上海市华东师范大学第二附属中学2022-2023学年高二下学期期末等级考试物理试题（解析版）

这是一份上海市华东师范大学第二附属中学2022-2023学年高二下学期期末等级考试物理试题（解析版），共19页。
华东师大二附中2022学年第二学期期终考试卷
高二 物理
（考试时间：60分钟 卷面满分：100分）
一、选择题（共40分。1-8题每题3分，9-12题每题4分，每题只有一个正确答案。）
1. 关于电磁波及其应用，下列说法正确的是（　　）
A. 同一种电磁波在不同介质中传播时，波速不变、频率和波长发生改变
B. 用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得更快，这里的“神灯”是利用紫外线的化学作用
C. 教室里亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场
D. 赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦最早证实了电磁波的存在
【答案】C
【解析】
【详解】A．同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变（频率由波源决定），波速、波长发生改变，故A错误；
B．“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，故B错误；
C．亮着的日光灯，工作时的电磁打点计时器中通的均是交变电流，在其周围产生交变磁场和电场，故C正确；
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最早证实了电磁波的存在，故D错误。
故选C。
2. 下列场景解释中正确的有（　　）
A. 光导纤维内芯的折射率应小于外套的折射率
B. 泊松亮斑是光的衍射现象
C. 用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍射条纹越窄
D. 激光是人类制造的，它与自然光的特性不同，不能发生偏振现象
【答案】B
【解析】
【详解】A．光导纤维主要利用全反射传递信息，故内芯的折射率应大于外套的折射率，A错误；
B．泊松亮斑是光的衍射现象，B正确；
C．用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，衍射现象越明显，观察到的中央衍射条纹越宽，C错误；
D．横波可以发生偏振现象，故激光可以发生偏振现象，D错误。
故选B。
3. 关于传感器及其应用，下列说法正确的是（　　）
A. 烟雾散射式火灾报警器都是利用温度传感器来工作的
B. 传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的
C. 电子秤所使用的测力装置是红外线传感器
D. 电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制
【答案】B
【解析】
【详解】A．烟雾散射式火灾报警器都是利用光的漫反射，从而触发开关报警，故A错误；
B．传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的，故B正确；
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器，故C错误；
D．电熨斗通过双金属片温度传感器来控制温度，故D错误。
故选B。
4. 下列关于固体、液体和气体的说法正确的是（　　）
A. 固体中的分子是静止的，液体、气体中的分子是运动的
B. 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
C. 液体表面层中分子间的相互作用力只有引力，宏观表现为表面张力
D. 固体、液体和气体中都会有扩散现象发生
【答案】D
【解析】
【详解】A．固体、液体、气体中的分子都是运动的，故A错误；
B．气体的压强是大量的气体分子对器壁频繁的碰撞产生的，在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强不变，不为零，故B错误；
C．液体表面层中分子间的距离大于内部分子距离，同时存在引力与斥力，只是分子间的相互作用力表现为引力，宏观表现为表面张力，故C错误；
D．固体、液体和气体中都会有扩散现象发生，故D正确。
故选D。
5. 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针尖接触其背面一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示。而三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是（　　）

A. 甲是非晶体
B. 乙不可能是金属薄片
C. 丙在一定条件下可能转化成乙
D. 丙熔化过程中，温度不变，则内能不变
【答案】BC
【解析】
【详解】A．甲丙具有确定的熔点，且丙表现出导热的各向异性，则丙一定是单晶体，甲可能是多晶体或者在导热性上不具各向异性的单晶体，A错误；
B．乙不具备确定的熔点，故乙为非晶体，而金属块是多晶体，B正确；
C．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，C正确；
D．晶体在熔化过程中，温度不变，分子平均动能不变，吸收热量，分子势能增加，内能增大，D错误。
故选BC。
6. 将粗细不同的两端开口的玻璃细管插入水银中，正确的现象是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】若液体不浸润玻璃时，玻璃细管与液面接触部分玻璃分子与液体分子间的吸引力小于液体分子之间的吸引力，所以在玻璃的细管内会下降，并形成向上凸起的球面；若液体浸润玻璃时，玻璃细管与液面接触部分玻璃分子与液体分子间的吸引力大于液体分子之间的吸引力，液体在玻璃的细管内会上升，并形成向下凹陷的球面，且玻璃管越细，液柱上升越高。
故选A。
7. 如图，曲线Ⅰ和Ⅱ为某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则下列说法正确的是（　　）

