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2023-2024学年广东省江门市新会第一中学高二（下）期末考试物理试卷（含答案）
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这是一份2023-2024学年广东省江门市新会第一中学高二（下）期末考试物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列说法正确的是( )
A. 雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
B. 1g、100℃的水与1g、100℃的水蒸气相比较，分子热运动的平均动能与分子的总动能不相同
C. 玻璃上附着水发生浸润现象的原因是附着层里的分子比水内部平均距离大，所以分子间表现为引力
D. 晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征
2.根据分子动理论可知，下列说法中正确的是( )
A. 已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，可以求出该物质分子的质量
B. 当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而减小
C. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
D. 气体总是很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
3.以下关于光学知识的叙述中，正确的是( )
A. 泊松亮斑是光波的圆孔衍射现象
B. 彩虹是不同色光在通过水滴时由于偏振而形成的
C. 照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的干涉原理
D. 用放置很久的油酸溶液去做“用油膜法估测油酸分子的大小实验”，不会影响实验结果
4.人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚−238，利用能量转换装置将载能粒子(如α粒子、β粒子和γ射线)的能量转换为电能，钚−238的衰变方程为 94238Pu→92234U+X+γ。钚−238的半衰期为87.7年，则下列说法正确的是
A. X具有很强的穿透能力
B. γ射线是由钚−238的核外电子从高能级向低能级跃迁时产生的
C. 取10个钚−238，经过87.7年后还剩下5个钚−238
D. γ射线必须伴随着α或β射线产生
5.关于下列各图，说法正确的是( )
A. 图甲中，实验现象说明薄板材料具有各向异性，是单晶体
B. 图乙中，当分子间距离为r0时，分子合力为零
C. 图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D. 图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
6.如图所示，S为一点光源，P、Q是偏振片，R是一光敏电阻，R1、R2是定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电源电动势为E，内阻为r.则当偏振片Q由图示位置转动90°的过程中，电流表和电压表的示数变化情况为( )
A. 电流表的示数变大，电压表的示数变小B. 电流表的示数变大，电压表的示数变大
C. 电流表的示数变小，电压表的示数变大D. 电流表的示数变小，电压表的示数变小
7.如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OOˈ匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是( )
A. 通过线圈的最大电流为1.25AB. 线圈的角速度为50rad/s
C. 电压表的示数为50 2VD. 穿过线圈的最大磁通量为2πWb
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.氢原子的能级如图所示，一群处于n=4能级激发态的氢原子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光，这些光照射在逸出功为3.34eV的锌板上。下列说法正确的是( )
A. 这群氢原子的发射光谱是连续光谱
B. 跃迁时，最多能发出6种不同频率的光
C. 氢原子从n=4跃迁到n=1能级时，发出的光波长最长
D. 锌板会发生光电效应现象，且表面逸出光电子的最大初动能为9.41eV
9.如图为一定质量的理想气体的压强p与体积V的关系图像，气体状态经历A→B→C→A完成一次循环，A状态的温度为300K，下列说法正确的是( )
A. A→B过程中，气体从外界吸热
B. B→C的过程中，外界对气体做功
C. C→A的过程中，气体分子的平均动能减小
D. 状态B时，气体温度为100K
10.一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴传播，t=0.2s时的波形如图甲所示，M和N是介质中的两个质点，质点N的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 该波的传播速度为20m/s
B. t=0.4s时质点M向y轴负方向运动
C. t=0.7s时质点N的位移为4cm
D. 0～2s内波向x轴负方向传播的距离为20m
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值R随光的照度I而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx)。某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表
