山東省泰安市2023-2024學年高二下學期7月期末物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1高二年級考試物理試題一、選擇題：本題共50分。在每小題給出的四個選項中，第1~10題只有一項符合題目要求，每題3分。1.關于固體、液體的性質，下列說法正確的是（）A.雖然金屬具有確定的熔點，但金屬沒有規(guī)則的形狀，因此金屬不屬于晶體B.可根據(jù)各向同性或各向異性來鑒別晶體和非晶體C.玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，其尖端變鈍，是液體表面張力作用的結果D.唐詩《觀荷葉露珠》中有“霏微曉露成珠顆”的詩句，詩中荷葉和露水表現(xiàn)為浸潤【答案】C【解析】A．區(qū)分晶體與非晶體是看其有沒有固定的熔點，金屬具有固定的熔點，為晶體，故A錯誤；B．不可根據(jù)各向同性或各向異性來鑒別晶體和非晶體，多晶體與非晶體的物理性質均為各向同性，故B錯誤；C．玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，其尖端變鈍，這是由于液體表面張力的作用，故C正確；D．唐詩《觀荷葉露珠》中有“霏微曉露成珠顆”的詩句，詩中荷葉和露水表現(xiàn)為不浸潤，故D錯誤。故選C。2.膠片電影利用光電管把“聲音的照片”還原成聲音，原理如圖所示，在電影放映機中用頻率為的一極窄光束照射聲音軌道，由于膠片上各處的聲音軌道寬窄不同，在膠片移動的過程中，通過聲音軌道后的光強隨之變化，射向光電管后，在電路中產(chǎn)生變化的電流，b為電源負極，經(jīng)放大電路放大后，通過喇叭就可以把聲音放出來。則（）A.保持光的頻率不變，把滑動變阻器的滑動觸頭向左滑，電路中的電流一定增大B.減小光的頻率，增加光照強度，一定可以還原出聲音C.只增大光的頻率，一定可以還原出聲音D.逸出光電子的最大初動能與照射光頻率成正比【答案】C【解析】A．b為電源負極，光電管兩端加正向電壓，把滑動變阻器的滑動觸頭向左滑，光電管兩端電壓增大，若還沒有達到飽和電流，則電路中的電流增大；若滑動變阻器的滑動觸頭滑動之前已經(jīng)達到了飽和電流，則電路中的電流不變，故A錯誤；BC．只增大光的頻率，肯定有光電子從光電管的陰極到達陽極，從而使電路導通，一定可以還原出聲音；若減小光的頻率，增加光照強度，當光的頻率減小到小于金屬的截止頻率，則沒有光電子逸出，不可以還原出聲音，故B錯誤，C正確；D．根據(jù)愛因斯坦光電效應方程所以，逸出光電子的最大初動能與照射光頻率成線性關系，但不成正比，故D錯誤。故選C。3.如圖所示為鉗形電流表的結構圖和外形圖，據(jù)圖判斷下列說法正確的是（）A.鉗型電流表的變壓器是一個降壓變壓器B.通過鉗型表的導線增加為兩圈，所測得的電流將會加倍C.讀數(shù)時要使鐵芯保持張開D.載流導線中的電流在鐵芯中產(chǎn)生了穩(wěn)定的磁場【答案】B【解析】A．鉗形電流測量儀實質上是“降流”，則n2>n1,屬于升壓變壓器，故A錯誤；B．根據(jù)通過鉗型表的導線增加為兩圈，即n1加倍，因I1和n2不變，則所測得的電流I2將會加倍，故B正確；C．若鉗形部分鐵芯沒有完全閉合，載流導線中電流產(chǎn)生的磁場減弱，磁通量變化率減小，在內置線圈產(chǎn)生的感應電動勢減小，感應電流減小，則測量出的電流將小于實際電流，故C錯誤；D．載流導線中的電流為周期性變化的電流，在鐵芯中產(chǎn)生了周期性變化的磁場，故D錯誤。故選B。4.一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其過程如V-T圖中的實線ab所示，線ab與過原點的虛線斜率相同。