精品解析：江西省南昌市第二中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试题

南昌二中2023-2024学年度下学期 高二物理期末试卷 一、选择题（1-7为单选题，每题4分；8-10为多选题，每题6分，漏选或少选得3分，共46分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 天然水晶在熔化过程中温度逐渐升高 B. 液晶材料既像液体一样具有流动性，又像晶体一样具有各向同性的特征 C. 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，分子间表现为引力 D. 封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大，这表明气体分子间距离减小时，分子力间斥力会增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．天然水晶是晶体，在熔化过程中温度保持不变，故A错误； B．液晶材料既像液体一样具有流动性，又像晶体一样具有各向异性的特征，故B错误； C．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，分子间表现为引力，故C正确； D．封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大，这是因为气体体积变小时，气体压强会增大，气体分子间的作用力可以忽略不计，故D错误。 故选C。 2. 量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是（　　） A. 普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 B. 德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性 C. 康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分 D. 光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出 【答案】D 【解析】 【详解】A．普朗克认为黑体辐射的能量是不连续的，故A错误； B．德布罗意认为质子和电子都具有波动性，故B错误； C．发现在散射的X射线中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长大于原波长的成分，故C错误； D．光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，由于紫光的光子能量大于红光的光子能量，所以改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出，故D正确。 故选D。 3. 关于热力学定律，下列说法中正确的是（　　） A. 热量不可能从低温物体传递到高温物体 B. 所有永动机都不可能制造成功，是因为都违背了能量守恒定律 C. 一定质量的理想气体等温压缩过程一定吸热 D. 一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 【答案】D 【解析】 【详解】A．热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，但可以通过外界做功，将热量从低温物体传递到高温物体，故A错误； B．所有永动机都不可能制造成功，其中第一类永动机是因为违背了能量守恒定律，第二类永动机是因为违背了热力学第二定律，故B错误； C．一定质量的理想气体等温压缩过程，气体温度不变，内能不变，气体体积变小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体放热，故C错误； D．根据热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故D正确。 故选D。 4. 一个从地面上竖直上抛的物体，它两次经过一个较低点A的时间间隔是5s，两次经过一个较高点B的间间隔是3s，则AB之间的距离为（　　）g取10m/s2 A. 20m B. 40m C. 80m D. 初速度未知，无法确定 【答案】A 【解析】 【详解】小球做竖直上抛运动，根据运动时间的对称性得到物体从最高点自由下落到A点的时间为，最高点到B点的时间为，AB间距离为 故选A。 5. 原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，而是将相应的能量转交给另一个能级上的电子而使之电离。某原子从n=4能级跃迁到n=2能级时放出的能量被处于n=3能级的原子吸收而使其核外电子电离，已知该原子的能级公式可简化表示为，式中，，表示不同的能级，A是正的已知常数。则以这种方式脱离此原子的电子的动能等于（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】原子从n=4能级跃迁到n=2能级时放出的能量为 放出的能量被处于n=3能级的原子吸收而使其核外电子电离，则脱离此原子的电子的动能为 故选C。 6. 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是（　　） A. a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B. b→c过程，气体对外做功，内能增加 C. a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D. a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量 【答案】C 【解析】 【详解】A．a→b过程压强不变，是等压变化且体积增大，气体对外做功W<0，由盖-吕萨克定律可知 即内能增大，，根据热力学第一定律可知过程，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误； B．方法一：过程中气体与外界无热量交换，即 又由气体体积增大可知，由热力学第一定律可知气体内能减少。 方法二：过程为等温过程，所以 结合分析可知 所以b到c过程气体的内能减少。故B错误； C．过程为等温过程，可知 根据热力学第一定律可知过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确； D．根据热力学第一定律结合上述解析可知：一整个热力学循环过程，整个过程气体对外做功，因此热力学第一定律可得 故过程气体从外界吸收的热量不等于过程放出的热量，D错误。 