(1)如图为街道路灯自动控制电路，利用直流电源E为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在______(填“AB”或“CD”)之间；
(2)已知线圈的电阻为140Ω，直流电源E的电动势E=36V，内阻忽略不计。当线圈中的电流大于10mA时，继电器的衔铁将被吸合，滑动变阻器R′的阻值应调为______Ω时，才能使天色渐暗照度低于1.0lx时点亮路灯。
(3)为了更加节能，让天色更暗时，路灯点亮，变阻器R′的阻值应适当调______些(选填“大”或“小”)。
12.如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率：
(1)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_______(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量；
(2)在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是_______；
(3)该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO′的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n=_______(用图中线段的字母表示)；
(4)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面aaˈ、bbˈ与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aaˈ、bbˈ为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)；乙同学测得的折射率与真实值相比_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，用水银血压计测量血压时，先向袖带内充气、然后缓慢放气。某次测量充入袖带内气体的压强为1.5p0，体积为V。已知阿伏加德罗常数为NA。
(1)若该状态下气体的摩尔体积为V0，求袖带内气体的分子数；
(2)若缓慢放气过程中温度保持不变，袖带内气体体积变为0.8V，压强变回到p0，求袖带内剩余气体的质量与放气前总质量的比值。
14.长l=0.8m的轻绳处于水平拉直状态，将摆球A由静止释放，下摆至最低点时，与静止在水平面上的小球B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)，小球B向左冲上放置在水平面上的四分之一圆弧轨道，轨道与水平地面相切，忽略一切摩擦。已知球A质量m1=2kg，球B质量m2=6kg，圆弧轨道质量m3=6kg，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)球A下摆至最低点时速度多大？
(2)球B碰后的速度多大？
(3)要让球B从轨道左端离开，轨道半径R多大？
15.如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，底部由一细管连通(细管极细容积可忽略)。两气缸内各有一个活塞，质量分别为3m和2m，活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空，且活塞距顶部足够高。环境温度为T0，当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度ℎ，求：
(1)左右两活塞横截面积的比值；
(2)若环境温度不变，上部保持真空，某同学设法在两活塞上同时各放一质量为m的物块，活塞再次达到平衡后，左侧活塞距底部的高度；
(3)在右侧活塞向下运动到气缸底部后，使环境温度由T0缓慢上升到1.5T0，在这个过程中，气体对活塞做了多少功？
参考答案
1.A
2.A
3.C
4.D
5.B
6.B
7.A
8.BD
9.AC
10.AC
11.(1)AB
(2)1460
(3)小
12. 大； 1.5 ； ACBD ； 偏小 ； 不变
13.解：(1)气体物质的量n=VV0
袖带内气体的分子数为N=nNA=VNAV0
(2)对原袖带内气体，发生等温变化，设压强为p0时气体体积为V1，
由玻意耳定律得：1.5P0V=P0V1
代入数据解得：V1=1.5V
袖带内剩余气体的质量与放气前总质量的比值：η=
答：(1)袖带内气体的分子数是VNAV0。
(2)袖带内剩余气体的质量与放气前总质量的比值是815。
14.(1)球A下摆过程，由动能定理得
m1gl=12m1v12
解得
v1=4m/s
(2)A、B碰撞过程动量和机械能均守恒
m1v1=m1v 1′+m2v 2′
12m1v12=12m1v 1 ′2+12m2v 2 ′2
联立解得球B碰后的速度
v 2′=2m/s
(3)若球B刚能冲上轨道左端最高处，系统水平方向动量守恒
m2v 2′=m3+m2v3
由机械能守恒定律得
12m2v 2 ′2=m2gR+12(m3+m2)v32
联立解得
R=0.1m
即轨道半径
R<0.1m
15.(1)气体处于平衡状态，两活塞对气体的压强相等
3mgS1=2mgS2
解得左右两活塞横截面积的比值
S1S2=32
(2)在两个活塞上各加质量为 m 的物块后，假设左右两活塞仍没有碰到汽缸底部，由平衡条件
p左=4mgS1=8mg3S2则右活塞降至气缸底部，所有气体都在左气缸中初态，气体的压强
p1=3mgS1
体积为
V1=(S1+S2)ℎ
末态，气体压强
p2=4mgS1
体积
V2=S1ℎ′
由玻意耳定律得
p1V1=p2V2
解得
ℎ′=54ℎ
(3)当温度由 T0 上升至 1.5T0 时，气体的压强始终为 4mgS1 ，有
S1ℎ′T0=S1H1.5T0
解得
H=158ℎ
气体对活塞做功为
W=p2S1(H−ℎ′)=52mgℎ
