遼寧省2023-2024學年高二下學期期末考試物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE12023—2024學年度下學期期末考試高二試題物理考試時間：90分鐘滿分：100分第Ⅰ卷（選擇題，共48分）一、選擇題：本題共12小題，共48分。在每小題給出的四個選項中，其中1~8小題只有一個選項正確，選對的得4分，9~12小題有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。1.銠106的半衰期約370天，衰變方程為，下列說法正確的是（）A.根據(jù)題中方程式無法判斷X粒子的種類B.采取低溫冷凍的措施可適當降低輻射風險和輻射劑量C.的比結(jié)合能比的比結(jié)合能大，衰變時釋放能量D.任意370天中，1000個原子核將會有500個發(fā)生衰變【答案】C【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，X粒子的質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)守恒可知X粒子為，故A錯誤；B．溫度與輻射劑量沒有關(guān)系，也不能降低輻射風險，故B錯誤；C．衰變后新核更穩(wěn)定，即新核比結(jié)合能更大，則的比結(jié)合能比的比結(jié)合能大，且衰變時釋放能量，故C正確；D．半衰期描述的是統(tǒng)計規(guī)律，只有對大量原子核才有意義，故D錯誤。2.氫原子的能級圖如圖所示，一群處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時會輻射出多種不同頻率的光。已知鎢的逸出功為4.54eV，下列說法正確的是（）A.這群氫原子向低能級躍遷時可輻射出2種不同頻率的光B.用氫原子從n=3能級直接躍遷到n=1能級輻射出的光照射鎢板時能發(fā)生光電效應C.這群氫原子從n=3能級直接躍遷到n=1能級輻射出的光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D.氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出的光和從n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光分別通過同一雙縫干涉裝置，后者干涉條紋間距較大【答案】B【解析】A．根據(jù)=3可知，這群氫原子可輻射出3種不同頻率的光，A項錯誤；B．氫原子從n=3能級直接向n=1能級躍遷發(fā)出的光子的能量大于鎢的逸出功，因此可以發(fā)生光電效應，B項正確；C．光的波長越長，頻率越小，光子能量也越小，也越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，由于從n=3能級直接躍遷到n=1能級輻射出的光子能量最大，頻率最高，波長最短，故最不容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，C項錯誤；D．氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出的光的波長大于從n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光的波長，由可知，前者干涉條紋間距較大，D項錯誤。故選B。3.如圖所示，將透鏡凸起的一面壓在表面平整的玻璃板上，讓單色光從上方射入，從上往下看透鏡，可以看到明暗相間的圓環(huán)狀條紋。已知透鏡凸起面表現(xiàn)為球面，球面的半徑叫作這個曲面的曲率半徑（曲率半徑越大，球面彎曲程度越?。?。下列說法正確的是（）A.圓環(huán)狀條紋是透鏡上下兩個表面反射的兩列光發(fā)生干涉形成的B.圓環(huán)狀條紋間距不相等，越往外條紋間距越寬C.換用曲率半徑更大的透鏡，可以看到條紋將變密集D.改用頻率更高的單色光照射，可以看到條紋將變密集【答案】D【解析】A．環(huán)狀條紋是由凸透鏡與平面玻璃所夾空氣膜的上、下表面反射光干涉形成的，故A錯誤；B．圓環(huán)狀條紋的間距不相等，從圓心向外條紋越來越密集，越往外條紋間距越窄，故B錯誤；C．若換一個曲率半徑更大的凸透鏡，仍然相同的水平距離但空氣層的厚度變小，所觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變大，可以看到條紋將變稀疏，故C錯誤；D．