精品解析：贵州省黔西南州金成实验学校2023-2024学年高二下学期期末检测物理试题

2023-2024学年度第二学期0710期末质量检测试题 年级：高二科目：物理 一、单选题（每题4分，共计28分） 1. 关于下列各图，说法正确是（　　） A. 图甲液体对玻璃是浸润的 B. 图乙当分子间距从开始逐渐增大，分子力先变大后变小 C. 图丙，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图 D. 图丁，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 2. 如图所示为氢原子能级示意图。现有大量氢原子处于能级上，已知可见光的光子能量范围是，下列说法正确的是（ ） A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射4种频率的光子 B. 从能级跃迁到能级，氢原子的能量增加 C. 从能级跃迁到能级向外辐射光是可见光 D. 能级的氢原子电离至少需要吸收的能量 3. 在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的Pu元素是，发生衰变后生成新原子核X，衰变的半衰期为87.7年，则下列说法正确的是（ ） A. 衰变的核反应方程为 B. 原子核X的比结合能比小 C. 衰变时Pu原子核会向高能级跃迁，并放出光子 D. 大约要经过263年会有87.5%的Pu原子核发生衰变 4. 光伏发电是提供清洁能源的方式之一，光伏发电的原理是光电效应，某同学利用如图甲所示的电路研究某种金属的遏止电压与入射光的频率的关系，描绘出如图乙所示的图像，根据光电效应规律，结合图像分析，下列说法正确的是（　　） A. 滑片P向右移动，电流表示数会变大 B. 仅增大入射光的强度，则光电子的最大初动能增大 C. 由图像可知，该光电管的截止频率为 D. 开关S断开时，若入射光的频率为，则电压表的示数为 5. 某质点做简谐振动，其位移x与时间t关系如图，则该质点（　　） A. 振动周期为0.4s B. 0.2s时的速率比0.4s时的大 C. 0.1s时的回复力与0.3s时的相等 D. 在0～1s内通过路程为20.0cm 6. 如图所示为一单色细光束通过一正三棱镜的光路图，光线从面射入三棱镜时，入射光线与面的夹角为，从射出棱镜时，出射光线与面的夹角也为，光在真空中的传播速度为，则该单色光在该棱镜中的传播速度为（ ） A. B. C. D. 7. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p-V图像如图所示。已知该气体在状态A时的热力学温度为300K，关于图示热力学过程中，下列说法正确的是（　　） A. 该气体在状态C时的热力学温度为200K B. 气体从状态A到状态B其分子平均动能增加 C. 该气体从状态A到状态C全程均放出热量 D. 该气体从状态A到状态C与外界交换的热量是200J 二、多选题（每题5分，错选多选得0分，漏选得3分，共计15分） 8. 如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成两束单色光。则下列说法正确的是（ ） A. a光在玻璃砖中的传播速度比b光在玻璃砖中的传播速度大 B. b光从玻璃砖射向空气发生全反射的临界角大于 C. 玻璃砖对b光的折射率为 D. 经同一套双缝干涉装置发生干涉，a光干涉条纹间距比b光更宽 9. 密闭容器内封有一定质量理想气体，V-T图像如图所示，从状态a开始变化，经历状态b、状态c，最后回到状态a完成循环。下列说法正确的是（　　） A. 气体在由状态a变化到状态b的过程中吸收热量 B. 气体在由状态b变化到状态c的过程中，内能增加 C. 气体从状态a完成循环回到状态a的过程中，向外界放出热量 D. 气体从状态c变化到状态a的过程中，单位时间撞击单位面积容器壁的分子数增加 10. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. t=1s时，质点a的位移沿y轴负向 B. t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相同 C. 质点a经过4s振动的路程为1m D. 该波沿x轴的负方向传播，波速为0.5m/s 三、实验题（每空2分，共计18分） 11. 在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，然后画出玻璃砖与空气的两个界面和，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 （1）在插和时，应使挡住____________（选填“”、“”、“和”、“或”）的像，使挡住____________（选填“”、“”、“、和”、“、或”）的像。 （2）用“插针法”找出与入射光线对应的折射光线，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率n=____________（用图中线段的字母表示）。 （3）为了进一步提高测量准确度，请提出一条合理的改进建议：____________。 12. 某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）实验室有如下器材可供选用：铁架台、足够长的细线、夹子、球心开有小孔的铁球和塑料球、游标卡尺、1m长的毫米刻度尺和秒表。 上述器材中，实验中不需要的是：_____； （2）在挑选合适的器材后开始实验，操作步骤如下： ①用细线和摆球制作一个单摆，然后将细线缠绕在支柱上，使摆球自由下垂，摆球静止后用米尺测量细线悬点到摆球上边缘的距离L，然后用游标卡尺测出小球的直径_____cm，如图乙所示； ②将摆球从平衡位置拉开一个角度（小于5°）后静止释放； ③待小球摆动稳定后，记录下小球第1次至第51次通过最低点的时间间隔，得到单摆的振动周期_____s； ④多次改变距离L，重复上述实验，得到一系列的周期测量值； （3）以为横轴、L为纵轴，做出图像，如图丙所示。已知图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为-b，则测量出的重力加速度_____；（用a、b和表示） （4）在①~④的实验操作中，有一处操作不当，请你指出是哪个步骤_____（填步骤前的序号）。 四、解答题（13题10分，14题12分，15题17分，共计39分） 13. 如图所示，某透明柱体的横截面是半径为R的半圆，圆心为O，AB为水平直径。现有一单色细光束从C点垂直AB界面射入，光束恰好在圆弧界面发生全反射，O、C间的距离为，光在真空中传播的速度为c。求： （1）该透明柱体的折射率； （2）光在透明柱体中的传播时间。 14. 如图甲所示，孩子们经常会在平静水中投掷一块石头激起水波。现对该模型做适当简化，若小孩将小石头垂直于水面投入水中，以小石头入水点为坐标原点O，以此为计时起点，沿波传播的某个方向建立O—x坐标轴，在x轴上离O点不远处有一片小树叶，若水波为简谐横波，如图乙所示t=0.6s时的波动图像，图丙为小树叶的部分振动图像。 （1）请判断小树叶位于P、Q两点中的哪一点？并写出合理的解释； （2）波源的振动形式第一次传到P点需要的时间； （3）求质点P在小石头入水后0.6s内运动的总路程。 15. 如图，圆柱形绝热汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为S=0.02m2轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为m=80kg重物，此时活塞在距离汽缸上底面h1=0.2m的A处，气体的温度为T1=300K。给汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面h2=0.26m的B处，此过程气体吸收了100J热量，大气压为p0=1.0×105Pa。 （1）求活塞在B处时的气体温度T2； （2）求活塞从A处到B处的过程中气体的内能改变了多少？ （3）保持温度T2不变，当悬挂重物为m'=140kg时，打开汽缸阀门放出一部分气体，使得活塞仍处于B处，求放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年度第二学期0710期末质量检测试题 年级：高二科目：物理 一、单选题（每题4分，共计28分） 1. 关于下列各图，说法正确的是（　　） A. 图甲液体对玻璃是浸润的 B. 图乙当分子间距从开始逐渐增大，分子力先变大后变小 C. 图丙，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图 D. 图丁，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．当液体与固体接触时，液体的附着层将沿固体表面收缩的现象叫不浸润，当液体与固体接触时，液体的附着层将沿固体表面延伸的现象叫浸润，根据图像可知，液体与玻璃的附着层沿固体表面收缩，则该液体对玻璃是不浸润的，故A错误； B．图乙中，当分子间距从开始逐渐增大，分子力先变大后变小，故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，对应曲线为同一气体温度较低时的速率分布图，故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，故D错误。 故选B。 2. 如图所示为氢原子能级示意图。现有大量氢原子处于能级上，已知可见光光子能量范围是，下列说法正确的是（ ） A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射4种频率的光子 B. 从能级跃迁到能级，氢原子的能量增加 C. 从能级跃迁到能级向外辐射的光是可见光 D. 