精品解析：安徽省淮北市第五中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷

2023--2024学年度高二期末测试物理试卷 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 下列关于四幅图的说法中正确的是（　　） A. 甲图中A处能观察到大量的闪光点，处能看到较多的闪光点，处观察不到闪光点 B. 乙图中处于基态的氢原子能吸收能量10.6eV的光子而发生跃迁 C. 丙图中用弧光灯照射原来带电锌板，一定能发现验电器张角变大 D. 丁图中三种射线是、、射线，其中射线为射线 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中A处能观察到大量的闪光点，处能看到较少的闪光点，在处也可以观察到很少的闪光点，A错误； B．吸收的光子能量需等于两个能级间的能级差，电子才会发生跃迁，从基态氢原子发生跃迁到能级，需要吸收的能量 即受到10.2eV光子照射，可以从基态氢原子发生跃迁到能级；从基态氢原子发生跃迁到能级，需要吸收的能量 所以10.6eV的光子不能被吸收，电子不能发生跃迁，B错误； C．图中用弧光灯照射锌板，锌板上的电子逸出，锌板带上正电，若验电器原来带负电，验电器的张角可能先变小后变大，C错误； D．根据左手定则可知，1带正电，为α射线；2不带电，为γ射线；3带负电,为β射线，D正确。 故选D。 2. 某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为p ，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】每个光子的能量为 设每秒激光器发出的光子数是n，则 联立可得 故选A。 3. 关于原子物理，下列说法正确的是（　　） A. 放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 B. 普朗克提出了原子核外电子轨道量子化，并成功解释了氢原子光谱 C. 氡核（）发生一次α衰变生成新核钋（）的衰变方程为 D. 中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要小 【答案】A 【解析】 【详解】A．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，故A正确； B．玻尔提出了原子核外电子轨道量子化，并成功解释了氢原子光谱，故B错误； C．氡核（）发生一次α衰变生成新核钋（）的衰变方程为 故C错误； D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大，因为轻核聚变成中等质量的原子核会放出核能，故D错误。 故选A。 4. 如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动。以其平衡位置为坐标原点、竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化规律如图乙所示，则（　　） A. 振子的振幅为4cm B. 振子的振动周期为1s C. 时，振子的速度为正的最大值 D. 时，振子的加速度为正的最大值 【答案】C 【解析】 【详解】A．由乙图可知，振子的振幅为2cm，故A错误； B．由乙图可知，振子的为2s，故B错误； CD．时，振子正在平衡位置向上振动，故速度为正的最大值，加速度为零，故C正确，D错误。 故选C。 5. 大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子能量大于，当大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的紫外光有（ ） A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种 【答案】B 【解析】 【详解】大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，能够辐射出不同频率的种类为 辐射出光子的能量分别为 其中 ，， 所以辐射不同频率的紫外光有2种。 故选B。 6. 如图所示，图甲为沿轴传播的一列简谐机械波在时刻的波动图像，图乙为质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 波沿轴负方向传播，波速为 B. 质点再经将沿轴正方向移动到处 C. 内，点运动的路程为 D. 该波与另一列频率为的波相遇时，可能发生干涉 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，在时刻质点的沿轴正方向运动，根据图甲，结合同侧法可知，波沿轴正方向传播，波速为 代入得 A错误； B．机械波传播的是质点的振动形式与能量，质点在其平衡位置振动，质点并不随波迁移，B错误； C．根据可知内，点运动的路程为 代入得 C错误； D．根据图乙可知，频率为 代入得 根据干涉的条件可知，该波与另一列频率为的波相遇时，发生干涉现象，D正确； 故选D。 7. 下列说法不正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B. 由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大 C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先增大后减小 D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做正功 【答案】B 【解析】 【详解】A．当温度升高时分子的平均动能增大，则分子的平均速率也将增大，图甲中状态①的温度比状态②的温度高，故A正确； B．一定质量的理想气体由状态A变化到B的过程中，由图乙可知，状态A与状态B的相等，则状态A与状态B的温度相同，由图线的特点可知，温度升高，增大，所以气体由状态A到状态B温度先升高再降低到原来温度，所以气体分子平均动能先增大后减小，故B错误； C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子力表现为引力，分子间的作用力先增大后减小，故C正确； D．图丁为分子势能图线，对应的分子势能最小，则对应分子间的平衡距离，当分子间的距离时，分子力表现为斥力，分子间距离由变到的过程中，分子力做正功，故D正确； 说法不正确的故选B。 8. 关于下列各图，说法正确的是（　　） A. 图甲中，实验现象说明薄板上的蜂蜡是非晶体 B. 图乙当分子间距离为时，分子力为零 C. 图丙中，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 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲说明薄板在传导热量上具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，A错误； B．分子间距离为r0时，分子间引力等于斥力，分子力为零，B正确； C．温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，则图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较低时的速率分布图，C错误； 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，粒子越趋于平衡，布朗运动越不明显，D错误。 故选B。 二、多选题：本大题共2小题，共10分。 9. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点，时刻波源开始振动，在时刻的波形如图所示，此时，处的质点刚开始振动。振幅为A，波长为λ，质点振动周期为T，则下列说法正确的是（　　） A. 时刻、处质点的振动方向沿y轴正方向 B. 波源处质点的振动方程为 C. 经过一个周期T，质点通过的路程为λ D. 波源起振方向沿y轴负方向 【答案】AB 【解析】 【详解】D．波源的起振方向与处的质点刚开始振动的方向相同，沿y轴正方向，D错误； A．时刻、处质点刚开始振动，振动方向与波源的起振方向相同，沿y轴正方向，A正确； B．由A选项可知，波源处质点的振动方程为 B正确； D．经过一个周期T，质点通过的路程为，C错误。 故选AB。 10. 