河北省承德市2023-2024学年高二下学期期末物理试题（解析版）

承德市高中2023—2024学年度高二年级第二学期月考物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。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。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4．本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，选择性必修第二册第四、五章，选择性必修第三册。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（）A.温度升高，各波段的辐射强度均增大B.温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动C.英国物理学家瑞利按波长分布提出的辐射强度公式与实验符合得很好D.德国物理学家维恩借助能量子的假说，提出的黑体辐射强度公式与实验符合得很好【答案】A【解析】【详解】A．由图可知，随着温度升高，各波段的辐射强度均增大，A正确；B．由图可知，随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，B错误；CD．德国物理学家普朗克借助于能量子假说，提出的黑体辐射强度公式与实验相符，CD错误。故选A2.在相同的外界环境中，两个相同的集气瓶中分别密闭着质量相同的氢气和氧气，如图所示。若在相同温度、压强下气体的摩尔体积相同，则下列说法正确的是（）A.氢气的密度较小 B.氧气的密度较小 C.氢气的压强较小 D.氧气的分子数较少【答案】D【解析】【详解】AB．两个相同的集气瓶中分别密闭着质量相同的氢气和氧气，根据气体的体积和质量都相同，所以密度也相同，故AB错误；CD．气体的分子数为由于氢分子的摩尔质量较小，则其分子数较多，相同温度下，氢气的压强更大，故C错误，D正确。故选D。3.放射性元素钍广泛分布在地壳中，通常以化合物的形式存在于矿物内，天然钍—232经过中子轰击，可得铀—233，因此它是一种前景十分可观的能源材料。天然钍—232的衰变方程为，下列判断正确的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】根据电荷数守恒可得解得根据质量数守恒可得解得故选A。4.如图所示，某直升机悬停在空中投送物资，物资后落地（物资下落过程可看成自由落体运动），则直升机距地面的高度大约为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】直升机距地面的高度等于物资下落的高度，约为故选D。5.如图所示，轻质细绳OA一端系在小球O上，另一端固定在倾斜天花板上的A点，轻质弹簧OB一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上的B点，平衡时细绳OA垂直于天花板，弹簧恰好水平。将细绳OA剪断的瞬间，小球的加速度（）A.竖直向下 B.沿OB方向C.沿AO方向 D.等于0【答案】C【解析】【详解】小球受重力、细绳OA斜向上的拉力及弹簧的弹力作用，细绳OA中的拉力大小为将细绳剪断的瞬间重力及弹簧的弹力均不变，所以小球的加速度沿AO方向、大小为故选C。6.某时刻振荡电路的自感线圈L中的电流产生的磁场的磁感应强度方向如图所示．下列说法正确的是（）A.若电容器上极板带正电，则电容器正在放电B.若电容器上极板带负电，则线圈中的电流正在增大C.若磁场正在增强，则电容器两极板间的电场强度正在增大D.若磁场正在减弱，则线圈的自感电动势正在减小【答案】A【解析】【详解】A．根据磁感应强度的方向可知，回路中的电流为逆时针方向，则若电容器上极板带正电，则电容器正在放电，选项A正确；B．若电容器上极板带负电，则电容器正在充电，则线圈中的电流正在减小，选项B错误；C．若磁场正在增强，则回路中电流正在变大，电容器在放电，即电容器两极板间的电场强度正在减小，选项C错误；D．若磁场正在减弱，则回路中电流正在变小，电容器在充电，电流减小的越来越快，则线圈的自感电动势正在增加，选项D错误。故选A。7.一定质量的理想气体，从状态A到状态B，再到状态C，最后回到状态A，如图所示，图中、均为已知量，气体在状态A时的热力学温度为，下列说法正确的是（）A.气体在状态B时的热力学温度为B.气体在状态C时的热力学温度为C.在A→B过程中，外界对气体做的总功为D.在A→B→C→A的循环中，气体向外界放出的热量为【答案】D【解析】【详解】A．气体从状态A到状态B，根据理想气体状态方程有解得气体在状态B时热力学温度为故A错误；B．气体从状态B到状态C为等压变化，由盖-吕萨克定律得解得气体在状态C时的热力学温度为故B错误；CD．在p-V图像中，气体做功为图像的面积，从状态A到状态B，气体被压缩，外界对气体做的功为从状态B到状态C，气体膨胀，外界对气体做功为从状态C到状态A，气体体积不变，外界对气体做功为0；在这个循环中，外界对气体做的总功为理想气体从A态出发经循环回到A态，温度不变，故由热力学第一定律可得解得气体吸收热量为故气体向外界放出热量。故C错误，D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.关于分子动理论，下列说法正确的是（）A.布朗运动就是分子的运动B.气体温度升高，每个分子的平均动能都增大C.当分子间作用力表现为引力时，分子势能随分子间距离的减小而减小D.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大【答案】C【解析】【详解】A．布朗运动是固体小颗粒的运动，它间接反映了液体分子的无规则运动，故A错误；B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则分子平均动能增大，但不是所有分子的动能都增大，故B错误；CD．