廣東省肇慶市2023-2024學年高二下學期期末考試物理試卷（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1物理注意事項：1．本試卷共100分，考試時間75分鐘。2．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在試卷和答題卡上?；卮疬x擇題時，選出每小題〖答案〗后，用2B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。回答非選擇題時，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。一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.如圖所示為氫原子的能級示意圖，根據玻爾理論，下列說法正確的是（）A.基態(tài)的氫原子吸收13eV的能量可以躍遷到的激發(fā)態(tài)B.氫原子從能級躍遷到能級的過程中能量減小C.大量氫原子處于的激發(fā)態(tài)時，從能級躍遷到能級輻射的光子頻率最高D.處于能級的大量氫原子向低能級躍遷時，最多可輻射出6種不同頻率的光〖答案〗D〖解析〗A．處于基態(tài)的氫原子必須要剛好吸收的能量才能從基態(tài)躍遷到的基發(fā)態(tài)。故A錯誤；B．氫原子從低能級向高能級躍遷要吸收能量，能量增加。故B錯誤；C．由躍遷條件在從能級躍遷到能級輻射的光子頻率最低。故C錯誤；D．從能級向低能級躍遷，一共發(fā)出種不同頻率的光。D正確。故選D。2.單擺是秋千、擺鐘等實際擺的理想化模型，下列有關單擺的說法中正確的是（）A.單擺在任何情況下的運動都是簡諧運動B.單擺做簡諧運動的振動周期由擺球的質量和擺角共同決定C.當單擺的擺球運動到最低點時，回復力為零，但是所受合力不為零D.單擺移到太空實驗艙中可以用來研究簡諧運動的規(guī)律〖答案〗C〖解析〗A．由單擺的條件可知單擺在擺角很小的情況下才做簡諧運動，故A錯誤；B．由單擺做簡諧運動的周期公式即振動周期與擺球的質量和擺角無關，故B錯誤；C．當單擺的擺球運動到最低點時，回復力為零，但是單擺的向心力不為零，所受合力不為零，故C正確；D．單擺移到太空實驗艙中，由于完全失重，其回復力為零，單擺不能做簡諧運動，更不能研究簡簡諧運動的規(guī)律，故D錯誤。故選C。3.常見的氣壓式水槍玩具內部原理如圖所示。從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關閉充氣口?，F將閥門M打開，水立即從槍口噴出。若在水快速噴出的過程中，罐內氣體來不及與外界達到熱平衡，則噴水時氣體（）A.壓強變大 B.對外做負功C.對外放熱 D.內能減少〖答案〗D〖解析〗C．水被快速噴出，認為罐內氣體幾乎沒有與外界熱交換，即有故C錯誤；B．閥門M打開，水立即從槍口噴出，氣體膨脹，則氣體對外界做正功，即有故B錯誤；D．根據熱力學第一定律有結合上述可知即氣體內能減少，故D正確；A．結合上述，氣體內能減小，則氣體溫度降低，根據理想氣體狀態(tài)方程有由于V增大，T減小，可知壓強減小，故A錯誤。故選D。4.圖甲所示為一個LC振蕩電路，其電流i（以圖甲中電流方向為正）隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法不正確的是（）A.電流周期性變化時，電場能和磁場能周期性地相互轉化B.時刻，電容器上極板帶負電C.內，電場能轉化為磁場能D.內，電容器正在充電〖答案〗B〖解析〗AB．LC回路中電場能和磁場能相互轉化。在時刻，LC回路中電流為零，故磁場能為零，電場能最大，即電容器帶電量最大，在內電容器放電，電流由上極板流向下極板，故電容器上極板帶正電。