在該過程中（）A.氣體壓強不變B.氣體壓強減小C.氣體從外界吸熱D.外界對氣體做正功【答案】C【解析】AB．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有則圖像各點與原點連線的斜率代表，由于連線的斜率在減小，可知氣體壓強變大，故AB錯誤；CD．由圖可知氣體體積增大，則氣體對外做功，氣體溫度升高，則內能增大，根據(jù)熱力學第一定律可知氣體一定從外界吸熱，故C正確，D錯誤；故選C。5.某時刻LC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，則電容器正在充電B.若電容器上極板帶負電，則線圈中電流正在減小C.若磁場正在增強，則線圈中的電流正在減小D.若磁場正在減弱，則線圈的自感電動勢正在減小【答案】B【解析】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，故A錯誤；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，故B正確；C．若磁場正在增強，則回路中電流正在變大，故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，故D錯誤。6.甲、乙、丙、丁四幅圖涉及不同的原子物理知識，下列說法正確的是（）A.圖甲說明少量電子的運動表現(xiàn)為粒子性，大量電子的運動表現(xiàn)為波動性B.圖乙的粒子散射實驗中，當顯微鏡放在D位置時，熒光屏上觀察到大量閃光C.圖丙中14C的半衰期是5730年，則20個14C經(jīng)過11460年還剩5個D.圖丁中軋制鋼板時需要動態(tài)監(jiān)測鋼板的厚度，探測器接收到的可能是射線【答案】A【解析】A．圖甲說明少量電子的運動表現(xiàn)為粒子性，大量電子的運動表現(xiàn)為波動性，故A正確。B．題圖乙的α粒子散射實驗中，因為很少有α粒子發(fā)生大角散射，則當顯微鏡放在D位置時，熒光屏上能觀察到閃光，只是概率很低，故B錯誤；C．半衰期是針對大量樣本才成立的統(tǒng)計學規(guī)律，對少數(shù)個體不成立，故C錯誤；D．α射線的穿透能力很弱，不能透過鋼板，故D錯誤。故選A。7.鈉的放射性同位素經(jīng)過一次衰變后產(chǎn)生穩(wěn)定的鎂（）。已知的半衰期為15h，將一個放射強度為每秒次的溶液樣本注射到某病人血液中，45h后從該病人體內抽取6mL的血液，測得其放射強度為每秒5次。下列說法正確的是（）A.該衰變過程為衰變B.進入到血液后半衰期變長C.45h后樣本放射強度變?yōu)樵瓉淼腄.該病人體內血液的總體積約為4.8L【答案】D【解析】A．衰變方程為故該衰變過程為衰變，A錯誤；B．半衰期不會因為物理狀態(tài)、化學狀態(tài)的改變而改變，B錯誤；C．45h為三個半衰期，故45h后樣本放射強度變?yōu)樵瓉淼?，C錯誤；D．45h后樣本放射強度變?yōu)樵O該病人體內血液的總體積約為V，則有解得D正確。故選D。8.如圖所示，某同學用x-t圖像研究無人機從地面啟動在豎直方向上的運動情況，圖像中Oa段為拋物線，其方程為ab段和cd段為直線，其直線方程分別是：則無人機（）A.在a點對應位移為8mB.在bc段速度變化量為6m/sC.在bc段的加速度方向先向上后向下D.在cd段減速上升【答案】A【解析】A．a(chǎn)點為Oa段和ab段的交點，將兩段的方程代入解得a點對應的時刻為代入到Oa段方程中，解得a點對應的位置為所以，在a點對應的位移為故A正確；B．