2023-2024學年河北省衡水二中高二（下）期末物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學年河北省衡水二中高二（下）期末物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.下列關于物理現(xiàn)象的說法正確的是(

)A.水黽和輪船都能漂浮在水面上而不會沉入水中都是因為液體表面張力的作用

B.在空間站內(nèi)可以做出很大的水球和幾十毫米長的“液橋”，是因為在微重力環(huán)境下水的表面張力明顯增大

C.插入水中的細玻璃管，管內(nèi)水面會比管外水面高并穩(wěn)定在一定的高度，說明表面張力方向垂直液面向上

D.液體表面張力有使液面收縮到最小的趨勢2.已知鍶90的半衰期為28年，其衰變方程為?3890Sr→3990A.衰變方程中的X為質(zhì)子 B.?3890Sr的比結(jié)合能小于?3990Y的比結(jié)合能

C.此反應的實質(zhì)是Sr原子發(fā)生電離 D.經(jīng)過3.下列四幅圖分別對應四種有關分子動理論的說法，正確的是(

)

A.任意一個分子在100℃時的速率一定比0℃時要大

B.微粒的運動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動，即布朗運動

C.當兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們之間的勢能達到最小值

D.4.如圖所示描述了一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的四個狀態(tài)，圖中ab的延長線過原點，則下列說法正確的是(

)A.氣體從狀態(tài)a到b的過程，氣體體積增大

B.氣體從狀態(tài)b到c的過程，一定向外界放出熱量

C.氣體從狀態(tài)c到d的過程，外界對氣體做功

D.氣體從狀態(tài)d到a的過程，氣體的內(nèi)能減小5.原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂。如圖甲，XX代表激發(fā)態(tài)1，X代表激發(fā)態(tài)2，G代表基態(tài)，由于能級劈裂，如圖乙，X態(tài)劈裂為兩支，分別為XH、XV兩個能級。原子劈裂前輻射出光譜線①和②，劈裂后輻射出光譜線③、④、⑤和⑥，下列說法正確的是(

)A.①和⑤的能量相等

B.③的頻率大于⑥的頻率

C.若用④照射某種金屬能發(fā)生光電效應，則用⑥照射也一定能發(fā)生

D.①和②的頻率之和等于⑤和⑥的頻率之和6.圖甲為利用光電管研究光電效應的電路圖，其中光電管陰極K的材料是鉀，鉀的逸出功為W0。圖乙為實驗中用某一頻率的光照射光電管時，測量得到的光電管伏安特性曲線，當電壓為Uc時，光電流恰好為零。已知普朗克常量為?，光電子的電荷量為e。下列說法正確的是(

)A.該實驗的入射光頻率為eUc?W0?

B.該實驗的光電子獲得的最大初動能為Ek=e7.制作“吸管潛水艇”是深受小朋友喜愛的科學實驗，如圖所示，將吸管對折后用回形針固定，然后管口豎直向下插入裝有水的礦泉水瓶中，使吸管頂部露出水面，最后用蓋子封緊礦泉水瓶(如圖a)。實驗時，用力按壓瓶身，“潛水艇”就會沉入水底，松開手后，“潛水艇”又浮出水面。設水面上方的封閉氣體體積為V0，壓強為p0，吸管內(nèi)封閉氣體的體積為V，“吸管潛水艇”的總質(zhì)量為m，水的密度恒為ρ，氣體溫度始終保持不變，所有氣體視為理想氣體。緩慢擠壓瓶身時，瓶內(nèi)封閉氣體吸熱還是放熱，擠壓瓶身使“潛水艇”恰好懸浮在水中時(如圖b)，水面上方的氣體體積減小了多少？(不考慮吸管厚度和回形針的體積，吸管內(nèi)外液面高度差產(chǎn)生的壓強遠小于大氣壓，即管內(nèi)外氣壓始終相等)下列選項正確的是(

)A.吸熱，2V0(1?mρV) B.放熱，V0(1?二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.大約在1670年，英國賽斯特城的主教約翰?維爾金斯設計了一種磁力“永動機”。如圖所示，在斜坡頂上放一塊強有力的磁鐵，斜坡上端有一個小孔，斜面下有一個連接小孔直至底端的彎曲軌道，維爾金斯認為：如果在斜坡底端放一個小鐵球，那么由于磁鐵的吸引，小鐵球就會向上運動，當小球運動到小孔P處時，它就要掉下，再沿著斜面下的彎曲軌道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以對外做功，然后又被磁鐵吸引回到上端，到小孔P處又掉下。在以后的二百多年里，維爾金斯的永動機居然改頭換面地出現(xiàn)過多次，其中一次是在1878年，即在能量轉(zhuǎn)化和守恒定律確定20年后，竟在德國取得了專利權。關于維爾金斯“永動機”，正確的認識應該是(

