内蒙古某中学2023-2024学年高二年级下册7月期末考试 物理试题（含解析）

集宁一中2023-2024学年第二学期期末考试

高二年级物理试题

本试卷满分为100分，考试时间75分钟

第I卷（选择题，共46分）

一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符

合题目要求。）

1.将如图甲所示的正弦交流电加在图乙中理想变压器的Z、8两端，变压器的原副

线圈匝数比为2：1,凡为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），则（）

A.在片0.01s时，电压表Vi的示数为零

B.副线圈两端电压的瞬时值表达式为a=36V2sin（1007Tt）V

C.&处温度升高时，电流表A示数变小

D.&处温度升高时，电压表V2的示数变小

2.下列关于分子动理论的说法中正确的是（）

A.两个邻近分子间不可能同时存在斥力和引力

B.布朗运动就是液体分子的无规则热运动

C.扩散现象和布朗运动表明，分子在做永不停息的热运动

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C.分子势能在ro处最小

D.分子间距离小于内且减小时，分子势能在减小

4.一定质量的理想气体从状态。开始。第一次经绝热过程到状态6；第二次先经等

压过程到状态c,再经等容过程到状态从p-lZ图像如图所示。则（）

A.c-»匕过程气体从外界吸热

B.a-c-b过程比a-b过程气体对外界所做的功多

C.气体在状态。时比在状态b时的分子平均动能小

D.气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单

位面积上的分子数少

5.光伏发电是提供清洁能源的方式之一，光伏发电的原理是光电效应。演示光电

效应的实验装置如图甲所示，a、b,。三种光照射光电管得到的三条电流表与电压

表示数之间的关系曲线如图乙所示，下列说法正确的是（）

A.若b光为绿光,则。光可能是紫光

B.。光照射光电管发出光电子的最大初动能一定小于6光照射光电管发出光电

子的最大初动能

C.单位时间内a光照射光电管发出的光电子比c光照射光电管发出的光电子少

D.若用强度相同的a、b光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等

6.如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53〜2.76eV,紫光

光子的能量范围为2.76〜3.10eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光,

不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（）

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V

〃e

£/

8o

5-64

4-。5

3_L1

2

-3.40

1-13.60

A.10.20eVB.12.09eVC.12.75eVD.13.06eV

207

7.原子核2骸U可以经过多次a和£衰变成为稳定的原子核82Pb,在该过程中，可

能发生的用衰变是（）

223223O

ARa+e

87Fr881

B2132

83Bi

2252250

cRa+e

8889Ac

-1

218218o

D+e

84po85At

-1

二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题

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。分。）

8.静止在匀强磁场中的原子核X发生a衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量

数为A,电荷数为Z,核X、核Y和a粒子的质量分别为机x、机y和机a,假设核反

应过程中释放的能量全部转化为a粒子和Y核的动能。a粒子在磁场中运动的半径

为凡则（）

A.衰变方程可表示为匆曲2Y+4He

2

B.核反应中释放的核能为（mx-mY-ma）c

C.Y核在磁场中运动的半径为当

Z-Z

D.Y核的动能为琢丫=矶（畋f丫一犯扭2

my+ma

9.电子设备之间在一定距离范围内可以通过蓝牙连接进行数据交换，已经配对过

的两电子设备，当距离小于某一值时，会自动连接；一旦超过该值时，蓝牙信号便

会立即中断，无法正常通讯。某次实验中，分别安装在甲、乙两小车上的两电子设

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备已通过蓝牙配对成功，其正常通讯的有效距离为d=10m。两车运动路线在同一