能级的氢原子电离至少需要吸收的能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．大量处于能级的氢原子跃迁过程中最多可辐射 种频率的光子，故A错误； B．从较高的能级跃迁到较低的能级，需要释放能量，氢原子的能量减小，故B错误； C．从能级跃迁到能级辐射的光子能量为 属于可见光的光子能量范围，故从能级跃迁到能级辐射的光为可见光，故C正确； D．电离能级的氢原子至少需要吸收 的能量，故D错误。 故选C。 3. 在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的Pu元素是，发生衰变后生成新原子核X，衰变的半衰期为87.7年，则下列说法正确的是（ ） A. 衰变的核反应方程为 B. 原子核X的比结合能比小 C. 衰变时Pu原子核会向高能级跃迁，并放出光子 D. 大约要经过263年会有87.5%的Pu原子核发生衰变 【答案】D 【解析】 【详解】A．衰变的核反应方程为 故A错误； B．该衰变释放能量，生成物比反应物更稳定，比结合能越大原子核越稳定，所以原子核的比结合能比大，故B错误； C．衰变时原子核会向低能级跃迁，并放出光子，故C错误； D．由衰变周期公式计算可得 大约要经过3个半衰期会有的Pu原子核发生衰变，故D正确。 故选D。 4. 光伏发电是提供清洁能源的方式之一，光伏发电的原理是光电效应，某同学利用如图甲所示的电路研究某种金属的遏止电压与入射光的频率的关系，描绘出如图乙所示的图像，根据光电效应规律，结合图像分析，下列说法正确的是（　　） A. 滑片P向右移动，电流表示数会变大 B. 仅增大入射光的强度，则光电子的最大初动能增大 C. 由图像可知，该光电管的截止频率为 D. 开关S断开时，若入射光的频率为，则电压表的示数为 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑动变阻器的滑片P向右移动过程中，两极间反向电压逐渐增大，反向电压越大，流过电流表的电流就越小，故A错误； B．根据光电效应方程 可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，因此增大入射光的强度，光电子的最大初动能不变，故B错误； C．根据 解得 当遏止电压为零时 故C正确； D．开关S断开时，光电管是电源，发生光电效应后，其电流强度与光照强度有关，无法判断电压表的示数大小，故D错误。 故选C。 5. 某质点做简谐振动，其位移x与时间t关系如图，则该质点（　　） A. 振动周期为0.4s B. 0.2s时的速率比0.4s时的大 C. 0.1s时的回复力与0.3s时的相等 D. 在0～1s内通过路程为20.0cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图可知周期为，故A错误； B．在时振幅最大，根据简谐振动规律，此时速率最小，故B错误； C．时与时位移相同，根据简谐振动规律，此时回复力相等，故C正确； D．在内质点经历，由题图可知振幅为，得通过路程为，故D错误。 故选C。 6. 如图所示为一单色细光束通过一正三棱镜的光路图，光线从面射入三棱镜时，入射光线与面的夹角为，从射出棱镜时，出射光线与面的夹角也为，光在真空中的传播速度为，则该单色光在该棱镜中的传播速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】如图所示 根据几何知识知入射角为，折射角为，由折射定律 由 联立解得 故选A。 7. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p-V图像如图所示。已知该气体在状态A时的热力学温度为300K，关于图示热力学过程中，下列说法正确的是（　　） A. 该气体在状态C时的热力学温度为200K B. 气体从状态A到状态B其分子平均动能增加 C. 该气体从状态A到状态C全程均放出热量 D. 该气体从状态A到状态C与外界交换的热量是200J 【答案】D 【解析】 【详解】A．由理想气体状态方程得 解得 A错误； B．气体从状态A到状态BpV乘积减小，温度降低，所以分子的平均动能减小，B错误； C．气体从状态A到状态B内能减小，体积不变，外界对气体做功零，气体释放热量；气体由状态B到状态C，温度升高，内能增加，外界对气体做负功，由热力学第一定律得 那么气体由状态B到状态C吸收热量，C错误； D．该气体从状态A到状态C外界对气体做功为 W=-200J 由热力学第一定律得 =0 解得 Q=200J 所以气体从状态A到状态C从外界吸收热量为200J，D正确。 故选D。 二、多选题（每题5分，错选多选得0分，漏选得3分，共计15分） 8. 如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成两束单色光。