圖線的斜率表示無人機運動的速度，ab段為直線說明此過程無人機為勻速直線運動，由方程可知，此過程的速度為，cd段直線說明此過程無人機為勻速直線運動，由方程可知，此過程的速度為，所以，在bc段的速度變化量為故B錯誤；C．圖線的斜率表示無人機運動的速度，由圖可知，在bc段圖線的斜率先為正值變小后為負值變大，則無人機先向上減速，后向下加速。所以加速度始終向下，故C錯誤；D．cd段直線且斜率為負值，說明此過程無人機勻速下降，故D錯誤。故選A。9.下列有關熱學問題說法正確的是（）A.圖甲為中間有隔板的絕熱容器，隔板左側裝有理想氣體，右側為真空?，F(xiàn)抽掉隔板，穩(wěn)定后氣體內能減小B.圖乙是理想氣體分子速率的分布規(guī)律，氣體在①狀態(tài)下的分子平均動能小于②狀態(tài)下的分子平均動能C.圖丙為布朗運動示意圖，懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間跟它相撞的液體分子越多，撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越不明顯D.圖丁是分子勢能Ep與分子間距r的關系示意圖，r>r?時分子力表現(xiàn)為引力【答案】C【解析】A．圖甲為中間有隔板的絕熱容器，隔板左側裝有理想氣體，右側為真空?，F(xiàn)抽掉隔板，理想氣體自由膨脹，沒有對外界做功，與外界也沒有熱量交換。由熱力學第一定律可知，穩(wěn)定后氣體內能不變。故A錯誤；B．圖乙是理想氣體分子速率的分布規(guī)律，氣體在①狀態(tài)下的溫度較高，所以分子平均動能大于②狀態(tài)下的分子平均動能。故B錯誤；C．圖丙為布朗運動示意圖，懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間跟它相撞的液體分子越多，撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越不明顯。故C正確；D．由圖丁可知，r2是平衡位置，r>r2時分子力表現(xiàn)為引力。故D錯誤。10.如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比是兩個完全相同的燈泡。當開關S1閉合、S2斷開時，輸入端電壓有效值為U1、功率為P1，R1的功率為PR1，兩燈泡均正常發(fā)光；當開關S2閉合、S1斷開時，輸入端電壓有效值為U2、功率為P2，R2的功率為PR2，兩燈泡均正常發(fā)光。下列關系式正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】A．當開關S1閉合、S2斷開時，變壓器原副線圈電壓比為燈泡L2正常發(fā)光有當開關S2閉合、S1斷開時，變壓器原副線圈電壓比為燈泡L2正常發(fā)光有可得即故A錯誤；B．兩種情況下流過燈泡的電流為額定電流，根據(jù)可得故B錯誤；C．根據(jù)可得故C錯誤；D．當開關S1閉合、S2斷開時，變壓器原副線圈電流比為燈泡L2正常發(fā)光有可得當開關S2閉合、S1斷開時，變壓器原副線圈電流比為燈泡L2正常發(fā)光有可得可得根據(jù)，可得故D正確。故選D。二、多選題：11~15共5道題，每題4分，共20分。全部選對得4分，對而不全得2分，錯選0分。11.1995年科學家“制成”了反氫原子，它是由一個反質子和一個圍繞反質子運動的正電子組成的，反質子和質子有相同的質量，帶有等量異號電荷。反氫原子和氫原子有相同的能級分布，氫原子能級如圖所示，則下列說法中正確的是（）A.反氫原子光譜與氫原子光譜不相同B.大量處于n=4能級的反氫原子向低能級躍遷時，有4種頻率的輻射光子能使逸出功為2.25eV的鉀發(fā)生光電效應C.