)A.不符合理論規(guī)律，一定不可能實現(xiàn)

B.如果忽略斜面的摩擦，維爾金斯“永動機”一定可以實現(xiàn)

C.如果忽略斜面的摩擦，鐵球質(zhì)量較小，磁鐵磁性又較強，則維爾金斯“永動機”可以實現(xiàn)

D.違背能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，不可能實現(xiàn)9.無線藍牙耳機擺脫了線材束縛，可以在一定距離內(nèi)與手機等設備實現(xiàn)無線連接。為了研究在運動過程中無線連接的最遠距離，甲和乙兩位同學做了一個有趣的實驗。乙佩戴無線藍牙耳機，甲攜帶手機檢測，乙站在甲正前方10m處，二人同時沿同一直線向正前方運動，各自運動的v?t圖像如圖所示，結(jié)果手機檢測到藍牙耳機能被連接的時間為4s。下列判斷正確的是(

)A.3s時甲、乙相距最近 B.3s時甲、乙相距最遠

C.最遠連接距離為5.5m D.最遠連接距離為7.5m10.粗糙水平地面上有一質(zhì)量為M、傾角為300的粗糙楔形物體C，斜面上有一個質(zhì)量為2m的物塊B，B與一輕繩連接，且繞過一固定在天花板上的定滑輪，另一端水平與一結(jié)點連接一個質(zhì)量為2m的小球A，右上方有一拉力F，初始夾角α=135°，如圖所示，現(xiàn)讓拉力F順時針緩慢轉(zhuǎn)動900且保持α角大小不變，轉(zhuǎn)動過程B、C始終保持靜止。已知B與滑輪間的細繩與斜面平行，重力加速度為g。下列說法正確的是(

)A.輕繩對B拉力一直減小

B.BC間的摩擦力先增大再減小

C.物體C對地面的壓力先增大再減小

D.物體C對地面的摩擦力的最大值為三、實驗題：本大題共2小題，共20分。11.某學生利用如圖甲所示的實驗裝置來研究勻變速直線運動，測量一個質(zhì)量m=100g的重錘下落時的加速度值，該學生將重錘固定在紙帶下端，讓紙帶穿過打點計時器。

(1)下列是該同學正確的實驗操作和計算過程，請在空白處填寫：

①器材安裝完畢，先接通電源，再______，讓重錘自由落下，待紙帶全部通過打點計時器后，關閉電源。

②取下紙帶，取其中一段清晰的點，每隔一個點標出計數(shù)點如圖乙所示，測出相鄰計數(shù)點間的距離分別為x1=5.13cm，x2=6.69cm，x3=8.23cm，x4=9.77cm，已知實驗所用交流電的頻率為50Hz，打點計時器的打點間隔T=______s，則重錘運動的加速度的代數(shù)表達式為a=______(用含x1，x2，x3，x4和T的代數(shù)式表示)，代入數(shù)據(jù)得加速度a=______m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

③打點計時器打下C點時紙帶的速度vc=______m/s(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(2)如果實驗時交變電壓頻率稍有波動，從12.某學習小組測定某電池的電動勢與內(nèi)阻，已知其電動勢E約為十幾伏，內(nèi)阻r約為幾歐姆，實驗室中提供以下器材：

A.量程為10mA、內(nèi)阻未知的電流表G；

B.電阻箱R1(0～9999.9Ω)；

C.定值電阻R0(50Ω)；

D.滑動變阻器R3(0～100Ω)；

E.滑動變阻器R4(0～2000Ω)；

F.開關2只，導線若干。

先用如圖所示甲的電路來測定電流表G內(nèi)阻。實驗步驟與如下：

①按圖甲連接好電路，斷開S1、S2，將滑動變阻器R′的滑片調(diào)至圖中a端所對應的位置；

②閉合S1，調(diào)節(jié)R′，使電流表G滿偏；

③保持R不變，再閉合S2，調(diào)節(jié)電阻箱電阻R1=100.0Ω，使電流表G的讀數(shù)為5mA；

④調(diào)節(jié)電阻箱時，干路上電流可視為幾乎不變，即可測定的電流表G內(nèi)阻Rg的大小。

(1)為確保實驗儀器安全，滑動變阻器應該選取______(選填“R3”或“R4”)；而實際干路上電流會發(fā)生變化，故測得的電流表內(nèi)阻比真實值______(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