A. 曲线Ⅰ对应状态的气体分子平均动能更小
B. 曲线Ⅰ与横轴所围面积更大
C. 曲线Ⅱ与横轴所围面积更大
D. 说明单个分子做无规则运动具有一定的规律性
【答案】A
【解析】
【详解】A．气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，所以曲线I对应状态的温度更低，故曲线I对于状态的气体分子平均动能更小，故A正确；
BC．曲线下的面积表示分子速率从所以区间内分子数的比率之和为1，故两曲线与横轴所围面积相等，故BC错误；
D．曲线是大量分子统计得到的规律，不能说明单个分子做无规则运动具有一定的规律性，故D错误；
故选A。
8. 据新华社报道，4月12日21时，我国全超导托卡马克核聚变装置（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，在该装置内发生的核反应方程是。若的质量是，的质量是，的质量是，X的质量是m4，光速是c，下列说法正确的是（　　）

A. 只有氘（）和氚（）能发生核聚变，其他原子核不能
B. 发生一次上述聚变反应所释放的核能大小为
C. 其中粒子X的符号是
D. 核聚变反应发生后，需要外界不断给它提供能量才能将反应持续下去
【答案】C
【解析】
【详解】A．理论上，原子序数小于铁的都可以发生核聚变，不一定是氘（）和氚（），恒星演化后期会有氦聚变为碳进而聚变为氧的过程，所以A错误；
B．发生一次上述聚变反应所释放的核能大小为，B错误；
C．由核反应前后质量数守恒和核电荷数守恒可知，其中粒子X的符号是，C正确；
D．核聚变一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就会使反应继续下去，D错误。
故选C。
9. 如图所示是产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。下列说法中错误的是（　　）

A. 该图表示的是多普勒现象
B. 此时波源正向A观测者靠近
C. CD两位观测者此时接收到的频率和波源发出的频率相等
D. B观测者此时接收到的频率小于波源发出的频率
【答案】C
【解析】
【详解】A．该图表示由波源移动而引起的多普勒效应，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，观测者A在单位时间内接收到的完全波的个数最多，说明波源向A观测者靠近，故B正确，不符合题意；
C．波源与CD观测者间的距离不断增大，故接收到的频率小于波源发出的频率，故C错误，符合题意；
D．波源与观测者B的距离不断增大，故观测者接收到的频率小于波源发出的频率，故D正确，不符合题意。
故选C。
10. 正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法正确的是（　　）

A. 磁场方向垂直于纸面向外
B. 轨迹1对应的粒子运动速度越来越大
C. 轨迹3对应的粒子是正电子
D. 轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的小
【答案】D
【解析】
【详解】AC．根据题图可知，1和3粒子绕转动方向一致，则1和3粒子为电子，2为正电子，电子带负电且顺时针转动，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故A、C错误；
B．电子在云室中运行，洛伦兹力不做功，而粒子受到云室内填充物质的阻力作用，粒子速度越来越小，故B错误；
D．带电粒子若仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可知

解得粒子运动的半径为

根据题图可知轨迹2对应的粒子运动的半径更小，速度更小，粒子运动过程中受到云室内物质的阻力的情况下，此结论也成立，故D正确。
故选D。
11. 分子间存在着分子力，并且分子间存在与其相对距离有关的分子势能，分子势能Ep随分子间距离r变化的图像如图所示，取r趋近于无穷大时Ep为零，通过功能关系可以从此图像中得到有关分子力的信息，若仅考虑两个分子间的作用，下列说法正确的是（　　）

A. 分子间距离由r3减小为r2的过程中，分子力可能先增大后减小
B. 分子间距离为r2时，引力大于斥力
C. 假设将两个分子从r=r2处释放，它们将相互靠近
D. 假设将两个分子从r=r1处释放，则分子间距离增大但始终小于r3
【答案】A
【解析】
【详解】AB．分子力为零时，分子势能最小，由图可知时为平衡位置，分子间距离由减小为的过程中，分子力的情况可能一直减小，也可能先增大后减小，故A正确，B错误；
C．假设将两个分子从处释放，分子处于平衡状态，保持静止，故C错误；
D． 处的分子势能小于处的分子势能，可知处分子动能不为零，所以将两个分子从处释放，则分子间距离增大且可以大于，故D错误。
故选A。
12. 一定质量理想气体，由状态a经a→b、b→c和c→a回到状态a，其循环过程的图像如图所示：、、分别表示气体在状态a、b、c的温度，则（　　）

A.
B. 气体在b→c过程中吸收热量
C. 气体在a→b→c→a循环过程中没有做功
D. 气体在a→b→c→a循环过程中放出热量
【答案】B
【解析】
【详解】A．a→b气体做等温变化，c→a气体做等容变化

可知

故A错误；
B．气体在b→c过程中做等压变化，气体体积变大，气体对外做功，气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律