基態(tài)反氫原子能吸收11eV的光子而發(fā)生躍遷D.一個處于n=4能級的反氫原子向低能級躍遷時，最多可以輻射出3種不同頻率的光子【答案】BD【解析】A．因為反氫原子和氫原子具有相同的能級分布，因此二者具有相同的光譜，故A錯誤；B．大量處于n=4能級的反氫原子向低能級躍遷時，最多可以輻射出種不同頻率的光子。根據(jù)輻射出的光子的能量可判斷知其中從m=4、3、2能級躍遷到n=1能級時，以及從m=4能級躍遷到n=2能級時，相應能級能量的差值，均大于2.25eV，故有4種頻率的輻射光子能使逸出功為2.25eV的鉀發(fā)生光電效應，故B正確；C．由低能級躍遷到高能級，吸收光子的能量必須恰好等于能級差。若基態(tài)的氫原子吸收11eV的光子，其能量值變?yōu)轱@然不能發(fā)生躍遷，所以該光子不能被吸收，故C錯誤。D．一個處于n=4能級的反氫原子向低能級躍遷時，最多可以輻射出4→3，3→2，2→1，共計3種不同頻率的光子，故D正確。故選BD。12.如圖所示，細線一端固定在O點，另一端系一質量為m小球，當小球受到豎直平面內與水平方向夾角為60°的拉力F作用時，小球恰好靜止于A點且OA水平拉直?，F(xiàn)讓小球繞O點順時針緩慢向下運動，保持拉力F與OA的夾角不變，小球可視為質點，重力加速度為g，則OA由水平變到豎直過程中繩子OA中的拉力（）A.最小值為 B.最小值為C.最大值為 D.最大值為【答案】AD【解析】CD．令繩子與豎直方向的夾角為，對小球進行分析，根據(jù)正弦定理有其中當時，解得故C錯誤，D正確；AB．結合上述，當時，解得故A正確，B錯誤。故選AD。13.隨著自動駕駛技術不斷成熟，北京、上海等城市某些特定地區(qū)相繼出現(xiàn)無人駕駛網(wǎng)約車，給市民出行帶來方便。如圖所示是兩輛無人駕駛汽車在某一水平直線道路上同時同地出發(fā)運動的v—t圖像，其中乙車為勻加速直線運動，甲車經(jīng)勻加、勻速、勻減、靜止、勻加等運動過程，兩車能安全錯車，均可看做質點，對兩車在0~16s的運動過程，下列說法正確的是（）A.乙車經(jīng)8s追上甲車B.乙車經(jīng)追上甲車C.乙車追上甲車前兩車最遠相距20mD.乙車追上甲車后兩車最遠相距50m【答案】BCD【解析】A．v—t圖像中，圖像與時間軸所圍幾何圖形的面積表示位移，根據(jù)圖像可知，8s內甲車的位移大于乙車的位移，即乙車經(jīng)8s沒有追上甲車，故A錯誤；B．乙車的加速度乙12s時的速度12s內乙的位移乙10s時的速度10s內乙的位移12s內甲的位移與10s內的位移相等，大小均為由于表明兩車相遇時刻在10s與12s之間的某時刻，令為，則有結合上述解得即乙車經(jīng)追上甲車，故B正確；C.乙車追上甲車前，當兩者速度相等，即8s時刻的10m/s時，兩車相距最遠，由于v—t圖像中，圖像與時間軸所圍幾何圖形的面積表示位移，根據(jù)圖像可知，最遠距離為則乙車追上甲車前兩車最遠相距20m，故C正確；D.由圖可知，時，甲，乙兩車第二次速度最大，乙車在甲車前方，此時乙車追上甲車后兩車有最遠距離，最遠距離為則乙車追上甲車后兩車最遠相距50m，故D正確。故選BCD。14.我國自主研發(fā)的聚變-裂變混合反應堆的主體部分由“聚變堆芯”和“裂變包層”組成，“聚變堆芯”中氘、氚燃料發(fā)生可控熱核聚變反應，輸出大量高能中子，“裂變包層”中的在高能中子的作用下可轉變?yōu)?，?jīng)過兩次衰變后可變成，發(fā)生裂變反應能夠穩(wěn)定、可控地輸出巨大的能量。1個核“捕捉”一個中子發(fā)生裂變反應，可產(chǎn)生兩個新核X1、X2，同時產(chǎn)生x個中子。