(2)按圖乙連接電路，閉合開關，多次調(diào)節(jié)電阻箱R1的阻值，記錄每次電阻箱的阻值R及對應的電流表的示數(shù)I。作出1四、簡答題：本大題共1小題，共10分。13.甲乙兩車在同一水平公路上沿同一方向做勻速直線運動，甲車的速度為10m/s，乙車的速度為20m/s，從某一時刻開始計時時，甲車在前，乙車在后，兩車相距32m，此后，乙車剎車，做勻減速直線運動，加速度大小為1m/s2，甲車仍做勻速直線運動：求：

(1)第一次相遇時，甲車行駛的位移

(2)若兩車相遇時并不相撞，且不影響各自運動，則，從第一次相遇到第二次相遇所用的時間

(3)從第一次相遇到第二次相遇，兩車間的最大距離．五、計算題：本大題共2小題，共24分。14.為了測量一些形狀不規(guī)則而又不便浸入液體的固體體積，可用如下圖所示裝置。操作步驟和實驗數(shù)據(jù)如下。

a.打開閥門K、使管A、容器C、容器B和大氣相通。上下移動D，使左側(cè)水銀面到達刻度n的位置。

b.關閉K，向上舉D，使左側(cè)水銀面達到刻度m的位置。這是測得兩管水銀面高度差為19.0cm

c.打開K，把被測固體放入C中，上下移動D，使左側(cè)水銀面重新到達位置n，然后關閉K

d.向上舉D，使左側(cè)水銀面重新到達刻度m處，這時測得兩管水銀面高度差為38.0cm。

已知容器C和管A的總體積為1000cm3，外界大氣壓強為p0=76cmHg，保持不變，此時環(huán)境溫度為300K。求：

(1)容器B的體積；

(2)被測固體的體積；

(3)維持左側(cè)液面在m處，要使放入固體后兩管中液面高度差仍為19.0cm15.圖甲為山地車的氣壓避震裝置，主要由活塞、汽缸和彈簧組成。某研究小組將其取出進行研究。其示意圖如圖乙所示，將帶有活塞A的導熱汽缸B放置在傾角為θ=30°的光滑斜面上，活塞用另一端固定的輕彈簧拉住，輕彈簧平行于斜面，活塞與汽缸間密封一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)活塞到汽缸底部的距離為L1=27cm，汽缸底部到斜面底端的擋板距離為L2=1cm，汽缸內(nèi)氣體的初始溫度為T1=270K。已知汽缸質(zhì)量為M=0.6kg，橫截面積為S=1.5cm2，活塞能無摩擦滑動，重力加速度為g=10m/s2，大氣壓為p0=1.0×105Pa。

(1)求初始狀態(tài)下汽缸內(nèi)氣體壓強p1；

(2)對汽缸緩慢加熱，汽缸內(nèi)氣體的溫度從T1上升到T2，此時汽缸底部恰好接觸到斜面底端的擋板，已知該封閉氣體的內(nèi)能U與溫度T之間存在關系U=kT，k=2×

答案解析1.D

【解析】解：A.水黽能漂浮在水面上而不會沉入水中是因為液體表面張力的作用，輪船都能漂浮在水面上而不會沉入水中是因為收到水的浮力作用，且受到水的浮力與重力是一對平衡力，故A錯誤；

B.在空間站內(nèi)可以做出很大的水球和幾十毫米長的“液橋”，是因為在微重力環(huán)境下水的表面張力表現(xiàn)的更加明顯，故B錯誤；

C.插入水中的細玻璃管，管內(nèi)水面會比管外水面高并穩(wěn)定在一定的高度，說明水與玻璃是浸潤的，這個是毛細現(xiàn)象，表面張力方向與液面相切，故C錯誤；

D.液體表面張力有使液面收縮到最小的趨勢，故D正確。

故選：D。

水黽能漂浮在水面上是水的表面張力，而輪船浮在水面是因為受浮力作用；在太空環(huán)境中，表面張力比較明顯；表面張力的方向與液面相切；液體表面張力有使液面收縮到最小的趨勢。

掌握表面張力產(chǎn)生的原因，表面張力的方向以及表面張力的作用是解題的基礎。2.B

【解析】解：A、根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知X為電子，故A錯誤；

B、衰變反應是釋放能量反應，由于衰變產(chǎn)物?3990Y是一種更穩(wěn)定的元素，可知其比結(jié)合能大于?3890Sr的比結(jié)合能，故B正確；

C、β衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)部的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子，同時釋放出一個電子，故C錯誤；

D、根據(jù)半衰期公式，經(jīng)過84年即3個半衰期還剩下(12)3=18的鍶90沒有發(fā)生衰變，即會有78的鍶90發(fā)生衰變，故D錯誤。

故選：3.C

【解析】解：A.溫度是分子平均動能的標志，所以100℃時分子的平均速率比0℃時大，但100℃時有的分子速率比0℃時要小，故A錯誤；

B.圖中顯示的是布朗運動，是懸浮微粒的位置連線，表明懸浮微粒在做無規(guī)則運動，不是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動，故B錯誤；

C.當兩個相鄰的分子間距離為r0時，分子力為零，此時無論分子間距離增大還是減小，分子力均做負功，分子勢能均增大，所以此時它們之間的勢能達到最小值，故C正確；

D.圖中模擬氣體壓強的產(chǎn)生，分子的速度不是完全相等的，所以也不用要求小球的速率一定相等，故D錯誤。

故選：C。

根據(jù)溫度是分子平均動能的標志分析；根據(jù)布朗運動的定義分析；分子力做負功，分子勢能增大；根據(jù)氣體壓強的微觀解釋分析。

4.D

【解析】解：A.氣體從狀態(tài)a到b的過程，圖線過原點，由此可分析出氣體發(fā)生的是等容變化，氣體體積不變，故A錯誤；

B.氣體從狀態(tài)b到c的過程，是等壓變化，溫度升高，內(nèi)能增加，根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程

pVT=C

可知體積變大，對外做功，根據(jù)熱力學第一定律ΔU=Q+W可知是吸熱過程，故B錯誤；

C.氣體從狀態(tài)c到d的過程，是等溫變化，壓強減小，根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程可知體積變大，氣體對外界做功，故C錯誤；

D.氣體從狀態(tài)d到a的過程，溫度降低，所以內(nèi)能減小，故D正確。

故選：D。

根據(jù)圖像分析出氣體的壓強和溫度的變化趨勢，結(jié)合一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程和熱力學第一定律完成分析。5.D

【解析】解：A.原子能級躍遷放出的光子的能量等于原子的能級差，由題圖可知E⑤>E①，故A錯誤；

B.光子③、⑤對應的能量關系為E③<E⑤

能量越大頻率越大，可知③的頻率小于⑤的頻率，故B錯誤；

C.由光子能量E=?ν和E④>E⑥可知，用④照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應，可知E④大于此金屬的逸出功W0，因E④>E⑥，則無法比較E⑥與W0的大小關系，故用⑥照射該金屬不一定能發(fā)生光電效應，故C錯誤；

D.6.B

【解析】解：AB.根據(jù)動能定理，最大初動能Ekm=eUc

根據(jù)愛因斯坦光電效應方程?ν=Ekm+W0

可得該實驗的入射光頻率為ν=eUc+W0?，故A錯誤，B正確；

C.開始時光電管兩極間的正向電壓越大，光電流越大，但隨著光電流增加，當達到飽和光電流時，隨正向電壓增加，光電流不再增大，故C錯誤；

D.根據(jù)逸出功W0=?ν0

極限頻率ν0=W7.B

【解析】解：氣體溫度不變，瓶內(nèi)封閉氣體發(fā)生等溫變化，則瓶內(nèi)封閉氣體內(nèi)能保持不變，即ΔU=0

擠壓瓶身時，水面上方氣體體積減小，外界對氣體做功，即W>0

根據(jù)熱力學第一定律ΔU=Q+W得Q<0，可知氣體對外放熱。

設“潛水艇”懸浮時，吸管內(nèi)部封閉氣體的壓強為p1，體積為V1，根據(jù)平衡條件得

ρgV1=mg

解得：V1=mρ

對吸管內(nèi)的氣體，根據(jù)玻意耳定律有

p0V=p1V1

解得：p1=p0Vρm

8.AD

【解析】解：磁鐵吸引小球上升，要消耗磁鐵的磁場能，時間長了磁鐵的磁性就會逐步減弱，該思想違背了能量守恒定律，不可能實現(xiàn)。故AD正確，BC錯誤。

故選：AD。

根據(jù)能量守恒定律分析判斷。

本題主要考查了能量守恒定律，解題關鍵是明確能量守恒定律是宇宙自然界普遍適用的一條重要定律，適用于任何情況的自然現(xiàn)象中。9.AD

【解析】解：AB.t=0時，由v?t圖像，0?3s內(nèi)，甲的速度比乙的大，兩者間距逐漸減??；3?6s內(nèi)，甲的速度比乙的小，兩者間距逐漸增大，t=3s時，甲和乙兩人的速度相等，相距最近，故A正確，B錯誤；