关于光现象，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，内窥镜中的光导纤维输送信息，应用了光的全反射 B. 图乙中，光屏上的图样是单色平行光通过狭缝得到的衍射图样 C. 图丙中，观看立体电影时佩戴的特制眼镜利用了光的偏振现象 D. 图丁中，工业上的激光切割利用了激光的相干性 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．图甲中，内窥镜中的光导纤维输送信息，应用了光的全反射现象，故A正确； B．图乙中，光屏上的图样是单色平行光通过狭缝得到的衍射图样，故B正确； C．图丙中，观看立体电影时佩戴的特制眼镜利用了光的偏振现象，故C正确； D．图丁中，工业上的激光切割利用了激光的高亮度，故D错误。 故选ABC。 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 11. 某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验． （1）为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是________。（填正确答案标号） A. 用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和 B. 在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点 C. 实验时入射角应尽量小一些，以减小实验误差 （2）为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面．保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示．此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关．频率大，折射率________（填“大”或“小”） （3）为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角，测得折射角分别为、，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n介质（填“”或“”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。 【答案】（1）B （2）大 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．在白纸上画出一条直线a作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与a对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和，故A错误； B．在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点，故B正确； C．实验时入射角应尽量大一些，但也不能太大（接近），以减小实验误差，故C错误； 故选B。 【小问2详解】 由图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律 可知绿光的折射率大于红光的折射率，又因为绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，折射率大。 【小问3详解】 根据折射定律可知，玻璃的折射率为 该介质的折射率为 其中 所以 12. 小明用某种金属作为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示.已知普朗克常量方=6.63×10-34J·s. （1）图甲中电极K为光电管的___________（填“阴极”或“阳极”）； （2）小明给光电管加上正向电压，在光照条件不变时（入射光的频率大于金属铷的截止频率），小明将滑片P从最左端向右慢慢滑动过程中，电流表的读数变化情况是______________________． （3）实验中测得铷的遏止电压UC与入射光频率v之间的关系如图乙所示，逸出功W0=___________J，如果实验中入射光的频率v=7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek=___________J（结果保留3位有效数字）． 【答案】 ①. 阳极 ②. 电流增加但达到一定值后不再增加 ③. 3.41×10-19J ④. 1.23×10-19J 【解析】 【详解】（1）电子从金属板上射出后被电场加速，由此可知A板为正极即为阳极． （2）滑动变阻器的滑片向右滑动，加速度电场增强，电流增加但达到一定值后不再增加． （3）由Ekm=hv-W0和eUC=EKm得：eUC=hv-W0，因此当遏制电压为零时，hvc=W0，根据图象可知，铷的截止频率vC=5.15×1014Hz，根据hvc=W0，则可求出该金属的逸出功大小W0=6.63×10-34×5.15×1014=3.41×10-19J．根据Ekm=hv-W0=hv-hv0，由图可知v0=5.15×1014Hz，则EK=h（v-v0）代入数据求得：EK=1.23×10-19J． 四、计算题：本大题共4小题，共44分。 13. 如图所示，是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被折射，一部分光进入液体中。当入射角是时，折射角为，求： （1）该液体对红光的折射率； （2）该液体对红光的全反射临界角。 【答案】（1）；（2）45° 【解析】 【详解】（1）该液体对红光的折射率为 （2）由临界角公式 得 则 C=45° 14. 一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中，当温度T1=300K时，被封闭的气柱长L=20cm，两边水银柱高度差h=15cm，大气压强p0=75cmHg，求： （1）封闭气柱的压强； （2）为使左端水银面下降h=5cm，封闭气体温度应变为多少? 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）封闭气柱的压强为 解得 （2）左端水银面下降h=5cm时，两边水银柱的高度差为 此时左边气体的压强为 此时左边气体的体积为 设此时气体的温度为，根据理想气体的状态方程可得 代入数据解得 15. 如图所示，薄壁光滑导热良好的汽缸放在光滑水平面上，当环境温度为27°C时，用横截面积为1.0×10-2m2的活塞封闭体积为2.0×10﹣3m3的理想气体，活塞另一端固定在墙上。外界大气压强为1.0×105Pa。 (1)当环境温度为57°C时，汽缸自由移动了多少距离？ (2)如果环境温度保持在57°C，对汽缸作用水平力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时汽缸受到的水平作用力多大？ 【答案】(1)；(2)100N 【解析】 【详解】气体等压变化有 解得 汽缸移动的距离为 从状态1→3气体等容变化 解得 根据平衡条件，有 故 16. 某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）。于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强（假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变）。已知该轮胎内气体的体积，从北京出发时，该轮胎气体的温度，压强。哈尔滨的环境温度=-33，大气压强取。求： （1）在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小。 （2）充进该轮胎的空气体积。 【答案】（1） （2）9L 【解析】 【小问1详解】 由查理定律可得 其中，， 代入数据解得，在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小为 【小问2详解】 由玻意耳定律 代入数据解得，充进该轮胎的空气体积为 V=9L 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023--2024学年度高二期末测试物理试卷 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 下列关于四幅图的说法中正确的是（　　） A. 甲图中A处能观察到大量的闪光点，处能看到较多的闪光点，处观察不到闪光点 B. 