廣西桂林市2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期末考試物理試卷（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1桂林市2023～2024學(xué)年度下學(xué)期期末質(zhì)量檢測高二年級物理（考試用時75分鐘，滿分100分）說明：1．答題前，考生務(wù)必將答題卷密封線內(nèi)的項目填寫清楚，密封線內(nèi)不要答題。2．直接在答題卷上答題（不在本試卷上答題）。第Ⅰ卷（選擇題，共46分）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，第題只有一項符合題目要求，每小題4分：第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.全自動洗衣機設(shè)有多段式水位自動感應(yīng)裝置，該裝置采用的傳感器可能是（）A.溫度傳感器 B.氣體傳感器C.生物傳感器 D.壓力傳感器【答案】D【解析】水位不同，壓力就不同，洗衣機可以根據(jù)壓力大小來分析水位的高低，故采用壓力傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號。故選D。2.考生入場時，監(jiān)考老師要用金屬探測器對考生進行安檢后才允許其進入考場。探測器內(nèi)有通電線圈，當(dāng)探測器營近金屬材料物體時，就會引起探測器內(nèi)線圈中電流變化，報警器就會發(fā)出警報；靠近非金屬物體時則不發(fā)出警報。關(guān)于探測器主要利用的原理正確的是（）A.牛頓運動定律B.動量守恒定律C.法拉第電磁感應(yīng)定律D.熱力學(xué)定律【答案】C【解析】當(dāng)線圈靠近金屬物體時，在金屬物體中產(chǎn)生渦電流，相當(dāng)于閉合電路的部分導(dǎo)體在切割磁感線，故在金屬中會產(chǎn)生電流，而金屬中的電流產(chǎn)生的磁場又引起線圈中的磁通量發(fā)生變化，進而引起線圈中電流的變化，報警器發(fā)出警報。則探測器主要利用法拉第電磁感應(yīng)定律。3.2024年4月24日，華為聯(lián)合中國移動在珠穆朗瑪峰開通首個基站，標(biāo)志著這座世界最高峰也邁步進入了時代。網(wǎng)絡(luò)將為珠峰景區(qū)的旅游、登山、科考、環(huán)保等活動，提供更強大的網(wǎng)絡(luò)支持。，也就是我們常說的，是向演進的關(guān)鍵階段，它采用頻段，相比于現(xiàn)有的（即第四代移動通信技術(shù)，頻段）技術(shù)而言，具有更大的帶寬、容量和更低的時延。信號與信號相比（）A.載波的頻率更小B.在真空中的波長更短C.在真空中的傳播速度更快D.更難被障礙物阻擋【答案】B【解析】ABD．根據(jù)題意可知，5.5G信號頻率更高，波長更短，4G信號頻率更低，波長更長，更容易發(fā)生明顯衍射，即5.5G信號比4G信號更容易被障礙物阻擋，需要建設(shè)更密集的基站，故AD錯誤，B正確；C．5.5G信號和4G信號都是電磁波，在真空中傳播速度等于光速，故C錯誤。故選B。4.2024年5月19日，我國最大的海上光伏項目——中核田灣200萬千瓦灘涂光伏示范項目在江蘇連云港正式開工建設(shè)。光伏發(fā)電的主要原理是光電效應(yīng)，即在光的照射下物體表面能發(fā)射出電子的現(xiàn)象。實驗發(fā)現(xiàn)，用紫光照射金屬鋅能發(fā)生光電效應(yīng)，而紅光照射時不能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)，這是因為（）A.紅光的頻率小于金屬鋅的截止頻率B.紅光光子能量大于紫光光子能量C.紅光照射時間不夠長D.紅光的強度小于紫光的強度【答案】A【解析】AC．只有當(dāng)入射光的頻率大于或等于極限頻率時，才能發(fā)生光電效應(yīng)，紅光照射時不能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)，這是因為紅光的頻率小于金屬鋅的截止頻率，與光照時間無關(guān)，故A正確，C錯誤；B．