已知核、X1核、X2核和中子的質量分別為m、m1、m2和mn，光在真空中的傳播速度為c，下列說法正確的是（）A.“聚變堆芯”中發(fā)生的核反應方程為B.衰變?yōu)榘l(fā)生了2次β衰變C.新核X1的比結合能小于核的比結合能D.1個核發(fā)生裂變反應釋放的能量【答案】BD【解析】A．核反應方程兩邊質量數(shù)不相等，故A錯誤；B．衰變?yōu)?，衰變前后質量數(shù)沒有變化，質子數(shù)增加了2，所以是發(fā)生了2次β衰變，故B正確；C．1個核“捕捉”一個中子發(fā)生裂變反應，可產(chǎn)生兩個中等質量的原子核，反應后新核的比結合能都比大，故C錯誤；D．根據(jù)愛因斯坦質能方程可知故D正確。故選BD。15.如圖所示，將一個半球體置于水平地面上，經(jīng)過球心有一內徑很小的光滑豎井，柔軟光滑的輕繩繞過井口，一端連著豎直懸于豎井中，另一端沿著球面與相連，兩物體均可看成質點，整個裝置處于靜止狀態(tài)。已知此時與半球體的球心O的連線與水平方向成θ=37°角與半球面的動摩擦因數(shù)為0.5，并假設所受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則下列說法正確的是（）A.的最小值為B.的最小值為C.的最大值為2D.的最大值為【答案】AC【解析】對兩物體受力分析，考慮的摩擦向上和向下的兩個臨界，根據(jù)公式有解得，故選AC。三、實驗題（本題共14分，16題6分，17題8分）16.實驗小組利用圖甲所示裝置探究彈力與彈簧形變量的關系。重物放在水平放置的力傳感器上面，輕質彈簧一端與重物相連，另一端與跨過處于同一水平高度的兩個光滑定滑輪的細線的M端相連，調整滑輪1的位置，使其下方的細線處于豎直狀態(tài)。初始時，細線各部分均伸直但無張力，滑輪2的右側豎直固定一刻度尺，調整刻度尺的高度，使其零刻度線恰與細線的N端點對齊?，F(xiàn)緩慢豎直向下拉端點N，分別記錄端點N移動的距離x及對應的力傳感器的示數(shù)。F-x關系如圖乙所示，圖中、均為已知量，當?shù)氐闹亓铀俣葹間。（1）由圖乙可得彈簧的勁度系數(shù)k=_____，重物的質量m=_____。（2）若拉動端點N時偏離了豎直方向，則彈簧勁度系數(shù)的測量值與其真實值相比將_____（填“偏大”“偏小”或“相等”）?！敬鸢浮浚?）（2）偏大【解析】（1）[1]對重物受力分析可知則對彈簧由胡克定律得所以彈簧的勁度系數(shù)為[2]時，彈簧拉力為零，力傳感器的示數(shù)等于重物的重力，則解得重物的質量（2）若拉動端點N時偏離了豎直方向，則測量的彈簧的伸長量偏小，則彈簧勁度系數(shù)的測量值與其真實值相比將偏大。17.用如圖所示的裝置“驗證玻意耳定律”。注射器針筒上所標刻度是注射器的容積，最大刻度為Vm，注射器活塞已裝上鉤碼框架，如圖所示。此外，還有一架托盤天平、若干鉤碼、一把刻度尺、一個針孔橡皮帽和少許潤滑油，重力加速度為g。（1）下面是實驗步驟，試將空格內容補充完整。①記下氣壓計所示的大氣壓強。用刻度尺測出注射器針筒上全部刻度的長度L，算出針筒的橫截面積為_______。②稱出注射器的活塞和鉤碼框架的總質量M。③把適量的潤滑油抹在注射器的活塞上，將活塞插入外筒中，上下拉動活塞，使活塞與針筒的間隙內均勻地涂上潤滑油。④把活塞插到適當?shù)奈恢?，將注射器針筒上的小孔用橡皮帽堵住。⑤在鉤碼框架兩側掛上鉤碼，記下掛上的鉤碼的質量。在達到平衡后，記下注射器中空氣柱的體積，算出此時空氣柱的壓強________（用題目給出的已知量的符號表示）。⑥增加鉤碼的個數(shù)，使鉤碼的質量增大為，達到平衡后，記下空氣柱的體積。算出此時空氣柱的壓強。