2022-2023学年山东省潍坊市安丘市潍坊重点中学高二（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年山东省潍坊市安丘市潍坊重点中学高二（下）期末物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1.  关于固体和液体，下列说法正确的是

A. 晶体一定有规则的几何外形
B. 金刚石、石墨、食盐和玻璃都是晶体
C. 叶面上的露珠呈球形是因为重力作用的结果
D. 液晶的光学性质具有各向异性

2.  下列关于热现象的说法中正确的是(    )

A. 在一定条件下物体的温度可以降到绝对零度
B. 在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传给高温物体
C. 第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律
D. 花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的

3.  甲图为楼宇内安装的烟雾探测器，其结构示意图如乙图所示。探测器中装有大约的镅，它是一种半衰期长达年的放射性金属，会释放出射线和射线。当空气分子穿过探测器时，释放出的射线将其电离，电离产生的正、负离子在电场力作用下移动，形成微小电流，可被探测器内芯片探测到。烟尘一旦进入探测腔内，烟尘中的微粒会吸附部分射线，导致电流变化，从而触发警报。则下列说法正确的是(    )

 

A. 发生衰变的方程是
B. 可用半衰期为的放射性同位素代替
C. 使空气分子发生电离的主要是射线
D. 烟雾进入探测器，使电路中的电流减小而触发警报

4.  美丽的气球是很多小孩喜欢的玩具，将气球释放，它就会在空中缓慢上升，气球体积变大已知环境温度随高度增加而降低，气球不漏气则在上升过程(    )
 

A. 球内所有气体分子的动能都减小 B. 球内气体内能增大
C. 外界将对球内气体做正功 D. 球内气体放出的热量小于内能的减少量

5.  淮北车手王克在全国摩托车越野锦标赛六盘水站中获青少年组第一名。某段时间他和另一名车手在两条平行的直车道上行驶，时两车在同一计时线处。他们在四次比赛中的图像如图所示。下列说法正确的是(    )
 

A. 甲图对应的比赛中，时刻车追上车
B. 乙图对应的比赛中，车和车之间的距离一直不变
C. 丙图对应的比赛中，两车出发后相遇两次
D. 丁图对应的比赛中，两车出发后车追不上车

6.  中型客机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的中型喷气式民用飞机，年将交付首架单通道客机．现正处于密集试飞新阶段，一架飞机在跑道上从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到时离开地面起飞，已知飞机起飞前内的位移为，则飞机在跑道上加速的时间以及加速度的大小分别为
 

A.    B.  
C.    D.  

7.  如图所示为氢原子能级图，大量处于基态的氢原子被光子能量为的光照射后处于激发态，这些氢原子向低能级跃迁时共产生六种不同频率的光。已知可见光光子的能量范围约为。则根据玻尔理论可知(    )
 

A. 入射光子能量
B. 电子在低能级的动能小于其在高能级的动能
C. 六种不同频率的光中有两种是可见光
D. 氢原子向低能级跃迁时，核外电子远离原子核

8.  如图，甲、乙两辆相同型号汽车沿平直路面并排同向行驶，在两车车顶相同位置、分别装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备间信号的有效传输距离。时刻，甲、乙两车车头对齐，此时甲车速度为，乙车速度为，、间距离。从时刻开始，甲车以大小为的加速度做匀减速直线运动直至停止，乙车以的速度做匀速直线运动。不计信号的传递时间，从时刻起，甲、乙两车能够利用蓝牙通信的时间为(    )

 

A.  B.  C.  D.

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9.  在斯特林循环的图像中，一定质量理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态，整个过程由两个等温和两个等容过程组成。在和的过程中，气体放出的热量分别为和；在和的过程中，气体吸收的热量分别为和。则下列说法正确的是
 

A. 状态比状态的温度高
B. 的过程中气体对外做功
C. 气体完成一次循环对外界所做的功为
D. 的过程中，单位时间内单位器壁面积上分子碰撞次数减少

10.  分子势能与分子间距的关系如图中曲线所示，曲线与轴交点的横坐标为，图线最低点对应的横坐标值为。下列说法正确的是(    )

A. 在处分子引力和分子斥力大小相等
B. 在处分子引力和分子斥力大小相等
C. 在阶段，随的减小分子力一直减小
D. 在阶段，随的减小分子力一直增大
 

11.  如图甲所示是研究光电效应实验规律的电路。当用强度一定的蓝光照射到光电管上时，测得电流表的示数随电压变化的图像如图乙所示下列说法正确的是(    )