改用頻率更高的單色光照射，由可知單色光波長更小，而其他條件保持不變，則觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變小，可以看到條紋將變密集，故D正確。故選D。4.如圖所示，矩形ABCD為一塊長方體冰磚的截面，一束單色光從P點入射，入射角，光線經(jīng)AB折射后沿直線照射到AD上且恰好能發(fā)生全反射，則此冰磚對該光的折射率為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】設折射角為，折射率為，則有照射到AD上且恰好能發(fā)生全反射，則有根據(jù)幾何條件可知聯(lián)立解得故選B。5.1824年法國工程師卡諾創(chuàng)造性地提出了具有重要理論意義的熱機循環(huán)過程一卡諾循環(huán)，極大地提高了熱機的工作效率。如圖為卡諾循環(huán)的p﹣V圖像，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始沿循環(huán)曲線ABCDA回到初始狀態(tài)，其中AB和CD為兩條等溫線，BC和DA為兩條絕熱線。下列說法正確的是（）A.在D→A絕熱壓縮過程中，氣體內(nèi)能減小B.一次循環(huán)過程中氣體吸收的熱量小于放出的熱量C.B→C過程氣體對外界做功等于D→A過程外界對氣體做的功D.B狀態(tài)時氣體分子單位時間對器壁單位面積撞擊次數(shù)比A狀態(tài)多【答案】C【解析】A．D→A絕熱壓縮過程中，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律可知即氣體內(nèi)能增加，故A錯誤；B．一次循環(huán)過程中氣體的溫度不變，內(nèi)能不變。p﹣V圖像中圖線與坐標軸圍成的面積表示功。由圖知，在一次循環(huán)過程中，氣體對外界做功，為確保氣體的內(nèi)能不變，則氣體一定從外界吸收熱量，故一次循環(huán)過程中氣體吸收的熱量大于放出的熱量，故B錯誤；C．由圖知故B→C過程和D→A過程，溫度變化量的大小相等，內(nèi)能變化量的大小相等，且，可知W大小也必然相等，即B→C過程氣體對外界做的功等于D→A過程外界對氣體做的功，故C正確；D．AB狀態(tài)溫度相同，則狀態(tài)A和狀態(tài)B氣體分子的平均速率相同，而狀態(tài)B的體積大，氣體的密集程度小，則B狀態(tài)時氣體分子單位時間對器壁單位面積撞擊次數(shù)比A狀態(tài)少，故D錯誤。故選C。6.如圖甲所示，上端封閉、下端開口的玻璃管豎直放置，管內(nèi)用兩段長度分別為、的水銀柱封閉著長度分別為、的A、B兩段空氣柱，大氣壓強?，F(xiàn)將玻璃管以垂直紙面的軸輕輕轉(zhuǎn)動180°至開口向上，兩段空氣柱被混在一起，如圖乙所示。此過程中空氣未泄漏，水銀未從管口溢出，不考慮氣體溫度變化。則此時空氣柱的長度為（）A.17cm B.22cm C.24cm D.25cm【答案】A【解析】初始狀態(tài)氣體A的壓強氣體B的壓強玻璃管倒置后氣體的壓強根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程解得L=17cm故A正確，B、C、D錯誤。故選A。7.小愛同學發(fā)現(xiàn)了一張自己以前為研究機動車運動情況而繪制的圖像（如圖）。已知機動車運動軌跡是直線，則下列說法合理的是（）A.機動車處于勻加速狀態(tài)B.機動車在前3秒的位移是12mC.機動車的加速度為D.機動車前2秒內(nèi)的平均速度為6m/s【答案】D【解析】AC．根據(jù)題意，由公式可得由圖像斜率可得由縱軸交點可得可知。機動車處于勻減速狀態(tài)，故AC錯誤；B．機動車勻減速運動的總時間為則3s車已經(jīng)停下來了，機動車在前3秒的位移是故B錯誤；D．機動車第2s末的速度為機動車前2秒內(nèi)的平均速度為故D正確。故選D。8.雜技演員在表演時，將一毛絨球豎直向上拋出，毛絨球向上運動的過程中速度v與位移x的關(guān)系式為。規(guī)定豎直向上為正方向，關(guān)于物體該過程的初速度、加速度a、上升的最大高度h及運動到最高點的時間t，下列說法正確的是（）A.， B.，C.， D.，【答案】C【解析】B．由題得把等式兩邊都平方得與勻變速直線運動的公式對比可得，B錯誤；ACD．物體運動到最高點用時為t則物體上升的最大高度為hAD錯誤、C正確。9.有關(guān)近代的物理學知識，下列說法正確的是（）A.隨著溫度的升高，黑體熱輻射的強度一方面各種波長的輻射強度都有所增加，另一方面其極大值向著波長較短的方向移動B.光電效應實驗中，用頻率等于截止頻率的某單色光照射某金屬，可以使光電子逸出并飛離金屬表面C.