山东省东营市2023-2024学年高二下学期期末质量检测物理试题（解析版）

第第页秘密★启用前2023-2024学年度第二学期期末质量监测高二物理注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名、考生号等填写在答题卡指定位置。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.2023年8月24日，日本政府不顾周边国家的反对执意向海洋排放福岛第一核电站的核污水，其中有一种难以被清除的同位素氚可能会引起基因突变。氚亦称超重氢，是氢的同位素之一，有放射性，衰变方程为：，衰变过程释放出光子，半衰期为12.43年。下列说法正确的是（）A.该衰变为α衰变B.衰变前的质量与衰变后和X的总质量相等C.的比结合能低于的比结合能D.经过24.86年，核废水中所含有的氚几乎全部衰变完【答案】C【解析】【详解】A．根据核反应质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为0电荷数为-1，即X是粒子，所以该衰变为衰变。故A错误；B．由质能方程可知，该核反应释放能量，衰变前的质量大于衰变后和X的总质量。故B错误；C．由于该核反应释放能量，生成物的原子核更稳定，氚核的比结合能小于氦核的比结合能。故C正确；D．经过24.86年，核废水中所含有的氚还剩四分之一未衰变。故D错误。故选C。2.下列关于固体、液体和气体的说法正确的是（）A.把地表土壤锄松是为了保存土壤中的水分B.单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C.自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体分子间作用力表现为斥力D.布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动【答案】A【解析】【详解】A.把地表土壤锄松是为了切断上层松土与深层土壤之间的毛细管，阻断深层水分通过毛细管向上流动，同时上层松土对深层土壤有一定的遮阴功能，所以松土可以保存土壤中的水分，故A正确；B.单晶体有固定熔点并且有规则几何外形，多晶体有固定的熔点，没有规则的几何外形，故B错误；C.自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体压强变大，要想继续把气体打进胎内需要使打气筒气体压强大于胎内气压，打气筒面积不变，压强变大，需要要的力越大，故C错误；D.布朗运动是花粉小颗粒的无规则运动，它是由于气体分子对花粉颗粒的撞击不均匀所造成的，所以反映的是气体分子的无规则运动。故D错误。故选A。3.关于电磁振荡和电磁波，下列说法正确的是（）A.增大LC振荡电路中电容器的电容，可提高电磁振荡的频率B.可见光实质也是一种电磁波，红光频率最大C.真空中，电磁波的频率越高传播速度越快D.电磁波的频率等于调谐电路的固有频率时，调谐电路中产生的电流最强【答案】D【解析】【详解】A．根据可知增大LC振荡电路中电容器的电容，可减小电磁振荡的频率。故A错误；B．可见光实质也是一种电磁波，紫光频率最大。故B错误；C．真空中，电磁波的传播速度是光速，保持不变。故C错误；D．电磁波的频率等于调谐电路的固有频率时，调谐电路中产生的电流最强。故D正确。故选D。4.北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟，氢原子能级结构如图所示。则下列说法正确的是（）A.氢原子从低能级向高能级跃迁时，原子的电势能减小B.大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线C.大量处于能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能量为0.66eVD.用大量能量为11eV光子持续照射处于基态的氢原子，可使其电离【答案】C【解析】【详解】A．氢原子从低能级向高能级跃迁时，克服库仑力做功，原子的电势能增大，故A错误；B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有条亮线，故B错误；C．根据大量处于能级的氢原子辐射出来的光子中，由能级跃迁到能级产生的光，能量最小，频率最小，波长最长，波长最长的光子能量为故C正确；D．根据用大量能量为11eV的光子持续照射处于基态的氢原子，不可使其电离，故D错误。故选C。5.气压开瓶器是第三代红酒开瓶器的代表，这种开瓶器有一个气针，穿透木塞，然后向瓶中打气，依靠空气压力，将瓶塞慢慢推出。某种红酒瓶内的气体体积为，压强为，如图所示，拉压一次开瓶器，可以把体积为压强为的空气打进红酒瓶中，当红酒瓶内的气体压强为时活塞弹出。设打气过程在室温下，红酒瓶与外界之间导热良好且气体温度不变，不考虑红酒对气体的溶解。用开瓶器至少需要打几次气才能使瓶塞弹出。（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】依题意，打气过程中温度保持不变，由玻意耳定律可得解得故选B。6.如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且轴线与胶木圆盘A的轴线重合，现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线按箭头所示方向加速转动，则（）A.环B内有顺时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力增大B.环B内有顺时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力减小C.环B内有逆时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力增大D.环B内有逆时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力减小【答案】D【解析】【详解】胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律可知环B内有逆时针方向电流（俯视）；根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小。