⑦如果在誤差允許范圍內等式成立，即可驗證玻意耳定律。（2）對本實驗下列說法正確的是。A.固定注射器針筒時必須保持針筒豎直B.在實驗過程中要用手抓牢注射器以保證其不晃動，以便眼睛平視，讀數(shù)準確C.在活塞與針筒的間隙內均勻地涂上潤滑油的目的是為了減小摩擦，沒有其它作用D.改變鉤碼質量后不要立即讀數(shù)，待穩(wěn)定后再讀數(shù)（3）實驗中測出了注射器內封閉氣體的幾組壓強p和體積V的值后，用p作縱軸，作橫軸，畫出圖像如圖實線所示，圖像出現(xiàn)彎曲的可能原因是A.實驗過程中氣體溫度升高B.實驗過程中氣體溫度降低C.實驗過程中堵住針孔的橡皮帽漏氣D.在計算壓強時，沒有計入由于活塞和框架的重力引起的壓強【答案】（1）（2）AD（3）C【解析】（1）[1]針筒的橫截面積為[2]根據(jù)受力平衡可得可得空氣柱的壓強為（2）A．為了減小誤差，固定注射器針筒時必須保持針筒豎直，故A正確；B．在實驗過程中，為了使氣體溫度不變，不能用手抓牢注射器，故B錯誤；C．在活塞與針筒的間隙內均勻地涂上潤滑油的目的除了為了減小摩擦，還有保持密封氣體質量不變的作用，故C錯誤；D．改變氣體的狀態(tài)后不要立即讀數(shù)，待穩(wěn)定后再讀數(shù)，故D正確。故選AD。（3）圖像向下彎曲，pV乘積減小，可能是實驗過程中有漏氣現(xiàn)象。故選C。四、計算題（18題12分，19題12分，20題12分）18.風力發(fā)電機的工作原理可以簡化為如圖所示的模型：風輪通過齒輪箱帶動矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動產(chǎn)生交變電流，并通過變壓器和遠距離輸電線路給用戶供電。若發(fā)電機的矩形線圈處于磁感應強度大小為的水平勻強磁場中，線圈面積、匝數(shù)N=200匝、總電阻線圈繞垂直于磁場的水平軸勻速轉動，其輸出端通過電刷與升壓變壓器的原線圈相連，輸出的電壓降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5：1，降壓變壓器的副線圈連接用電戶，兩變壓器間的輸電線損耗的功率占發(fā)電機輸出功率的兩變壓器均為理想變壓器。若用這個供電設備給某學校供電，該校獲得的工作電壓220V、電功率5.5kW。求（1）輸電線的總電阻R；（2）升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比∶；（3）發(fā)電機線圈繞軸的轉速n?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）27r/s【解析】（1）降壓變壓器兩端的電功率相等，即W用電戶的電流為根據(jù)電流之比與線圈匝數(shù)之比的關系有輸電線損耗的功率占發(fā)電機輸出功率的則解得（2）根據(jù)電壓之比與線圈匝數(shù)之比的關系有，其中解得（3）升壓變壓器原、副線圈的電流滿足發(fā)電機的總電壓為V根據(jù)最大值的計算公式有其中解得r/s19.如圖所示，U形玻璃細管豎直放置，水平細管與U形細管底部相連通，各部分細管內徑相同。初始時U形管左管上端封有氣柱長度為的氣體B，右管上端開口與大氣相通，左、右兩側水銀面高度差為Δh=6cm，C管水銀面距U形玻璃管底部距離為水平細管內用小活塞封有長度為的氣體A。已知外界大氣壓強為溫度為27℃。水平細管中的水銀柱足夠長，水平細管內徑對壓強的影響忽略不計，被封氣體均可看作理想氣體?，F(xiàn)采用如下兩種方法，使U形玻璃管左、右兩側水銀面恰好相平。（1）將活塞緩慢向右壓，該過程A、B氣柱的溫度均與外界相同且保持不變，求活塞移動的距離d；（2）固定活塞，加熱A部分氣體，B部