2023-2024学年海南省海口市高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年海南省海口市高二（下）期末物理试卷，共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）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、γ射线
B．γ射线、红外线、紫外线、无线电波
C．红外线、无线电波、γ射线、紫外线
D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线
2．（3分）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．（3分）如图所示，是远距离输电示意图，电路中升压变压器T1和降压变压器T2都认为是理想变压器，中间输电线路的总电阻为R，下列说法正确的是（ ）
A．T1输出电压等于T2输入电压
B．T1输出功率等于T2输入功率
C．若用户接入的用电器增多，则R消耗的功率增大
D．若用户接入的用电器增多，则T2输出功率减小
4．（3分）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N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴OO′逆时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为Em。则（ ）
A．当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为ABCD
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．（3分）一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是t＝0时刻波的图像，图乙为图甲中质点P的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．波传播的速度为3m/s
C．在t＝0到t＝0.6s内质点P运动的路程为25cm
D．质点P与质点Q的运动方向总是相反
6．（3分）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．（3分）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a→b→c的变化。下列说法正确的是（ ）
A．a→b，所有分子热运动的动能都增大
B．a→b→c，气体吸收的热量大于气体对外做的功
C．a→b→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c状态比a状态多
8．（3分）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n＝2能级上的电子跃迁到n＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n＝4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En，式中n＝1，2，3…表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是（ ）
A．AB．AC．AD．A
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
（多选）9．（4分）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．X原子核中含有86个中子
B．X原子核中含有141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
（多选）10．（4分）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
（多选）11．（4分）如图，两束单色光以相同的入射角从圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为a和b。已知入射角α＝45°，a光束与玻璃砖间的夹角β＝60°。下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对a光折射率为
B．在相同介质中，a光的速度比b光的速度小
C．用同一装置对a光和b光分别进行单缝衍射实验，b光的中央亮纹更宽
D．用同一装置对a光和b光分别进行双缝干涉实验，b光在光屏上得到条纹间距较小
（多选）12．（4分）A、B两种光子的能量之比为2：1，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EkA、EkB，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两种光子的频率之比为1：2
B．A、B两种光子的动量之比为2：1
C．该金属的逸出功W0＝EkA﹣2EkB
D．该金属的极限频率
（多选）13．（4分）如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M＝3kg的薄板和质量为m＝1kg的物块都以v＝4m/s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2.4m/s时，物块做加速运动
B．当薄板的速度为2.4m/s时，物块做减速运动
C．当薄板的速度为3m/s时，物块做减速运动
D．当薄板的速度为3m/s时，物块做匀速运动
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
14．（6分）在用油膜法估测分子大小的实验中。
（1）某同学操作步骤如下：
①用0.5mL的油酸配制了1000mL的油酸酒精溶液；
②用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液的体积为1mL；
③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；
④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148cm2。则可估算出油酸分子的直径大小d＝ m。（结果保留一位有效数字）
（2）若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径为d后，还可以继续估测出阿伏加德罗常数NA＝ （用题中给出的物理量符号表示）。
15．（12分）某物理兴趣小组测量一段某材料制成的电阻丝Rx的电阻率。
（1）先用螺旋测微器测量电阻丝Rx的直径d，示数如图甲所示，其直径d＝ mm；再用刻度尺测出电阻丝Rx的长度为L。
（2）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用 挡（选填“×1”或“×100”），进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 Ω。
（3）为了准确测量电阻丝的电阻Rx，某同学设计了如图丙所示的电路。
①闭合S1，当S2接a时，电压表示数为U1，电流表示数为I1；当S2接b时，电压表示数为U2，电流表示数为I2，则待测电阻的阻值为Rx （用题中的物理量符号表示）。
②根据电阻定律计算出该电阻丝的电阻率ρ＝ （用Rx、d、L表示）。
四、计算题：本题共3小题，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