紅光頻率小于紫光頻率，則紅光光子能量小于紫光光子能量，故B錯誤；D．根據(jù)題意無法比較紅光的強度與紫光的強度的大小關(guān)系，故D錯誤。5.2023年6月7日，我國研發(fā)的第四代釷基反應(yīng)堆在甘肅省騰格里沙漠正式運行。釷基熔鹽核反應(yīng)堆不僅發(fā)電效率高，而且核廢料污染小，具有廣闊的應(yīng)用前景。本身不能直接使用，需用加速器轟擊鉛靶產(chǎn)生中子，然后中子轟擊，使其變?yōu)?，?jīng)過兩次衰變后生成，再利用中子轟擊發(fā)生裂變后釋放核能，其典型產(chǎn)物是和，已知的半衰期為22分鐘，則（）A.裂變反應(yīng)的方程為B.衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化成了一個質(zhì)子和一個電子C.16個經(jīng)過66分鐘后有14個發(fā)生了衰變D.的比結(jié)合能小于的比結(jié)合能【答案】B【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，裂變反應(yīng)的方程為故A錯誤；B．衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化成了一個質(zhì)子和一個電子，故B正確；C．半衰期是大量粒子的統(tǒng)計規(guī)律，對于少數(shù)粒子不適用，故C錯誤；D．生成物更穩(wěn)定，比結(jié)合能更大，則的比結(jié)合能大于的比結(jié)合能，故D錯誤。故選B。6.1885年，瑞士科學(xué)家巴爾末對當(dāng)時已知的氫原子在可見光區(qū)的4條譜線（記作、、和）作了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長滿足一個簡單的公式，稱為巴爾末公式。這4條特征譜線是玻爾理論的實驗基礎(chǔ)。如圖所示，這4條特征譜線分別對應(yīng)氫原子從、、、能級向能級的躍遷，下面4幅是躍遷時輻射光子的能量，合理的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】根據(jù)題意可知，躍遷時輻射光子的能量分別為故選C。7.某柴油內(nèi)燃機利用迪塞爾循環(huán)進行工作，該循環(huán)由兩個絕熱過程、一個等壓過程和一個等容過程組成。如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷的迪塞爾循環(huán)，則（）A.在過程中，氣體對外做功B.在過程中，氣體分子的平均動能不變C.在過程中，氣體的溫度升高D.在過程中，氣體放熱【答案】D【解析】A．在過程中，氣體體積減小，外界對氣體做功，故A錯誤；B．在過程中，氣體壓強不變，體積增大，根據(jù)蓋—呂薩克定律可知，氣體溫度升高，則氣體分子的平均動能增大，故B錯誤；C．在過程中是絕熱過程，即有，該過程氣體體積增大，氣體對外做功，即有根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知氣體內(nèi)能減小，氣體溫度降低，故C錯誤；D．在過程中，氣體體積不變，不做功。同時壓強減小，根據(jù)查理定律可知，氣體溫度降低，則內(nèi)能減小，根據(jù)可知氣體放熱。故D正確。8.如圖為桂林市某兩日的天氣，下列說法正確的是（）11月8日21：0023：009日01：0003：0005：0007：00周三氣溫18.5℃178℃17.0℃16.4℃15.8℃15.1℃PM2.5323652524442A.從8日21:00到23：00，熱力學(xué)溫度降低B.清晨西山公園荷葉上露珠呈球狀的主要原因是液體表面張力的作用和不浸潤現(xiàn)象C.PM2.5（即固體顆粒物）懸浮在空氣中，其固體顆粒在空氣中做布朗運動D.從9日01：00到07：00，空氣中所有分子熱運動的速率都減小【答案】BC【解析】A．從8日21:00到23：00，由表格數(shù)據(jù)可得熱力學(xué)溫度降低故A錯誤；B．