贵州省黔西南州2024-2025学年高二下学期期末学业质量监测物理试题（解析版）

这是一份贵州省黔西南州2024-2025学年高二下学期期末学业质量监测物理试题（解析版），共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
（本试题共6页，共两大部分，满分100分，考试时间为75分钟）
一、选择题（本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（ ）
A. 晶体在物理性质上一定是各向异性
B. 只要是不具有确定的熔点的固体就必定是非晶体
C. 蔗糖受潮后粘在一起形成糖块，没有确定的几何形状，所以粘在一起的蔗糖块不是晶体
D. 在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
【答案】B
【解析】A．晶体在物理性质上不一定是各向异性。单晶体具有各向异性，但多晶体由于内部晶粒排列无序，整体表现为各向同性，故A错误；
B．晶体有确定的熔点，而非晶体没有。因此，不具有确定熔点的固体一定是非晶体，故B正确；
C．蔗糖本身是晶体，受潮后形成的糖块虽无规则外形，但组成它的蔗糖颗粒仍为晶体。晶体的判断依据是内部结构而非宏观形状，故C错误；
D．晶体熔化时吸收热量，温度不变，但内能因分子势能增加而增大，故D错误；
2. 位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t = 0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则t = T时的波形图为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由于t = 0时波源从平衡位置开始振动，由振动方程可知，波源起振方向沿y轴正方向，则t = T时波向前传播一个波长，则波的图像为选项D图。
故选D。
3. 现有一光线以相同的入射角，射入两杯不同浓度的溶液中，折射光线如图所示（），已知溶液的折射率随浓度增大而变大。对比甲、乙两杯溶液中的光现象，下列描述正确的是（ ）
A. 甲溶液的折射率大
B. 甲溶液的浓度小
C. 甲溶液中光线传播的速度大
D. 甲溶液中光线发生全反射的临界角大
【答案】A
【解析】AB．根据折射定律
因为
可得
即甲图溶液折射率大，浓度较大，故A正确，B错误；
C．根据
可知，甲图溶液折射率大，则单色光在甲图溶液中的传播速度小，故C错误；
D．由临界角公式
可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小，故D错误。
故选A。
4. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻，电流表内阻不计。从图示位置开始计时，P、Q间输出的电压u随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电阻R中的电流方向每分钟变化3000次
B. 线圈转动的角速度为
C. 图示位置为感应电动势最大的位置
D. 电流表示数为2A
【答案】C
【解析】A．交流电的周期为T=0.02s，一个周期内电流方向改变2次，则每秒钟电流方向变化100次，则电阻R中的电流方向每分钟变化6000次，选项A错误；
B．线圈转动的角速度为
选项B错误；
C．图示位置线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，选项C正确；
D．电流表示数为
选项D错误。
故选C。
5. 分子力随分子间距离变化关系如图所示。甲分子固定，乙分子在距甲分子处由静止释放，仅考虑两个分子间的作用力，下列说法正确的是（ ）
A. 乙分子沿远离甲分子方向运动
B. 乙分子受分子力的大小先减小后增大
C. 乙分子的分子势能先减小后增大
D. 乙分子运动到距甲分子处速度0
【答案】C
【解析】A．由图可知，当乙分子在距甲分子处由静止释放时，分子间作用力表现为引力，乙分子沿靠近甲分子方向运动，故A错误；
B．乙分子沿靠近甲分子方向运动，两者的距离逐渐减小，由图可知，乙分子受到分子力的大小先增大后减小，故B错误；
C．当乙分子在距甲分子处由静止释放开始靠近，分子力表现为引力，做正功，分子势能减小；之后分子力表现为斥力，做负功，分子势能增大。所以乙分子的分子势能先减小后增大，C正确；
D．当乙分子在距甲分子处运动到距甲分子处，分子力先做正功后做负功，由图像可知围成的面积表示做功的大小，故分子力做的正功大于负功，分子力做的总功为正，由动能定理可知，乙分子动能增加，速度不为0，故D错误；
故选C。
6. 如图甲所示，闭合金属框置于垂直纸面向里的磁场中，线框平面与磁场方向垂直﹐磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示。规定顺时针方向为电流的正方向，下列各图中能正确表示线框中感应电流随时间变化的图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】如图所示，在0~1s内，磁场方向垂直纸面向里且在增大的过程，由楞次定律可知，要产生的感应电流方向为逆时针方向，根据，产生的感应电动势与感应电流应该是恒定值。在1~3s内，磁场不变，感应电流为0。3~4s内，垂直纸面向内的磁场减小，故产生感应电流为顺时针方向。