CD.由于藍牙耳機能被連接的時間為4s，藍牙耳機連接的時間從t=1s至t=5s，當t=1s時，甲的速度為5m/s，在0?1s內(nèi)，甲與乙的位移之差為

Δx=x甲?x乙=6+52×1m?3×1m=2.5m

因t=0時，乙站在甲正前方10m處，則t=1s時甲與乙之間的距離為s=10m?2.5m=7.5m，甲與乙之間的最遠連接距離為7.5m，故C錯誤，D正確。

故選：AD。

10.BD

【解析】解：A.讓拉力F順時針緩慢轉(zhuǎn)動90°且保持α角大小不變，因為結(jié)點受力平衡，如圖

設繩拉力與重力夾角為β，重力和外力夾角為θ，根據(jù)正弦定理

Fsinβ=Gsinα=Tsinθ

根據(jù)幾何關系可知，Gsinα比值不變，θ從135°減為45°，當結(jié)點左端與豎直方向成45°時，此時結(jié)點左端拉力最大，即此時輕繩對B拉力最大，故可知輕繩對B拉力先增大后減小，故A錯誤；

B.由上述可得初始時，輕繩對B拉力的最小，為Tmin=2mgtan45°=2mg

可知此時B受到重力沿斜面向下的分力為GBsin30°=2mgsin30°=mg

可得

Tmin>mg

即B受到的拉力大于重力沿斜面向下的分力，對B進行受力分析，沿斜面方向上可得

fB+mg=T

在此期間B、C始終保持靜止，根據(jù)輕繩對B拉力的大小關系變化，可知BC間的摩擦力先增大再減小，故B正確；

C.將B、C看成一個整體，可知輕繩對B、C整體存在向上的分力，且因為拉力的大小的變化規(guī)律和平衡力可知，物體C受到地面的支持力先減小后增大，根據(jù)牛頓第三定律可得C對地面的壓力先減小再增大，故C錯誤；

D.將B、C看成一個整體，可知輕繩對B、C整體存在向右的分力，θ為90°時，即當輕繩對B的拉力最大的時候，根據(jù)平衡力可知地面對物體C的摩擦力最大，可知輕繩對B的拉力最大為

T′=GAcos45°

可得此時輕繩對B的拉力在水平方向上的分力為T′′=T′cos30°

解得T′′=6mg11.釋放紙帶

0.02

(x3+x4)?(x【解析】解：(1)①實驗中為了節(jié)約紙帶同時獲取更多的數(shù)據(jù)點，應先接通電源再釋放紙帶；

②根據(jù)頻率與周期之間的關系，可得打點周期為

T=1f=150s=0.02s

根據(jù)逐差相等公式

Δx=at2

可得加速度

a=(x3+x4)?(x1+x2)(4T)2

利用加速度的數(shù)學表達式，代入數(shù)據(jù)可解得

g=(8.23+9.77)?(5.13+6.69)0.082×10?2m/s2≈9.66m/s2

③勻變速直線運動某段位移的平均速度等于該段位移所用時間中間時刻的瞬時速度，由此可得

vC12.R4

偏小

15

6.7【解析】解：(1)由于電池的電動勢約為十幾伏，電流表量程為10mA，可知電路最小電阻應大于1000Ω，滑動變阻器為限流接法，為確保實驗儀器安全，滑動變阻器應該選取R4。

由于接入電阻箱R1，導致干路上電流變大，當電流表G示數(shù)為5mA，則流過變阻箱的電流大于5mA，則電流表內(nèi)阻真實值大于R1，故測得的電流表內(nèi)阻比真實值偏小。

(2)由實驗步驟三、四可知流過電阻箱R1的電流與流過電流表的電流相等，電阻箱與電流表并聯(lián)，由并聯(lián)電路特點可知，電流表內(nèi)阻等于電阻箱接入電路的阻值

Rg=R1=100Ω

根據(jù)圖乙所示電路圖，由閉合電路歐姆定律得

E=I總(r+R1)+IRg

由R0與G并聯(lián)可知

I總=R0+RgR0I

聯(lián)立解得

1I=R0+Rg13.解：(1)設第一次相遇，兩車運動的時間為t1，甲車的位移為x1，乙車的位移為x2

根據(jù)題意：由，△x+x1=x2

即

△x=v01t1+12at12?v