遼寧省遼陽市2023-2024學年高二下學期期末物理試卷（解析版）

高二考試物理試卷本試卷滿分100分，考試用時75分鐘。注意事項：1.答題前，考生務必將自己的姓名、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。4.本試卷主要考試內(nèi)容：人教版選擇性必修第二、三冊。一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.四種溫度下黑體熱輻射的強度與波長的關系如圖所示。有關黑體輻射的實驗規(guī)律和科學家們對黑體輻射的研究，下列說法正確的是（）A.溫度升高，各波段的輻射強度均增大B.溫度升高，輻射強度的極大值向波長較長的方向移動C.英國物理學家瑞利按波長分布提出的輻射強度公式與實驗符合得很好D.德國物理學家維恩借助能量子的假說，提出的黑體輻射強度公式與實驗符合得很好【答案】A【解析】【詳解】A．由圖可知，隨著溫度升高，各波段的輻射強度均增大，A正確；B．由圖可知，隨著溫度升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，B錯誤；CD．德國物理學家普朗克借助于能量子假說，提出的黑體輻射強度公式與實驗相符，CD錯誤。故選A。2.在相同的外界環(huán)境中，兩個相同的集氣瓶中分別密閉著質(zhì)量相同的氫氣和氧氣，如圖所示。若在相同溫度、壓強下氣體的摩爾體積相同，則下列說法正確的是（）A.氫氣的密度較小 B.氧氣的密度較小 C.氫氣的壓強較小 D.氧氣的分子數(shù)較少【答案】D【解析】【詳解】AB．兩個相同集氣瓶中分別密閉著質(zhì)量相同的氫氣和氧氣，根據(jù)氣體的體積和質(zhì)量都相同，所以密度也相同，故AB錯誤；CD．氣體的分子數(shù)為由于氫分子的摩爾質(zhì)量較小，則其分子數(shù)較多，相同溫度下，氫氣的壓強更大，故C錯誤，D正確。故選D。3.釷（）是一種放射性元素，廣泛分布在地殼中。釷經(jīng)中子（）轟擊可得到核燃料鈾（），其反應方程為，此反應能將地球上現(xiàn)有的釷資源變成潛在的核燃料。下列說法正確的是（）A.X為中子B.該過程發(fā)生了一次衰變C.該過程發(fā)生了一次衰變D.原子核的質(zhì)量小于原子核的質(zhì)量【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒可知X為電子，A錯誤；BC．該反應放出了兩個電子，因此發(fā)生了兩次衰變，B、C錯誤；D．反應后質(zhì)量大于反應前質(zhì)量，質(zhì)量增大，D正確。故選D。4.氣閘艙是載人航天器中供航天員進入太空或由太空返回用的氣密性裝置，其原理如圖所示。座艙M與氣閘艙N之間裝有閥門K，座艙M中充滿空氣，氣閘艙N內(nèi)為真空。航天員從太空返回氣閘艙N后，打開閥門K，M中的氣體進入N中，最終達到平衡。此過程中氣體與外界沒有熱交換，艙內(nèi)氣體可視為理想氣體，下列說法正確的是（）A.氣體對外做功，溫度降低 B.氣體對外不做功，氣體內(nèi)能不變C.氣體體積膨脹，對外做功，內(nèi)能減小 D.氣體溫度降低，體積增大，壓強減小【答案】B【解析】【詳解】由于N中為真空，則氣體進行自由膨脹，對外不做功，氣體與外界無熱交換，可知氣體內(nèi)能不變，溫度不變，體積變大，則壓強減小。故選B5.LC振蕩電路某時刻線圈中的磁場正在增強，方向如圖所示，下列說法正確的是（）A.電容器正在充電B.電容器a板帶負電C.電場能轉(zhuǎn)化為磁場能D.電容器所帶的電荷量正在增加【答案】C【解析】【詳解】C．根據(jù)右手螺旋定則知，從上往下看，電路中電流方向為逆時針方向，磁場正在增強，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，故C正確；A．由于電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，表明電容器正在放電，故A錯誤；B．電流方向為逆時針方向，表明電子運動是順時針方向，電容器a極板得到電子，由于電容器在放電，電容器極板所帶電荷量減小，可知，電容器a板帶正電，故B錯誤；D．結合上述可知，電容器所帶的電荷量正在減小，故D錯誤。故選C。6.隨著節(jié)能減排的推進，水力發(fā)電站將代替部分火力發(fā)電站而成為發(fā)電主力。圖甲為某水電站的電能輸送示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：10，升壓變壓器原線圈輸入電壓隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，降壓變壓器的副線圈電壓為220V，升壓、降壓變壓器均為理想變壓器，兩者之間的輸電線路的電阻不能忽略，則降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比可能為（）A.15：1 B.17：1 C.19：1 D.20；1【答案】A【解析】【詳解】由圖線乙可知升壓變壓器的原線圈電壓有效值為則升壓變壓器的副線圈電壓有效值為因運輸過程中輸電線上有電阻不可忽略，故降壓變壓器的原線圈電壓為所以降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為故A正確。