7. 如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（ ）
A. 钠的逸出功为
B. 钠的截止频率为
C. 图中直线的斜率为普朗克常量h
D. 遏止电压与入射光频率成正比
【答案】A
【解析】A．根据遏止电压与最大初动能的关系有
根据电效应方程有
当结合图像可知，当为0时，解得
A正确；
B．钠的截止频率为，根据图像可知，截止频率小于，B错误；
C．结合遏止电压与光电效应方程可解得
可知，图中直线的斜率表示，C错误；
D．根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压与入射光频率成线性关系，不是成正比，D错误。
故选A。
8. 如图所示是磁流体发电机示意图。平行金属板a、b之间有一个很强的匀强磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量的等量正、负离子）垂直于磁场的方向喷入磁场，a、b两板间便产生电压。如果把a、b板与用电器相连接，a、b板就是等效直流电源的两个电极。若磁场的磁感应强度为B，每个离子的电荷量大小为q、速度为v，a、b两板间距为d，两板间等离子体的等效电阻为r，用电器电阻为R。稳定时，下列判断正确的是（ ）
A. 图中b板是电源的正极B. 电源的电动势为Bvq
C. 用电器中电流为D. 用电器两端的电压为Bvd
【答案】AD
【解析】A．由左手定则，正离子受洛伦兹力向下偏转，负离子受洛伦兹力向上偏转，b板为电源的正极，A正确；
BCD．稳定时，由平衡条件得
电源电动势为
电流为
用电器两端的电压
故BC错误，D正确。
故选AD。
9. 如图为氢原子能级的示意图，现有一个氢原子处于的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是（ ）
A. 该氢原子最多可辐射出6种不同频率的光
B. 用能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
C. 波长最大的光是由能级跃迁到能级产生的
D. 频率最小的光是由能级跃迁到能级产生的
【答案】B
【解析】A．一个氢原子处于的激发态，当向低能级跃迁时，可能的跃迁路径为、，，，则该氢原子最多可辐射出3种不同频率的光，故A错误；
B．能级跃迁到能级辐射出的光子能量
大于金属铂的逸出功，能发生光电效应，故B正确；
C．根据图示可知，由能级跃迁到能级产生的光子的能量最大，即频率最大，则波长最短，故C错误；
D．根据波尔理论，辐射出光子的能量是跃迁两轨道能级之差，结合图示可知，由能级跃迁到能级产生的光子的能量最小，即频率最小，故D错误。
故选B。
10. 央视曝光“能量石”的核辐射严重超标，该“能量石”含有放射性元素钍，连续衰变方程为，半衰期长达年。则 （ ）
A. X比少个中子
B. 衰变产生的射线比射线穿透能力强
C. X的比结合能大于的比结合能
D. 100个经过年还剩50个
【答案】AC
【解析】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为
电荷数为
所以X的中子数为
的中子数为
所以X比少个中子，故A正确；
B．射线比射线穿透能力弱，故B错误；
C．衰变过程放出能量，所以X的比结合能大于的比结合能，故C正确；
D．半衰期是大量放射性元素的统计规律，对个别的放射性原子没有意义，故D错误。
二、非选择题（本题共5小题，共57分。）
11. 某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验用油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中含有纯油酸1mL，1mL上述溶液有50滴，实验中用滴管吸取该油酸酒精溶液向浮有爽身粉的水面中央滴入一滴油酸酒精溶液。
（1）该实验中的理想化假设是________；
A．将油膜看作单分子层油膜
B．不考虑油分子间的间隙
C．不考虑油分子间的相互作用力
D．将油分子看成球体
（2）实验描出油酸薄膜轮廓如图，已知每一个小正方形的边长为2cm，则该油酸薄膜的面积为________m2（结果保留一位有效数字）；
（3）经计算，油酸分子的直径为________m（结果保留一位有效数字）。
【答案】（1）ABD （2） （3）
【解析】（1）[1]在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子层分布的；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间的空隙。
故选ABD；