故A正確，與題意不符；B錯誤，與題意相符；C．內電流變大，磁場能增加，電場能轉化為磁場能。故C正確，與題意不符；D．內，電流變小，磁場能減小，磁場能轉化為電場能，電容器充電。故D正確，與題意不符。5.“破鏡重圓”真的有可能發(fā)生嗎？最近，物理學家在實驗室觀察到了某種金屬材料發(fā)生的神奇現象：當該金屬出現極細小裂紋時，裂紋會在分子力作用下快速自我修復，從而實現了真正的“破鏡重圓”。已知分子間平衡距離為。下列說法正確的是（）A.裂紋修復過程中裂紋處的分子力做正功B.裂紋修復過程中裂紋處的分子勢能變大C.裂紋自我修復現象與熱力學第二定律相矛盾D.當裂紋兩邊的分子間距大于時，分子間仍有較明顯的分子力〖答案〗A〖解析〗AB．在裂紋處，分子間距，分子間作用力表現為引力，裂紋修復時引力做正功，分子勢能減小。故A正確；B錯誤；C．在分子間引力作用下，裂紋自然修復，體現了熱力學過程的方向性，符合熱力學第二定律。故C錯誤；D．當分子間距時，分子間幾乎沒有作用力。故D錯誤。6.聲波在海水中傳播的速度是在空氣中的4到5倍，可以傳播很遠的距離。很多海洋動物可以根據接收到的環(huán)境聲波信號發(fā)現食物、尋找配偶以及躲避天敵等。最近的一項研究發(fā)現，人類的活動，例如輪船的航行、沿海工程作業(yè)、飛機低空飛行等，會產生強烈的噪聲，讓海洋動物們很難捕捉到有用的環(huán)境聲波，從而導致它們的生存受到威脅。下列說法正確的是（）A.聲波從空氣中傳入水中，其頻率會變大B.聲波從空氣中傳入水中，波長會變長C.各種聲源的聲波在水中疊加，很容易產生干涉現象D.當一艘輪船朝著某海洋生物加速前進時，該海洋生物接收到輪船轟鳴聲的頻率變低〖答案〗B〖解析〗A．波的頻率由波源決定，即同一機械波在不同的介質中傳播其頻率不變，可知，聲波從空氣中傳入水中，其頻率不變，故A錯誤；B．聲波從空氣中傳入水中波速變大，根據結合上述可知，傳播速度v增大，其波長會變長，故B正確；C．機械波要發(fā)生干涉現象，兩列波頻率必須相同，各種聲源的聲波在水中疊加，由于頻率不同，則不能夠發(fā)生干涉現象，故C錯誤；D．根據多普勒效應可知，當接收者與波源越來越近時，接收到的頻率大于波源的頻率，可知，當一艘輪船朝著某海洋生物加速前進時，該海洋生物接收到輪船轟鳴聲的頻率變高，故D錯誤。故選B。7.特高壓交流輸電是指100kV及以上的交流輸電，具有輸電容量大、距離遠、損耗低等突出優(yōu)勢。遠距離輸送功率恒定的交流電時，若輸送電壓由原來的50kV提高到200kV的特高壓，下列說法正確的是（）A.若輸電線不變，輸電線上的電流增大為原來的4倍B.若輸電線不變，輸電線上損失的電壓降低為原來的C.若輸電線不變，相同時間內，輸電線上損失的電能降低為原來的D.使用材料、粗細相同的輸電線時，若使輸電線上損失的功率不變，傳輸距離可提升到原來的4倍〖答案〗B〖解析〗A．輸電功率輸電功率P恒定，由于輸送電壓由原來的50kV提高到200kV，則當輸電電壓升高到，輸電電流變?yōu)樵瓉淼?，故A錯誤；B．損失電壓變?yōu)樵瓉淼?，變?yōu)樵瓉淼模蔅正確；C．相同時間內，輸電線上損失電能變?yōu)樵瓉淼?，輸電線上損失電能變?yōu)樵瓉淼模蔆錯誤；D．若輸電線損失功率不變，變?yōu)樵瓉淼?，根據可知變?yōu)樵瓉淼?6倍，根據輸電距離變?yōu)樵瓉淼?6倍，故D錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.一般人能感知可見光波長范圍約在400～760nm之間。