2022-2023学年高二下学期期末考前必刷卷 物理02 （全解全析）

2022-2023学年高二下学期期末考前必刷卷

物理·全解全析

注意事项：

1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。

3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选题：共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项最符合题意。

1．石墨烯是从石墨中分离出的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，如图所示，则正确的是（　　）

A．石墨是非晶体

B．单层石墨烯的厚度约2μm

C．石墨研磨成的细粉末就是石墨烯

D．碳原子在六边形顶点附近不停地振动

【答案】D

【详解】A．石墨是晶体，A错误；

B．单层石墨烯的厚度约为原子尺寸，B错误；

C．石墨烯是石墨中提取出来的新材料，C错误；

D．根据分子动理论，固体分子在平衡位置附近不停地振动，D正确。

故选D。

2．α粒子散射实验被评为世界十大经典物理实验之一，此实验开创了原子结构研究的先河，为建立现代原子核理论打下了基础，关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）

A．汤姆生的α粒子散射实验，证明了原子核是可以再分的

B．该实验的数据否定了卢瑟福的“西瓜模型”，并估算了原子的大小

C．该实验表明原子中心有一个极大的核，它占有原子体积的极大部分

D．在其他条件相同情况下，只改变金箔的厚度，对实验结果会有影响

【答案】D

【详解】A．卢瑟福的α粒子散射实验，证明了原子是可以再分的，故A错误；

B．卢瑟福用α粒子散射实验的数据否定了模汤姆生的“西瓜型”，并估算了原子核的大小，故B错误；

C．从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使α粒子受到排斥力的核体积极小，实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分，故C错误；

D．在相同的条件下，改变金箔的厚度对实验结果有影响，故D正确。

故选D。

3．在一些机场、车站、饭店的洗手间通常都装有自动热风干手器。人们洗于后将湿手靠近干手器，机内传感器发出感应信号，使干手器工作吹出“热风”，将湿手烘干（如图所示）。自动热风干手器之所以能实现这种自动控制，主要是由于湿手靠近它时（　　）

A．改变了传感器附近的湿度 B．改变了传感器附近的温度

C．改变了传感器的电容 D．改变了传感器的电阻

【答案】C

【解析】手掌作为导体置于干手器内部，改变的电容器的介质，从而改变了电容器的电容。

4．玻璃管裂口尖端非常尖锐如图甲所示，将其在火焰上烧熔，冷却后尖端变钝如图乙所示。该现象说明（　　）

A．玻璃在导热时具有各向异性

B．烧熔使玻璃由晶体变为非晶体

C．玻璃烧熔为液态时表面分子间的作用力表现为斥力

D．玻璃烧熔为液态时表面存在张力

【答案】D

【详解】AB．玻璃是非晶体，高温熔化冷却凝固后仍然是非晶体，导热性表现为各向同性。故AB错误；

CD．玻璃管裂口尖端在火焰上烧熔，冷却后尖端变钝，是表面张力的作用，因熔化后的玻璃表面分子间作用力表现为引力使其表面收缩。故C错误；D正确。

故选D。

5．如图所示为模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下：①把一颗豆粒从距秤盘处松手让它落到秤盘上，观察指针摆动的情况；②再把100颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上，观察指针摆动的情况；③使100颗左右的豆粒从的位置均匀连续倒在秤盘上，观察指针掘动的情况。下列说法正确的是（    ）。

A．步骤①和②模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系

B．步骤②和③模拟的是气体压强与分子密集程度的关系

C．步骤②和③模拟的是大量气体分子速率分布所服从的统计规律

D．步骤①和②反映了气体压强产生的原因

【答案】D

【详解】AD．步骤①和②都从相同的高度下落，不同的是豆粒的个数，故它模拟的气体压强与分子密集程度的关系，也说明大量的豆粒连续地作用在盘子上能产生持续的作用力，即反映了气体压强产生的原因，A错误，D正确；

BC．步骤②和③的豆粒个数相同，让它们从不同的高度落下，豆粒撞击的速率不同，所以它们模拟的是气体压强与分子的速率的关系，或者说是气体的分子压强与气体平均动能的关系，BC错误。