（2）[2]由于每格边长为2cm，则每一格就是4cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出75格，则油酸薄膜面积为
75×4cm2＝300cm2＝3×10-2m2
（3）[3]1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积
由于油膜是单分子紧密排列的，因此分子直径为
12. 某同学应用如图甲所示的装置做“探究气体等温变化的规律”的实验。设计了如下的实验步骤，其中操作正确的步骤是______（填步骤前的数字序号）。
①利用注射器选取一段空气柱为研究对象，保持气体的质量和温度不变。
②把柱塞快速地向下压或向上拉，读取空气柱的长度（可得到空气柱体积）与压强的几组数据。
③为了直观反映气体的压强与体积的关系，应作出图像。
④改变空气柱或环境温度，重复实验。
若图像是过原点的一条直线，则说明一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成______（选填“正比”或“反比”）。图乙是该同学在不同环境温度下，对同一段空气柱做实验时得出的两条等温线和，对应的温度分别为、，则______（选填“>”“=”或“
【解析】[1]实验目的探究气体等温变化的规律，则需要确保空气质量与温度一定，可知，利用注射器选取一段空气柱为研究对象，保持气体的质量和温度不变，步骤①正确；为了确保实验过程温度一定，实验中应把柱塞缓慢地向下压或向上拉，稳定后读取空气柱的长度（可得到空气柱体积）与压强的几组数据，步骤②错误；根据玻意耳定律有
变形得
可知，为了直观反映气体的压强与体积的关系，应作出图像，步骤③正确；实验目的探究气体等温变化的规律，环境温度需要保持不变，步骤④错误。其中操作正确的步骤是①③。
[2]结合上述有
可知，若图像是过原点的一条直线，则说明一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。
[3]根据理想气体状态方程有
变形得
可知，图像的斜率
等温线的斜率大于等温线的斜率，则有
13. 如图所示，为一个内部不规则的导热容器，为测量它的容积，在容器上竖直插入一根两端开口、横截面积为的玻璃管，玻璃管下端与容器内部连通且不漏气，玻璃管内有一小段高度为水银柱，水银柱下端与容器接口之间封闭着长度为的空气柱，此时环境温度，把容器放入温度为的热水中，稳定后水银柱下端与容器接口之间空气柱长度变为。实验过程中大气压强且不变，求：
（1）温度为时封闭气体的压强；
（2）这个不规则容器的容积V。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）对液柱受力分析有
解得
（2）对封闭气体，其初始状态体积为
其末状态体积为
由于该过程中气体压强不变，即发生等压变化，有
解得
14. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压U1=250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，求：
（1）发电机输出的电流I1；
（2）输电线上的电流I线；
（3）降压变压器的匝数比n3∶n4。
【答案】（1）400A （2）25A （3）190∶11
【解析】（1）发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压U1=250V，根据
解得
（2）输电线上损失的功率P线=5kW，根据
解得
（3）根据能量守恒定律有
解得
根据电流匝数关系有
解得
15. 贵州省黔西南州某学校科技节时进行水火箭制作展演，某学习小组为了探究水火箭在充气与喷水过程中气体的热学规律，把水火箭按照图甲进行模型简化。塑料容器竖直固定。其中分别是容器的充气口、喷水口，是气压计。在室温环境下，容器内装入一定质量的水，封闭体积为的空气，此时空气压强为。
（1）打开喷水口阀门，喷出一部分水后关闭阀门，容器内空气从状态变化到状态，其压强与体积的变化关系如图乙中实线所示，已知空气在状态时的体积，压强，求空气在状态与状态时的热力学温度之比；
（2）图乙中虚线是容器内空气在绝热（既不吸热也不放热）条件下压强与体积的变化关系图线，试判断空气在图乙中沿实线从到的过程是吸热还是放热；（需要列表达式说明理由）
（3）若容器装水后封闭空气压强为，体积为，现通过充气口缓慢充入空气（不计容器的容积变化），设充气过程中气体温度不变，求当容器内空气压强为时，充入空气质量与原有空气质量之比。
【答案】（1） （2）气体吸热 （3）
【解析】（1）容器内气体从状态M变化到状态N，由理想气体的状态方程可得
可得
（2）由图像与横坐标轴所围面积表示气体做功可知，从M到N的过程对外做功更多，N和都是从M状态变化而来，应该相同，可得
可知从M到N的过程内能降低的更少，由热力学第一定律
可知，从M到的过程绝热，内能降低等于对外做功；从M到N的过程对外做功更多，内能降低反而更少，则气体吸热。
（3）设充入的气体在该室温环境下压强为时的体积为V，充气过程中气体温度不变，则有
解得
所以充入空气质量与原有空气质量之比为