照度I(lx)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻R(kΩ)
7.5
4.0
2.8
2.3
2.0
1.8
1.下列说法正确的是( )
A. 雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
B. 1g、100℃的水与1g、100℃的水蒸气相比较，分子热运动的平均动能与分子的总动能不相同
C. 玻璃上附着水发生浸润现象的原因是附着层里的分子比水内部平均距离大，所以分子间表现为引力
D. 晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征
2.根据分子动理论可知，下列说法中正确的是( )
A. 已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，可以求出该物质分子的质量
B. 当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而减小
C. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
D. 气体总是很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
3.以下关于光学知识的叙述中，正确的是( )
A. 泊松亮斑是光波的圆孔衍射现象
B. 彩虹是不同色光在通过水滴时由于偏振而形成的
C. 照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的干涉原理
D. 用放置很久的油酸溶液去做“用油膜法估测油酸分子的大小实验”，不会影响实验结果
4.人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚−238，利用能量转换装置将载能粒子(如α粒子、β粒子和γ射线)的能量转换为电能，钚−238的衰变方程为 94238Pu→92234U+X+γ。钚−238的半衰期为87.7年，则下列说法正确的是
A. X具有很强的穿透能力
B. γ射线是由钚−238的核外电子从高能级向低能级跃迁时产生的
C. 取10个钚−238，经过87.7年后还剩下5个钚−238
D. γ射线必须伴随着α或β射线产生
5.关于下列各图，说法正确的是( )
A. 图甲中，实验现象说明薄板材料具有各向异性，是单晶体
B. 图乙中，当分子间距离为r0时，分子合力为零
C. 图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D. 图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
6.如图所示，S为一点光源，P、Q是偏振片，R是一光敏电阻，R1、R2是定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电源电动势为E，内阻为r.则当偏振片Q由图示位置转动90°的过程中，电流表和电压表的示数变化情况为( )
A. 电流表的示数变大，电压表的示数变小B. 电流表的示数变大，电压表的示数变大
C. 电流表的示数变小，电压表的示数变大D. 电流表的示数变小，电压表的示数变小
7.如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OOˈ匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是( )
A. 通过线圈的最大电流为1.25AB. 线圈的角速度为50rad/s
C. 电压表的示数为50 2VD. 穿过线圈的最大磁通量为2πWb
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.氢原子的能级如图所示，一群处于n=4能级激发态的氢原子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光，这些光照射在逸出功为3.34eV的锌板上。下列说法正确的是( )
A. 这群氢原子的发射光谱是连续光谱
B. 跃迁时，最多能发出6种不同频率的光
C. 氢原子从n=4跃迁到n=1能级时，发出的光波长最长
D. 锌板会发生光电效应现象，且表面逸出光电子的最大初动能为9.41eV
9.如图为一定质量的理想气体的压强p与体积V的关系图像，气体状态经历A→B→C→A完成一次循环，A状态的温度为300K，下列说法正确的是( )
A. A→B过程中，气体从外界吸热
B. B→C的过程中，外界对气体做功
C. C→A的过程中，气体分子的平均动能减小
D. 状态B时，气体温度为100K
10.一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴传播，t=0.2s时的波形如图甲所示，M和N是介质中的两个质点，质点N的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 该波的传播速度为20m/s
B. t=0.4s时质点M向y轴负方向运动
C. t=0.7s时质点N的位移为4cm
D. 0～2s内波向x轴负方向传播的距离为20m
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值R随光的照度I而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx)。某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表
(1)如图为街道路灯自动控制电路，利用直流电源E为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在______(填“AB”或“CD”)之间；