乙图中处于基态的氢原子能吸收能量10.6eV的光子而发生跃迁 C. 丙图中用弧光灯照射原来带电锌板，一定能发现验电器张角变大 D. 丁图中三种射线是、、射线，其中射线为射线 2. 某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为p ，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为( ) A. B. C. D. 3. 关于原子物理，下列说法正确的是（　　） A. 放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 B. 普朗克提出了原子核外电子轨道量子化，并成功解释了氢原子光谱 C. 氡核（）发生一次α衰变生成新核钋（）的衰变方程为 D. 中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要小 4. 如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动。以其平衡位置为坐标原点、竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化规律如图乙所示，则（　　） A. 振子的振幅为4cm B. 振子的振动周期为1s C. 时，振子的速度为正的最大值 D. 时，振子的加速度为正的最大值 5. 大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子能量大于，当大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的紫外光有（ ） A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种 6. 如图所示，图甲为沿轴传播的一列简谐机械波在时刻的波动图像，图乙为质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 波沿轴负方向传播，波速为 B. 质点再经将沿轴正方向移动到处 C. 内，点运动的路程为 D. 该波与另一列频率为的波相遇时，可能发生干涉 7. 下列说法不正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B. 由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大 C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先增大后减小 D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做正功 8. 关于下列各图，说法正确的是（　　） A. 图甲中，实验现象说明薄板上的蜂蜡是非晶体 B. 图乙当分子间距离为时，分子力为零 C. 图丙中，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 二、多选题：本大题共2小题，共10分。 9. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点，时刻波源开始振动，在时刻的波形如图所示，此时，处的质点刚开始振动。振幅为A，波长为λ，质点振动周期为T，则下列说法正确的是（　　） A. 时刻、处质点的振动方向沿y轴正方向 B. 波源处质点的振动方程为 C. 经过一个周期T，质点通过的路程为λ D. 波源起振方向沿y轴负方向 10. 关于光现象，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，内窥镜中的光导纤维输送信息，应用了光的全反射 B. 图乙中，光屏上的图样是单色平行光通过狭缝得到的衍射图样 C. 图丙中，观看立体电影时佩戴的特制眼镜利用了光的偏振现象 D. 图丁中，工业上的激光切割利用了激光的相干性 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 11. 某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验． （1）为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是________。（填正确答案标号） A. 用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和 B. 在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点 C. 实验时入射角应尽量小一些，以减小实验误差 （2）为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面．保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示．此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关．频率大，折射率________（填“大”或“小”） （3）为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角，测得折射角分别为、，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n介质（填“”或“”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。 12. 小明用某种金属作为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示.已知普朗克常量方=6.63×10-34J·s. （1）图甲中电极K为光电管的___________（填“阴极”或“阳极”）； （2）小明给光电管加上正向电压，在光照条件不变时（入射光的频率大于金属铷的截止频率），小明将滑片P从最左端向右慢慢滑动过程中，电流表的读数变化情况是______________________． （3）实验中测得铷的遏止电压UC与入射光频率v之间的关系如图乙所示，逸出功W0=___________J，如果实验中入射光的频率v=7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek=___________J（结果保留3位有效数字）． 四、计算题：本大题共4小题，共44分。 13. 如图所示，是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被折射，一部分光进入液体中。当入射角是时，折射角为，求： （1）该液体对红光的折射率； （2）该液体对红光的全反射临界角。 14. 一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中，当温度T1=300K时，被封闭的气柱长L=20cm，两边水银柱高度差h=15cm，大气压强p0=75cmHg，求： （1）封闭气柱的压强； （2）为使左端水银面下降h=5cm，封闭气体温度应变为多少? 15. 如图所示，薄壁光滑导热良好的汽缸放在光滑水平面上，当环境温度为27°C时，用横截面积为1.0×10-2m2的活塞封闭体积为2.0×10﹣3m3的理想气体，活塞另一端固定在墙上。外界大气压强为1.0×105Pa。 (1)当环境温度为57°C时，汽缸自由移动了多少距离？ (2)如果环境温度保持在57°C，对汽缸作用水平力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时汽缸受到的水平作用力多大？ 16. 某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）。于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强（假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变）。已知该轮胎内气体的体积，从北京出发时，该轮胎气体的温度，压强。哈尔滨的环境温度=-33，大气压强取。求： （1）在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小。 （2）充进该轮胎的空气体积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $