精品解析：江苏省南京市六校联合体2023-2024学年高二下学期期末调研测试物理试卷

2023-2024学年第二学期六校联合体期末调研测试 高二物理 一、单项选择题：本大题共11题，每题4分，共44分。在给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题意的。 1. 对下列几种固体物质的认识，正确的是（　　） A. 石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同 B. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 C. 天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 D. 玻璃是晶体，它有固定的熔点 【答案】A 【解析】 【详解】A．石墨和金刚石组成它们的化学元素是相同的，都是碳原子，它们的物理性质不同，是由于碳原子排列结构不同，故A项正确； B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，只能说明云母片是晶体，故B项错误； C．天然石英表现为各向异性是由于该物质的微粒在空间的排列规则，故C项错误； D．玻璃没有固定熔点，是非晶体，故D项错误。 故选A。 2. 如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种频率的光。在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的频率依次增大，则正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】从第3能级跃迁到第1能级，能级差最大，可知a光的光子能量最大，频率最大；从第3能级跃迁到第2能级，能级差最小，可知b光的光子能量最小，频率最小；所以频率依次增大的顺序为b、c、a。 故选D。 3. 如图所示，物块A放在木板B上，用水平向左的力推A，A向左运动而B保持静止，已知A、B接触面粗糙，则下列说法正确的是（　　） A. B对A的摩擦力方向水平向左 B. 桌面对B的摩擦力方向水平向右 C. 桌面和A对B的摩擦力是一对相互作用力 D. 桌面对B的支持力与A对B的压力是一对平衡力 【答案】B 【解析】 【详解】A. A向左运动而B保持静止，所以A受到B对其水平向右的摩擦力，故A错误； B.对B受力分析，B受重力、桌面对B的支持力、A对B的压力、A对B水平向左的摩擦力、桌面对B水平向右的摩擦力，故B正确； C.桌面和A对B的摩擦力是不同物体对B的作用力，大小相等，方向相反，是一对平衡力，不是一对相互作用力，故C错误； D. 桌面对B的支持力大小等于A对B的压力与B的重力大小之和，故D错误。 故选B。 4. “人造太阳”内部发生的一种核反应其反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c、下列说法正确的是（　　） A. 核反应方程中为 B. 该核反应是一个吸热反应 C. 的比结合能小于的比结合能 D. 核反应中的质量亏损为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，核反应方程中为，选项A错误； B．该核反应是一个放热反应，选项B错误； C．该反应放出核能，生成物更加稳定，比结合能更大，则的比结合能大于的比结合能，选项C错误； D．根据 可得核反应中的质量亏损为 选项D正确。 故选D。 5. 玉兔二号携带由钚238制成的核电池，钚238衰变的半衰期约为88年，一个由质量为m的钚238制成的核电池，钚238质量减少到，经历的时间为（　　） A. 44年 B. 88年 C. 176年 D. 264年 【答案】D 【解析】 【详解】根据半衰期的概念可知 则 n=3 即经历的时间为88×3=264年。 故选D。 6. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为（V），氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的是（　　） A. 开关接通后，氖泡的发光频率为50Hz B. 开关接通后，电压表的示数为V C. 开关断开后，电压表的示数变大 D. 开关断开后，变压器的输出功率变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据交变电压瞬时值的表达式，交流电的频率 由于氖泡一个周期内发光两次，因此氖泡的发光频率为100Hz，选项A错误； B．根据正弦交变电流电压的瞬时值的表达式可求得，电压的有效值 根据理想变压器电压与变比关系，副线圈两端电压 电压表示数为100V，故B错误； C．开关断开后，理想变压器原线圈电压不变，匝数比不变，根据理想变压器电压与匝数关系，可知电压表的示数不变，故C错误； D．开关断开后，氖泡不工作，负载电流变小，副线圈两端电压不变，根据功率公式P=UI可知，变压器输出功率变小，故D正确。 故选D。 7. 