下表中列出了一些金屬發(fā)生光電效應的截止頻率，已知光在空氣中傳播的速度近似為，則表中金屬在可見光照射下能發(fā)生光電效應的有（）材料銫Cs鈉Na鋅Zn銀Ag鉑Pt截止頻率/（）4.555.568.0711.5315.29A.銫 B.鈉 C.鋅 D.銀〖答案〗AB〖解析〗可見光波長范圍約在400～760nm之間，由，可得可見光的頻率范圍為，要使金屬發(fā)生光電效應，入射光頻率必須要大于金屬的截止頻率。由表格中信息可知，在可見光照射下能發(fā)生光電效應的只有金屬銫和鈉。故選AB。9.2023年4月12日21時，中國有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）創(chuàng)造了新的世界紀錄，成功實現穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行403秒。其運行原理就是在裝置的真空室內加入少量氫的同位素氘或氚，通過某種方法產生等離子體，等離子體滿足一定條件就會發(fā)生聚變反應，反應過程中會產生巨大的能量。關于氫的同位素氘和氚的核聚變，其核反應方程為，已知光速，，下列說法正確的是（）A.當氘核和氚核距離達到一定范圍內時，氘核和氚核之間的庫侖力使它們結合成一個新核B.X粒子是中子C.的比結合能大于的比結合能D.一個氘核和一個氚核發(fā)生核聚變，虧損的質量約為〖答案〗BD〖解析〗A．當氘核和氚核的距離達到一定范圍時，氘核和氚核之間的核力使它們結合成一個新核，A錯誤；B．核反應方程由核反應時電荷數守恒和質量數守恒可知故X為中子，B正確；C．在放能的核反應中，生成物更穩(wěn)定，比結合能更大，的比結合能小于的比結合能，C錯誤；D．根據解得D正確故選BD。10.某種感溫式火災報警器如圖甲所示，其簡化的工作電路如圖乙所示。變壓器原線圈接電壓有效值恒定的交流電源。副線圈連接報警系統(tǒng)，其中為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，為滑動變阻器，為定值電阻。當警戒范圍內發(fā)生火災，環(huán)境溫度升高達到預設值時，報警裝置（圖中未畫出）通過檢測通過的電流觸發(fā)報警。下列說法正確的是（）A.警戒范圍內出現火情時，副線圈兩端電壓不變B.警戒范圍內出現火情時，原線圈輸入功率變小C.通過定值電阻的電流過大時，報警裝置就會報警D.若要調低預設的報警溫度，可減小滑動變阻器連入電路的阻值〖答案〗AD〖解析〗A．由可知，在、、不變的情況下線圈兩端電壓不變。故A正確；B．出現火情時，熱敏電阻阻值減小，副線圈兩端電壓不變，可知副線圈電路的電流變大，消耗功率變大。由可知，原線圈輸入功率變大。故B錯誤；C．發(fā)生火情時流過的電流增大，報警器報警。故C正確；D．調低預設報警溫度，此時熱敏電阻阻值比調整之前大，為了保證電流達到與調整前一樣的報警電流，可將連入電路的阻值調小。故D正確。故選AD。三、實驗題：本題共2小題，共16分。請將〖答案〗填在答題卡上相應的位置。11.某同學想探究等溫情況下一定質量理想氣體壓強和體積的關系。他沒有氣壓計，于是利用如圖所示裝置完成實驗。實驗步驟如下：①取一個帶刻度的注射器，拔出活塞，用天平稱出活塞（帶手柄）的質量為m，用游標卡尺測出活塞直徑為d；②在注射器活塞周圍均勻涂抹一些潤滑油，然后將其推到靠近中間刻度區(qū)域的合適位置，再把接針頭的端口密封，并豎直倒置固定在鐵架臺上，讀出此時活塞所在位置的刻度，記為L0；③活塞手柄上系一條輕繩，在輕繩上掛一個較重的質量為m0的鉤碼，記錄此時活塞所在位置的刻度，記為L1；④逐漸增加質量均為m0的鉤碼個數，記錄活塞所在位置的刻度，依次記為L2、L3…Ln；⑤查閱當地當天的大氣壓強，記為p0，處理實驗數據，得出實驗結論。鉤碼個數0123…n空氣柱長度（cm）L0L1L2L3Ln氣體壓強（×105Pa）（1）在逐漸增加鉤碼的過程中，為了確保準確讀出活塞所在位置的刻度，應該______（選填“立刻讀出注射器上的示數”或“待活塞完全穩(wěn)定后再該數”）。（2）當所掛鉤碼個數為n時，注射器內氣體壓強為______（重力加速度為g，結果用題目中字母表示）。（3）該同學將逐次的測量結果填入上表，發(fā)現氣體壓強隨體積的增大而減小，為了探究壓強p與體積V是否成反比關系，應該繪制p-______（選填“L”或“”）圖像?！即鸢浮剑?）待活塞完全穩(wěn)定后再讀數（2）（3）〖解析〗（1）為了保證“一定溫度”的實驗條件，需要等注射器內空氣與外界達到熱平衡，即活塞完全穩(wěn)定后再讀數。（2）活塞穩(wěn)定時，活塞受力平衡，解得（3）根據玻意耳定律V=LS解得為了探究壓強p與體積V是否成反比關系，應該繪制圖像。12.某同學想通過光的雙縫干涉實驗來測量單色光的波長。請按照題目要求回答下列問題。（1）用雙縫干涉儀進行實驗操作，將表中的光學元件放在如圖甲所示的光具座上，用此裝置測量紅光的波長。元件代號ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的排列順序應為C、______（填寫元件代號）。（2）已知該裝置中雙縫間距，雙縫到光屏的距離，在光屏上得到的干涉圖樣如圖乙所示，分劃板中心刻線在圖乙中A位置時記下游標卡尺讀數為111.10mm，轉動手輪，當分劃板中心刻線在B位置時記下游標卡尺讀數為______mm，算出相鄰兩亮條紋中心間距______mm。由以上數據可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長______m。（后兩空均保留兩位有效數字）（3）若該同學利用圖甲中裝置研究雙縫干涉現象時撤去了濾光片，則他______（選填“能”或“不能”）在光屏上觀察到干涉條紋。〖答案〗（1）EDBA（2）115.600.64（3）能〖解析〗（1）為獲取單色線光源，并形成相干光發(fā)生干涉，白色光源需依次通過透紅光的濾光片、單縫、雙縫、光屏，各光學元件的排列順序應為EDBA。（2）[1]分劃板中心刻線在B位置時記下游標卡尺讀數為[2]雙縫干涉條紋間距為[3]根據雙縫干涉條紋間距公式可得此干涉圖樣的單色光的波長為（3）撤掉濾光片后，光屏上能看到由同種色光干涉形成的彩色條紋。四、計算題：本題共3小題，共38分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫最后〖答案〗的不得分，有數值計算的題，〖答案〗中必須明確寫出數值和單位。13.地震波既有縱波也有橫波，是由同一震源同時產生的，兩者均可簡化為頻率不變的簡諧波?？v波是推進波，又稱P波，在地殼中的傳播速度；橫波是剪切波，又稱S波，在地殼中的傳播速度。某研究性學習小組研制了一種簡易地震儀，由豎直彈簧振子M和水平彈簧振子Q組成，如圖甲所示。在一次地震中，震源位于此地震儀的正下方，觀察到兩組彈簧振子先后振動起來，起振時間相差為3s，同時裝置記錄下水平彈簧振子Q的振動圖像如圖乙所示。則：（1）彈簧振子M和Q哪個先開始簡諧振動？請簡述理由。（2）該地震波的橫波波長是多少千米？（3）震源距離地震儀多少千米？〖答案〗（1）見〖解析〗；（2）2km；（3）36km〖解析〗（1）彈簧振子M先開始簡諧振動。理由是縱波波速大，故先傳到地震儀處。（2）橫波波長（3）設震源距離地震儀s千米，由由題意可知解得14.已知當入射光以某一角度入射到某一晶體表面時，若反射光線與折射光線互相垂直，則反射光線為線偏振光。現有一束單色光以入射角從空氣入射到某晶體表面時，其反射光線為線偏振光，如圖甲所示。（1）求