清晨西山公園荷葉上的露珠呈球狀的主要原因是液體表面張力的作用和不浸潤現(xiàn)象，故B正確；C．PM2.5（即固體顆粒物）懸浮在空氣中，其固體顆粒在空氣中做布朗運動，故C正確；D．從9日01：00到07：00，由表格數(shù)據(jù)可知，溫度降低，空氣中分子的平均動能減小，但不是所有分子熱運動的速率都減小，故D錯誤。9.2024年1月18日，隨著國能永福堡里風(fēng)電場風(fēng)電項目首臺風(fēng)機并網(wǎng)發(fā)電成功，國能永福發(fā)電有限公司風(fēng)電裝機實現(xiàn)“零”的突破。這標(biāo)志著廣西首個“風(fēng)光火”多能互補電源項目實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，進一步加快了永福百萬千瓦級“風(fēng)光火儲”能源基地的建設(shè)進程。如圖為其遠距離輸電示意圖，發(fā)電機輸出電壓，輸出功率，經(jīng)升壓變壓器升壓至進行遠距離輸電：降壓變壓器輸出電壓，輸電線上損失的功率（變壓器均可視為理想變壓器）。下列說法正確的是（）A.升壓變壓器的匝數(shù)比B.輸電線上的電流為C.輸電線路的電阻為D.降壓變壓器的匝數(shù)比【答案】AC【解析】A．升壓變壓器的匝數(shù)比故A正確；B．輸電線上的電流為故B錯誤；C．輸電線路的電阻為故C正確；D．降壓變壓器的匝數(shù)比故D錯誤。故選AC。10.眾所周知，癌癥治療一直是世界性難題，而質(zhì)子醫(yī)療則是目前全球最尖端的腫瘤放療治療技術(shù)。與傳統(tǒng)放療技術(shù)相比，質(zhì)子醫(yī)療可讓射線粒子的能量進入腫瘤細胞內(nèi)才會釋放，實現(xiàn)對腫瘤細胞的“定點爆破”，從而避免對身體正常組織的傷害，達到更好的療效和極小的副作用。質(zhì)子治療裝置是利用中能質(zhì)子束的布拉格峰特性在不傷及人體正常組織的情況下定向精準轟擊腫瘤實現(xiàn)對腫瘤疾病的治療。由我國中核集團原子能院自主研發(fā)的超導(dǎo)回旋加速器加速的質(zhì)子束能量首次達到，突破國外在這一重大醫(yī)療裝備領(lǐng)域的壟斷地位，逐步實現(xiàn)我國惡性腫瘤、心腦務(wù)管疾病等重大疾病診斷和治療的回旋加速器設(shè)備國產(chǎn)化。其原理如圖所示，兩個D形金屬盒分別和一高頻交流電源兩極相接，已知D形盒的半徑為R，電壓為U，兩盒放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面。該回旋加速器為質(zhì)子（）加速器，已知質(zhì)子從回旋加速器中心開始運動，其質(zhì)量為m，電荷量為q。不計質(zhì)子的初速度，重力及不考慮相對論效應(yīng)，下列說法正確的是（）A.高頻交流電源的周期為B.若質(zhì)子最終從邊緣飛出，則質(zhì)子在磁場中運動的總時間為C.質(zhì)子第2次加速和第1次加速后軌道半徑之比為D.越靠近加速器邊緣，相鄰兩軌道間距越小【答案】AD【解析】A．所加交流電源的周期等于粒子做圓周運動的周期才能正常加速，故所加交流電源的周期為，故A正確；B.若質(zhì)子最終從邊緣飛出，則有又有質(zhì)子在磁場中運動的總時間為聯(lián)立解得故B錯誤；CD．由上述分析可知，質(zhì)子經(jīng)過次加速后，做圓周運動的軌道半徑為可知，質(zhì)子第2次加速和第1次加速后軌道半徑之比為，越靠近加速器邊緣，加速次數(shù)越多，相鄰兩軌道間距越小，故C錯誤，D正確。故選AD。第Ⅱ卷（非選擇題，共54分）二、填空題（本大題共2小題，共15分）11.如圖所示，是一帶鐵芯的自感系數(shù)很大的線圈，其直流電阻幾乎為零，電路中A和B是兩個完全相同的燈泡。則開關(guān)閉合的瞬間，觀察到的現(xiàn)象是______（選填“A、B同時亮”或“A先亮”或“B先亮”）；開關(guān)斷開的瞬間，觀察到的現(xiàn)象是______（選填“A、B同時熄滅”或“A先熄滅”或“B先熄滅”），流經(jīng)燈泡A的電流方向是從______（選填“到”或“到”）?！敬鸢浮緼、B同時亮B先熄滅到【解析】[1]開關(guān)閉合的瞬間，由自感線圈得阻礙作用，使電流直接從A、B流過，使A、B同時亮；[2][3]開關(guān)斷開的瞬間，自感線圈此時相當(dāng)于電源，與A組成新的回路，則B先熄滅，電流從自感線圈右側(cè)流出，即流經(jīng)燈泡A的電流方向為到。12.在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，用體積為的純油酸配制成體積為的油酸酒精溶液，再用滴管取體積為的油酸酒精溶液，讓其自然滴出，共滴。把1滴該溶液滴入盛水的、表面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用油性筆在玻璃板上描出油酸膜的輪廍，測得面積為S，如圖。（1）此估測方法是將每個油酸分子視為球形，讓油酸盡可能在水面上散開，則形成的油膜可視為______油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的______；（2）估算出油酸分子的直徑大小表達式為______（用、、、、表示）；（3）某同學(xué)計算出的油酸分子直徑明顯偏大，可能的原因是______。A.油酸酒精溶液中酒精揮發(fā)，導(dǎo)致油酸濃度變大B.痱子粉撒太多，油膜未能充分展開C.計算油膜面積時，將所有不完整的方格都作為一格保留D.計算每滴溶液中純油酸的體積時，油酸酒精溶液的滴數(shù)多記了10滴【答案】（1）單分子直徑（2）（3）B【解析】（1）[1][2]此估測方法是將每個油酸分子視為球形，讓油酸盡可能在水面上散開，則形成的油膜可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的直徑。（2）根據(jù)題意可知，一滴油酸的體積為則油酸分子的直徑為（3）A．油酸酒精溶液中酒精揮發(fā)，導(dǎo)致油酸濃度變大，即變大，則計算出的油酸分子直徑偏小，故A錯誤；B．痱子粉撒太多，油膜未能充分展開，則油膜面積偏小，直徑偏大，故B正確；C．計算油膜面積時，將所有不完整的方格都作為一格保留，則油膜面積偏大，直徑偏小，故C錯誤；D．計算每滴溶液中純油酸的體積時，油酸酒精溶液的滴數(shù)多記了10滴，體積測量值偏小，直徑偏小，故D錯誤。故選B。三、計算題（本題共3小題，共39分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步?，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.如圖所示為一個導(dǎo)熱良好的玻璃瓶，瓶內(nèi)充滿干燥空氣（可視為理想氣體），塞上活塞（不計活塞重力）使其密閉性良好，已知活塞的橫截面積為，活塞與瓶子之間的最大靜摩擦力，此時溫度為，壓強與大氣壓相同。現(xiàn)將其放入溫度為的冰箱中，忽略瓶子體積的變化，經(jīng)過足夠長的時間，已知，時熱力學(xué)溫度為，求：（1）瓶內(nèi)氣體壓強大?。唬?）若冰箱內(nèi)壓強與外界大氣壓相同，則至少需要對活塞施加多大的豎直向上的外力才能把活塞取出?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）根據(jù)題意，假設(shè)活塞不動，則有其中，解得此時，活塞與瓶子之間的摩擦力為假設(shè)成立，故瓶內(nèi)氣體的壓強大小為。（2）若冰箱內(nèi)壓強與外界大氣壓相同，則有解得即至少需要對活塞施加的豎直向上的外力才能把活塞取出。14.質(zhì)譜儀是一種可以測定微觀粒子比荷（即荷質(zhì)比）的儀器，某種質(zhì)譜儀工作原理如圖所示。粒子源發(fā)出初速度為零的氕核經(jīng)加速電場（已知加速電壓為）加速后，從點垂直進入四分之一圓形磁場分析器，磁場分析器中有垂直于紙面向外的勻強磁場（圖中未畫出）。已知氕核在磁場區(qū)域運動一定時間后恰好垂直于磁場下邊界從點射出，，氕核的電荷量為，質(zhì)量為，不計氕核重力，求：（1）氕核進入磁場分析器中速度的大??；（2）磁場分析器中磁感應(yīng)強度大??；（3）現(xiàn)有一未知粒子（不計重力）經(jīng)相同