故选C。 【点睛】 7. 蓝牙是一种无线技术标准，可实现各种设备之间的短距离数据交换。某同学用安装有蓝牙设备的玩具车A、B进行实验，如图所示，在距离为d=6 m的两条平直轨道上，O1O2的连线与轨道垂直，A车自O1点从静止开始以加速度a=2 m/s2向右做匀加速直线运动，B车自O2点前方s=3 m处的O3点以速度v0=6 m/s向右做匀速直线运动．已知当两车间的距离超过10 m时，两车无法实现通信，忽略信号传递的时间。若两车同时出发，则两车能通信的时间为（　　） A. 1 s B. 5 s C. (2＋3) s D. (2－1) s 【答案】D 【解析】 【详解】A车自O1点从静止开始做匀加速直线运动位移为 B车自O2做匀速直线运动的位移为 AB两车间的距离为 两车能通信的距离时，由上几式可得 解得 ，，，（舍去） 两车间距离先增大后减小再增大，则两车通信时间段为0~t1，t2~t3，所以两车能通信的时间为 则D正确；ABC错误； 故选D。 8. 为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是某动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像，下列说法正确的是（　　） A. 动力车的初速度为20m/s B. 刹车过程中加速度大小为 C. 刹车过程持续的时间为4s D. 从开始刹车时计时，经过8s，该车的位移大小为90m 【答案】BD 【解析】 【详解】根据图像可得 整理可得 对比匀减速直线运动位移时间公式 可得动力车刹车时的初速度和加速度大小分别为 ， 则刹车过程持续的时间为 从开始刹车时计时，经过，动力车在时已经停下，则位移为 故选BD。 9. 在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生了一次α衰变。放射出的α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下列说法正确的是（　　） A. 新核Y在磁场中做圆周运动的半径为 B. α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为 C. 若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为 D. 发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中的运动轨迹正确的是图丙 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．根据题意，由动量守恒定律可知，新核Y与α粒子的动量大小相等，由洛伦兹力提供向心力有 可得圆周运动的半径公式 则有 故A正确； B．圆周运动的周期 环形电流 故B正确； C．对粒子，由洛伦兹力提供向心力有 可得 由质量关系可知，衰变后新核Y的质量为 由衰变过程动量守恒可得 可知 系统增加的能量为 由质能方程得 联立可得 故C正确 D．由衰变过程动量守恒可知，衰变后粒子与新核Y运动方向相反，由圆周运动的半径公式可知，粒子半径大，由左手定则可知两粒子圆周运动方向均为逆时针，故题图丁正确，故D错误。 故选ABC。 10. a、b两车在平直公路上沿同一方向行驶，运动的图象如图所示，在时刻，b车在a车前方处，在时间内，a车的位移为s，则（　　） A. 若a、b在时刻相遇，则 B. 若a、b在时刻相遇，则下次相遇时刻为 C. 若a、b在时刻相遇，则 D. 若a、b在时刻相遇，则下次相遇时刻为 【答案】BC 【解析】 【详解】在图象中，图线与横轴所围成的面积代表位移，由已知条件，在时间内，a车的位移为s，则有 A．若a、b在时刻相遇，如图 由位移关系可得 故A错误； B．若a、b在时刻相遇，如图 由对称性可知，则下次相遇时刻为，故B正确； C．若a、b在时刻相遇，在时间内，b车的位移为 则有 故C正确； D．若a、b在时刻相遇，在时刻以后，因b车的速度大于a车的速度，所以它们之间不会再相遇，故D错误。 故选BC。 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 （1）图甲是“探究匀变速直线运动规律”实验装置示意图。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车在C点速度大小为________m/s，其加速度大小为_________m/s2（结果保留3位有效数字）。 （2）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、凸透镜、遮光筒、光屏，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上滤光片、________、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到____________。 【答案】（1） ①. 1.20 ②. 2.86 （2） ①. 单缝 ②. 干涉条纹 【解析】 【小问1详解】 [1]每相邻两计数点间有四个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则小车在C点速度大小为 [2]根据逐差法可得加速度大小为 【小问2详解】 [1][2]在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、凸透镜、遮光筒、光屏，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上滤光片、单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到干涉条纹。 12. 某同学在知道重物自由下落是初速度为0的匀加速直线运动后，预利用如图所示装置测量其下落的加速度。实验时，通过电磁铁控制小球从P处静止下落。结果均用题目所给字母表示： (1)将光电门固定在A处，光电门记录下小球经过光电门的时间，测出小球的直径为d，则小球运动到光电门处的速度v=______。 (2)设小球释放点P距A的距离为h0（d<<h0），现调整光电门位置，再次释放小球，某次实验时光电门记录下小球经过光电门的时间为，则此时光电门距A的距离△h=______。 (3)移动光电门在铁架台上的位置，进行多次实验。由于直尺长度限制，该同学测了光电门位置与其正上方固定点M（图中未画出）之间的距离h，并记录小球通过光电门的时间。利用实验数据绘制出如图所示的图像，已知图像斜率为k，纵截距为b，根据图像可知，加速度a=______，经过M点的速度vM=______。 【答案】 ①. ②. 3h0 ③. ④. 【解析】 【详解】(1)[1]小球通过光电门时的速度为 (2)[2]若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为，则通过光电门的速度变为原来的 2 倍，根据 可知下落的高度变为原来的 4 倍 ，故距 A 点的距离 (3)[3][4]根据速度位移公式可知 则有 结合图像信息则有 ， 解得 ， 三、计算题（本题共38分，解答需写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写答案的不得分） 13. 从1907年起，密立根就开始测量金属的遏制电压与入射光的频率的关系，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法，我们利用图甲所示装置进行实验，得到某金属的图像如图乙所示，电子的电荷量e、图中和均已知，求： （1）普朗克常量h； （2）当入射光的频率为时，逸出光电子的最大初动能。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据光电效应方程可得 根据动能定理可得 联立可得 根据图像可得 可得普朗克常量为 （2）根据图像可得 可得逸出功为 当入射光的频率为时，逸出光电子的最大初动能为 14. 如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为V1=750cm3的左右两部分。面积为S=100cm2的绝热活塞B被锁定，隔板A的左侧为真空，右侧中一定质量的理想气体处于温度T1=300K、压强p1=2.04×105Pa的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到状态2。然后解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度350K的状态3，气体内能增加。已知大气压强p0=1.01×105Pa，隔板厚度不计。 （1）求水平恒力F的大小； （2）求电阻丝C放出的热量Q。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）气体从状态1到状态2发生等温变化，则有 解得状态2气体的压强为 解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，以活塞B为对象，根据受力平衡可得 解得 （2）当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度的状态3，可知气体做等压变化，则有 可得状态3气体的体积为 该过程气体对外做功为 根据热力学第一定律可得 解得气体吸收的热量为 可知电阻丝C放出的热量为 15. A、B两列火车在同一轨道上同向行驶， A车在前，其速度vA=10m/s，B车在后，速度vB=30m/s。因大雾能见度很低，B车在距A车75m时，才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但要经过180m的距离B车才能停止。问： （1）B车刹车时的加速度大小为多少？ （2）若B车刹车时A车仍按原速前进，请判断两车是否相撞？若会相撞，将在B车刹车后何时？若不会相撞，则两车最近距离是多少？ （3）若B车在刹车的同时发出信号，A车司机在B车司机发出信号2s后加速前进，求A车的加速度满足什么条件才能避免事故发生？ 【答案】（1） ；（2）6s两车相撞；（3） 【解析】 【详解】(1)B车刹车至停下过程中，根据速度位移公式 解得 故B车刹车时加速度大小为2.5m/s2，方向与运动方向相反． (2)假设始终不相撞，设经时间t两车速度相等，则有 解得 t=8s 此时B车的位移 解得 A车的位移 因 所以两车相撞； 设经过时间t两车相撞，则有 代入数据解得 t1=6s t2=10s（舍去） 故经过6s两车相撞； (3)设A车的加速度为aA时两车不相撞，两车速度相等时 即 此时B车的位移 即 A车的位移 要不相撞，两车位移关系要满足 可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南昌二中2023-2024学年度下学期 高二物理期末试卷 一、选择题（1-7为单选题，每题4分；8-10为多选题，每题6分，漏选或少选得3分，共46分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 天然水晶在熔化过程中温度逐渐升高 B. 液晶材料既像液体一样具有流动性，又像晶体一样具有各向同性的特征 C. 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，分子间表现为引力 D. 封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大，这表明气体分子间距离减小时，分子力间斥力会增大 2. 量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是（　　） A. 普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 B. 德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性 C. 康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分 D. 光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出 3. 关于热力学定律，下列说法中正确的是（　　） A. 热量不可能从低温物体传递到高温物体 B. 所有永动机都不可能制造成功，是因为都违背了能量守恒定律 C. 一定质量的理想气体等温压缩过程一定吸热 D. 一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 4. 一个从地面上竖直上抛的物体，它两次经过一个较低点A的时间间隔是5s，两次经过一个较高点B的间间隔是3s，则AB之间的距离为（　　）g取10m/s2 A. 20m B. 40m C. 80m D. 初速度未知，无法确定 5. 原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，而是将相应的能量转交给另一个能级上的电子而使之电离。某原子从n=4能级跃迁到n=2能级时放出的能量被处于n=3能级的原子吸收而使其核外电子电离，已知该原子的能级公式可简化表示为，式中，，表示不同的能级，A是正的已知常数。则以这种方式脱离此原子的电子的动能等于（　　） A. B. C. D. 6. 