辽宁省2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12023~2024学年度下学期期末考试高二试题物理第Ⅰ卷（选择题，共48分）一、选择题：本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，其中1~8小题只有一个选项正确，选对的得4分，9~12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。1.铑106的半衰期约370天，衰变方程为，下列说法正确的是（）A.根据题中方程式无法判断X粒子的种类B.采取低温冷冻的措施可适当降低辐射风险和辐射剂量C.的比结合能比的比结合能大，衰变时释放能量D.任意370天中，1000个原子核将会有500个发生衰变〖答案〗C〖解析〗A．根据质量数守恒，X粒子的质量数为0，电荷数守恒可知X粒子为，故A错误；B．温度与辐射剂量没有关系，也不能降低辐射风险，故B错误；C．衰变后新核更稳定，即新核比结合能更大，则的比结合能比的比结合能大，且衰变时释放能量，故C正确；D．半衰期描述的是统计规律，只有对大量原子核才有意义，故D错误。故选C。2.氢原子的能级图如图所示，一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射出多种不同频率的光。已知钨的逸出功为4.54eV，下列说法正确的是（）A.这群氢原子向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光B.用氢原子从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光照射钨板时能发生光电效应C.这群氢原子从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光最容易发生明显的衍射现象D.氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光和从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光分别通过同一双缝干涉装置，后者干涉条纹间距较大〖答案〗B〖解析〗A．根据=3可知，这群氢原子可辐射出3种不同频率的光，A项错误；B．氢原子从n=3能级直接向n=1能级跃迁发出的光子的能量大于钨的逸出功，因此可以发生光电效应，B项正确；C．光的波长越长，频率越小，光子能量也越小，也越容易发生明显的衍射现象，由于从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光子能量最大，频率最高，波长最短，故最不容易发生明显的衍射现象，C项错误；D．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光的波长大于从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光的波长，由可知，前者干涉条纹间距较大，D项错误。故选B。3.如图所示，将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上，让单色光从上方射入，从上往下看透镜，可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜凸起面表现为球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径（曲率半径越大，球面弯曲程度越小）。下列说法正确的是（）A.圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉形成的B.圆环状条纹间距不相等，越往外条纹间距越宽C.换用曲率半径更大的透镜，可以看到条纹将变密集D.改用频率更高的单色光照射，可以看到条纹将变密集〖答案〗D〖解析〗A．环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射光干涉形成的，故A错误；B．圆环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越密集，越往外条纹间距越窄，故B错误；C．若换一个曲率半径更大的凸透镜，仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小，所观察到的圆环状条纹间距变大，可以看到条纹将变稀疏，故C错误；D．改用频率更高的单色光照射，由可知单色光波长更小，而其他条件保持不变，则观察到的圆环状条纹间距变小，可以看到条纹将变密集，故D正确。故选D。4.如图所示，矩形ABCD为一块长方体冰砖的截面，一束单色光从P点入射，入射角，光线经AB折射后沿直线照射到AD上且恰好能发生全反射，则此冰砖对该光的折射率为（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗设折射角为，折射率为，则有照射到AD上且恰好能发生全反射，则有根据几何条件可知联立解得故选B。5.1824年法国工程师卡诺创造性地提出了具有重要理论意义的热机循环过程一卡诺循环，极大地提高了热机的工作效率。如图为卡诺循环的p﹣V图像，一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态，其中AB和CD为两条等温线，BC和DA为两条绝热线。下列说法正确的是（）A.在D→A绝热压缩过程中，气体内能减小B.一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量C.B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功D.B状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比A状态多〖答案〗C〖解析〗A．D→A绝热压缩过程中，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知即气体内能增加，故A错误；B．一次循环过程中气体的温度不变，内能不变。p﹣V图像中图线与坐标轴围成的面积表示功。由图知，在一次循环过程中，气体对外界做功，为确保气体的内能不变，则气体一定从外界吸收热量，故一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量，故B错误；C．由图知故B→C过程和D→A过程，温度变化量的大小相等，内能变化量的大小相等，且，可知W大小也必然相等，即B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功，故C正确；D．AB状态温度相同，则状态A和状态B气体分子的平均速率相同，而状态B的体积大，气体的密集程度小，则B状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比A状态少，故D错误。故选C。6.如图甲所示，上端封闭、下端开口的玻璃管竖直放置，管内用两段长度分别为、的水银柱封闭着长度分别为、的A、B两段空气柱，大气压强。现将玻璃管以垂直纸面的轴轻轻转动180°至开口向上，两段空气柱被混在一起，如图乙所示。此过程中空气未泄漏，水银未从管口溢出，不考虑气体温度变化。则此时空气柱的长度为（）A.17cm B.22cm C.24cm D.25cm〖答案〗A〖解析〗初始状态气体A的压强气体B的压强玻璃管倒置后气体的压强根据理想气体状态方程解得L=17cm故A正确，B、C、D错误。故选A。7.小爱同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况而绘制的图像（如图）。已知机动车运动轨迹是直线，则下列说法合理的是（）A.机动车处于匀加速状态B.机动车在前3秒的位移是12mC.机动车的加速度为D.机动车前2秒内的平均速度为6m/s〖答案〗D〖解析〗AC．根据题意，由公式可得由图像斜率可得由纵轴交点可得可知。机动车处于匀减速状态，故AC错误；B．机动车匀减速运动的总时间为则3s车已经停下来了，机动车在前3秒的位移是故B错误；D．机动车第2s末的速度为机动车前2秒内的平均速度为故D正确。故选D。8.杂技演员在表演时，将一毛绒球竖直向上抛出，毛绒球向上运动的过程中速度v与位移x的关系式为。规定竖直向上为正方向，关于物体该过程的初速度、加速度a、上升的最大高度h及运动到最高点的时间t，下列说法正确的是（）A.， B.，C.， D.，〖答案〗C〖解析〗B．由题得把等式两边都平方得与匀变速直线运动的公式对比可得，B错误；ACD．物体运动到最高点用时为t则物体上升的最大高度为hAD错误、C正确。9.有关近代的物理学知识，下列说法正确的是（）A.随着温度的升高，黑体热辐射的强度一方面各种波长的辐射强度都有所增加，另一方面其极大值向着波长较短的方向移动B.光电效应实验中，用频率等于截止频率的某单色光照射某金属，可以使光电子逸出并飞离金属表面C.电子的发现揭示了原子可以再分，康普顿效应证实了光具有粒子性D.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的〖答案〗AC〖解析〗A．随着温度的升高，黑体热辐射的强度一方面各种波长的辐射强度都有所增加，另一方面其极大值向着波长较短的方向移动，选项A正确；B．在光电效应实验中，应该用大于截止频率的某单色光照射某金属，才能使得光电子溢出并飞离金属表面，故B错误；C．电子发现揭示了原子可以再分，康普顿效应证实了光具有粒子性，选项C正确；D．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构理论，并没有发现原子是由质子和中子组成的，选项D错误。10.在同一均匀介质中有两列简谐横波沿x轴相向传播，波源分别位于和处，振幅均为2cm，沿x轴正向传播的简谐波的波速为。时刻波的图像如图所示，此时平衡位置在的两个质点E、F刚好开始振动，质点B、C的平衡位置坐标分别为，以下说法正确的是（）A.两列波叠加能够发生干涉现象B.两列波叠加后质点C的振动周期为0.25sC.两列波叠加后质点B的位移始终为0D.时，质点C的位置坐标是（〖答案〗AC〖解析〗A．由图知两列波的波长均为振幅同种均匀介质机械波传播速度相同，故频率相同，能够发生干涉现象，故A正确；B．周期均为介质做受迫振动，叠加后质点的振动频率与波源相同，故B错误；C．由两列波的传播方向可以判断质点E、F的起振方向都沿y轴负方向，即两列波的波源是振动方向相同的相干波源，且两波源到质点B的波程差所以质点B是振动减弱点，故两列波叠加后B的位移始终为零，故C正确；D．在时刻两列波传播到C点两列波叠加后C振动周期跟相干波源的周期相同，即为0.5sC点起振方向向下，在时刻，位于负向位移最大处，故D错误。故选AC。11.春节前夕，小明需移开沙发，清扫污垢。质量m＝10kg的沙发放置在水平地面上，沙发与地面间的动摩擦因数，小明用力F＝100N推沙发，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，下列说法正确的是（）A.若力F斜向下与水平成角，当时沙发恰好做匀速直线运动B.若力F斜向下与水平成角，当时，无论F力多大，沙发都不会动C.若力F方向能随意改变，让沙发匀速运动，F斜向上与水平成30°时，F最小D.若力F方向能随意改变，让沙发匀速运动，F斜向上与水平成60°时，F最小〖答案〗ABC〖解析〗A．若力F斜向下与水平成时，地面对沙发的摩擦力大小为力F在水平方向的分力大小为两个力大小相等方向相反，故沙发在做匀速运动，故A正确；B．若力F斜向下与水平成角，则最大静摩擦力大小为若要物体静止不动，应该满足变形得如果满足即则此时无论F多大，物体都会保持静止，B正确；CD．如果力F斜向上与水平成角，且物体做匀速运动，则有变形可得其中即故当时，F有最小值，故C正确，D错误。故选ABC。12.如图所示，质量的物体P静止在地面上，用轻绳通过光滑、轻质定滑轮1、2（滑轮大小相等，轴心在同一水平线上）与质量的小球Q连接在一起，初始时刻滑轮2与P间的轻绳与竖直方向的夹角为37°，小球Q与滑轮1间的轻绳刚好位于竖直方向，现在用一水平向左的力F缓慢拉动小球Q，直到物块P刚要在地面上滑动。已知P与地面的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，。下列说法中正确的是（）A.初始时P受到地面的摩擦力为12NB.此过程中绳子拉力的最大值为30NC.小球Q与滑轮1间的轻绳与竖直方向的夹角最大为53°D.轴对滑轮1的最大作用力大小为〖答案〗CD〖解析〗A．初始时轻绳拉力为T，对小球Q受力分析有对P受力分析有故A错误；BC．设此过程中小球Q与滑轮1间的轻绳与竖直方向夹角为，有在小球Q缓慢移动的过程中逐渐增大，逐渐减小，所以绳子拉力T逐渐增大，当小球Q与滑轮1间的轻绳与竖直方向的夹角最大时轻绳拉力最大，对物块P受力分析有解得此时对Q受力分析有解得故B错误，C正确；D．对滑轮1受力分析可知，轴对滑轮1的作用力大小为又因为联立可得故时，轴对滑轮1的作用力最大，此时故D正确。故选CD。第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、填空题：本题共2小题，13题6分，14题8分，共14分。13.某同学利用图1装置测量轻弹簧的劲度系数。图中光滑的细杆和游标卡尺主尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均为）弹簧右端连有一竖直指针，其位置可通过移动游标使其零刻度线对准指针读出。实验步骤如下：①在绳下端挂上一个砝码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；②系统静止后，记录指针的位置l₁如图2所示；③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内），记录砝码的个数n及指针的位置l；④将获得的数据作出图像如图3所示，图线斜率用a表示。回答下列问题：（1）图2所示读数________；（2）弹簧的劲度系数表达式______（用砝码质量m、重力加速度g和图线的斜率a表示）。若g取则本实验中________（结果保留2位有效数字）。〖答案〗（1）6.170（2）70〖解析〗（1）图2所示读数（2）[1]由胡克定律可得故解得[2]根据图3可知斜率为联立可得14.如图甲所示是使用光电管的原理图，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）当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则阴极K的逸出功为_____（已知电子电荷量为e，普朗克常量h）。（2）如果不改变入射光的强度，而增大入射光的频率，则光电子的最大初动能将_____（填“变大”、“变小”或“不变”）。（3）用不同频率光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，得到Uc﹣ν图象如图乙所示，根据图象求出该金属的截止频率νc=_____Hz，普朗克常量h=_____J•s（已知电子电荷量e=1.610﹣19C）。〖答案〗（1）（2）变大（3）〖解析〗（1）[1]当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，根据动能定理得则阴极K的逸出功为（2）[2]根据光电效应方程知入射光的频率变大，则光电子的最大初动能变大。（3）[3]根据得图象横轴截距的绝对值等于金属的截止频率为[4]图线的斜率所以三、计算题：本题共3小题，15题10分、16题12分，17题16分，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后〖答案〗的不能得分，有数值计算的题，〖答案〗中必须明确写出数值和单位。15.掌握并采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一、太阳上的一种核反应为两个氘核（）聚变成一个核。已知氘核的质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u。1u对应931.5MeV。（1）写出该核反应方程；（2）计算上述核反应中释放的核能（保留三位有效数字）；（3）若两个氘核以相等的动能0.45MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化成动能，则反应中生成的核和中子的动能各是多少？〖答案〗（1）；（2）；（3），〖解析〗（1）核反应方程为（2）设核反应的质量亏损为，则有解得（3）设核反应后核和中子的质量分别为3m、m，动量分别为、，动能分别为、，则有解得，16.电动自行车骑行时必须保持合适的轮胎气压。某人用打气筒给闲置很久的电动自行车打气，内胎的容积为，胎内原来空气压强为，温度为室温27℃，设每打一次可打入压强为一个标准大气压的空气。打气过程中由于压缩气体做功和摩擦生热，打了次后胎内温度升高到35℃。（一个标准大气压为）（1）假设车胎因膨胀而增大的体积可以忽略不计，则此时车胎内空气压强为多少；（2）电动自行车轮胎气压在室温情况下的标准压强为，如果此次打气恢复常温后胎压过大（未超过车胎承受范围），需要放出一部分气体，使车胎