16．（10分）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h，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h，活塞的横截面积S＝3.0×10﹣4m2，大气压强p0＝1.0×105Pa，g＝10m/s2。求：
（1）图甲中气缸内的气体压强；
（2）活塞的质量。
17．（12分）如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面的夹角为θ，其中MN与PQ平行且间距为L，处在方向垂直于导轨平面向上且磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨电阻不计。金属棒ab与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒在MN与PQ之间部分的电阻为R，ab棒的质量为m，当ab棒由静止开始沿导轨下滑距离为x时，棒的速度大小为v。已知重力加速度为g，在这一过程中，求：
（1）当金属棒ab速度大小为v时，ab棒受到的安培力大小；
（2）通过金属棒ab的电荷量；
（3）金属棒ab产生的焦耳热。
18．（16分）如图所示，在平面直角坐标系xy中，第一象限内存在匀强电场，电场方向沿y轴负方向，第二象限内存在半径为R的圆形匀强磁场，方向垂直于xy平面向里，圆形边界与x轴相切于A点、与y轴相切于M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q、质量为m的带正电的粒子从P点（﹣R，2R）以初速度v0沿直径方向射入磁场，从M点进入电场，从x轴上的N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x轴负方向，不计粒子重力。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B和匀强电场的电场强度E的大小；
（2）粒子在第四象限磁场中运动的时间t；
（3）等边三角形区域磁场的最小边长L。
2023-2024学年海南省海口市高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（3分）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、γ射线
B．γ射线、红外线、紫外线、无线电波
C．红外线、无线电波、γ射线、紫外线
D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线
【答案】A
【点评】本题考查电磁波谱的知识，关键是明确无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，同时要知道它们的波长的大小关系和频率大小关系。
2．（3分）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
【答案】A
【点评】此题考查了内能、热力学第一定律、热力学第二定律、分子力与分子势能等相关知识，关键是正确理解热力学第二定律的几种不同的说法，注意明确内能的概念，注意掌握热力学第一定律的应用。
3．（3分）如图所示，是远距离输电示意图，电路中升压变压器T1和降压变压器T2都认为是理想变压器，中间输电线路的总电阻为R，下列说法正确的是（ ）
A．T1输出电压等于T2输入电压
B．T1输出功率等于T2输入功率
C．若用户接入的用电器增多，则R消耗的功率增大
D．若用户接入的用电器增多，则T2输出功率减小
【答案】C
【点评】题目考查的是远距离输电过程中的变压器原理和功率传输关系。
4．（3分）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N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴OO′逆时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为Em。则（ ）
A．当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为ABCD
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
【答案】D
【点评】掌握线圈在磁场中转动时电动势的最大值计算公式，中性面的特点是解题的基础。
5．（3分）一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是t＝0时刻波的图像，图乙为图甲中质点P的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．波传播的速度为3m/s
C．在t＝0到t＝0.6s内质点P运动的路程为25cm
D．质点P与质点Q的运动方向总是相反
【答案】B
【点评】本题考查了振动图像和波动图像，理解不同质点在不同时刻的运动状态，知道波速、周期和波长的关系是解决此类问题的关键。
6．（3分）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
【答案】D
【点评】本题主要考察液体表面张力的概念及其在生活中的应用。
7．（3分）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a→b→c的变化。下列说法正确的是（ ）
A．a→b，所有分子热运动的动能都增大
B．a→b→c，气体吸收的热量大于气体对外做的功
C．a→b→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c状态比a状态多
【答案】B
【点评】本题考查热力学第一定律和理想气体状态方程，属于简单题型，要注重课本基础。
8．（3分）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n＝2能级上的电子跃迁到n＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n＝4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En，式中n＝1，2，3…表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是（ ）
A．AB．AC．AD．A
【答案】C
【点评】本题考查了原子的能级公式和跃迁，对于该类问题要正确计算原子跃迁时释放或吸收的能量，以及电离能的计算。
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
（多选）9．（4分）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．X原子核中含有86个中子
B．X原子核中含有141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
【答案】AD
【点评】裂变和聚变是在原子物理中学习的两种重要反应，要明确它们的特点以及应用，熟练应用质量数和电荷数守恒解答有关问题。要知道质量数守恒与质量守恒不是一回事。
（多选）10．（4分）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
【答案】CD
【点评】知道半衰期是由发生衰变的原子核自身因素决定的，与放射性元素所处的物理和化学状态无关，半衰期是一个统计概念。
（多选）11．（4分）如图，两束单色光以相同的入射角从圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为a和b。已知入射角α＝45°，a光束与玻璃砖间的夹角β＝60°。下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对a光折射率为