故選A。7.如圖所示，射線AB、AC為一足夠大的勻強磁場區(qū)域的邊界，內(nèi)部磁場方向垂直紙面向里。兩個質(zhì)量相同且?guī)М惙N電荷的粒子a、b以相同的速度先后從AB邊上的D點垂直AB邊射入磁場，兩粒子運動的軌跡均與AC相切，忽略粒子受到的重力及粒子間的相互作用力，，下列說法正確的是（）A.a粒子帶負電B.a、b兩粒子運動軌跡半徑之比為C.a、b兩粒子所帶的電荷量之比為D.a粒子在磁場中的軌跡半徑等于兩切點的距離【答案】D【解析】【詳解】A．由左手定則可知，a粒子帶正電，b粒子帶負電，故A錯誤；B．根據(jù)幾何關系有解得即a、b兩粒子運動軌跡半徑之比為，故B錯誤；C．由可得則a、b兩粒子所帶的電荷量之比為，故C錯誤；D．根據(jù)幾何關系有l(wèi)ab故D正確。故選D。8.盧瑟福的粒子散射實驗裝置如圖所示，開有小孔的鉛盒里面包裹著少量的放射性元素釙，由于鉛能夠很好地吸收粒子使得粒子只能從小孔射出，形成很細的一束射線射到厚度為幾微米的金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點。下列說法正確的是（）A.絕大多數(shù)粒子能穿過金箔B.極少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)C.該實驗為湯姆孫“棗糕模型”奠定了基礎D.該實驗說明原子具有核式結構，正電荷集中在原子中心【答案】ABD【解析】【詳解】AB．根據(jù)盧瑟福的粒子散射實驗的現(xiàn)象可知，絕大多數(shù)粒子能穿過金箔，少數(shù)粒子方向發(fā)生了改變，極少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，選項AB正確；C．該實驗否定了湯姆孫“棗糕模型”，為原子的核式結構理論奠定了基礎，選項C錯誤；D．該實驗說明原子具有核式結構，正電荷集中在原子中心，選項D正確。故選ABD。9.某課外活動興趣小組設計了利用壓敏電阻測量加速度的裝置，工作原理如圖甲所示，將壓敏電阻和一塊擋板豎直固定在小車上，中間放置一個質(zhì)量為的小球，當小球隨小車一起沿水平地面向右加速時，壓敏電阻的阻值在壓力從0增大到的過程中均勻減小，如圖乙所示。當小車靜止在水平地面上時，電流表的示數(shù)為，電路中電源的電動勢為，下列說法正確的是（）A.當小車做勻速直線運動時，電流表的示數(shù)為0B.當電流表的示數(shù)為時，小車的加速度大小為C.當電流表的示數(shù)為時，小車的加速度大小為D.當電流表的示數(shù)為時，小車的加速度大小為【答案】BD【解析】【詳解】A．當小車靜止在水平地面上時，壓敏電阻受到的壓力為零，壓敏電阻阻值為，電流表的示數(shù)為，則當小車做勻速運動時，壓敏電阻受到的壓力仍為零，壓敏電阻阻值仍為，電流表的示數(shù)為，故A錯誤；BCD．當小車靜止在水平地面上時，壓敏電阻受到的壓力為零，壓敏電阻阻值為，電流表的示數(shù)為，根據(jù)閉合電路的歐姆定律解得由圖可知壓力大小在區(qū)間內(nèi)壓敏電阻的阻值隨壓力的變化規(guī)律滿足根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)閉合電路歐姆定律聯(lián)立解得電流表的示數(shù)隨小車加速度的變化規(guī)律滿足故當電流表的示數(shù)為時，小車的加速度大小為，當電流表的示數(shù)為時，小車的加速度大小為，當電流表的示數(shù)為時，小車的加速度大小為，故BD正確，C錯誤。故選BD。10.氫原子能級分布如圖所示?？梢姽獾哪芰糠秶鸀?.62eV~3.11eV，三個處于能級的氫原子自發(fā)躍遷到低能級的過程中（）A.最多能輻射出5種頻率不同的光子 B.最多能輻射出3種頻率不同的可見光C.最多能輻射出3種頻率不同的紫外線的光子 D.最多能輻射出2種頻率不同的紅外線的光子【答案】AC【解析】【詳解】AB．從能級自發(fā)躍遷到低能級的躍遷路徑可能為：，，，，則三個處于能級的氫原子自發(fā)躍遷到低能級的過程中最多能輻射出5種頻率不同的光子，故A正確，B錯誤；C．根據(jù)可知最多能輻射出3種頻率不同的紫外線的光子，故C正確；D．根據(jù)可知最多能輻射出1種頻率不同的紅外線的光子，故D錯誤。故選AC。二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.愛因斯坦為了解釋光電效應現(xiàn)象，提出“光子”概念，并給出光電效應方程，但這一觀點一度受到質(zhì)疑，密立根通過下述實驗來驗證其理論正確性。實驗電路如圖所示，當頻率為的可見光照射到陰極K上時，電流表中有電流通過。（1）在滑動變阻器的滑片位置不變的情況下，增加光的強度，通過電流表的光電流將______（填“增大”“減小”或“不變”）。