山西省二校2023-2024学年高二年级下册7月期末考试物理试题（解析版）

2023-2024学年高二期末质量检测卷

物理试题

考生注意：

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。

2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。

3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡

上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的

答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

4.本卷命题范围：高考范围。

一、选择题：本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符

合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6

分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.

1.在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料PU°2作为发电能源为火星车供电。

PiiC238H

中的Pu元素是94Pru,发生a衰变后生成新原子核X,衰变的半衰期为87.7年，则下列说法正确

的是（）

A.衰变的核反应方程为对Pu♦招x+Le

B.原子核X的比结合能比竽Pu小

C.1衰变时Pu原子核会向高能级跃迁，并放出/光子

D.大约要经过263年会有87.5%的Pu原子核发生衰变

【答案】D

【解析】

【详解】A.衰变的核反应方程为

；；Puf$X+；He

故A错误；

B.该衰变释放能量，生成物比反应物更稳定，比结合能越大原子核越稳定，所以原子核X的比结合能比

招Pu大，故B错误;

C.a衰变时X原子核会向低能级跃迁，并放出7光子，故C错误；

D.由衰变周期公式计算可得

263

大约要经过3个半衰期会有87.5%的Pu原子核发生衰变，故D正确。

故选D。

2.如图所示为2022年北京冬奥会某运动员滑雪比赛的场景，假设滑板与雪面的动摩擦因数一定，当运动

员从坡度一定的雪坡上沿直线匀加速下滑时，运动员的速度V、加速度。、重力势能E。、机械能E随时

间的变化图像，正确的是（）

【答案】A

【解析】

【详解】A.由于运动员由静止匀加速下滑，根据

v—at

可知，速度与时间成正比，A正确；

B.匀加速运动，加速度不变，B错误；

C.加速下滑的过程中，重力势能减小，C错误；

D.下滑的过程中，由于要克服摩擦力做功，机械能减小，但速度增大，相同时间内位移变大，克服摩擦

力做功变大，因此机械能并不是均匀减小的，D错误。

故选A„

3.如图所示，一束单色光沿截面射向圆柱形玻璃砖的A点，已知其入射角为。折射角为厂，玻璃砖的折

射率为“=夜，则下列说法正确的是（）

A.要使单色光进入玻璃砖，入射角i必须大于45。

B.选择合适的入射角i,可使单色光在玻璃砖内发射全反射

C.若仅考虑反射，入射角，=45。时，单色光可在玻璃砖内经两次反射后回到A点

D.单色光射入玻璃砖后第一次到达边界出射光线相对原光线的偏折角可能大于90°

【答案】C

【解析】

【详解】A.入射角，<45°时，单色光也能进入玻璃砖，故A错误；

B.入射角i<90。，单色光进入玻璃砖后折射角厂必定小于临界角，不会发生全反射，故B错误；

C.当入射角7=45。时，由折射定律〃=幽■知，折射角

sinr

r=30°

内部反射光线刚好组成一个正三角形，单色光可在玻璃砖内经两次反射后回到A点，故C正确；

D.单色光射入玻璃砖后第一次到达边界的出射光线相对原光线的偏折角为2«-r），而

/<90°/<45°

故偏折角小于90。，故D错误。

故选C。

4.如图为一列沿x轴正向传播的简谐波在/=0.2s时刻的波的图像，波速恒为v=5m/s,下列说法正确

的是（）

xy/cm

2/o3.0

-10----------

A.该波的周期为2.0sB.该波的频率为0.4Hz

C./=0.2s时，x=2.0m处的质点。向上振动D.7=0.3s时，质点尸的位移为10cm

【答案】D

【解析】

【详解】A.由图可知，波长

2=2.0m

该波的周期为

T=-=0.4s

v

故A错误；

B.该波的频率为

/=T=2.5HZ

故B错误；

C.因为波沿x轴正向传播，根据同侧法，故/=0.2s时，x=2.0m处的质点。向下振动，故C错误；

D.因波的周期为0.4s,故经过0.1s质点P运动到波峰位置，故/=0.3s时，质点P的位移为10cm,故D正

确。

故选D。

5.人体静电是静电防护工程领域和静电应用领域的重要内容，人体静电带电规律的研究.具有基础性指

导作用.如图所示为人体带正IkV静电时的等势线分布，下列说法正确的是（）

A.若两手握拳，则手指周围的电场强度减小

B,带电粒子沿着人体表面运动，电势能一定变化

C.若在。点有一静止的带负电粒子，该粒子仅在电场力作用下将以垂直于人体的速度打在人体表面上

D.在人体内部，越靠近皮肤电势越低

【答案】A

【解析】

【详解】A.带电物体在其尖端位置场强大，两手握拳以后手部场强变小，故A正确；

B.人体各部位电势相等，带电粒子沿着人体表面运动时电势能不变，故B错误；

C.由图可知，电场线为曲线，且皮肤表面的电场线垂直于人体，故粒子除垂直于人体表面的速度外，还有

沿着表面的分速度，合速度不会垂直于人体，故C错误；

D.人体为等势体，内部电势处处相等，故D错误。

故选Ao

6.如图甲所示，质量为%=1kg的物体静止在水平地面上，r=0时刻，对物体施加一个水平向右的作用

力，作用力随时间的变化关系如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数为〃=01，最大静摩擦力等于滑

动摩擦力，重力加速度g取lOm/s?。下列说法正确的是（）

A.1=8s时物体的速度最大B.1=7s时物体的动能为40.5J

C.0~4s内物体的平均速度大小为2.25m/sD.0~4s内物体所受摩擦力的冲量大小为4N-s

【答案】B

【解析】

【详解】A.当

F=fj.mg=0.1x1xION=IN

时物体的加速度为0,速度最大，贝U=7s时速度最大，故A错误；

B.由A可知/=1s时物体开始运动，/=7s时拉力大小为1N,根据图像与坐标轴围成的面积代表口的冲

量，1~7s内有

1+4

7=2x——x3N-s=15N-s

2

设向右为正方向，1〜7s根据动量定理有

I—jurngt'=mv

其中/=6s,动能为

F12

E,=­mv

2

解得

Ek=40.5J

故B正确；

C.14s内物体的冲量为

1+4

1'=——x3N-s=7.5N-s

2

设向右为正方向，14s根据动量定理有

I-jumgt"=mv

其中〃=3s,解得

M=4.5m/s

物体并非做匀变速直线运动，则平均速度大小

v^—=^-^m/s=2.25m/s

22

故C错误；

D.。〜Is物体静止，则。〜4s内物体所受摩擦力的冲量大小为

/"=，F+Rmgt"

其中

/=lxlxlN-s=0.5N-s

F2

解得

F=3.5N-s

故D错误。

故选B。

7.如图所示，水平面上一小车以2m/s的速度向右做匀速运动，小车的上表面光滑且水平，A、B为固定

在小车两侧的挡板，滑块与挡板A、B分别用两根相同的轻质弹簧连接，小车匀速运动时，滑块相对小车

静止，滑块可视为质点，两弹簧恰好处于原长。己知滑块的质量为根=2kg,弹簧劲度系数为

左=10000N/m,某时刻，小车与右侧一障碍物发生碰撞，小车立即停下并被锁定，弹簧弹性势能为

Ep=一62,X为弹簧形变量，关于此后滑块的运动，下列说法正确的是（）

P2

V障

A

碍

7WW\MAM/物

左右

7777777/.

A.滑块做简谐运动的振幅为20cm

B.滑块做简谐运动的周期小于8x10-2$

C.滑块做简谐运动的最大加速度为20m/s2

D.滑块做简谐运动的半个周期内，两弹簧对滑块的冲量的矢量和一定为零

【答案】B

【解析】

【详解】A.由动能定理得

；（2左）T=~mv~

计算得滑块做简谐运动的振幅为2cm,故A错误；

B.若视为匀变速运动，则

vT

A1t=-x—

24

解得周期为

T=8xlCT2s

做简谐运动从平衡位置向位移最大位置运动时加速度越来越大，由v-t图像特点可知滑块做简谐运动

周期小于8*10飞，故B正确；

C.在最大位移处，由牛顿第二定律得

2kA=ma

计算得最大加速度为

a=200m/s2

故C错误；

D.若从平衡位置经过半个周期回到平衡位置，速度大小不变、方向改变，故两弹簧对滑块冲量的矢量和

不为零，故D错误。

故选B。

8.如图所示是研究光电效应的实验装置，分别用1、2两种金属材料作为K极进行光电效应实验，保持入

射光相同，测得1、2两种金属材料的遏止电压关系为伉＜。2,下列说法正确的是（）

A.滑片P从滑动变阻器中点。向右端b移动，由此可测得遏止电压U

B.金属材料1的逸出功比金属材料2的逸出功大

C.仅考虑初动能最大的光电子，金属材料1逸出电子的物质波波长比金属材料2逸出电子的物质波波长

更长

D.光电效应现象表明光子具有动量

【答案】BC

【解析】

【详解】A.滑片P从滑动变阻器中点。向右端6移动

uAK>o

故不能测得遏止电压，A错误；

B.由爱因斯坦光电效应方程eUc=/加-网，得

故B正确；

C.由

p=mv=^2mEk,Ek2>Ekl

可知

Pl<P2

由X,=一h可知，金属材料1逸出电子的物质波波长比金属材料2逸出电子的物质波波长更长，故C正确;

P

D.光电效应现象表明光具有粒子性，不能表明光子具有动量，故D错误。

故选BC„

9.如图为交变电流的两种引出方式，图甲采用两滑环引出电流，图乙则采用换向器实现电流的导出，两

装置其他部分完全一样.发电机矩形线框匝数为M面积为S,线框所在位置的磁场可视为匀强磁场，磁

感应强度大小为8,线框从图示位置开始以角速度。绕轴转动，图中电阻阻值均为R,不计其他电阻，下

列说法正确的是（）

A.两图中图示位置电动势均最大

B.甲图电流表读数等于乙图电表的读数

C.乙图中线框转动一圈，通过电流表的电流方向改变两次

D.两装置线圈转一圈，克服女培力做功均为----------

R

【答案】BD

【解析】

【详解】A.两图中图示位置是中性面位置，此时穿过线框的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，根据

法拉第电磁感应定律

△①

E=N——

可知此时线框中电动势为零，故A错误；

BC.电流表测得的是交变电流的有效值，乙图中通过换向器后，电流方向不变，但跟甲图中的电流热效应

相同，所以交变电流的有效值相同，电流表读数相等，故B正确，C错误；

D.两装置线圈转一圈，克服安培力做功等于回路所产生的焦耳热，均为

Q=3T

R

式子中

%=3,ULNBSMT=迈

A/2CD

联立求得

八万N232s2。

O=--------------

R

故D正确。

故选BD„

10.如图所示，质量为4:心半径为R的光滑四分之一圆弧体A静止在足够大的光滑水平面上，水平面刚

好与圆弧面的最底端相切，轻弹簧放在光滑水平面上，左端固定在竖直固定挡板上，用外力使质量为机

的小球B压缩弹簧（B与弹簧不连接），由静止释放小球，小球被弹开后运动到圆弧体的最高点时，恰好

与圆弧体相对静止，小球可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

(2)B(3)C

dx

(4)(n-l)£

【解析】

【小问1详解】

在通过目镜观察干涉条纹，转动测量头上的手轮时，在视野中看到的是分划板中心线在移动。

【小问2详解】

用测量头测量相邻亮条纹间的距离Ax时，分划板中心线对准的位置应该是亮条纹的中心。

故选B。

【小问3详解】

测量相邻红色亮条纹间的距离时，为了减小误差，转动手轮，使分划板中心线移过的条纹的个数不能太

多也不能太少，较为合适的是5条。

故选C。

【小问4详解】

若分划板中心线移过的明条纹个数为"，移动距离为心则相邻明条纹间距为

根据相邻明条纹间距公式

L,

AAx—一A

d

联立可得待测光的波长为

4dx

X=-7--------7—

12.某同学利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻，实验电路如图甲所示。

UN

1.30

1.20

POc110

十一1.00

K

©0.90

~zi|-------------4--------0.80

ErS

甲0.70

0.60

0.100.200.300.400.500.60

乙

（1）在闭合开关前，滑动变阻器的触头P应处于（选填“左端”或“右端”）。闭合开关后，移

动滑动变阻器的触头P,电压表始终指向一个不为零的示数，电流表示数一直为零，则可能的故障是

A.电源与开关间断路

B.电流表与滑动变阻器间断路

C.滑动变阻器短路

（2）根据实验数据，画出U-/图线如图乙所示，由此得电池的电动势E=V（保留2位小数,

下同），内阻厂=Q0

【答案】⑴①.右端②.B

（2）①1.45②.1.52

【解析】

【小问1详解】

山在闭合开关前，应该使回路电流最小，故滑动变阻器的触头P应处于右端。

⑵电流表示数一直为零，可能是没有电流通过电流表，即电流表与滑动变阻器间断路。

【小问2详解】

口][2]由U=E->,根据图线可以求得斜率的绝对值

电池的内阻

度=闷=1.52。

电池的电动势

石=（1.30+0.152）Vai.45V

13.如图甲所示，将一个U形汽缸放在升降梯中，一个质量为相、横截面积为S的活塞将一定量的气体密

封在汽缸内，气体的温度为T,稳定时活塞与汽缸底部之间的距离为人活塞厚度不计且活塞与汽缸之间

无摩擦，外界大气压强恒定为外，升降梯先以恒定的加速度。竖直向上做匀加速运动，后做匀速运动。

已知重力加速度为go

（1）当升降梯匀加速上升时，若汽缸内气体温度始终保持不变，则活塞达到稳定时距离汽缸底部的高度

是多少？

（2）当升降梯做匀速直线运动时，仍要使活塞达到（1）中相同的位置。

①需要将汽缸内的气体温度调整到多少？

②若保持汽缸内的气体温度T不变，从缸内缓慢抽出一定量气体（图乙），求抽出气体与原有气体的质量

比。

甲乙

+p°Sh超+p()Sma

【答案】（1）C；(2)°

mg+ma+p0Smg+ma+p0Smg+ma+pGS

【解析】

【详解】（1）汽缸处于静止状态时，设汽缸内部压强为Pi，对活塞有

mg

Po=Pi

当升降机匀加速上升时，且活塞达到稳定状态时，汽缸内部的压强为22,有

PiS-pQS-mg-ma

因为汽缸内气体温度不变，所以有

PM=p2v2

设活塞达到稳定时距离汽缸底部的高度为外

K=5丸,匕=5%

解得

m

4_gh+P0Sh

-mg+ma+p0S

（2）①当升降梯做匀速直线运动时，仍要使活塞达到（1）中相同的位置，汽缸内气体的压强为。3,温

度为73，满足

mg

Po+w=2

由于该过程为等容变化，则有

P2T

解得

mg+p0ST

mg+ma+p0S

②由

PihS=P[h2s+p^hS,\h=h—h2

可得

Am_AV_AV_A/z_ma

m0一兀一访一hmg+ma+pQS

14.如图所示，有一间距L=Im的足够长光滑平行倾斜金属导轨NMMN',倾角。=30°,W处接有

阻值尺=2。的电阻，底端MV'平滑，与间距也为乙的水平光滑平行金属导轨在非常接近但不连

接，^和中间通过一小段绝缘材料e、e'相连，绝缘材料光滑，ed连线与导轨垂直，在水平导轨左端

cd处接有一电容为C=1F的未充电的电容器.整个装置均处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小均

为5=1T的匀强磁场中，金属棒。、%的质量均为%=lkg,。棒电阻不计，。棒电阻r=0.20,长度均

为L,6棒静止在导轨ee右侧，且垂直导轨放置，。棒从导轨MWA/N'某一高度上方任意位置由静止释

放，。棒都能以恒定速度经过MV'处，且无能量损失地滑上水平导轨，速度稳定后进入在e/'导轨，导

轨都足够长a、b棒始终不相碰且与导轨垂直，重力加速度g取10mzs2,求：

(1)a棒运动至NN'处的速度大小和此时两端的电压大小；

(2)电容器最终储存的电荷量；

(3)b棒产生的焦耳热。

B

c绝缘处八f

■;

c'N'e'f

【答案】(1)10m/s,10V；(2)5C；(3)6.25J

【解析】

【详解】(1)设。棒运动至MV'处的速度大小为V,则

B-I}y

mgsind=

R

得

v=10m/s

此时肱0'两端的电压为

U"”=S=10V

(2)设。棒运动进入ee前稳定的速度大小为匕，稳定后。棒电动势

E=BLV1

稳定后电容器带电量

Q=CE

对。棒滑入水平导轨到稳定速度应用动量定理有

-BLQ=mvl-mv

得

v；=5m/s

稳定后电容器带电量

Q=CE=5C

(3)。棒进入ee