B．在相同介质中，a光的速度比b光的速度小
C．用同一装置对a光和b光分别进行单缝衍射实验，b光的中央亮纹更宽
D．用同一装置对a光和b光分别进行双缝干涉实验，b光在光屏上得到条纹间距较小
【答案】AD
【点评】能够根据光路图分析比较出两光的折射率大小是 解题的关键，掌握干涉条纹间距公式，以及光在介质中的速度与折射率的关系是解题的基础。
（多选）12．（4分）A、B两种光子的能量之比为2：1，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EkA、EkB，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两种光子的频率之比为1：2
B．A、B两种光子的动量之比为2：1
C．该金属的逸出功W0＝EkA﹣2EkB
D．该金属的极限频率
【答案】BC
【点评】本题主要考查学生对于能量的公式，德布罗意关系，和爱因斯坦光电效应公式的理解和应用。
（多选）13．（4分）如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M＝3kg的薄板和质量为m＝1kg的物块都以v＝4m/s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2.4m/s时，物块做加速运动
B．当薄板的速度为2.4m/s时，物块做减速运动
C．当薄板的速度为3m/s时，物块做减速运动
D．当薄板的速度为3m/s时，物块做匀速运动
【答案】AC
【点评】知道薄板和物块组成的系统满足动量守恒是解题的基础，能够根据动量守恒定律得到物块在薄板不同状态下的速度是解题的关键。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
14．（6分）在用油膜法估测分子大小的实验中。
（1）某同学操作步骤如下：
①用0.5mL的油酸配制了1000mL的油酸酒精溶液；
②用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液的体积为1mL；
③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；
④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148cm2。则可估算出油酸分子的直径大小d＝ 7×10﹣10 m。（结果保留一位有效数字）
（2）若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径为d后，还可以继续估测出阿伏加德罗常数NA＝ （用题中给出的物理量符号表示）。
【答案】（1）7×10﹣10；（2）。
【点评】本题主要考查了油膜法测量分子直径大小的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式V＝dS即可完成分析，在计算过程中要注意单位的换算。
15．（12分）某物理兴趣小组测量一段某材料制成的电阻丝Rx的电阻率。
（1）先用螺旋测微器测量电阻丝Rx的直径d，示数如图甲所示，其直径d＝ 0.200 mm；再用刻度尺测出电阻丝Rx的长度为L。
（2）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用 ×1 挡（选填“×1”或“×100”），进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 14.0 Ω。
（3）为了准确测量电阻丝的电阻Rx，某同学设计了如图丙所示的电路。
①闭合S1，当S2接a时，电压表示数为U1，电流表示数为I1；当S2接b时，电压表示数为U2，电流表示数为I2，则待测电阻的阻值为Rx （用题中的物理量符号表示）。
②根据电阻定律计算出该电阻丝的电阻率ρ＝ （用Rx、d、L表示）。
【答案】（1）0.200；（2）×1；14.0；（3）①；②。
【点评】本题主要是考查了测量金属电阻率实验和欧姆表的使用，要求知道使用多用电表测电阻时，应选择合适的挡位，指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数；掌握电阻定律是关键。
四、计算题：本题共3小题，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
16．（10分）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h，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h，活塞的横截面积S＝3.0×10﹣4m2，大气压强p0＝1.0×105Pa，g＝10m/s2。求：
（1）图甲中气缸内的气体压强；
（2）活塞的质量。
【答案】（1）图甲中气缸内的气体压强为1.2×105pa。
（2）活塞的质量为0.6kg。
【点评】本题考查了气体实验定律的应用，基础题目。首先确定研究对象的初末状态参量，选择相应的气体实验定律解答即可。
17．（12分）如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面的夹角为θ，其中MN与PQ平行且间距为L，处在方向垂直于导轨平面向上且磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨电阻不计。金属棒ab与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒在MN与PQ之间部分的电阻为R，ab棒的质量为m，当ab棒由静止开始沿导轨下滑距离为x时，棒的速度大小为v。已知重力加速度为g，在这一过程中，求：
（1）当金属棒ab速度大小为v时，ab棒受到的安培力大小；
（2）通过金属棒ab的电荷量；
（3）金属棒ab产生的焦耳热。
【答案】（1）当金属棒ab速度大小为v时，ab棒受到的安培力大小为；
（2）通过金属棒ab的电荷量为；
（3）金属棒ab产生的焦耳热为（mgxsinθ）。
【点评】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解．
18．（16分）如图所示，在平面直角坐标系xy中，第一象限内存在匀强电场，电场方向沿y轴负方向，第二象限内存在半径为R的圆形匀强磁场，方向垂直于xy平面向里，圆形边界与x轴相切于A点、与y轴相切于M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q、质量为m的带正电的粒子从P点（﹣R，2R）以初速度v0沿直径方向射入磁场，从M点进入电场，从x轴上的N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x轴负方向，不计粒子重力。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B和匀强电场的电场强度E的大小；
（2）粒子在第四象限磁场中运动的时间t；
（3）等边三角形区域磁场的最小边长L。
【答案】（1）匀强磁场的磁感应强度的大小和匀强电场的电场强度的大小；
（2）粒子在第四象限磁场中运动的时间；
（3）等边三角形区域磁场的最小边长。
【点评】本题考查了带电粒子在匀强电场与匀强磁场中的运动，粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，分析清楚粒子的运动过程是解题的前提。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/1/6 20:28:46；用户：秦子政；邮箱：13669037329；学号：41037197题号
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