（2）對調(diào)電源的正負極，由左向右移動滑動變阻器的滑片，當電流表的示數(shù)剛減小到零時，電壓表的示數(shù)為5.0V，則陰極K逸出的光電子的最大初動能為______eV?！敬鸢浮浚?）增大（2）5.0【解析】【小問1詳解】[1]在滑動變阻器的滑片位置不變的情況下，增加光的強度，則單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子的數(shù)目增加，所以通過電流表的光電流將增大。【小問2詳解】[1]當電流表的示數(shù)剛減小到零時，電壓表的示數(shù)為5.0V，可知此時金屬的遏止電壓由動能定理可知12.某同學用注射器和壓強傳感器探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時所遵循的規(guī)律。實驗裝置如圖甲所示，用活塞和注射器外筒封閉一定量的氣體，其壓強可由左側(cè)的壓強傳感器測得。（1）有關該實驗的說法，正確的是______。A.實驗時注射器必須水平放置B.注射器內(nèi)部的橫截面積的具體數(shù)據(jù)必須測出C.注射器旁的刻度尺的刻度只要均勻即可，無須標注單位（2）進行實驗操作時，推拉活塞不能過快，其原因是______。A.防止封閉氣體的溫度發(fā)生改變B.防止封閉氣體的質(zhì)量發(fā)生改變（3）該同學首先在實驗室Ⅰ進行了實驗，下表為記錄的實驗數(shù)據(jù)，其中有一次記錄的實驗數(shù)據(jù)錯誤，記錄錯誤的是______（填錯誤數(shù)據(jù)對應的實驗序號）。實驗序號12345封閉氣柱的長度L/cm12.0011.0010.009.008.00封閉氣柱的壓強1.001.091.201261.50（4）該同學利用同一裝置對同一封閉氣體在另一溫度稍低的實驗室Ⅱ進行了實驗，根據(jù)實驗室Ⅰ、Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)用正確的方法作出的圖像如圖乙所示，根據(jù)實驗室Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)作出的圖像應為______（填“①”或“②”）?！敬鸢浮浚?）C（2）A（3）4（4）②【解析】【小問1詳解】A．實驗時用壓強傳感器測量壓強，則注射器沒必要必須水平放置，選項A錯誤；B．注射器內(nèi)部的橫截面積的具體數(shù)據(jù)不需要必須測出，只需要用氣柱的長度代替體積即可，選項B錯誤；C．注射器旁的刻度尺的刻度只要均勻即可，無須標注單位，選項C正確。故選C。【小問2詳解】若推拉活塞過快，則氣體的溫度會發(fā)生變化，則進行實驗操作時，推拉活塞不能過快，故選A?！拘?詳解】由表中數(shù)據(jù)可知pL乘積約為12×105Pa?cm，可知第4組數(shù)據(jù)乘積11.34×105Pa?cm，偏離較大。【小問4詳解】根據(jù)可得溫度越低，則圖像的斜率越小，可知根據(jù)實驗室Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)作出的圖像應為②。13.鉆石中的碳原子（每個碳原子占據(jù)一個正方體）以網(wǎng)狀結構緊密地堆在一起，鉆石是自然界中最硬的物質(zhì)，圖為2克拉（1克拉=0.2g）的鉆石。已知碳原子的直徑，碳元素的相對原子質(zhì)量為12，阿伏加德羅常數(shù)。求：（1）該鉆石含有的碳原子個數(shù)N；（2）鉆石的密度。（兩問結果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）碳的摩爾質(zhì)量，2克拉的鉆石質(zhì)量，設2克拉鉆石的物質(zhì)的量為n，則有解得個（2）設該鉆石的體積為V，每個碳原子占據(jù)的體積為，則有解得14.一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A到狀態(tài)B，再到狀態(tài)C，最后回到狀態(tài)A，如圖所示，圖中、均為已知量，氣體在狀態(tài)A時的熱力學溫度為，求：（1）氣體在狀態(tài)C時的熱力學溫度；（2）在過程中，外界對氣體做的總功W；（3）在的循環(huán)中，氣體從外界吸收（或向外界放出）的熱量。【答案】（1）；（2）；（3）氣體從外界吸收的熱量為【解析】【詳解】（1）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有解得（2）過程中，氣體體積縮小，圖像與坐標軸所圍的面積即為外界對氣體做的功，則有解得（3）從狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體體積不變，即，氣體從的初、末內(nèi)能不變，即，設氣體從外界吸收的熱量為Q，結合熱力學第一定律有解得即氣體從外界吸收的熱量為。15.如圖甲所示，在光滑絕緣水平面內(nèi)有一單匝長方形金屬線框，cd邊長，線框的質(zhì)量、電阻，空間存在一有界勻強磁場，磁場的左邊界如虛線所示，虛線右側(cè)存在區(qū)域足夠大的磁場，磁場方向豎直向下。線框在水平向右的外力F作用下由靜止開始做勻加速直線運動，cd邊到達磁場左邊