精品解析：吉林省通化市梅河口市第五中学2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题

高二物理期末 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1. 如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是（　　） A ②⑤表示γ射线，①④表示α射线 B. ②⑤表示γ射线，③⑥表示α射线 C. ③④表示α射线，①⑥表示β射线 D. ①④表示β射线，③⑥表示α射线 2. 关于布朗运动，下列说法不正确的是（　　） A. 布朗运动证明组成固体微粒的分子在做无规则运动 B. 液体中悬浮微粒的无规则运动是布朗运动 C. 布朗运动反映了液体分子的无规则运动 D. 悬浮微粒越小，某一瞬间跟它相撞的分子数越少，布朗运动越明显 3. 玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体。关于玻璃，下列说法正确的是（　　） A. 天然具有规则的几何形状 B. 分子在空间上周期性排列 C. 沿不同方向的导热性能不同 D. 没有固定的熔点 4. 规范佩戴医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一、合格的医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图，以下说法正确的是（　　） A. 图片中的口罩为不合格产品 B. 图片中水滴形状的成因与液体表面张力有关 C. 图片中水滴与口罩间附着层内水分子比水滴内部分子密集 D. 该材料对所有的液体都是不浸润的 5. A、B两种光子能量之比为3:1，下列关于两种光子的说法正确的是（　　） A. A和B频率之比为3:1，波长之比为3:1 B. A和B频率之比为1:3，波长之比为3:1 C. A和B频率之比为3:1，动量之比为3:1 D. A和B频率之比为1:3，动量之比为3:1 6. 如图为一用透明材料做成的中心是空腔的球，其中空心部分半径与球的半径之比为，一细光束以的入射角射入球中，其中折射光线b刚好与内壁相切，则下列说法正确的是（　　） A. a光的折射率小于 B. c光的折射率小于 C. b光线空腔外表面可能发生全反射 D. c光线在空腔外表面可能发生全反射 7. 如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，下列说法正确的是（　　） A. 滤光片应置于单缝和双缝之间 B. 拨杆的作用是调节单缝的宽度 C. 实验中将6个条纹间距误数成7个，则波长测量值将偏小 D. 如图，若通过目镜发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，可通过旋转双缝进行调整 8. 某研究小组制作了一仪表，发现指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在指针转轴上装上扇形铝板或扇形铝框，在合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是（　　） A. B. C D. 9. “用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。小张同学在实验中缓慢推动活塞，根据实验数据作出p-图线如图所示，图线弯曲的可能原因是（ ） A. 活塞与筒壁间存在摩擦 B. 实验中用手握住了注射器前端 C. 未在注射器活塞上涂润滑油 D. 压强传感器与注射器的连接处漏气 10. 如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上放置着单匝矩形金属线框，其中MN长为，PM长为，金属线框的质量为m，其电阻恒为R，垂直于斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律为（其中、k均大于零）。时刻将线框由斜面顶端静止释放，若斜面很长，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 线框先加速运动最后匀速运动 B. 线框产生的焦耳热等于机械能的减少量 C. 时线框的热功率为 D. 时重力的瞬时功率为 二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时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。 11. 某实验小组利用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律。 （1）下列实验操作步骤。正确的顺序是______。 ①将挂有槽码的细线绕过定滑轮系在滑块上，滑块移到光电门1右侧某位置A处 ②改变槽码和滑块质量，重复实验 ③把气垫导轨放在水平桌面上，将装有遮光条的滑块放在导轨上，打开气源开关，调节导轨至水平 ④多次改变光电门2的位置，滑块每次都由A处静止释放，记录和 ⑤从A处由静止释放滑块，记录滑块从光电门1运动到光电门2的时间和遮光条通过光电门2的遮光时间 （2）实验记录和处理的某组数据如下表： 0.81 0.91 1.09 1.24 1.46 1.67 7.14 6.25 5.26 4.54 3.85 3.33 140 160 190 220 260 300 请根据表中数据，在图乙中作出图像______。 （3）根据图像求得图线的斜率______（结果保留两位有效数字）。 （4）实验中，测得遮光条的宽度为d，滑块和遮光条的总质量为M，槽码的质量为m，用槽码的重力代替细线的拉力。已知重力加速度为g。在误差允许范围内，如果（3）中所求k满足______（用符号d、m、M、g表示）。则验证了牛顿第二定律。 （5）实验小组发现图线斜率的测量值总小于理论值，产生该系统误差的原因是______（写出一个即可）。 12. 某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；加上红色滤光片，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；（单选） A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 （2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为，则单色光的波长______； （3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm，则所测单色光的波长为______m（结果保留2位有效数字）； （4）如果用紫色光重新实验，相邻亮纹间距会______（填“变大”“变小”或“不变”）。 