故选D。

6．如图所示为LC回路中电流i随时间t变化的图像，可知（    ）

A．在t1时刻，电路中的电场能最大 B．从t1到t2，电容器极板上的电荷逐渐减少

C．从t2到t3，电容器充电 D．在t2时刻，线圈中的磁场能最小

【答案】D

【详解】A．在t1时刻，电路中的电流最大，磁场能最大，电场能最小，选项A错误；    

B．从t1到t2，电流减小，电容器充电，则电容器极板上的电荷逐渐增加，选项B错误；

C．从t2到t3，电流变大，则电容器放电，选项C错误；

D．在t2时刻，电路中的电流最小，线圈中的磁场能最小，选项D正确。

故选D。

7．原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有（　　）

A．He核的结合能约为14 MeV

B．He核比Li核结合能大

C．两个H核结合成He核时释放能量

D．U核中核子的平均结合能比Kr核中的大

【答案】C

【详解】A．由题图可知He核的比结合能约为7 MeV，所以结合能约为28 MeV，故A错误；

B．由题图可知Li核的比结合能约为5.5 MeV，所以结合能约为33 MeV，大于He核的结合能，故B错误；

C．两个H核结合成He核时，生成物的总结合能大于反应物的总结合能，所以会释放能量，故C正确；

D．由题图可知U核中核子的平均结合能比Kr核中的小，故D错误。

故选C。

8．如图所示，和是输电线，所接入的电压互感器原、副线圈的匝数比为，电流互感器原、副线圈的匝数比为，电压表的示数为，电流表的示数为，则输电线路输送的功率为（　　）

A． B．

C． D．

【答案】D

【详解】设输电线电压为U1，电流为I1，由原、副线圈电压之比等于匝数比，电流之比等于匝数比的倒数，可得

，

解得

则输电线路输送的功率为

故选D。

9．如图，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管极板K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是（  ）

A．这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光

B．光电管极板K的逸出功为

C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源左侧为负极

D．氢原子跃迁放出的光子中共有2种频率的光子可以使极板K发生光电效应现象

【答案】B

【详解】A．这些氢原子跃迁时共发出光的频率种数为

故A错误；

B．大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率最高的光子能量为

由图丙可知遏止电压为Uc=7V，设光电管阴极K金属材料的逸出功为W0，根据爱因斯坦光电效应方程以及动能定理综合可得

解得

故B正确；

C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，说明光电管所加电压为反向电压，光电子受到电场力指向阴极K，即电源正极与阴极K相连，则电源左侧为正极，右侧为负极，故C错误；

D．由能级图可知，从n=4到n=1跃迁、从n=3到n=1跃迁、从n=2到n=1跃迁时所放出光子的能量分别为12.75eV、12.09eV、10.2eV，都大于W0，而其余3种跃迁放出光子的能量都小于W0，所以共有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象，故D错误。

故选B。

10．如图所示为模拟远距离输电的实验电路图，两变压器均为理想变压器，变压器的匝数，四根输电线的电阻，、为两个相同的小灯泡，灯丝电阻，忽略灯丝电阻随温度的变化。当端输入低压交流电时，下列说法正确的是（　　）

A．电流表示数比示数小

B．的热功率大于的热功率

C．、两灯泡的功率相同

D．的功率比的功率要小

【答案】A

【详解】A．电流表示数为

令通过灯泡的电流为，则灯泡两端电压为，根据电流匝数关系，电流表示数为

根据电压匝数关系可知降压变压器原线圈两端电压为，令端输入为U，根据电压匝数关系可知升压变压器副线圈两端电压为，则有

解得

则有

由于

，

可知

可知

即电流表示数比示数小，A正确；

B．根据

由于

，

可知，的热功率小于的热功率，B错误；

CD．由于

根据上述

根据

可知，灯泡的功率大于灯泡的功率，CD错误。

故选A。

第II卷（非选择题）

本卷共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．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液有滴，把滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待油膜形状稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中小正方形方格的边长为，回答下列问题：

（1）油酸薄膜的面积是_______；

（2）油酸分子的直径是_______m；（结果保留两位有效数字）

（3）某同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大，出现这种情况的原因可能是________；

A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算

B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化

C．水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开

D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理

（4）利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数，如果已知体积为V的一滴油酸在水面上散开形成单分子油膜的面积为S，这种油的密度为，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为________；（分子看成球体）

（5）本实验中油膜的形成是分子力的作用效果，图甲为分子力F随分子间距r的变化图线，图乙为某同学参照图甲所做的分子势能Ep随分子间距r的变化图线（规定两分子相距无穷远系统分子势能为0），请你指出图乙不合理的两处：