可知气体在b→c过程中吸收热量，故B正确；
C．将 图像转化为图像，由图像的面积，可知气体对外做功大于外界对气体做功，故气体在a→b→c→a循环过程中气体对外做功，故C错误；

D．气体在a→b→c→a循环过程中气体温度不变，内能不变，气体对外做功，根据热力学第一定律可知气体吸收热量，故D错误。
故选B。
二、填空题（共20分，每题4分。）
13. 天然放射性现象的发现揭示了___________内部是有复杂结构的。某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为___________天。
【答案】 ①. 原子核 ②. 3.8
【解析】
【详解】[1] 天然放射性现象的发现揭示了原子核内部是有复杂结构的。
[2] 某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变，则有的原子核没衰变，由

则

该元素的半衰期为

14. 如图所示的电路中，先闭合开关S，稳定后再断开，图中LC回路开始电磁振荡，则振荡开始后，电容器C的上极板______________（选填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；时刻电路中的能量转化情况为______________________________。

【答案】 ①. 正电 ②. 电场能正向磁场能转化
【解析】
【详解】[1][2]先闭合开关S，稳定后电容器带电量为零，线圈中有从上到下的电流；再断开S，则LC回路开始电磁振荡，当时，即在~T时间内电容器反向放电，上极板带正电；时刻电路中的能量转化情况为：电场能正向磁场能转化。
15. 图甲所示为一个质量分布均匀的透明“水晶球”。球直径为d，图中标记了一条水平直径对应的两端点为P、Q，球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射向球内，当折射光线与水平直径PQ成角时，出射光线与PQ平行，如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c，则该“水晶球”的折射率为___________，光在“水晶球”中的传播时间为______________。

【答案】 ①. 2cosθ ②.
【解析】
【详解】[1]由几何关系，光线从“水晶球”中出射时，入射角为θ，折射角为2θ，则折射率

[2]光在“水晶球”中的传播速度

传播时间

16. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，实线为时刻的波形，虚线为时的波形，P为平衡位置在处的质点，Q为平衡位置在处的质点。时间内，质点P运动的路程小于，则该波的波速为____________；处的质点运动到平衡位置的时刻为_____________。

【答案】 ① ②.
【解析】
【详解】[1]由于0.15s内，质点P运动的路程小于8cm,即0.15s小于半个周期，因此该波波速为

[2]该波向右传播，x=10m处的质点比质点Q运动落后

所以x=10m的质点回到平衡位置的时刻为0.05s。
17. 两个质量相等的弹性小球分别挂在，的细绳上，两球重心等高，如图所示。现将B球在竖直面内拉开一个较小的角度后放开，A、B两球的最大回复力之比_____________，从B球开始运动计时，经过两球相碰的次数为______________次（取）。

【答案】 ①. ②. 13次
【解析】
【详解】①单摆小球的回复力公式

一开始B小球摆开的角度较小，两球弹性碰撞，由能量守恒可认为两球的最大振幅x相同，所以两球最大回复力之比为

②两质量相等的弹性小球做弹性正碰时，两球速度交换，先计算两球运动的周期，
T1＝2π＝2 s
T2＝2π＝1 s
从B开始运动经，即0.25 s第一次相碰，并经，即1 s第二次相碰；再经，即0.5 s第三次相碰，可推证10s内两次碰撞13次。
三、综合题（共40分）
注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18. （1）下图为某同学用油膜法测分子直径的操作示意图，请选出需要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：__________________________（用字母符号表示）。
A． B. C.
D. E. F.
（2）如果在实验中：将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液。已知溶液有20滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，最后扩展成面积为的油膜，由此估算出油酸分子直径为____________m（结果保留两位有效数字）。在该实验中滴入油酸酒精溶液之前，要在水面上均匀的撒上薄薄的一层痱子粉，其作用是：______________________________。
【答案】 ①. DBFEC ②. ③. 形成清晰的油膜边缘
【解析】
【详解】(1)[1]不能直接把油酸倒入水中，故A步骤不需要，先配置好油酸溶液，在浅盘中倒入水，将痱子粉均匀撒在水面上，往水中滴入1滴油酸溶液，待油酸油膜形状稳定后，将刻有坐标的玻璃放在放在浅盘上，用笔画出油酸薄膜的形状，因此正确排序是DBFEC；
（2）[2]由题意知，酒精油酸溶液的浓度为，1滴酒精油酸溶液的体积为,
1滴酒精油酸溶液体积为

1滴酒精油酸溶液形成的油膜面积

油酸分子直径

(2)[3]为了使一滴油酸溶液散开后界面比较清晰，要在水面上先撒上痱子粉。
19. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。