13. 图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极金属的逸出功为。如图乙是氢原子的能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁发出的光照射极，求： （1）有几种光可以使该金属发生光电效应，其中频率最大的光子能量是多少eV？ （2）从图示位置移动滑片P至某处，电压表示数为2.21V，光电子到达A极的最大动能为多少eV？ 14. 图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其取出进行研究。其示意图如图乙所示，将带有活塞的导热汽缸B放置在倾角为的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，横截面积为，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。 （1）求初始状态下汽缸内气体压强； （2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已知该封闭气体的内能与温度之间存在关系，求该过程中气体吸收的热量； （3）环境温度保持不变，某次骑行者骑山地车加速下坡（坡度为）时，产生的加速度大小为，避震装置仍如图乙所示放置，发现此时活塞到汽缸底部的距离，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若良好，请说明理由；若不良好，进气或漏气部分气体占原有气体的百分比为多少？ 15. 如图所示，abcdef是固定在绝缘水平桌面上的光滑金属导轨，导轨水平和倾斜部分在be处平滑连接，导轨间距，最右端af与桌子右边缘对齐，。导轨均处在竖直向下、磁感应强度的匀强磁场中。一质量电阻、长也为0.2m的金属棒P从图示位置静止释放，运动到be前速度已达到最大。P从af端滑出后，在水平地面上的落点离af端水平距离。P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好。已知桌面离地面高，重力加速度g取，不计导轨电阻和空气阻力，求： （1）P滑离轨道af端时的速度大小v； （2）P从be滑至af的过程中产生的热量Q； （3）水平部分轨道长度s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二物理期末 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1. 如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是（　　） A. ②⑤表示γ射线，①④表示α射线 B. ②⑤表示γ射线，③⑥表示α射线 C. ③④表示α射线，①⑥表示β射线 D. ①④表示β射线，③⑥表示α射线 【答案】C 【解析】 【详解】因α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，则由电场中的偏转情况可知，③表示α射线，①表示β射线，②表示γ射线；根据左手定则，结合在磁场中的偏转情况可知，④表示α射线，⑥表示β射线，⑤表示γ射线。 故选C。 2. 关于布朗运动，下列说法不正确的是（　　） A. 布朗运动证明组成固体微粒的分子在做无规则运动 B. 液体中悬浮微粒的无规则运动是布朗运动 C. 布朗运动反映了液体分子的无规则运动 D. 悬浮微粒越小，某一瞬间跟它相撞的分子数越少，布朗运动越明显 【答案】A 【解析】 【详解】B．根据布朗运动的定义可知，液体中悬浮微粒的无规则运动是布朗运动，故B正确； AC．布朗运动是液体内部分子做无规则运动时，对悬浮小颗粒碰撞作用的不平衡所引起的，布朗运动是液体分子无规则运动的反映，不是固体微粒分子的无规则运动的反映，故A错误，C正确； D．布朗运动是液体内部分子做无规则运动时，对悬浮小颗粒碰撞作用的不平衡所引起的，悬浮微粒越小，某一瞬间跟它相撞的分子数越少，微粒越不平衡，布朗运动越明显，故D正确。 本题选不正确的，故选A。 3. 玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体。关于玻璃，下列说法正确的是（　　） A. 天然具有规则的几何形状 B. 分子在空间上周期性排列 C. 沿不同方向的导热性能不同 D. 没有固定的熔点 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由非晶体的特点可知，非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈现空间有规则周期性排列的固体，它没有一定规则的外形，它的物理性质在各个方向上是相同的，即“各向同性”，它没有固定的熔点。 故选D。 4. 规范佩戴医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一、合格的医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图，以下说法正确的是（　　） A. 图片中的口罩为不合格产品 B. 图片中水滴形状的成因与液体表面张力有关 C. 图片中水滴与口罩间附着层内水分子比水滴内部分子密集 D. 该材料对所有的液体都是不浸润的 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意合格的一次性医用防护口罩内则所用材料对水都是不浸润的，如图所示水没有浸润到口罩内侧，所以照片中的口罩一定为合格产品，故A错误； BC．如图所示，小水滴为球形是由于液体表面张力造成的，照片中附着层内分子比水的内部稀疏，表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，故B正确，C错误； D．浸润与不浸润现象是相对的，所以该材料对所有的液体都是不浸润的，故D错误。 故选B。 5. A、B两种光子的能量之比为3:1，下列关于两种光子的说法正确的是（　　） A. A和B频率之比为3:1，波长之比为3:1 B. A和B频率之比为1:3，波长之比为3:1 C. A和B频率之比为3:1，动量之比为3:1 D. A和B频率之比为1:3，动量之比为3:1 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据 可得A、B光子的频率之比为，波长之比为，故AB错误； CD．根据 可得A、B光子的动量大小之比为，故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图为一用透明材料做成的中心是空腔的球，其中空心部分半径与球的半径之比为，一细光束以的入射角射入球中，其中折射光线b刚好与内壁相切，则下列说法正确的是（　　） A. a光的折射率小于 B. c光的折射率小于 C. b光线在空腔外表面可能发生全反射 D. c光线在空腔外表面可能发生全反射 【答案】B 【解析】 【详解】AB．令内圆半径为R，则外圆半径为2R，由于折射光线b刚好与内壁相切，令其折射角为θ，根据几何关系有 解得 则光线b的折射率为 根据图像可知，三种光线的入射角相等，折射角 则有 即a光的折射率大于，c光的折射率小于，故A错误，B正确； CD．对于b、c光线，根据几何关系可知从空气进入透明材料的折射角与从透明材料进入空气的入射角相等，根据光路可逆原理可知，b、c光线在空腔外表面均不能发生全反射，故CD错误。 故选B。 7. 如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，下列说法正确的是（　　） A. 滤光片应置于单缝和双缝之间 B. 拨杆的作用是调节单缝的宽度 C. 实验中将6个条纹间距误数成7个，则波长测量值将偏小 D. 如图，若通过目镜发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，可通过旋转双缝进行调整 【答案】C 【解析】 【详解】A．滤光片的作用是将复色光变为单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是将单色光分解成频率相同、振动情况相同的相干光，因此滤光片应该放在单缝之前，故A错误； B．调节拨杆只能调整单缝的角度，使单缝和双缝平行，获得清晰的干涉图样，故B错误； C．由公式 得 可得实验中将6个条纹间距误数成7个，则变小，测得波长值变小，故C正确； D．旋转测量头，分划板竖线随之旋转，可使分划板竖线与亮条纹对齐，故D错误。 故选C。 8. 某研究小组制作了一仪表，发现指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在指针转轴上装上扇形铝板或扇形铝框，在合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．此图是铝板，磁场在铝板中间，无论指针偏转角度大小，都会在铝板上产生涡流，起到电磁阻尼的作用，指针会很快稳定的停下，便于读数，A方案合理，A正确； BD．如图所示，当指针向左偏转时，铝框或铝板可能会离开磁场，产生不了涡流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，B、D方案不合理，BD错误； C．此图是铝框，磁场在铝框中间，当指针偏转角度较小时，铝框不能切割磁感线，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，C方案不合理，C错误。 故选A。 9. “用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。小张同学在实验中缓慢推动活塞，根据实验数据作出p-图线如图所示，图线弯曲的可能原因是（ ） A. 活塞与筒壁间存在摩擦 B. 实验中用手握住了注射器前端 C. 未在注射器活塞上涂润滑油 D. 压强传感器与注射器的连接处漏气 【答案】B 【解析】 【详解】当增大时，V减小，p增加的程度不是线性关系，当斜率增大时，压强增加程度增大，导致这一现象的是实验过程中用手握住注射器前端，导致注射器中气体温度升高，则图像的斜率会增大，而未在注射器活塞上涂润滑油、压强传感器与注射器的连接处漏气都会导致斜率减小，活塞与筒壁间存在摩擦不会影响压强与体积，故斜率不会变化，ACD错误，B正确。 故选B。 10. 如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上放置着单匝矩形金属线框，其中MN长为，PM长为，金属线框的质量为m，其电阻恒为R，垂直于斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律为（其中、k均大于零）。时刻将线框由斜面顶端静止释放，若斜面很长，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 线框先加速运动最后匀速运动 B. 线框产生的焦耳热等于机械能的减少量 C. 时线框的热功率为 D. 时重力的瞬时功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．线框上下两边所受的安培力大小相等，反向相反，可以知道线框所受的合力大小恒定，线框做匀加速直线运动，故A错误； B．对于线框，只有重力做功，机械能守恒，根据能量守恒知，磁场能转化为焦耳热，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律得 时线框的热功率为 故C正确； D．时线框竖直方向速度为 重力的瞬时功率为 故D错误。 故选C。 二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时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。 11. 某实验小组利用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律。 （1）下列实验操作步骤。正确的顺序是______。 ①将挂有槽码的细线绕过定滑轮系在滑块上，滑块移到光电门1右侧某位置A处 ②改变槽码和滑块质量，重复实验 ③把气垫导轨放在水平桌面上，将装有遮光条的滑块放在导轨上，打开气源开关，调节导轨至水平 ④多次改变光电门2的位置，滑块每次都由A处静止释放，记录和 ⑤从A处由静止释放滑块，记录滑块从光电门1运动到光电门2的时间和遮光条通过光电门2的遮光时间 （2）实验记录和处理的某组数据如下表： 0.81 0.91 1.09 1.24 1.46 1.67 7.14 6.25 5.26 4.54 3.85 3.33 140 160 190 220 260 300 请根据表中数据，在图乙中作出图像______。 （3）根据图像求得图线的斜率______（结果保留两位有效数字）。 （4）实验中，测得遮光条的宽度为d，滑块和遮光条的总质量为M，槽码的质量为m，用槽码的重力代替细线的拉力。已知重力加速度为g。在误差允许范围内，如果（3）中所求k满足______（用符号d、m、M、g表示）。则验证了牛顿第二定律。 （5）实验小组发现图线斜率的测量值总小于理论值，产生该系统误差的原因是______（写出一个即可）。 【答案】（1）③①⑤④② （2）图见解析 （3） （4） （5）将槽码的重力代替细线的拉力 【解析】 【小问1详解】 实验时先调节轨道水平，然后放好挂着槽码的细线和滑块，释放滑块后记录通过光电门的时间，最后重复几次实验，则实验操作正确的顺序是③①⑤④②； 小问2详解】 图像如图 【小问3详解】 根据图像求得图线的斜率 【小问4详解】 根据 即 图像的斜率 即在误差允许范围内，如果（3）中所求k满足 则验证了牛顿第二定律。 【小问5详解】 将槽码的重力代替细线的拉力，则理论值偏大，从而使得图线斜率的测量值总小于理论值。 12. 某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；加上红色滤光片，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；（单选） A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 （2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为，则单色光的波长______； （3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm，则所测单色光的波长为______m（结果保留2位有效数字）； （4）如果用紫色光重新实验，相邻亮纹间距会______（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 ①. B ②. ③. ④. 变小 【解析】 【详解】（1）[1]根据双缝干涉条纹间距公式可知，要增加观察到的条纹数，即减小，需增大d或减小l，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，或使用间距更大的双缝，故ACD错误，B正确。 故选B。 （2）[2]相邻两条亮条纹之间的距离 根据双缝干涉条纹间距公式 解得 （3）[3]所测单色光的波长 （4）[4] 由于原来是红色滤光片，是红色光产生的干涉条纹，如果用紫色光重新实验，紫色光波长比红色光波长短，根据双缝干涉条纹间距公式可知，用波长较短的紫色光重新实验，相邻两条亮纹间距会变小。 13. 图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极金属的逸出功为。如图乙是氢原子的能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁发出的光照射极，求： （1）有几种光可以使该金属发生光电效应，其中频率最大光子能量是多少eV？ （2）从图示位置移动滑片P至某处，电压表示数为2.21V，光电子到达A极的最大动能为多少eV？ 【答案】（1）2种，；（2）或 【解析】 【详解】（1）大量处于能级的氢原子跃迁发出的光子能量分别为 ，， 其中光子能量大于逸出功为的有2种，频率最大的光子能量是 （2）结合上述可知，光电子最大初动能为 由图甲可知，当向右移动滑片时，极电势低于极，两极间为加速电压，根据动能定理有 解得光电子到达极的最大动能为 向左移动滑片时，极电势高于极，两极间减速电压，根据动能定理有 解得光电子到达极的最大动能为 14. 图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其取出进行研究。其示意图如图乙所示，将带有活塞的导热汽缸B放置在倾角为的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，横截面积为，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。 （1）求初始状态下汽缸内气体压强； （2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已知该封闭气体的内能与温度之间存在关系，求该过程中气体吸收的热量； （3）环境温度保持不变，某次骑行者骑山地车加速下坡（坡度为）时，产生的加速度大小为，避震装置仍如图乙所示放置，发现此时活塞到汽缸底部的距离，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若良好，请说明理由；若不良好，进气或漏气部分气体占原有气体的百分比为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3）不良好； 【解析】 【详解】（1）对汽缸分析有 代入数据解得 （2）汽缸内气体温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中封闭气体的压强不变，则有 该过程中内能增大 气体对外做功 根据热力学第一定律有 解得 （3）根据牛顿第二定律有 解得 若不漏气，根据 可知此时 说明气密性不良。气体进入汽缸 15. 如图所示，abcdef是固定在绝缘水平桌面上的光滑金属导轨，导轨水平和倾斜部分在be处平滑连接，导轨间距，最右端af与桌子右边缘对齐，。导轨均处在竖直向下、磁感应强度的匀强磁场中。一质量电阻、长也为0.2m的金属棒P从图示位置静止释放，运动到be前速度已达到最大。P从af端滑出后，在水平地面上的落点离af端水平距离。P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好。已知桌面离地面高，重力加速度g取，不计导轨电阻和空气阻力，求： （1）P滑离轨道af端时的速度大小v； （2）P从be滑至af的过程中产生的热量Q； （3）水平部分轨道长度s。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）这是平抛运动，则 解得 而 解得 （2）当金属棒在斜面下滑达到最大速度时，有 由感应电动势 感应电流为 联立解得 P从be滑至af的过程用动能定理，则 解得 （3）运用动量定理可得， 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$