A. 照射的蓝光增强，饱和光电流将增大
B. 若改用红光照射光电管，一定不会发生光电效应
C. 若改用紫光照射光电管，则光电管中金属的逸出功变大
D. 若改用紫光照射光电管，图像与横轴交点在左侧

12.  为了测量自行车骑行者启动时的加速度，在笔直公路旁插上个间距相等的标杆，并用秒表测量骑行者视为质点通过标杆的时刻。骑行者从号标杆开始骑行，时间记，以后通过号标杆、号标杆、号标杆的时刻分别是、、，如果相邻标杆之间的距离均为，假设骑行者在到达号标杆前的运动视为初速度为零的匀加速运动。则下列说法正确的是(    )

A. 骑行者通过号标杆的瞬时速度是
B. 骑行者到达号标杆的过程的平均速度是
C. 骑行者到达号标杆时的速度
D. 骑行者到达号标杆时的速度，其中和分别是骑行者到达号和号标杆时的速度

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

13.  某实验小组用图所示的装置测量自由落体运动的加速度，其操作步骤如下：

A.按照图的装置安装实验器材；

B.将电火花计时器接到学生电源的“交流输出”挡位上；

C.先释放纸带，之后闭合开关接通电源，打出一条纸带；

D.多次正确进行实验，从打出的纸带中选取较理想的一条如图所示，取连续的计时点、、、、，测得点到点、、、的距离分别为、、、；

E.根据测量的数据算出重力加速度。

指出有错误的步骤________填相应步骤前的字母；

若从打点时开始计时，点、、、对应时刻分别为、、、，求得、、、，作出图像如图所示，图线的斜率为，在纵轴上的截距为，可知打下点时重物的速度________，当地的重力加速度________。

14.  如图甲是“用研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。

主要步骤如下：
将压强传感器调零；
在活塞上均匀涂抹润滑油，把活塞移至注射器满刻度处；
逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机；
推动活塞，记录多组注射器内气体的体积，以及相应的压强传感器示数。
实验操作中，活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了______；
为了保持封闭气体的温度恒定，下列措施可行的是______；
A.注射器必须固定在竖直平面内
B.用手握注射器推拉活塞
C.缓慢推动活塞
测得多组空气柱的压强和体积的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以为纵坐标，则应以______为横坐标在坐标系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现与的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图线应为图乙中的______选填“”或“”，造成该现象的原因可能是______答一种即可。

四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）

15.  研究发现，钚的放射性同位素会衰变为和粒子两种新核子，同时会伴随发出光子。粒子静止在匀强磁场中，发生衰变时产生两个新核子，其运动方向均与磁场垂直，运动轨迹、如图所示。已知的质量，的质量，粒子的质量，且相当于能量。

通过计算判断是哪种新核子的轨迹；

求一个发生衰变放出的能量。结果保留三位有效数字

16.  如图所示，、两容器内装有一定量的水银，下部连通。容器上部封闭气体体积为，右侧连接一打气筒，每次能将的外界空气注入容器。经次打气后，容器内气体体积变为，两容器的液面差；又继续打气次后，两容器的液面差。已知外界大气压，不计气体温度变化。求：

打气前，容器上部空间封闭气体体积；

打气次数。

17.  如图所示，一粗细均匀的导热形管竖直放置，右侧上端封闭，左侧上端与大气相通，右侧顶端密封空气柱的长度为，左侧密封空气柱上方水银柱长，左右两侧水银面高度差，已知大气压强，大气温度，形管横截面积。现用特殊手段只对空气柱加热，直到空气柱、下方水银面等高。求：

加热前空气柱、的压强各为多少；

空气柱、下方水银面等高时中气体的温度；

对空气柱加热的过程中空气柱与外界传递的热量。

18.  如图为车辆行驶过程中在平直道路上变道超车的情景。为长的大货车，正以的速度匀速向右行驶，是在后方同向行驶的小汽车，长度，车以的速度行驶，当两车相距时，车司机准备借对向车道超越车，但车司机发现对向车道与车相距处有另一小汽车正迎面驶来，。已知车加速时加速度，车刹车的加速度大小。不考虑超车时变道的时间

若车司机想安全超越车，则至少需要多长时间；

若车司机选择超越车，为避免与车相碰，车司机至少以多大加速度刹车才能让车司机超车成功；

若车司机放弃超车，为避免与车相撞，立即刹车，同时鸣笛发出信号提示，车司机加速，车司机反应时间，并立即以的加速度加速，判定两车能否相碰，若不能求两车最近距离。结果保留两位小数