则下列说法正确的是（ ） A. a光在玻璃砖中的传播速度比b光在玻璃砖中的传播速度大 B. b光从玻璃砖射向空气发生全反射的临界角大于 C. 玻璃砖对b光的折射率为 D. 经同一套双缝干涉装置发生干涉，a光干涉条纹间距比b光更宽 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，结合公式 可得a光在玻璃砖中的传播速度比b光在玻璃砖中的传播速度大，故A正确； C．设玻璃砖对b光的折射率为，则 故C错误； B．设b光从玻璃砖射向空气发生全反射的临界角为C，则 显然 故B错误； D．由干涉条纹间距的计算公式 故D正确。 故选AD。 9. 密闭容器内封有一定质量的理想气体，V-T图像如图所示，从状态a开始变化，经历状态b、状态c，最后回到状态a完成循环。下列说法正确的是（　　） A. 气体在由状态a变化到状态b的过程中吸收热量 B. 气体在由状态b变化到状态c的过程中，内能增加 C. 气体从状态a完成循环回到状态a的过程中，向外界放出热量 D. 气体从状态c变化到状态a的过程中，单位时间撞击单位面积容器壁的分子数增加 【答案】AC 【解析】 【详解】A．气体在由状态a变化到状态b的过程中压强不变，体积增大，气体对外做功，即W＜0；温度升高，气体内能增大，即＞0，由热力学第一定律 可知Q＞0气体吸收热量，故A正确； B．气体在由状态b变化到状态c的过程中，气体温度不变，气体内能不变，故B错误； C．气体从状态a完成循环回到状态a的过程中，气体温度不变，气体内能不变，由热力学第一定律有 =0 从a到b为等压变化，气体体积变大，气体对外做功为 从b到c为等温变化，气体体积减小，外界对气体做功为 为从b到c的压强的平均值，据 可得 所以 数值上 而气体从c到a体积不变，气体不做功，故气体从状态a完成循环回到状态a的过程中，表现为外界对气体做功，总全程功为正值，根据热力学第一定律可知气体向外界放出热量，故C正确； D．气体从状态c变化到状态a的过程中，体积不变，分子密度不变，而温度降低，分子的平均动能减小，气体的压强减小，所以单位时间撞击单位面积容器壁的分子数不会增加，故D错误。 故选AC。 10. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. t=1s时，质点a的位移沿y轴负向 B. t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相同 C. 质点a经过4s振动的路程为1m D. 该波沿x轴的负方向传播，波速为0.5m/s 【答案】AC 【解析】 【详解】D．根据质点b从该时刻开始计时的振动图像可知，t=0时刻质点b在平衡位置向上振动，结合波形图可知，波沿x轴负向传播，波速为 选项D错误； AB．因t=0时刻质点a从平衡位置向下振动，可知t=1s时，质点a在平衡位置与最低点之间向下振动，此时质点a的位移沿y轴负向，加速度方向向上，速度方向向下，即t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相反，选项A正确，B错误； C．质点a经过4s=0.5T振动的路程为2A=1m，选项C正确。 故选AC。 三、实验题（每空2分，共计18分） 11. 在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，然后画出玻璃砖与空气的两个界面和，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 （1）在插和时，应使挡住____________（选填“”、“”、“和”、“或”）的像，使挡住____________（选填“”、“”、“、和”、“、或”）的像。 （2）用“插针法”找出与入射光线对应的折射光线，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率n=____________（用图中线段的字母表示）。 （3）为了进一步提高测量准确度，请提出一条合理的改进建议：____________。 【答案】（1） ①. 和 ②. 、和 （2） （3）选用较细的大头针；同侧大头针间距稍大一些；选用两光学表面间距大的玻璃砖等 【解析】 小问1详解】 [1][2]“测定玻璃的折射率”的实验中，大头针均应在同一传播光路上，即同时挡住和的像且挡住、和的像。 【小问2详解】 根据几何关系入射角正弦值为 折射角正弦值为 且 根据折射定律有 【小问3详解】 为了进一步提高测量准确度，可以改进的方法有：选用较细的大头针；同侧大头针间距稍大一些；选用两光学表面间距大的玻璃砖等。 12. 某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）实验室有如下器材可供选用：铁架台、足够长的细线、夹子、球心开有小孔的铁球和塑料球、游标卡尺、1m长的毫米刻度尺和秒表。 