎直向下的最大拉力與其和墻壁間正壓力相等，空氣可視為理想氣體，取重力加速度大小。該吸盤能懸掛的物體的最大質(zhì)量為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】設鎖扣扳下前密封空氣的體積為，根據(jù)玻意耳可得解得設吸盤與墻壁間的正壓力大小為，則有設該吸盤能懸掛的物體的最大質(zhì)量為，根據(jù)受力平衡可得又聯(lián)立解得故選C。8.關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是（）A.物體的溫度可以達到零下300℃B.第二類永動機違背了能量守恒定律C.做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的D.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機，可將海水的部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能【答案】CD【解析】【詳解】A．零下273℃是低溫的極限，則物體的溫度不可以達到零下300℃，選項A錯誤；B．第二類永動機違背了熱力學第二定律，不違背能量守恒定律，選項B錯誤；C．做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的，選項C正確；D．利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，符合能量守恒定律，所以這在原理上是可行的，故D正確。故選CD。9.夏季持續(xù)高溫，用戶用電量激增，用戶端電壓有所降低。如圖所示，a、b端接入電壓不變的正弦交流電源，理想降壓變壓器原線圈與定值電阻r串聯(lián)，副線圈接有三個阻值均為R的定值電阻，當開關(guān)S閉合后，下列說法正確的是（）A.變壓器的輸入電壓降低 B.變壓器的輸入電流減小C.電阻r消耗的功率不變 D.a、b端的輸入功率增加【答案】AD【解析】【詳解】變壓器的副線圈的總電阻設為，則變壓器可等效為在原線圈電路中接入一個等效電阻，該等效電阻為其中解得ABC．當開關(guān)S閉合后，副線圈中并聯(lián)接入一個電阻后，副線圈的等效電阻減小，即原線圈中的等效電阻減小，根據(jù)“串反并同”，可知與串聯(lián)的定值電阻r的電流、電壓、電功率都增大，即變壓器的輸入電流增大，變壓器的輸入電壓為電源的電壓U不變，定值電阻r的電壓增大，所以變壓器的輸入電壓減小，故A正確，BC錯誤；D．a(chǎn)、b端的輸入功率為電源的電壓U不變，定值電阻r的電流增加，所以a、b端的輸入功率增加，故D正確。故選AD。10.如圖所示，光滑平行軌道的水平部分（虛線右側(cè)）存在方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場，軌道寬度為d。軌道右側(cè)接有電阻為R的定值電阻，將一根質(zhì)量為m、長度為d的均質(zhì)金屬棒從段距水平軌道高為h處無初速釋放，金屬棒進入磁場后開始減速，恰好能到達軌道右端，金屬棒運動過程中始終與導軌接觸良好且與導軌垂直，電路中除電阻R以外的電阻均不計，不計空氣阻力，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A.金屬棒的最大速度為B.金屬棒減速時的最大加速度為C.定值電阻R產(chǎn)生的總焦耳熱為D.金屬棒在磁場中運動的距離為【答案】AC【解析】【詳解】A．金屬棒下落過程，根據(jù)動能定理解得故A正確；B．金屬棒剛進入水平軌道時，速度最大，安培力最大，加速度最大，此時，產(chǎn)生的感應電動勢為電路中的電流為安培力為聯(lián)立，解得根據(jù)牛頓第二定律解得故B錯誤；C．金屬棒進入磁場后開始減速，恰好能到達軌道右端，根據(jù)能量守恒故C正確；D．金屬棒在磁場中運動過程，根據(jù)動量定理其中解得故D錯誤。故選AC二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某研究性學習小組自己動手設計實驗，測量半徑為R的半圓柱形玻璃磚的折射率，利用插針法在方格坐標紙測定半圓柱形玻璃磚折射率的記錄情況如圖甲所示，虛線為直徑與玻璃磚相同的圓，回答下列問題∶（1）玻璃磚所在位置為圖甲中的___________（填“上半圓”或“下半圓”）。（2）玻璃磚的折射率___________。（保留兩位有效數(shù)字）（3）小組同學讓半圓柱形玻璃磚的平面部分水平，如圖乙所示，在底部固定一小電珠P，當P發(fā)光時，在玻璃磚平面上方能看到一圓形亮斑，該亮斑的面積___________?！敬鸢浮浚?）下半圓（2）1.5（3）【解析】【小問1詳解】根據(jù)玻璃中的光線與法線的夾角小，顯然玻璃磚所在位置為題圖甲中的下半圓?！拘?詳解】根據(jù)題圖甲中光線可知?！拘?詳解】設玻璃磚的臨界角為C，亮斑的半徑為r，則有，解得12.某同學用注射器和壓強傳感器探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時所遵循的規(guī)律。實驗裝置如圖甲所示，用活塞和注射器外筒封閉一定量的氣體，其壓強可由左側(cè)的壓強傳感器測得。（1）有關(guān)該實驗的說法，正確的是______。A.實驗時注射器必須水平放置B.注射器內(nèi)部的橫截面積的具體數(shù)據(jù)必須測出C.注射器旁的刻度尺的刻度只要均勻即可，無須標注單位（2）進行實驗操作時，推拉活塞不能過快，其原因是______。A.防止封閉氣體的溫度發(fā)生改變B.防止封閉氣體的質(zhì)量發(fā)生改變（3）該同學首先在實驗室Ⅰ進行了實驗，下表為記錄的實驗數(shù)據(jù)，其中有一次記錄的實驗數(shù)據(jù)錯誤，記錄錯誤的是______（填錯誤數(shù)據(jù)對應的實驗序號）。實驗序號12345封閉氣柱長度L/cm12.0011.0010.009.008.00封閉氣柱的壓強1.001.091.201.26150（4）該同學利用同一裝置對同一封閉氣體在另一溫度稍低的實驗室Ⅱ進行了實驗，根據(jù)實驗室Ⅰ、Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)用正確的方法作出的圖像如圖乙所示，根據(jù)實驗室Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)作出的圖像應為______（填“①”或“②”）?！敬鸢浮浚?）C（2）A（3）4（4）②【解析】【小問1詳解】A．實驗時用壓強傳感器測量壓強，則注射器沒必要必須水平放置，選項A錯誤；B．注射器內(nèi)部的橫截面積的具體數(shù)據(jù)不需要必須測出，只需要用氣柱的長度代替體積即可，選項B錯誤；C．注射器旁的刻度尺的刻度只要均勻即可，無須標注單位，選項C正確。故選C。【小問2詳解】若推拉活塞過快，則氣體的溫度會發(fā)生變化，則進行實驗操作時，推拉活塞不能過快，故選A?！拘?詳解】由表中數(shù)據(jù)可知pL乘積約為12×105Pa?cm，可知第4組數(shù)據(jù)乘積11.34×105Pa?cm，偏離較大?！拘?詳解】根據(jù)可得溫度越低，則圖像的斜率越小，可知根據(jù)實驗室Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)作出的圖像應為②。13.鉆石中的碳原子（每個碳原子占據(jù)一個正方體）以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)緊密地堆在一起，鉆石是自然界中最硬的物質(zhì)，圖為2克拉（1克拉=0.2g）的鉆石。已知碳原子的直徑，碳元素的相對原子質(zhì)量為12，阿伏加德羅常數(shù)。求：（1）該鉆石含有的碳原子個數(shù)N；（2）鉆石的密度。（兩問結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）碳的摩爾質(zhì)量，2克拉的鉆石質(zhì)量，設2克拉鉆石的物質(zhì)的量為n，則有解得個（2）設該鉆石的體積為V，每個碳原子占據(jù)的體積為，則有解得14.如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里、