故选D。7.如图所示为一定质量理想气体在状态变化过程中压强随体积的变化图象，气体从状态A经绝热过程到达状态B，再经等容过程到达状态C，最后经等温过程返回到状态A，下列说法正确的是（）A.A到B过程气体温度保持不变B.B到C过程气体内能可能不变C.C到A过程气体吸收热量D.全过程气体放热大于吸热【答案】D【解析】【分析】【详解】A．由图示图象可知，从A到B过程气体体积增大，气体对外做功，该过程是绝热过程，气体既不吸热也不放热，由热力学第一定律可知，气体内能减小，气体温度降低，故A错误；B．由B到C过程气体体积不变，外界对气体不做功，由可知故B到C过程温度升高，气体内能可能变大，故B错误；C．C到A过程气体温度不变而体积减小，外界对气体做功，气体内能不变，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故C错误；D．p-V图线与横轴所围的面积为气体做功的大小，图线AB、BC、CA所围的面积表示整个过程外界对气体做的功W，由于整个过程气体内能不变，所以气体放出的热量大于吸收的热量，故D正确。故选D。8.甲、乙两车自同一地点同时同向出发做直线运动，甲车做初速度为零的匀加速直线运动，乙车做匀减速直线运动直至停止。两车运动过程中的图像如图所示。下列说法正确的是（）A.甲车运动的加速度大小为B.乙车运动加速度大小为C.从开始至乙车停止，两车最大间距为18mD.从开始至乙车停止，两车最大间距为6m【答案】C【解析】【详解】AB．根据图像可知，当时，乙车的速度为，即乙车的初速度为；对甲车有对乙车有当速度相等时，，联立可得当甲车的速度为，乙车的速度未时，两车通过相同的位移均为；对甲车有对乙车有联立解得则有，故AB错误；CD．当两车速度相等时，即代入数据解得此时两车的间距为而当乙车停止运动时，所用的时间为此时两车间距为从开始至乙车停止，两车最大间距为18m，故C正确，D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，两个小灯泡规格相同，L是自感系数很大，内阻可以忽略的线圈。下列说法正确的是（）A.闭合开关瞬间，瞬间变亮B.闭合开关瞬间，缓慢变亮，瞬间变亮C.闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，闪亮一下再缓慢熄灭D.闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，流过灯泡电流方向反向【答案】BC【解析】【详解】AB．闭合开关瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的增大，所以缓慢变亮，瞬间变亮，故A错误，B正确；CD．闭合开关，待电路稳定后，由于线圈内阻可以忽略，所以线圈支路电流大于支路电流；断开开关瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，且线圈与、构成回路，所以闪亮一下再缓慢熄灭，流过灯泡的电流方向没有反向，故C正确，D错误。故选BC。10.如图为某款条形码扫描笔的工作原理图，发光二极管发出的光频率为。将扫描笔笔口打开，在条形码上匀速移动，遇到黑色线条光几乎全部被吸收；遇到白色线条光被大量反射到光电管中的金属表面（截止频率），产生光电流，如果光电流大于某个值，会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电信号。下列说法正确的是（）A.扫描笔在条形码上移动的速度会影响相邻脉冲电信号的时间间隔B.频率为的光照到光电管的金属表面立即产生光电子C.若发光二极管发出频率为的光，则一定无法识别条形码D.若发光二极管发出频率为的光，扫描笔缓慢移动，也能正常识别条形码【答案】AB【解析】【详解】A．根据题意，扫描笔在条形码上移动的速度越快，邻脉冲电信号的时间间隔越短，故A正确；B．频率为的光照到光电管发生光电效应是瞬间的，即立刻产生光电子，故B正确；C．若发光二极管发出频率为的光，大于截止频率，可以产生光电流，可以正常识别条形码，故C错误；D．若发光二极管发出频率为的光，小于截止频率，无法产生光电流，即无法正常识别条形码，故D错误。故选AB。11.如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，原、副线圈匝数比。已知定值电阻、，R是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。以下说法正确的是（）A.当滑动变阻器滑片向下滑动，电压表示数增大B.时，理想变压器的输出功率最大C.时，理想变压器的输出功率最大D.理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为1A【答案】AB【解析】【详解】A．将变压器与负载等效为一个电阻，则有当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电阻增大，则等效电阻增大，可知，变压器原线圈通过电流减小，定值电阻r两端电压减小，变压器原线圈两端电压增大，根据电压匝数关系可知，变压器副线圈两端电压增大，即电压表示数增大，故A正确；BC．电源电动势的有效值理想变压器的输出功率当有理想变压器输出功率最大，结合上述解得故B正确，C错误；D．结合上述可知，变压器输出功率最大时，原线圈电流根据电流匝数关系有解得故D错误。故选AB。12.如图，两根足够长、间距为L的光滑竖直平行金属导轨，处在方向垂直于轨道平面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻阻值为R，电容器的电容为C（不会被击穿），质量为m的金属棒MN水平放置。闭合其中一个开关，让MN沿导轨由静止开始释放，金属棒MN和导轨始终接触良好。不计金属棒和导轨的电阻，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.若只闭合开关，金属棒MN的加速度逐渐减小直至为零B.若只闭合开关，金属棒MN运动的最大速度C.若只闭合开关，通过金属棒MN的电流不断增大D.若只闭合开关，当电容器带电量为q时，金属棒MN运动的时间【答案】ABD【解析】【详解】AB．若只闭合开关，分析金属棒MN的受力可知其中联立，解得随着金属棒下落速度越来越大，加速度逐渐减小。当加速度减为零时，金属棒具有最大速度，即解得故AB正确；C．