当分子间作用力表现为引力时，分子间距离减小，分子间作用力做正功，分子势能减小，当分子间作用力表现为斥力时，分子间距离减小，分子间作用力做负功，分子势能增大，故C正确，D错误；故选C。9.如图所示，表面光滑的物块A在水平力F的作用下静止在倾角为的斜面B上，斜面B静止在水平地面上，下列说法正确的是（）A.物块A受到的重力大小为 B.物块A受到的支持力大小为C.斜面B受到物块A的压力大小为 D.斜面B受到地面的摩擦力大小等于F【答案】BD【解析】【详解】AB．对物块A进行受力分析可知根据平衡条件知，物块A受到的重力大小和支持力大小分别为故A错误，B正确；C．根据牛顿第三定律知，斜面B受到物块A的压力大小等于物块A受到的支持力大小，为，故C错误；D．对AB整体进行分析，整体处于平衡状态，根据二力平衡条件知，斜面B受到地面的摩擦力与推力F大小相等，为F，故D正确。故选BD。10.氢原子能级分布如图所示。可见光能量范围为1.62eV~3.11eV，三个处于能级的氢原子自发跃迁到低能级的过程中（）A.最多能辐射出5种频率不同的光子 B.最多能辐射出3种频率不同的可见光C.最多能辐射出3种频率不同的紫外线的光子 D.最多能辐射出2种频率不同的红外线的光子【答案】AC【解析】【详解】AB．从能级自发跃迁到低能级的跃迁路径可能为：，，，，则三个处于能级的氢原子自发跃迁到低能级的过程中最多能辐射出5种频率不同的光子，故A正确，B错误；C．根据可知最多能辐射出3种频率不同的紫外线的光子，故C正确；D．根据可知最多能辐射出1种频率不同的红外线的光子，故D错误。故选AC。三、非选择题：共54分。11.爱因斯坦为了解释光电效应现象，提出“光子”概念，并给出光电效应方程，但这一观点一度受到质疑，密立根通过下述实验来验证其理论的正确性。实验电路如图所示，当频率为的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。（1）在滑动变阻器的滑片位置不变的情况下，增加光的强度，通过电流表的光电流将______（填“增大”“减小”或“不变”）。（2）对调电源的正负极，由左向右移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数刚减小到零时，电压表的示数为5.0V，则阴极K逸出的光电子的最大初动能为______eV。【答案】（1）增大（2）5.0【解析】【小问1详解】[1]在滑动变阻器的滑片位置不变的情况下，增加光的强度，则单位时间内产生的光电子的数目增加，所以通过电流表的光电流将增大。【小问2详解】[1]当电流表的示数刚减小到零时，电压表的示数为5.0V，可知此时金属的遏止电压由动能定理可知12.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：（1）某同学利用如图甲所示的装置进行实验，下列操作不正确的是______。A.选用质量较大的小车 B.调整长木板的倾斜程度C.更换成质量较小的钩码 D.调节定滑轮使牵引小车的细线与桌面平行（2）图乙为实验中打出的一条纸带，已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，打点计时器打下P点时小车的速度大小为______m/s，小车运动的加速度大小为______。（计算结果均保留两位有效数字）【答案】（1）D（2）①.0.56##0.55##0.57②.2.6##2.7【解析】【小问1详解】AC．做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要用钩码的重力代替小车所受的拉力，小车的质量应远大于钩码的质量，故AC正确；B．做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要平衡摩擦力，即需要调整长木板的倾斜程度，使小车所受重力的下滑分力与摩擦力平衡，故B正确；D．实验过程中连接钩码和小车的细线应跟长木板始终保持平行而不是与桌面平行，以保证牵引小车细线中的拉力为小车受到的合力，故D错误；故选D。小问2详解】[1]中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，由题图纸带得打点计时器打P点时，小车的速度大小为因图中读数存在一定误差，故结果在0.55～0.57m/s范围均正确；[2]根据逐差法得小车运动的加速度大小因图中读数存在一定误差，故结果为或均正确。13.水平地面上放有一内壁光滑的圆柱形汽缸（顶部有卡扣），内部的轻质活塞封闭一定质量的空气，当封闭空气的热力学温度时，活塞封闭空气的高度为3L，活塞上侧到汽缸顶部的距离为L，如图所示。现对封闭空气缓慢加热，活塞在上升过程中始终保持水平，外界大气压恒为，封闭空气可视为理想气体，求：（1）活塞刚到达汽缸顶部时封闭空气的热力学温度；（2）封闭空气的热力学温度的压强p。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）活塞刚到达汽缸顶部时，气体发生等压变化，则有解得（2）当封闭空气的热力学温度达到后，气体发生等容变化，则有解得14.如图所示，一个质量为m的小球套在竖直放置的半径为R的光滑圆环上，劲度系数为k的轻质弹簧一端与小球相连，另一端固定在圆环的最高点A处，小球处于平衡状态时，弹簧与竖直方向的夹角，已知，，重力加速度大小为g，求：（1）圆环对小球的弹力大小N；（2）轻质弹簧的原长。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）以小球为研究对象，分析受力情况，如图所示由图可知，力的三角形BCD和几何三角形AOB相似，根据三角形相似有解得（2）设AB的长度为L，由胡克定律及几何关系有解得15.一种能垂直起降的小型遥控无人机如图所示，螺旋桨工作时能产生恒定的升力。在一次试飞中，无人机在地面上由静止开始以的加速度匀加速竖直向上起飞，上升时无人机突然出现故障而失去升力，一段时间后无人机恢复升力开始向下做匀减速直线运动，到达地面时速度恰好为0，此时关闭无人机电源。已知无人机的质量，