答案和解析

1.【答案】 

【解析】

【分析】
晶体具有固定的形状，多晶体除外；玻璃是非晶体；露珠呈球形是因为表面张力的作用；液晶的光学性质具有各向异性，本题要明确晶体和非晶体的区别及常见的晶体、非晶体，了解液晶的性质和液体的表面张力作用。

【解答】
A、多晶体属于晶体，多晶体没有规则的几何外形，故A错误；
B、金刚石、石墨、食盐都是晶体，玻璃是非晶体，故B错误；
C、叶面上的露珠呈球形是因为液体表面张力作用的结果，故C错误；
D、液晶具有各向异性的光学性质，故D正确；
故选：。  

2.【答案】 

【解析】解：、根据热力学第三定律可知，绝对零度不可能达到，故A错误；
B、根据热力学第二定律可知，在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传给高温物体，故B正确；
C、第二类永动机违背了热力学第二定律，第一类永动机违背了能量守恒定律，故C错误；
D、花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于液体分子无规则热运动引起的，不是花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的，故D错误。
故选：。
根据热力学第三定律分析选项；根据热力学第二定律分析选项；第二类永动机违背了热力学第二定律；根据引起布朗运动的原因分析选项。
本题主要是考查热力学定律、布朗运动等知识，解答本题的关键是能够熟练掌握热学部分的基本知识并能够熟练应用。
 

3.【答案】 

【解析】解：、该衰变方程不满足质量数守恒与电荷数守恒，故A错误；
B、半衰期为年，当经年，经过个半衰期，镅含量等于原来的一半，因此只考虑衰变作用，这种烟雾探测器理论上能可靠工作年，同理半衰期为的放射性同位素为小时，能正常工作的时间太短，故B错误；
C、镅会释放出射线将它们电离，从而产生电流，而三种射线中，射线使空气电离的本领最大，可知使空气中的氧、氮等分子发生电离的主要是射线，故C错误；
D、烟雾进入探测器，烟雾中的微粒会吸附粒子，使两电极中电流的减小而发出报警，故D正确。
故选：。
根据质量数守恒与电荷数守恒判断核反应方程；根据半衰期应用的特点分析；根据三种射线的特点和电离能力大小判断。
考查核反应方程的书写以及三种射线的电离能力大小，注意它们的穿透能力的大小，掌握半衰期的概念，注意半衰期的应用是关键。
 

4.【答案】 

【解析】

【分析】
本题主要考查温度的微观意义以及热力学第一定律的应用。温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子的动能增大；一定质量的气体内能只与温度有关；由气球体积的变化分析外界对气体做功情况；结合热力学第一定律分析即可正确求解。
【解答】
A.球内气体温度降低，可知气体分子平均动能减小，但不是所有气体分子的动能都减小，选项A错误；

B.球内气体温度降低，则气体的内能减小，选项B错误；

C.气球的体积变大，则球内气体对外界做功，选项C错误；

D.因气体对外界做功，气体内能减小，则球内气体放出的热量小于内能的减少量，选项D正确。

故选D。

5.【答案】 

【解析】

【分析】

该题考查了应用速度--时间图象解决物体的追击与相遇问题，相遇的条件是两物体运动的位移相等．应用在速度--时间图象中图象与横轴所围成的面积表示物体发生的位移这一规律，分析两物体是否会相遇。
用图象研究物理问题是一种常用的数学方法，图象具有直观、简单等优点；但是用图象法研究问题，一定要根据题意分析清楚物体的运动情景，正确画出物体的运动图象，这是应用图象解题的关键。

【解答】

在速度时间图象中，图线与横轴所围成的面积表示物体发生的位移。
A.从图中可以看出，当时，图象的面积大，说明的位移大，而两车从同一位置沿相同方向运动的，所以此时车没有追上车；故A错误；
B.图中的面积始终小于的面积，两个面积之差等于它们的间距，可知，间距随时间增大而增大，故B错误； 
C.图象在时，两图象面积相等，此时一辆赛车追上另一辆，所以只能相遇一次，故C错误；
D.图象中的面积始终小于的面积，所以车追不上车；故D正确。
故选D。
 

6.【答案】 

【解析】分析：
已知飞机起飞前内的位移为，根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度，求出在最后内中间时刻的速度，再由加速度的定义式即可求解加速度，再根据匀变速直线运动速度与时间关系求加速时间。
本题的解得关键是选用平均速度等于中间时刻的瞬时速度公式，从此突破题目解决简单化。处理运动学问题选折好公式可以起到事半功倍的效果。
解答：
飞机在最后内中间时刻的速度，则飞机起飞的加速度大小，飞机加速的时间，故D正确，ABC错误。
故选 D．
 