(2)已知线圈的电阻为140Ω，直流电源E的电动势E=36V，内阻忽略不计。当线圈中的电流大于10mA时，继电器的衔铁将被吸合，滑动变阻器R′的阻值应调为______Ω时，才能使天色渐暗照度低于1.0lx时点亮路灯。
(3)为了更加节能，让天色更暗时，路灯点亮，变阻器R′的阻值应适当调______些(选填“大”或“小”)。
12.如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率：
(1)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_______(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量；
(2)在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是_______；
(3)该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO′的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n=_______(用图中线段的字母表示)；
(4)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面aaˈ、bbˈ与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aaˈ、bbˈ为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)；乙同学测得的折射率与真实值相比_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，用水银血压计测量血压时，先向袖带内充气、然后缓慢放气。某次测量充入袖带内气体的压强为1.5p0，体积为V。已知阿伏加德罗常数为NA。
(1)若该状态下气体的摩尔体积为V0，求袖带内气体的分子数；
(2)若缓慢放气过程中温度保持不变，袖带内气体体积变为0.8V，压强变回到p0，求袖带内剩余气体的质量与放气前总质量的比值。
14.长l=0.8m的轻绳处于水平拉直状态，将摆球A由静止释放，下摆至最低点时，与静止在水平面上的小球B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)，小球B向左冲上放置在水平面上的四分之一圆弧轨道，轨道与水平地面相切，忽略一切摩擦。已知球A质量m1=2kg，球B质量m2=6kg，圆弧轨道质量m3=6kg，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)球A下摆至最低点时速度多大？
(2)球B碰后的速度多大？
(3)要让球B从轨道左端离开，轨道半径R多大？
15.如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，底部由一细管连通(细管极细容积可忽略)。两气缸内各有一个活塞，质量分别为3m和2m，活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空，且活塞距顶部足够高。环境温度为T0，当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度ℎ，求：
(1)左右两活塞横截面积的比值；
(2)若环境温度不变，上部保持真空，某同学设法在两活塞上同时各放一质量为m的物块，活塞再次达到平衡后，左侧活塞距底部的高度；
(3)在右侧活塞向下运动到气缸底部后，使环境温度由T0缓慢上升到1.5T0，在这个过程中，气体对活塞做了多少功？
参考答案
1.A
2.A
3.C
4.D
5.B
6.B
7.A
8.BD
9.AC
10.AC
11.(1)AB
(2)1460
(3)小
12. 大； 1.5 ； ACBD ； 偏小 ； 不变
13.解：(1)气体物质的量n=VV0
袖带内气体的分子数为N=nNA=VNAV0
(2)对原袖带内气体，发生等温变化，设压强为p0时气体体积为V1，
由玻意耳定律得：1.5P0V=P0V1
代入数据解得：V1=1.5V
袖带内剩余气体的质量与放气前总质量的比值：η=
答：(1)袖带内气体的分子数是VNAV0。
(2)袖带内剩余气体的质量与放气前总质量的比值是815。
14.(1)球A下摆过程，由动能定理得
m1gl=12m1v12
解得
v1=4m/s
(2)A、B碰撞过程动量和机械能均守恒
m1v1=m1v 1′+m2v 2′
12m1v12=12m1v 1 ′2+12m2v 2 ′2
联立解得球B碰后的速度
v 2′=2m/s
(3)若球B刚能冲上轨道左端最高处，系统水平方向动量守恒
m2v 2′=m3+m2v3
由机械能守恒定律得
12m2v 2 ′2=m2gR+12(m3+m2)v32
联立解得
R=0.1m
即轨道半径
R<0.1m
15.(1)气体处于平衡状态，两活塞对气体的压强相等
3mgS1=2mgS2
解得左右两活塞横截面积的比值
S1S2=32
(2)在两个活塞上各加质量为 m 的物块后，假设左右两活塞仍没有碰到汽缸底部，由平衡条件
p左=4mgS1=8mg3S2
p1=3mgS1
体积为
V1=(S1+S2)ℎ
末态，气体压强
p2=4mgS1
体积
V2=S1ℎ′
由玻意耳定律得
p1V1=p2V2
解得
ℎ′=54ℎ
(3)当温度由 T0 上升至 1.5T0 时，气体的压强始终为 4mgS1 ，有
S1ℎ′T0=S1H1.5T0
解得
H=158ℎ
气体对活塞做功为
W=p2S1(H−ℎ′)=52mgℎ
照度I(lx)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
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7.5
4.0
2.8
2.3
2.0
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