①_______________________________________________；

②_______________________________________________。

【答案】     71/70/72     //     AC/CA          处分子势能为0不合理     在的范围内弯曲情况不合理，斜率应越来越大的

【详解】（1）[1]根据不足一格舍掉，对于半格算一格的原则，可得油酸薄膜的面积是

（2）[2]根据题意可得，1滴油酸溶液中油酸的体积为

则分子直径为

（3）[3]根据题意可知，分子直径为

A.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，油酸体积偏大，则偏大，故A正确；

B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化，油酸体积偏小，则偏小，故B错误；

C．水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开，面积偏小，则偏大，故C正确；

D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，面积偏大，则偏小，故D错误。

故选AC。

（4）[4]根据题意可知，一个油酸分子的体积为

油酸的摩尔体积为

则阿伏加德罗常数的表达式为

（5）[5]图乙处分子势能为零的点不合理。由于分子力做功等于分子势能的变化，故分子间距由足够远减小到的过程中分子力做的总功应当为零，即甲图中处以右图线下的总面积应当为零，图中显然不符合。

[6]图乙在的范围内弯曲情况不合理。由于图线的斜率即为分子力，该区间的分子力是越来越大的，而图中的斜率显然越来越小。

12．硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核（）吸收慢中子，转变成锂核（）和粒子，释放出光子。已知核反应过程中质量亏损为Δm，光子的波长为，硼核的比结合能为E1，氦核的比结合能为E2，普朗克常量为h，真空中光速为c。

（1）写出核反应方程并求出光子的能量E0；

（2）求锂核的比结合能E3。

【答案】（1）；；（2）

【详解】（1）根据质量数和电荷数守恒可得

光子的能量

（2）根据爱因斯坦质能方程

解得锂核的比结合能

13．如图为某型号家用喷水壶的外形图和原理图，壶中气筒内壁的横截面积，活塞的最大行程，正常喷水时壶内气体需达到压强以上。壶内装水后，将压柄连接的活塞压到气筒的最底部，此时壶内气体体积为，压强，温度为27℃。已知大气压强。

（1）若将装好水的喷水壶由室内拿到室外放置一段时间，已知室外气温为9℃，求稳定后壶内气体的压强；

（2）若在室外温度保持不变的环境中，先给空喷水壶加水到壶内气体体积，再通过压柄打气使喷水壶达到工作状态，至少需要通过压柄充气多少次？

【答案】（1）；（2）8次

【详解】（1）气体发生等容变化，则有

其中

，，

解得

（2）若在室外温度保持不变的环境中，先给空喷水壶加水到壶内气体体积，再通过压柄打气使喷水壶达到工作状态，设至少需要通过压柄充气次，根据玻意耳定律可得

其中

，，

联立解得

故至少需要通过压柄充气8次。

14．如图所示，线圈的边长，边长，共匝，线圈的总电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度，当线圈以的转速匀速逆时针（俯视图）旋转时．问：

（1）若线圈从图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

（2）电路中电压表的示数是多少？

（3）从图示位置开始计时，经通过电阻的电荷量是多少？

【答案】（1） ；（2）；（3）

【详解】（1）转速

故频率

图示时刻电动势最大值为

从图示时刻开始计时，所以感应电动势按余弦规律变化

（2）电动势的有效值为

电路中电流有效值为

电压表示数

（3）内线圈转过的角度

该过程中

15．如图甲所示，两光滑的平行导轨与水平放置，、两点间接有电阻，导轨间距为，导轨处有两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ（分别是和），磁场方向均垂直于导轨平面竖直向上，Ⅱ区是磁感应强度为的恒定磁场区。Ⅰ区磁场的宽度为x1，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。一质量为、长度为、电阻也为的导体棒垂直于导轨放置在Ⅰ区磁场正中央，从时刻开始，导体棒在安培力的作用下向左运动，时刻离开Ⅰ区时速度为，最后离开Ⅱ区时速度为。求：

（1）时刻，导体棒受到的安培力大小；

（2）导体棒穿越Ⅱ区磁场的过程中，电阻上产生的焦耳热；

（3）Ⅱ区磁场的宽度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）时刻，导体棒所在回路的感应电动势

回路的电流

导体棒受到的安培力大小

解得

（2）导体棒穿越Ⅱ区磁场的过程中，产生的总的焦耳热

电阻上产生的焦耳热

（3）金属棒经过磁场Ⅱ过程中有动量定理

其中

解得