7.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查氢原子的玻尔理论，以及能级间跃迁所满足的规律，即，并能灵活运用。
大量氢原子能级跃迁最多能产生的光子种类数为，跃迁时辐射的光子能量等于能级能量差；根据库仑力提供向心力分析动能的变化。
【解答】
A、能产生六种不同频率的光，根据，可知，故入射光子能量，故A错误；
B、根据库仑力提供向心力有，解得，电子在低能级的轨道半径小，故动能大，故B错误；
C、从向低能级跃迁辐射的光子能量等于能级能量差，六种光子能量为、、、、、，其中、属于可见光，故C正确；
D、氢原子向低能级跃迁时，轨道半径变小，核外电子靠近原子核，故D错误。  

8.【答案】 

【解析】

【分析】
根据几何知识结合运动学公式求出满足蓝牙通信的临界条件，再结合临界条件求出对应的时间。
在本题中，要注意刚好满足蓝牙通信的时刻有两个，再结合运动学公式分析蓝牙通信的时间。
【解得】
根据几何知识可知，当甲车在乙车前方且时，有
根据运动学公式有

联立代入数据解得，
因为甲车做匀减速运动而乙车做匀速运动，所以两车之间的距离先增大后减小，当时，；时，。
时，甲车的速度为

之后，甲、乙两车的距离不断减小，设甲车速度减到零前继续行驶的距离为，根据运动学公式有

整理代入数据可得
根据几何关系可知，从开始到乙车行驶至甲车前方的过程中，，这段过程经历的时间为

所以甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为
故ABC错误，D正确。
故选：。  

9.【答案】 

【解析】解：、到过程的体积不变，为等容过程，压强增大，根据查理定律：，可知温度一定升高，而到状态温度不变，故状态比状态的温度低，故A错误；
B、从到，为等温过程，故内能不变，即：，因为体积增大，所以气体对外做功，根据热力学第一定律：，则，即气体对外做功，故B正确；
C、气体完成一次循环共吸收热量为，且完成一次循环温度不变，即，根据，则，即气体对外界做功为，故C正确；
D.的过程中，为等容过程，压强增大，单位时间内单位器壁面积上分子碰撞次数增多，故D错误。
故选BC。
根据理想气体状态方程，先判断体积的变化，膨胀是气体对外做功，收缩是外界对气体做功；理想气体无势能，内能与温度有关，根据热力学第一定律判断分析即可。根据气体压强微观意义分析。
本题考查气体定律以及热力学第一定律的综合运用，解题关键是要先根据气体实验定律判断气体的、、的变化，然后结合热力学第一定律公式进行分析．
 

10.【答案】 

【解析】解：、当时，分子间作用力为零，分子势能最小，引力和分子斥力大小相等，故A错误；B正确；
C、当时，分子间作用力表现为斥力，随着分子间距离减小而增大，所以分子力一直增大。故C错误；
D、由图像可知，在阶段，分子力表现为斥力，随的减小分子力一直增大。故D正确。
故选：。
对图中信息的解读当时，分子间作用力为零，分子势能最小，引力和分子斥力大小相等；
当时，分子间作用力表现为斥力，随着分子间距离减小而增大，所以分子力一直增大。
本题考查分子势能与分子间距的关系曲线，对学生从图像获取信息的要求较高，属于易错题。
 

11.【答案】 

【解析】解：、照射的蓝光越强，单位时间内逸出的光电子数目越多，则饱和电流将越大，故A正确；
B、因红光的频率小于蓝光，红光的光子能量小于蓝光的光子能量，则若改用红光照射光电管，如果红光的光子能量仍然大于金属的逸出功，仍然会发生光电效应，故B错误；
C、光电管的逸出功是由本身的材料决定的，与入射光的频率无关，故C错误；
D、若改用紫光照射光电管，因紫光的频率大于蓝光，根据，可知，遏止电压变大，则图像与横轴交点在蓝光照射时的左侧，故D正确。
故选：。
发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，入射光的强度影响单位时间内发出的光电子数目，单位时间内逸出的光电子数目越多，则饱和电流将越大；金属的逸出功的大小是由材料本身决定的；根据光电效应方程判断光电子最大初动能、遏止电压的变化。
本题考查光电效应的相关知识，要求学生结合光电效应方程进行分析，难度不大。
 