電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子可以再分，康普頓效應證實了光具有粒子性D.盧瑟福通過對α粒子散射實驗結(jié)果的分析，提出了原子核是由質(zhì)子和中子組成的【答案】AC【解析】A．隨著溫度的升高，黑體熱輻射的強度一方面各種波長的輻射強度都有所增加，另一方面其極大值向著波長較短的方向移動，選項A正確；B．在光電效應實驗中，應該用大于截止頻率的某單色光照射某金屬，才能使得光電子溢出并飛離金屬表面，故B錯誤；C．電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子可以再分，康普頓效應證實了光具有粒子性，選項C正確；D．盧瑟福通過對α粒子散射實驗結(jié)果的分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，并沒有發(fā)現(xiàn)原子是由質(zhì)子和中子組成的，選項D錯誤。10.在同一均勻介質(zhì)中有兩列簡諧橫波沿x軸相向傳播，波源分別位于和處，振幅均為2cm，沿x軸正向傳播的簡諧波的波速為。時刻波的圖像如圖所示，此時平衡位置在的兩個質(zhì)點E、F剛好開始振動，質(zhì)點B、C的平衡位置坐標分別為，以下說法正確的是（）A.兩列波疊加能夠發(fā)生干涉現(xiàn)象B.兩列波疊加后質(zhì)點C的振動周期為0.25sC.兩列波疊加后質(zhì)點B的位移始終為0D.時，質(zhì)點C的位置坐標是（【答案】AC【解析】A．由圖知兩列波的波長均為振幅同種均勻介質(zhì)機械波傳播速度相同，故頻率相同，能夠發(fā)生干涉現(xiàn)象，故A正確；B．周期均為介質(zhì)做受迫振動，疊加后質(zhì)點的振動頻率與波源相同，故B錯誤；C．由兩列波的傳播方向可以判斷質(zhì)點E、F的起振方向都沿y軸負方向，即兩列波的波源是振動方向相同的相干波源，且兩波源到質(zhì)點B的波程差所以質(zhì)點B是振動減弱點，故兩列波疊加后B的位移始終為零，故C正確；D．在時刻兩列波傳播到C點兩列波疊加后C振動周期跟相干波源的周期相同，即為0.5sC點起振方向向下，在時刻，位于負向位移最大處，故D錯誤。故選AC。11.春節(jié)前夕，小明需移開沙發(fā)，清掃污垢。質(zhì)量m＝10kg的沙發(fā)放置在水平地面上，沙發(fā)與地面間的動摩擦因數(shù)，小明用力F＝100N推沙發(fā)，認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取，下列說法正確的是（）A若力F斜向下與水平成角，當時沙發(fā)恰好做勻速直線運動B若力F斜向下與水平成角，當時，無論F力多大，沙發(fā)都不會動C.若力F方向能隨意改變，讓沙發(fā)勻速運動，F(xiàn)斜向上與水平成30°時，F(xiàn)最小D.若力F方向能隨意改變，讓沙發(fā)勻速運動，F(xiàn)斜向上與水平成60°時，F(xiàn)最小【答案】ABC【解析】A．若力F斜向下與水平成時，地面對沙發(fā)的摩擦力大小為力F在水平方向的分力大小為兩個力大小相等方向相反，故沙發(fā)在做勻速運動，故A正確；B．若力F斜向下與水平成角，則最大靜摩擦力大小為若要物體靜止不動，應該滿足變形得如果滿足即則此時無論F多大，物體都會保持靜止，B正確；CD．如果力F斜向上與水平成角，且物體做勻速運動，則有變形可得其中即故當時，F(xiàn)有最小值，故C正確，D錯誤。故選ABC。12.如圖所示，質(zhì)量的物體P靜止在地面上，用輕繩通過光滑、輕質(zhì)定滑輪1、2（滑輪大小相等，軸心在同一水平線上）與質(zhì)量的小球Q連接在一起，初始時刻滑輪2與P間的輕繩與豎直方向的夾角為37°，小球Q與滑輪1間的輕繩剛好位于豎直方向，現(xiàn)在用一水平向左的力F緩慢拉動小球Q，直到物塊P剛要在地面上滑動。已知P與地面的動摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度，。下列說法中正確的是（）A.初始時P受到地面的摩擦力為12NB.此過程中繩子拉力的最大值為30NC.小球Q與滑輪1間的輕繩與豎直方向的夾角最大為53°D.軸對滑輪1的最大作用力大小為【答案】CD【解析】A．初始時輕繩拉力為T，對小球Q受力分析有對P受力分析有故A錯誤；BC．設此過程中小球Q與滑輪1間的輕繩與豎直方向夾角為，有在小球Q緩慢移動的過程中逐漸增大，逐漸減小，所以繩子拉力T逐漸增大，當小球Q與滑輪1間的輕繩與豎直方向的夾角最大時輕繩拉力最大，對物塊P受力分析有解得此時對Q受力分析有解得故B錯誤，C正確；D．