条直线上（两车略微错开，不会相撞）。如图所示，甲车以%=lm/s的初速度经过

。点，向右做加速度大小的=0.1m/s2的匀加速直线运动。同时乙车以初速度功=

6m/s向右经过。点左侧6m处，并立即以。2=0.4m/s2的加速度刹车。以此时刻

为计时起点，忽略蓝牙信号连接延迟，下列说法正确的是（）

乙甲

A.t=4s时信号第一次中断

B.t=16s时信号第一次恢复

C.信号第二次中断时，甲在。右边55nl处

D.从信号第一次恢复到信号第二次中断，甲的位移为20m

10.“ALHILM世界杯圆梦之旅”是2022年卡塔尔世界杯决赛阶段官方指定用球，

如图所示，法国队和阿根廷队决赛前，工作人员运送足球到场地的过程中，为了保

证顶端足球不掉落，设抬球的长板与水平面的夹角为仇忽略球与板，球与球之间

摩擦，球和板始终处于平衡状态，则以下符合要求的。正切值可能是（）

第H卷（非选择题，共54分）

三、实验题（共2个小题，共14分）

11.（8分）某同学为了测量固体药物的体积，设计了如图甲所示的测量装置（装置

密封性良好）。

要测量步骤如下：

①把待测药物放进注射器内；

②把注射器活塞推至适当位置，然后将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机

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连接；

③移动活塞，记录注射器的刻度值匕以及气体压强值p;

④重复上述步骤③，多次测量；

⑤根据记录的数据，作出图像，并利用图像计算药物体积。

（1）在操作步骤③中，（选填“缓慢”“快速”或“以任意速度，）移动活塞。

（2）在操作步骤⑤中，为了得到直线图像，纵坐标是匕则横坐标应该选用—（选

填炉宁或“p2，，）。

（3）选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到的直线图像如图乙所示，其延长

线分别交横、纵坐标于a、b,则待测药物的体积为—（用题目中已知量表示）。

（4）由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，由此造成的测量值比真实值

（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。

12.（6分）某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。

（1）实验中，必要的措施是o

A.先释放小车再接通电源

B.先接通电源再释放小车

C.将小车放在靠近打点计时器的一端

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D.将小车放在远离打点计时器的一端

（2）他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的电源上，得到一条纸带，打出的部

分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。

SI—3.59cm,s2—4.41cm,s3—5.19cm,s4—5.97cm,s5—6.78cm,s6=7.64cm,

则小车的加速度。=m/s2（充分利用测量的数据），打点计时器在打8点时

小车的速度%=m/so（结果均保留两位有效数字）

四、计算题（本题共3小题，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，

只写出最后答案的不得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。）

13.（10分）极紫外线广泛应用于芯片制造行业，如图甲所示，用波长4=110nm的

极紫外线照射光电管，恰好能发生光电效应。已知普朗克常量九=6.6x10-34].s,

lnm=10-9m,leV=1.6x10-19J,c=3x108m/So

（1）求阴极K材料的逸出功忆；（结果保留4位有效数字，单位eV）

（2）图乙是氢原子的能级图，若大量处于n=4激发态的氢原子发出的光照射阴极

K,灵敏电流计G显示有示数，调整电源和滑动变阻器，测得电流计示数/与电压

表示数。的关系图像如图丙，则图丙中4的大小是多少？（结果保留2位有效数字）

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14.（12分）如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑,

横截面积分别为S、2S,由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活

塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时,

两汽缸内封闭气柱的高度均为X弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢

添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降2”，左侧活塞上升;已知大气压强为Po,

重力加速度大小为g,汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限

度内。求:

（1）最终汽缸内气体的压强。

（2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。

15.（18分）如图所示，有一空心上下无底的弹性圆筒，它的下端距水平地面的高

度为〃（已知量），筒的轴线竖直。圆筒轴线上与筒顶端等高处有一弹性小球，现

让小球和圆筒同时由静止自由落下，圆筒碰地后的反弹速率为落地速率的g,小球

碰地后的反弹速率为落地速率的。，它们与地面的碰撞时间都极短，可看作瞬间反

弹，运动过程中圆筒的轴线始终位于竖直方向。已知圆筒第一次反弹后再次落下,

它的底端与小球同时到达地面（在此之前小球未碰过地），此时立即锁住圆筒让它

停止运动，小球则继续多次弹跳，重力加速度为g,不计空气阻力，本题结果可用

分数表示，求：

（1）圆筒第一次落地弹起后相对于地面上升的最大高度hmax-,

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(2)小球从释放到第一次落地所经历的时间t以及圆筒的长度£；

(3)在筒壁上距筒底1处装有一个光电计数器，小球每次经过该处计数器就会计数

一次，请问，光电计数器的示数最终稳定为几次？

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高二物理期末试题参考答案

1.D

【详解】A.电压表Vi的示数为原线圈电压的有效值，则有

36VI

"1=上-"=36V

故A错误；

B.由图可知周期为

T=0.02s

则

27r

(JL)=—=1007rrad/s

根据变压器电压比等于匝数比可得

n2

U2=18V

%

则副线圈两端电压的瞬时值表达式为

u=18V2sin(1007rt)V

故B错误；

CD.4处温度升高时，以电阻变小，则副线圈总电阻减小，副线圈电流增大，即电流表A示数变大，定值电阻

R两端电压增大，所以电压表V2的示数变小，故C错误，D正确。

故选D。

2.C

【详解】A.两个邻近分子间的斥力和引力是同时存在的，故A错误；

BC.扩散现象表明分子在做永不停息的无规则运动，布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的

无规则热运动，故B错误，C正确；

D.微粒越小，液体温度越高，布朗运动越明显，故D错误。

故选C。

3.C

【详解】分子间距离大于也分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离m处过程中，引力做正功，分子势能

减小，则在厂。处分子势能最小；继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大。

故选C。

4.B

【详解】A.c—b过程，气体体积不变，即等容变化过程，气体压强变小，温度降低，故内能减小，该过程气

体对外不做功，故气体向外界放热，A错误;

答案第1页，共8页

B.由微元法可得p-U图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少，由图像可知，arc-b过程比arb过

程气体对外界所做的功多，B正确；

C.a—b过程为绝热过程，气体体积变大对外做功，由热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低。温度

是分子平均动能的标志，故气体在状态。时比在状态6时的分子平均动能大，C错误；

D.a—c过程，气体的压强相等，体积变大温度变大，分子的平均动能变大，分子撞击容器壁的动量变化量变

大。由气体压强的微观解释可知，在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多，D错误。

故选B。

5.B

【详解】A.由光电效应方程

=hv—Wo

及

eU=%

解得

eU=hv-Wo

即光束照射同一块金属时只要遏止电压一样，入射光的频率就一样，遏止电压越大，入射光的频率越大，可知4

光和c光的频率一样，且均小于6光的频率，若6光为绿光，则a光不可能是紫光，选项A错误；

B.由题图乙可知

%＞此

根据Ek=可知，。光照射光电管发出光电子的最大初动能小于6光照射光电管发出光电子的最大初动能，选

项B正确；

C.对于a、c两束频率相同的光来说，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，则单位时间内。光照射光

电管发出的光电子比c光照射光电管发出的光电子多，选项C错误；

D.对八6两束不同频率的光来说，光强相同是单位时间内照射到光电管单位面积上的光子的总能量相等，因

为6光的光子频率较高，每个光子的能量较大，所以单位时间内照射到光电管单位面积上的光子数较少，即单位

时间内发出的光电子数较少，选项D错误。

故选B。

6.C

【详解】由题知使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则由蓝光光子能量范围可知从氢原子

从"=4能级向低能级跃迁可辐射蓝光，不辐射紫光（即从〃=4,跃迁到〃=2辐射蓝光），则需激发氢原子到"

=4能级，则激发氢原子的光子能量为

NE=E4~EI=12.75eV

答案第2页，共8页

故选c。

7.A

【详解】原子核铝和衰变成为稳定的原子核2以Pb质量数减小了28,则经过了7次a衰变，中间生成的新核的质

量数可能为231,227,223,219,215,211,则发生尸衰变的原子核的质量数为上述各数，则BCD都不可能,

根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，选项A反应正确。

故选Ao

8.BC

【详解】A.根据质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程为

匚黎士Y+'He

故A错误；

B.此反应中放出的总能量

2

△E=(mx—mY—ma)c

故B正确；

C.核反应前后系统动量守恒，即

mYvY=mava

新核和a粒子在磁场中做圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有

Bqv=-----

v

联立两式可知核Y和a粒子在磁场中运动的半径之比

?Y2

ra~Z-2

a粒子在磁场中运动的半径为R,所以核Y在磁场中运动的半径

2R

钎口

故C正确；

D.核X发生衰变前后，根据能量守恒定律有

11

AE=-rnyVy+

又由于

m丫叽=m/a

联立两式整理得核Y的动能

1?ma

-mYVY=------------AE

2ma+mY

代入可知D错误。

故选BCo

答案第3页，共8页

9.AD

【详解】A.因开始时，乙车速度较大，则在乙停止运动之前乙车可超过甲车，然后两车距离逐渐变大，当蓝牙

第一次中断时乙车超过了甲车，则第一次信号中断时满足

11

22

。匕一］。肾=d+S0+%+］的公

解得

Z=4s

即t=4s时信号第一次中断，选项A正确；

B.当第一次信号中断时，甲车的速度v〃=1.4m/s,乙车的速度V2/=4.4m/s,到信号第一次恢复时应该满足

11

〃2注2-2。2片=Vnt2+-的园

解得

%2=12S

但是乙车停止运动的时间

tf=—=11S

。2

即经过12s时乙车已经停止，则信号第一次恢复的时刻应该小于16s,选项B错误；

C.乙车停止运动时，距离。点的距离为

x=-------6m=39m

2a2

信号第二次中断时，甲在乙的右侧10m位置，则此时甲车在。右边491n处，选项C错误；

D.信号第一次恢复的时甲距离。点的距离为

1?vjl

=UiG+4+--=29m

从信号第一次恢复到信号第二次中断，甲的位移为49m-29m=20m,选项D正确。

故选AD。

10.BC

【详解】当最上面的球与右边球之间的弹力刚好为0时8最大，此时最上面的球受重力和支持力，支持力方向竖

直向上。则由几何关系得

V3

tan0m=tan30°=—

当6最小时，下面两个球之间刚好没有弹力。设上边球与右边球的弹力大小为R则对右边球受力分析得

7ngsin^min=Fcos60°

对上边球，由平衡条件得

Fsin60°+Nsin600=mgcosd^^

答案第4页，共8页

Fcos60°+mgsindmin=Ncos60°

联立解得

tan^min=可

则

V3V3

-->tan0>——

39

故选BCo

1.⑴缓慢

⑵；

⑶6

（4）偏小

【详解】（1）在操作步骤③中，为了保证气体温度不变，应缓慢移动活塞。

（2）设固体药物的体积为％,以气体为对象，根据玻意耳定律可得

P（,V-％）=。

整理可得

1

v=C--+V

P0

为了得到直线图像，纵坐标是匕则横坐标应该选用工。

V

（3）根据

1

U=C•一+%

P

结合图乙工图像可知，待测药物的体积为

V

%=力

（4）由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，设该容积为匕，以气体为对象，根据玻意耳定律可得

p（，+匕-%真）=C

整理可得

1

真一匕

结合图乙可知

%真—%=b=%测<%真

可知造成的测量值比真实值偏小。

答案第5页，共8页

12.BC/CB0.800.40

【详解】（1）[1]AB.实验时应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车，A错误，B正确；

CD.为了充分利用纸带获取多的数据，应将小车放在靠近打点计时器的一端，C正确，D错误。

故选BC=

（2）[2]电源频率为100Hz,则打点计时器每隔0.01s打一个点，纸带上每相邻两个计数点间还有9个点，图中

未画出，则知纸带上每相邻两个计数点间的时间间隔为

r=o.oixios=o.is

由运动学公式Ax=aT2,可得小车的加速度

△x(s+S5+s)-Gi+s+S3)

4622

a=f7=-----------标----------=0.80m/s

[3]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打点计时器在打8点时小车的速度

Si+S23.59+4.41

X10-2m/s=0.40m/s

"B272X0.1

13.(1)1.8x10T8j或n.25eV；⑵1.5V

【详解】（1）设波长为110nm的极紫外线的波长为人，逸出功

%=hvc

频率

4c

代入数据解得

Wo=1.8X10-18J或％=n,25eV

（2）处于九=4能级的氢原子向低能级跃迁时产生多种不同能量的光子，产生的光电流是多种光子产生的光电子

综合表现，要使光电流全部遏止，必须要截住能最大的光电子。能量最大的光子

hvm=E4—E]=12.75eV

由光电效应方程可知光电子最大初动能

Ekm=hvm-Wo=1.5eV

遏止光压必须满足

&m=elk

解得

Uc=1.5V

14.（1）-p；（2）k=36=迦

17LU017H17g