12.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查匀变速直线运动，在匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度，而中间位移的瞬时速度大于中间时刻瞬时速度。
【解答】

A.设骑行者通过号标杆的瞬时速度为，则由运动学公式有

解得故A正确；

B. 骑行者到达号标杆时平均速度是故B错误；

骑行者在、标杆之间的中间时刻的瞬时速度为 ，骑行者到达号标杆的速度为中间位置的瞬时速度，大于 故C正确

骑行者在、标杆之间的中间时刻的瞬时速度为，骑行者到达号标杆时的速度  D错误。   
故选AC。

13.【答案】               

【解析】本题通过测量自由落体运动的加速度实验考查考生的动手操作能力和数据树立能力。

【详解】电火花计时器的工作电源是交流电源  ，实验时应先接通电源后释放纸带，错误的步骤是。

图线纵轴截距是时刻对应的速度，即表示打下点瞬间重物的速度。

平均速度表示各段中间时刻的瞬时速度，以平均速度  为纵坐标，相应的运动时间的两倍为横坐标，则  图线的斜率的倍表示重力加速度，即  。

14.【答案】防止漏气；； ； ；漏气。 

【解析】

【分析】
除了保证温度不变以外，还必须保证封闭气体质量不变，明确保证质量不变的操作方法；
根据实验原理和操作注意事项分析判断；
根据题意出现的情况，结合实验过程，应用分析解答相关问题。
本实验是验证性实验，要控制实验条件，此实验要控制两个条件：一是注射器内气体的质量一定；二是气体的温度一定，运用玻意耳定律列式进行分析。
【解答】
研究温度不变时气体的压强与体积的关系，本实验保持温度不变，研究压强与体积关系，根据题意可知，还需保证封闭气体质量不变，为了防止漏气，故需要在活塞上均匀涂抹润滑油。
实验过程中手不能与注射器接触，推动活塞应缓慢进行，保持与外界相同温度，不必固定在竖直平面内，故C正确，AB错误。
为了直观反映压强与体积之间的关系，应该做出直线图像，根据理想气体状态方程，可得，
可见与是线性关系，故应当以为横坐标。
图像上点与原点连线的斜率为，因为，变小，所以图像的斜率变小，故图线应为图乙中的，
跟气体的质量有关，故导致这一现象的原因是注射器存在漏气现象。  

15.【答案】轨迹  为核电荷数较小的  粒子的运动轨迹。

【解析】由于衰变过程动量守恒

即两粒子动量等大反向，根据洛伦兹力提供向心力有

得

可知，  和  粒子两种新核子动量大小相等，则轨迹  为核电荷数较小的  粒子的运动轨迹。

一个  发生衰变时质量亏损为

放出的能量

16.【答案】解：第一阶段，气体等温变化，末状态压强，

打气次数，每次打入气体得

解得：

设直管内径横截面积为，容器横截面积为，得

设第二阶段又继续打气次后，容器内气体体积增大，得

第二阶段，气体等温变化，得

解得

【解析】该题考查气体变质量问题相关知识。分析好物理情景，灵活应用公式是解决本题的关键。
分析好气体初末状态变化情况，应用玻意耳定律求解打气前，容器上部空间封闭气体体积；
对打气第二阶段气体状态变化情况分析，根据玻意耳定律求解打气次数。
 

17.【答案】解：加热前空气柱的压强：
根据等压液面法得加热前空气柱的压强：

用特殊手段只对空气柱加热，直到空气柱、下方水银面等高的过程气柱三个状态参量都不变，部分气柱压强，，
加热前气体体积，，
对部分气柱，由理想气体状态方程得：
代入数据解得：
用特殊手段只对空气柱加热，直到空气柱、下方水银面等高的过程气柱三个状态参量都不变，温度不变，对于：， 
体积不变：
由热力学第一定律：
解得： 

【解析】液片法求出气体的压强，再根据等压液面法求出的压强；
求出气体的状态参量，应用理想气体状态方程求出气体的温度；
对部分气体分析出三个状态参量都不变，由热力学第一定律求。
根据题意分析清楚气体状态变化过程、求出气体状态参量是解题的前提，应用理想气体状态方程即可解题；本题的易错点是求玻璃管两边水银面等高时气体的体积。
 

18.【答案】；；两车不相碰， 

【解析】设经过时间超车成功，则

解得

车超车成功，设此过程车前进的距离为，则有

解得

经时间、速度相等，则

解得

因为

所以两车不相碰，且最近距离为