若只闭合开关，金属棒MN运动过程中取一段时间，且趋近于零，设导体棒加速度为a，则有对导体棒，根据牛顿第二定律可得联立，解得可知通过金属棒MN的电流保持不变。故C错误；D．若只闭合开关，当电容器带电量为q时，根据解得金属棒MN运动的时间故D正确。故选ABD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.在研究匀变速直线运动规律的实验中，图示纸带记录的是小车的运动情况，A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔，电源铭牌显示该电源频率为50Hz（计算结果均保留两位有效数字）。（1）打下纸带上D点时小车的瞬时速度大小为_____________m/s。（2）小车的加速度大小为_____________。（3）若电源实际频率低于50Hz，计算时仍按照50Hz计算，则加速度大小的测量值比真实值_____________（选填“偏大”或“偏小”、“不变”）。【答案】（1）0.85（2）2.5（3）偏大【解析】【小问1详解】根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打下纸带上D点时小车的瞬时速度大小为【小问2详解】根据逐差法可得小车的加速度大小为【小问3详解】若电源实际频率低于50Hz，计算时仍按照50Hz计算，则代入计算的时间偏小，加速度大小的测量值比真实值偏大。14.如图甲，某同学用气体压强传感器探究气体等温变化的规律。操作步骤如下：①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机连接起来；②缓慢推进活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值；③重复上述步骤②，多次测量并记录；④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。（1）下列操作是为保证实验过程中气体温度不变的是_____________（填选项代号）。A.推进活塞要缓慢 B.用橡皮帽堵住注射器的小孔C.实验时，不要用手握注射器 D.在注射器活塞一周涂润滑油（2）由于实验操作有误，导致推进活塞过程中存在漏气现象，则实验得到的图像应是_____________（填选项代号）。（3）该同学进行了两次实验，其中一组得到的p-V图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为_____________（填“<”或“>”、“=”）：另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示，若他们的实验操作无误，造成图线不过原点的原因可能是_____________。【答案】（1）AC（2）B（3）①.②.实验时未考虑注射器前端连接处的气体【解析】【小问1详解】A．移动活塞要缓慢，使注射器内的空气与外界充分进行热交换，保持注射器内气体温度不变，故A正确；B．用橡皮帽堵住注射器的小孔是为了控制气体的质量不变，不是控制气体温度不变，故B错误；C．实验时，不要用手握注射器可以保持注射器内气体温度不变，故C正确；D．在注射器活塞一周涂润滑油是防止注射器漏气，保持注射器内气体质量不变，故D错误。故选AC。【小问2详解】一个等温变化，由得对应的图像为一条过原点的倾斜直线，由于漏气，乘积减小，即图像的斜率变小，故A错误，B正确。故选B。【小问3详解】[1]根据一定质量的理想气体状态方程，可知pV的乘积越大，则气体的温度越高，所以[2]另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示，若实验操作规范正确，造成图像不过原点的原因可能是试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验器材可知，实验时未考虑注射器前端封有橡胶套处有多余气体。15.如图所示，处于匀强磁场中的正方形线圈abcd，边长，共100匝，线圈的总电阻，外接电阻，线圈以角速度绕ab边匀速转动，理想电压表的示数为40V。求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）线圈由图示位置转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设电动势的有效值为E，则有根据正弦交流电最大值与有效值的关系解得线圈中感应电动势的最大值解得（2）线圈从图示位置转过300，线圈的磁通量变化大小通过电阻R的电荷量又，解得16.如图所示，离地面足够高处有一竖直空管，管长为，M、N为空管的上、下两端面。空管以恒定的速度向下做匀速直线运动，同时在距空管N端面正下方处，有一小球开始做自由落体运动，取。求：（1）若经过，小球与N端面等高，求空管的速度大小；（2）若经过，小球在空管内部，求空管的速度大小应满足什么条件。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）当球与N点等高时解得（2）若v2最小时，球恰好运动到与N点等高解得若v2最大时，球恰好运动到与M点等高解得空管的速度大小v2应满足17.如图所示，内壁光滑、高度均为h的绝热气缸A、B，横截面积分别为4S和S，其底部由体积可忽略的细管连通，气缸A的上端与大气连通，大气压强为，气缸B的上端封闭。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热活塞M、N，质量分别为和，两活塞下方封闭一定质量的氮气，活塞N上方封闭一定质量的氧气。当气缸内气体温度为280K时系统处于静止状态，此时活塞M离气缸顶的距离为，活塞N离气缸顶的距离为。整个过程不漏气，气体均可视为理想气体，重力加速度大小为g。（1）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞M恰好升至顶部时，求氮气的温度；（2）已知气缸中氮气的内能为（T为氮气温度，α为常数），求第（1）问过程中氮气吸收的热量Q；（3）继续缓慢加热使活塞N上升，当活塞N上升时，氧气的温度为320K，求氧气的压强。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）在活塞M上升过程中，氮气压强不变，活塞