上述器材中，实验中不需要的是：_____； （2）在挑选合适的器材后开始实验，操作步骤如下： ①用细线和摆球制作一个单摆，然后将细线缠绕在支柱上，使摆球自由下垂，摆球静止后用米尺测量细线悬点到摆球上边缘的距离L，然后用游标卡尺测出小球的直径_____cm，如图乙所示； ②将摆球从平衡位置拉开一个角度（小于5°）后静止释放； ③待小球摆动稳定后，记录下小球第1次至第51次通过最低点的时间间隔，得到单摆的振动周期_____s； ④多次改变距离L，重复上述实验，得到一系列的周期测量值； （3）以为横轴、L为纵轴，做出图像，如图丙所示。已知图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为-b，则测量出的重力加速度_____；（用a、b和表示） （4）在①~④的实验操作中，有一处操作不当，请你指出是哪个步骤_____（填步骤前的序号）。 【答案】（1）球心开有小孔的塑料球 （2） ①. 1.64 ②. 1.5 （3） （4）① 【解析】 【小问1详解】 为减小空气阻力对实验的应用，应选用球心开有小孔的铁球，故实验中不需要的是球心开有小孔的塑料球。 【小问2详解】 [1]小球的直径 [2]小球第1次至第51次通过最低点的时间间隔为25个单摆周期，故单摆的振动周期 【小问3详解】 细线悬点到摆球上边缘的距离L，则单摆摆长 又根据单摆周期公式 综合解得 又图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为-b，则图像斜率 解得 小问4详解】 实验操作①中有一处操作不当，用细线和摆球制作一个单摆，然后将细线缠绕在支柱上，单摆摆动过程中，悬点不固定，摆长会发生变化，影响实验结果。 四、解答题（13题10分，14题12分，15题17分，共计39分） 13. 如图所示，某透明柱体的横截面是半径为R的半圆，圆心为O，AB为水平直径。现有一单色细光束从C点垂直AB界面射入，光束恰好在圆弧界面发生全反射，O、C间的距离为，光在真空中传播的速度为c。求： （1）该透明柱体的折射率； （2）光在透明柱体中的传播时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意画出光路图如图所示 根据几何关系可得全反射临界角满足 又 可得该透明柱体的折射率为 （2）光线在柱体内的传播速度为 光程为 传播时间为 14. 如图甲所示，孩子们经常会在平静的水中投掷一块石头激起水波。现对该模型做适当简化，若小孩将小石头垂直于水面投入水中，以小石头入水点为坐标原点O，以此为计时起点，沿波传播的某个方向建立O—x坐标轴，在x轴上离O点不远处有一片小树叶，若水波为简谐横波，如图乙所示t=0.6s时的波动图像，图丙为小树叶的部分振动图像。 （1）请判断小树叶位于P、Q两点中的哪一点？并写出合理的解释； （2）波源的振动形式第一次传到P点需要的时间； （3）求质点P在小石头入水后0.6s内运动的总路程。 【答案】（1）小树叶位于P点，见解析；（2）0.2s；（3）0.16m 【解析】 【详解】（1）根据同侧法可知，0.6s时刻，质点P沿y轴负方向振动，质点Q沿y轴正方向振动，根据图丙可知，0.6s时刻，该质点沿y轴负方向振动，即小树叶位于P点。 （2）根据波长与波速关系有 结合图像解得 根据 结合图像，解得波源的振动形式第一次传到P点需要的时间 （3）结合上述，质点P在小石头入水后0.6s内振动的时间 则质点P在小石头入水后0.6s内运动的总路程为 15. 如图，圆柱形绝热汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为S=0.02m2的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为m=80kg重物，此时活塞在距离汽缸上底面h1=0.2m的A处，气体的温度为T1=300K。给汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面h2=0.26m的B处，此过程气体吸收了100J热量，大气压为p0=1.0×105Pa。 （1）求活塞在B处时的气体温度T2； （2）求活塞从A处到B处的过程中气体的内能改变了多少？ （3）保持温度T2不变，当悬挂重物为m'=140kg时，打开汽缸阀门放出一部分气体，使得活塞仍处于B处，求放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值。 【答案】（1）；（2）增加了28J；（3） 【解析】 【详解】（1）依题意，活塞缓慢移动过程，受力平衡，可知封闭气体为等压过程，可得 即 解得 （2）活塞从A处到B处的过程中，对活塞受力分析，可得 气体对外界做功 联立，解得 根据热力学第一定律，可得 其中 ， 解得 即气体内能增加了28J。 （3）打开阀门前活塞在B处，有 ， 悬挂m'后 解得 若不打开阀门，气体体积设为 该等温过程 解得 放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$