小明同学在探究查理定律的实验中，先后用两个试管甲、乙，封闭了质量不同、体积不同（V甲>V乙）、但初始温度和压强都相同的同种气体做实验。若将测得气体的压强p与热力学温度T的数据，在同一p-T坐标系中作图，得到的图像应是图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由理想气体状态方程 （常数） 可知 在体积一定时，理想气体的压强与热力学温度成正比，得到的等压线是一条过绝对零点的直线，这条直线的斜率为；因为开始时二者具有相同的压强和温度，则斜率相同，同时图象均过坐标原点，所以两图象应重合，故A正确，BCD错误。 故选A。 8. 如图所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔10m 设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为5 s 和3 s。 关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度2m/ s2由静止加速到4m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是（　　） A. 关卡2 B. 关卡3 C. 关卡4 D. 关卡5 【答案】B 【解析】 【详解】在放行5s内，加速时间为t1，t1时间内运动的路程为s1，则 在以后的3s时间内为匀速运动其路程为 s2 =4×3=12m 则5s内共运动距离为 s=s1+s2=4+12=16m 则到关卡3还差4m，还需运动 到达关卡3，此时遇到关闭时间，关卡3最先挡住他。 故选B。 9. 如图1所示，闭合开关，通过调节照射光频率和改变滑动变阻器的滑片位置，使得理想微安表的读数刚好为0，得到理想电压表的示数随着照射光频率的变化图像如图2所示。测得直线的斜率为、横截距为υ0，电子所带电荷量的绝对值为e，则（　　） A. 图1中端为电源正极 B. K板的逸出功为kυ0 C. 普朗克常量为 D. 图2中纵截距的绝对值为kυ0 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，光电管加反向电压，则图1中端为电源负极，选项A错误； BCD．根据光电效应方程可知 即 由图像可知 则K板的逸出功为 普朗克常量为 图2中纵截距的绝对值为： 选项D正确，BC错误。 故选D。 10. 图为航天员转动训练的装置，两个平行的半径均为R的金属大圆环连接着四支间隔相等的金属杆，杆的长度为d，地磁场垂直于杆向下的磁感应强度的分量为B，假设水平分量很小可忽略不计，从右向左看，环以初始角速度ω绕圆心O、转动，下列分析正确的是（　　） A. 每条杆都没有受到安培阻力作用，装置能一直匀速转动下去 B. 每条金属杆在经过环最高点时切割磁感线产生的感应电动势为 C. 每条金属杆从与圆心O、等高开始转动一周产生正弦式感应电动势 D. 每个圆环也能产生感应电动势 【答案】C 【解析】 【详解】A．转动过程中，O、上方的两杆与下方两杆产生的感应电动势叠加，有感应电流，则每条杆都受安培力作用，装置不能一直匀速转动下去，故A项错误； B．每条金属杆在经过环最高点时，速度与磁场垂直，感应电动势为 故B项错误； C．每条金属杆从与圆心O、等高开始转动时，杆速度方向与磁场平行，则感应电动势从零开始正弦式变化，故C项正确； D．通过圆环的磁通量不变，不会产生感应电动势，故D项错误。 故选C。 11. 如图所示，两光滑斜面体放置在粗糙水平面上，两斜边紧靠且垂直，左侧斜面体与水平面的夹角。一轻质细杆AB穿有质量为m的小球C（可看成质点），将杆水平置于两斜面体之间，系统恰好处于平衡状态。重力加速度为g，则（　　） A. 左侧斜面对杆AB支持力为 B. 右侧斜面体受到地面的摩擦力为 C. 小球距A端与B端距离之比为 D. 保持细杆水平，缩短长度，两斜面体受到的摩擦力均减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．对细杆受力分析，如图所示 根据几何关系可知左侧斜面对杆AB支持力为 右侧斜面对杆AB的支持力为 故A项错误； B．根据牛顿第三定律，杆AB对右侧斜面的压力为，其水平分力为 根据平衡条件可知，右侧斜面体受到的摩擦力为，故B项错误； C．由相似三角形有 又有 解得 故C项正确； D．保持细杆水平，缩短长度，细杆平行下移，细杆及两斜面受力情况不变，则两斜面体受到的摩擦力均不变，故D项错误。 故选C。 二、非选择题：共5题，共56分，其中12-16题请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 如图所示，是“探究小车速度随时间变化规律”的实验装置。 （1）该实验中，下列操作步骤必要的是___________ A. 需将导轨远离滑轮的一端适当垫高 B. 悬挂的槽码质量应远小于小车的质量 C. 小车运动结束后，先关闭打点计时器再取下纸带 （2）如图所示，是某次正确操作后得到的纸带，已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，由此可测得纸带上打B点时小车的速度为___________m/s，则小车的加速度为___________m/s2（结果均保留两位有效数字）。 （3）如图所示，某同学将正确操作得到的纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条。再把这些纸条并排贴在一起，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，将纸条左上端点连起来，得到一条直线。则该直线___________ A. 可以表示小车位移—时间图像 B. 可以表示小车速度—时间图像 C. 与时间轴夹角的正切为速度大小 D. 与时间轴夹角的正切为加速度大小 （4）利用该装置还可以做的实验有___________ A. 探究加速度与力、质量的关系 B. 利用打点计时器测量小车的平均速度和瞬时速度 C. 补偿阻力后，利用小车下滑过程验证机械能守恒定律 【答案】（1）C （2） ①. 0.14##0.15##0.16 ②. 0.53##0.54##0.55##0.56##0.57 （3）B （4）AB 【解析】 【小问1详解】 A．该实验不需要平衡摩擦力，即不需将导轨远离滑轮的一端适当垫高，选项A错误； B．该实验只需小车加速运动即可，不需要悬挂的槽码质量应远小于小车的质量，选项B错误； C．小车运动结束后，先关闭打点计时器再取下纸带，选项C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1]纸带上打B点时小车的速度为 [2]小车的加速度为 【小问3详解】 AB．因为剪断的纸带所用的时间都是t=0.1s，即时间t相等，所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比；而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度，最后得出结论纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，则图像可以表示小车速度—时间图像，故A错误，B正确； CD．时间轴并非反映小车运动的时间，无法通过斜率计算速度和加速度，故CD错误； 故选B。 小问4详解】 利用该装置还可以做的实验有探究加速度与力、质量的关系和利用打点计时器测量小车的平均速度和瞬时速度实验，但是补偿阻力后，小车下滑过程受的合外力不是重力，则不能验证机械能守恒定律，选项AB正确，C错误。 故选AB。 13. 给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强1个标准大气压、体积为1L。将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，求： （1）气体的体积为多少； （2）若气体的体积变为0.45L，求剩余气体的质量与漏气前总质量的比值。 【答案】（1）0.5L；（2） 【解析】 【详解】（1）根据玻意耳定律 有 （2）剩余气体质量与漏气前总质量的比值 14. 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个点光源以一定的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为d，不计空气对光的吸收，普朗克常量为，光在真空中传播速度为，求： （1）能引起视觉的最低能量； （2）若眼睛最远能在距离光源 处看到这个光源，求该光源的发光功率P。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）绿光的频率为 能引起视觉的最低能量为 （2）根据能量守恒有 该光源的发光功率为 15. 如图所示，竖直放置的U型光滑导轨宽L=1m，与一电容器和理想电流表串联。导轨平面有垂直于纸面向里B=1T的匀强磁场，质量为m=0.01kg的金属棒ab与导轨接触良好，由静止释放后沿导轨下滑，此过程中电流表的示数恒为I=0.05A。重力加速度g取10m/s2，不计一切阻力和电阻，求： （1）金属棒ab下滑的加速度大小； （2）电容器的电容； （3）金属棒下滑h=2m高度时，电容器所储存的电能。 【答案】（1）5m/s2；（2）0.01F；（3）0.1J 【解析】 【详解】（1）导体棒受安培力 FA=BIL=0.05N 由牛顿第二定律 mg-FA=ma a=5m/s2 （2）感应电动势 E=BLv ∆Q=C∆U=CBL∆v 又因 Q=It （3）电能等于克服安培力做的功，则 W=BILh=0.1J （用能量守恒或解答均给分） 16. 如图所示，一对长平行栅极板水平放置，极板外存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，极板与可调电源相连，正极板上O点处的粒子源垂直极板向上发射速度为v0、带正电的粒子束，单个粒子的质量为m、电荷量为q，一足够长的挡板OM与正极板成30°角倾斜放置，用于吸收打在其上的粒子，C、P是负极板上的两点，C点位于O点的正上方，P点处放置一粒子靶（忽略靶的大小），用于接收从上方打入的粒子，CP长度为L0，忽略栅极的电场边缘效应、粒子间的相互作用及粒子所受重力。 （1）若粒子经电场加速一次后正好打在P点处的粒子靶上，求粒子经过C点时速度大小； （2）调整电压的大小，使粒子不能打在挡板OM上，求电压的最小值Umin； （3）若，当电压从零开始连续缓慢增加时，求粒子靶最多能接收到几种能量的粒子（假定在每个粒子的整个运动过程中电压恒定）。 【答案】（1）；（2）；（3）3种 【解析】 【详解】（1）由几何关系其半径 由于 解得 （2）当电压有最小值时，粒子穿过下方的正极板后，圆轨迹与挡板OM相切，此时粒子恰好不能打到挡板上，如图所示 从O点射出的粒子在板间被加速，则 粒子在负极板上方的磁场中做匀速圆周运动 粒子从负极板运动到正极板时速度仍减小到v0，则 由几何关系可知 其中 联立解得 （3）设上方半径为r，下方半径为r0，如图 自下而上由动能定理 由洛仑兹力提供向心力可知 整理有 所以 粒子上下运动2个半圆一次会向右平移 当粒子打到P点时，由几何关系可知 （、1、2、3……） 由题意可知，当粒子第一次经过下方磁场时的轨迹与挡板OM相切时，有最小值，此时，代入可得 由题可知 故 （、1、2、3……） 且，解得 则取、1、2共3种情况打到P点，故有3种能量的粒子。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年第二学期六校联合体期末调研测试 高二物理 一、单项选择题：本大题共11题，每题4分，共44分。在给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题意的。 1. 对下列几种固体物质的认识，正确的是（　　） A. 石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同 B. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 C. 天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 D. 玻璃是晶体，它有固定的熔点 2. 如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种频率的光。在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的频率依次增大，则正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，物块A放在木板B上，用水平向左的力推A，A向左运动而B保持静止，已知A、B接触面粗糙，则下列说法正确的是（　　） A. B对A的摩擦力方向水平向左 B. 桌面对B的摩擦力方向水平向右 C. 桌面和A对B的摩擦力是一对相互作用力 D. 桌面对B的支持力与A对B的压力是一对平衡力 4. “人造太阳”内部发生的一种核反应其反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c、下列说法正确的是（　　） A. 核反应方程中为 B. 该核反应是一个吸热反应 C. 的比结合能小于的比结合能 D. 核反应中的质量亏损为 5. 玉兔二号携带由钚238制成的核电池，钚238衰变的半衰期约为88年，一个由质量为m的钚238制成的核电池，钚238质量减少到，经历的时间为（　　） A. 44年 B. 88年 C. 176年 D. 264年 6. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为（V），氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的是（　　） A. 开关接通后，氖泡的发光频率为50Hz B. 开关接通后，电压表示数为V C. 开关断开后，电压表的示数变大 D. 开关断开后，变压器的输出功率变小 7. 小明同学在探究查理定律的实验中，先后用两个试管甲、乙，封闭了质量不同、体积不同（V甲>V乙）、但初始温度和压强都相同的同种气体做实验。若将测得气体的压强p与热力学温度T的数据，在同一p-T坐标系中作图，得到的图像应是图中的（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，某“闯关游戏”笔直通道上每隔10m 设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为5 s 和3 s。 关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度2m/ s2由静止加速到4m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是（　　） A. 关卡2 B. 关卡3 C. 关卡4 D. 关卡5 9. 如图1所示，闭合开关，通过调节照射光频率和改变滑动变阻器的滑片位置，使得理想微安表的读数刚好为0，得到理想电压表的示数随着照射光频率的变化图像如图2所示。测得直线的斜率为、横截距为υ0，电子所带电荷量的绝对值为e，则（　　） A. 