對滑輪1受力分析可知，軸對滑輪1的作用力大小為又因為聯(lián)立可得故時，軸對滑輪1的作用力最大，此時故D正確。故選CD。第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）二、填空題：本題共2小題，13題6分，14題8分，共14分。13.某同學利用圖1裝置測量輕彈簧的勁度系數(shù)。圖中光滑的細桿和游標卡尺主尺水平固定在鐵架臺上，一輕彈簧穿在細桿上，其左端固定，右端與細繩連接；細繩跨過光滑定滑輪，其下端可以懸掛砝碼（實驗中，每個砝碼的質(zhì)量均為）彈簧右端連有一豎直指針，其位置可通過移動游標使其零刻度線對準指針讀出。實驗步驟如下：①在繩下端掛上一個砝碼，調(diào)整滑輪，使彈簧與滑輪間的細線水平且彈簧與細桿沒有接觸；②系統(tǒng)靜止后，記錄指針的位置l?如圖2所示；③逐次增加砝碼個數(shù)，并重復步驟②（保持彈簧在彈性限度內(nèi)），記錄砝碼的個數(shù)n及指針的位置l；④將獲得的數(shù)據(jù)作出圖像如圖3所示，圖線斜率用a表示?；卮鹣铝袉栴}：（1）圖2所示讀數(shù)________；（2）彈簧的勁度系數(shù)表達式______（用砝碼質(zhì)量m、重力加速度g和圖線的斜率a表示）。若g取則本實驗中________（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）6.170（2）70【解析】（1）圖2所示讀數(shù)（2）[1]由胡克定律可得故解得[2]根據(jù)圖3可知斜率為聯(lián)立可得14.如圖甲所示是使用光電管的原理圖，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）當電流表電流剛減小到零時，電壓表的讀數(shù)為U，則陰極K的逸出功為_____（已知電子電荷量為e，普朗克常量h）。（2）如果不改變?nèi)肷涔獾膹姸?，而增大入射光的頻率，則光電子的最大初動能將_____（填“變大”、“變小”或“不變”）。（3）用不同頻率的光照射某金屬產(chǎn)生光電效應，測量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，得到Uc﹣ν圖象如圖乙所示，根據(jù)圖象求出該金屬的截止頻率νc=_____Hz，普朗克常量h=_____J?s（已知電子電荷量e=1.610﹣19C）?！敬鸢浮浚?）（2）變大（3）【解析】（1）[1]當電流表電流剛減小到零時，電壓表的讀數(shù)為U，根據(jù)動能定理得則陰極K的逸出功為（2）[2]根據(jù)光電效應方程知入射光的頻率變大，則光電子的最大初動能變大。（3）[3]根據(jù)得圖象橫軸截距的絕對值等于金屬的截止頻率為[4]圖線的斜率所以三、計算題：本題共3小題，15題10分、16題12分，17題16分，共38分。解答時應寫出必要的文字說明，方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。15.掌握并采用核聚變產(chǎn)生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一、太陽上的一種核反應為兩個氘核（）聚變成一個核。已知氘核的質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u，核的質(zhì)量為3.0150u。1u對應931.5MeV。（1）寫出該核反應方程；（2）計算上述核反應中釋放的核能（保留三位有效數(shù)字）；（3）若兩個氘核以相等的動能0.45MeV做對心碰撞即可發(fā)生上述核反應，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化成動能，則反應中生成的核和中子的動能各是多少？【答案】（1）；（2）；（3），【解析】（1）核反應方程為（2）設核反應的質(zhì)量虧損為，則有解得（3）設核反應后核和中子的質(zhì)量分別為3m、m，動量分別為、，動能分別為、，則有，解得16.電動自行車騎行時必須保持合適的輪胎氣壓。某人用打氣筒給閑置很久的電動自行車打氣，內(nèi)胎的容積為，胎內(nèi)原來空氣壓強為，溫度為室溫27℃，設每打一次可打入壓強為一個標準大氣壓的空氣。打氣過程中由于壓縮氣體做功和摩擦生熱，打了次后胎內(nèi)溫度升高到35℃。（一個標準大氣壓為）（1）假設車胎因膨脹而增大的體積可以忽略不計，則此時車胎內(nèi)空氣壓強為多少；（2）電動自行車輪胎氣壓在室溫情況下的標準壓強為，如果此次打氣恢復常溫后胎壓過大（未超過車胎承受范圍），需要放出一部分氣體，使車