（1）关于该实验下列说法正确的是（ ）
A.为保证封闭气体的气密性，应在活塞与注射器器壁间涂上润滑油
B.实验中不能用手握住注射器气体部位
C.为避免管内外的热量交换，实验时应快速推拉活塞和读取数据
D.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
E.活塞与器壁之间的摩擦力不影响实验
（2）A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示。则
①造成这一结果的原因是____________________；
②图中代表的物理含义是___________________________。
（3）若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是_______________________。
A． B. C. D.
【答案】 ①. ABE ②. 由于胶管内存在气体 ③. 连接压力表和注射器内空气柱的细管中气体的体积 ④. B
【解析】
【详解】（1）[1]A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，以防止漏气，故A正确；
B．不能手握注射器再推拉柱塞，以防止温度升高，故B正确；
C．实验时应缓慢推拉活塞，保持气体温度不变，故C错误；
D．注射器中封闭一定质量的气体，用压强传感器与注射器相连，通过数据采集器和计算机可以测出注射器中封闭气体的压强，体积可以从注射器上的刻度读出，故D错误；
E．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积，故E正确。
故选ABE。
（2）①[2]根据

变形得

造成图线不过圆点的原因是由于胶管内存在气体；
②[3]图中代表的物理含义是连接压力表和注射器内空气柱的细管中气体的体积；
（3）[4]根据

根据数学知识可知图像B符合题意，故选B。
20. 如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横载面积S=1.0×10-3m2、质量m=2kg、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离l=36cm，在活塞的右侧距离其d=14cm处有一对与汽缸固定连接的小卡环。气体的温度t=27，外界大气压强p0=1.0×105Pa，现将汽缸缓慢旋转至开口向下竖直放置（g取10m/s2）。
（1）求此时活塞与汽缸底部之间的距离h；
（2）如果将缸内气体加热到227°C，求此时汽缸内气体压强；
（3）在p-T坐标系中画出上述两过程中气缸内气体的压强和温度的关系图线。

【答案】（1）45cm；（2）1.2×105 Pa；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）汽缸水平放置时：封闭气体的压强
p1＝p0＝1.0×105 Pa
温度T1＝300 K，体积
V1＝lS
汽缸竖直放置时，封闭气体的压强
p2＝p0-＝0.8×105 Pa
温度
T2＝T1＝300 K
体积
V2＝hS
由玻意耳定律
p1V1＝p2V2
h＝
解得
h＝45cm
（2）温度升高，活塞刚达到卡环，气体做等压变化，此时
p3＝p2
V2＝hS
V3＝（l＋d）S
T2＝300 K

T3＝K
汽缸内气体温度继续升高，气体做等容变化
p3＝0.8×105 Pa，T3＝K，T4＝500 K

p＝1.2×105 Pa
（3）如图

21. 如图所示，一群处于第4能级的氢原子发光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像（如图乙）。已知氢原子的能级图如图丙所示。则


（1）氢原子的发射光谱属于___________（选填“明线”、“吸收”或“连续”）光谱。一群处于第4能级的氢原子，原子最终都回到基态，总共能发出____________种不同频率的光；
（2）a光照射该金属发出电子的最大初动能为_____________，该光为氢原子从第4能级跃迁到__________能级发出的光子，光子对应的能量为___________，该金属的逸出功___________；
（3）求b光照射金属时的遏止电压；
（4）只有c光照射金属时，调节光电管两端电压，达到饱和光电流，若入射光子有80%引发了光电效应。求此时每秒钟照射到阴极K的光子总能量E。
（5）光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用表示光压。一台发光功率为的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，求其在物体表面引起的光压，已知光速为c。
【答案】 ①. 明线 ②. 6 ③. 6 ④. 1 ⑤. 12.75 ⑥. 6.75

（3）；（4）2.55×1014eV；（5）
【解析】
【详解】（1）[1]氢原子的发射光谱属于明线光谱；
[2]一群处于第4能级的氢原子，原子最终都回到基态，总共能发出

种不同频率的光；
（2）[3][4][5][6]由图乙可知a光的遏止电压是6V，所以a光照射该金属发出电子的最大初动能为

说明a光的能量一定大于，所以该光为氢原子从第4能级跃迁到n=1能级发出的光子；
光子对应的能量为

该金属的逸出功

（3）由题意可知，b光为3能级跃迁到基态时所发的光，b光的光子能量为

根据光电效应规律有

则b光照射金属时的遏制电压为

（4）1秒时间内回路截面的光电子数目


（5）一小段时间内激光器发射的光子数为

光照射物体表面，由动量定理有

其中

产生的光压