图1中端为电源正极 B. K板的逸出功为kυ0 C. 普朗克常量为 D. 图2中纵截距的绝对值为kυ0 10. 图为航天员转动训练的装置，两个平行的半径均为R的金属大圆环连接着四支间隔相等的金属杆，杆的长度为d，地磁场垂直于杆向下的磁感应强度的分量为B，假设水平分量很小可忽略不计，从右向左看，环以初始角速度ω绕圆心O、转动，下列分析正确的是（　　） A. 每条杆都没有受到安培阻力作用，装置能一直匀速转动下去 B. 每条金属杆在经过环最高点时切割磁感线产生的感应电动势为 C. 每条金属杆从与圆心O、等高开始转动一周产生正弦式感应电动势 D. 每个圆环也能产生感应电动势 11. 如图所示，两光滑斜面体放置在粗糙水平面上，两斜边紧靠且垂直，左侧斜面体与水平面的夹角。一轻质细杆AB穿有质量为m的小球C（可看成质点），将杆水平置于两斜面体之间，系统恰好处于平衡状态。重力加速度为g，则（　　） A. 左侧斜面对杆AB的支持力为 B. 右侧斜面体受到地面摩擦力为 C. 小球距A端与B端距离之比为 D. 保持细杆水平，缩短长度，两斜面体受到的摩擦力均减小 二、非选择题：共5题，共56分，其中12-16题请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 如图所示，是“探究小车速度随时间变化规律”实验装置。 （1）该实验中，下列操作步骤必要的是___________ A. 需将导轨远离滑轮的一端适当垫高 B. 悬挂槽码质量应远小于小车的质量 C. 小车运动结束后，先关闭打点计时器再取下纸带 （2）如图所示，是某次正确操作后得到的纸带，已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，由此可测得纸带上打B点时小车的速度为___________m/s，则小车的加速度为___________m/s2（结果均保留两位有效数字）。 （3）如图所示，某同学将正确操作得到的纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条。再把这些纸条并排贴在一起，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，将纸条左上端点连起来，得到一条直线。则该直线___________ A. 可以表示小车位移—时间图像 B. 可以表示小车速度—时间图像 C. 与时间轴夹角的正切为速度大小 D. 与时间轴夹角的正切为加速度大小 （4）利用该装置还可以做的实验有___________ A. 探究加速度与力、质量的关系 B. 利用打点计时器测量小车的平均速度和瞬时速度 C. 补偿阻力后，利用小车下滑过程验证机械能守恒定律 13. 给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L。将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，求： （1）气体的体积为多少； （2）若气体的体积变为0.45L，求剩余气体的质量与漏气前总质量的比值。 14. 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个点光源以一定的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为d，不计空气对光的吸收，普朗克常量为，光在真空中传播速度为，求： （1）能引起视觉的最低能量； （2）若眼睛最远能在距离光源 处看到这个光源，求该光源的发光功率P。 15. 如图所示，竖直放置的U型光滑导轨宽L=1m，与一电容器和理想电流表串联。导轨平面有垂直于纸面向里B=1T的匀强磁场，质量为m=0.01kg的金属棒ab与导轨接触良好，由静止释放后沿导轨下滑，此过程中电流表的示数恒为I=0.05A。重力加速度g取10m/s2，不计一切阻力和电阻，求： （1）金属棒ab下滑的加速度大小； （2）电容器的电容； （3）金属棒下滑h=2m高度时，电容器所储存的电能。 16. 如图所示，一对长平行栅极板水平放置，极板外存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，极板与可调电源相连，正极板上O点处的粒子源垂直极板向上发射速度为v0、带正电的粒子束，单个粒子的质量为m、电荷量为q，一足够长的挡板OM与正极板成30°角倾斜放置，用于吸收打在其上的粒子，C、P是负极板上的两点，C点位于O点的正上方，P点处放置一粒子靶（忽略靶的大小），用于接收从上方打入的粒子，CP长度为L0，忽略栅极的电场边缘效应、粒子间的相互作用及粒子所受重力。 （1）若粒子经电场加速一次后正好打在P点处的粒子靶上，求粒子经过C点时速度大小； （2）调整电压的大小，使粒子不能打在挡板OM上，求电压的最小值Umin； （3）若，当电压从零开始连续缓慢增加时，求粒子靶最多能接收到几种能量的粒子（假定在每个粒子的整个运动过程中电压恒定）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$