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是（　　） A. a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B. b→c过程，气体对外做功，内能增加 C. a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D. a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量 7. 蓝牙是一种无线技术标准，可实现各种设备之间的短距离数据交换。某同学用安装有蓝牙设备的玩具车A、B进行实验，如图所示，在距离为d=6 m的两条平直轨道上，O1O2的连线与轨道垂直，A车自O1点从静止开始以加速度a=2 m/s2向右做匀加速直线运动，B车自O2点前方s=3 m处的O3点以速度v0=6 m/s向右做匀速直线运动．已知当两车间的距离超过10 m时，两车无法实现通信，忽略信号传递的时间。若两车同时出发，则两车能通信的时间为（　　） A. 1 s B. 5 s C. (2＋3) s D. (2－1) s 8. 为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是某动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像，下列说法正确的是（　　） A. 动力车的初速度为20m/s B. 刹车过程中加速度大小为 C. 刹车过程持续的时间为4s D. 从开始刹车时计时，经过8s，该车的位移大小为90m 9. 在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生了一次α衰变。放射出的α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下列说法正确的是（　　） A. 新核Y在磁场中做圆周运动的半径为 B. α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为 C. 若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为 D. 发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中的运动轨迹正确的是图丙 10. a、b两车在平直公路上沿同一方向行驶，运动的图象如图所示，在时刻，b车在a车前方处，在时间内，a车的位移为s，则（　　） A. 若a、b在时刻相遇，则 B. 若a、b在时刻相遇，则下次相遇时刻为 C. 若a、b在时刻相遇，则 D. 若a、b在时刻相遇，则下次相遇时刻为 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 （1）图甲是“探究匀变速直线运动规律”实验装置示意图。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车在C点速度大小为________m/s，其加速度大小为_________m/s2（结果保留3位有效数字）。 （2）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、凸透镜、遮光筒、光屏，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上滤光片、________、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到____________。 12. 某同学在知道重物自由下落是初速度为0的匀加速直线运动后，预利用如图所示装置测量其下落的加速度。实验时，通过电磁铁控制小球从P处静止下落。结果均用题目所给字母表示： (1)将光电门固定在A处，光电门记录下小球经过光电门的时间，测出小球的直径为d，则小球运动到光电门处的速度v=______。 (2)设小球释放点P距A的距离为h0（d<<h0），现调整光电门位置，再次释放小球，某次实验时光电门记录下小球经过光电门的时间为，则此时光电门距A的距离△h=______。 (3)移动光电门在铁架台上的位置，进行多次实验。由于直尺长度限制，该同学测了光电门位置与其正上方固定点M（图中未画出）之间的距离h，并记录小球通过光电门的时间。利用实验数据绘制出如图所示的图像，已知图像斜率为k，纵截距为b，根据图像可知，加速度a=______，经过M点的速度vM=______。 三、计算题（本题共38分，解答需写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写答案的不得分） 13. 从1907年起，密立根就开始测量金属的遏制电压与入射光的频率的关系，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法，我们利用图甲所示装置进行实验，得到某金属的图像如图乙所示，电子的电荷量e、图中和均已知，求： （1）普朗克常量h； （2）当入射光的频率为时，逸出光电子的最大初动能。 14. 如图所示，一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为V1=750cm3的左右两部分。面积为S=100cm2的绝热活塞B被锁定，隔板A的左侧为真空，右侧中一定质量的理想气体处于温度T1=300K、压强p1=2.04×105Pa的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到状态2。然后解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度350K的状态3，气体内能增加。已知大气压强p0=1.01×105Pa，隔板厚度不计。 （1）求水平恒力F的大小； （2）求电阻丝C放出的热量Q。 15. A、B两列火车在同一轨道上同向行驶， A车在前，其速度vA=10m/s，B车在后，速度vB=30m/s。因大雾能见度很低，B车在距A车75m时，才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但要经过180m的距离B车才能停止。问： （1）B车刹车时的加速度大小为多少？ （2）若B车刹车时A车仍按原速前进，请判断两车是否相撞？若会相撞，将在B车刹车后何时？若不会相撞，则两车最近距离是多少？ （3）若B车在刹车的同时发出信号，A车司机在B车司机发出信号2s后加速前进，求A车的加速度满足什么条件才能避免事故发生？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $