山东省东营市2023-2024学年高二年级下册期末考试物理试卷

2023-2024学年山东省东营市高二（下）期末考试

物理试卷

一、单选题：本大题共8小题，共32分。

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氤可能会引起基因突变。瓶亦称超重氢，是氢的同位素之一，有放射性，衰变方

程为：He+X,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a衰变

B.衰变前：H的质量与衰变后乡He和X的总质量相等

C.出的比结合能低于剂e的比结合能

D.经过24.86年，核废水中所含有的旅几乎全部衰变完

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

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

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（）

nE/eV

H

ao----------------------0

50.54

4-----------------------0.85

3------------------------1.51

2------------------------3.40

-13.6

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n=4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n=4能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能量为0.66eV

D.用大量能量为1leV的光子持续照射处于基态的氢原子，可使其电离

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3p°,如图所示，拉压一次开瓶器，

可以把体积为x压强为Po的空气打进红酒瓶中，当红酒瓶内的气体压强为6Po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.n=2B.n=3C.n=4D.n=5

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3,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

O,

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8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8内有逆时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力减小

7.一定质量的理想气体经历了如图所示的循环过程，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.全过程气体放出的热量大于吸收的热量

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x-U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1M/S2B.乙车运动的加速度大小为2m/s2

C.从开始至乙车停止，两车最大间距为18根D.从开始至乙车停止，两车最大间距为

二、多选题：本大题共4小题，共16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，久、力2瞬间变亮

B.闭合开关瞬间，&缓慢变亮，①瞬间变亮

C.闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，必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&的电流方向反向

10.如图为某款条形码扫描笔的工作原理图。发光二极管发出频率为先的光，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0.8%）,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（）

移动方向扫描笃

A.频率为火的光照到光电管的金属表面立即产生光电子

B.若发光二极管发出频率为1.2%的光，则一定无法识别条形码

C.若发光二极管发出频率为0.5%的光，扫描笔缓慢移动，也能正常识别条形码

D.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

11.如图所示，理想变压器原线圈接e=100，lsin（1007Tt”的交流电，原、副线圈匝数比%:电=2：5。

已知定值电阻r=16。、&=1。。，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.R=90。时，理想变压器的输出功率最大

C.R=6。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M

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，磁感应强度大小为瓦导轨上端接有开关、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），质量为相的金属棒MN水平放置。闭合其中一个开关，让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的加速度逐渐减小直至为零

B.若只闭合开关S],金属棒MN运动的最大速度!；=甯

C.若只闭合开关52,通过金属棒的电流不断增大

22

D.若只闭合开关S2,当电容器带电量为g时，金属棒运动的时间t=口嚅BL)

三、实验题：本大题共2小题，共18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T=0.04s,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)。

/ABCDE>

>7240mm?•••；

,<------52.0mm—>1

4-----------------84.0mm-------------

<---------------------------120.0mm---------------------------

(1)打下纸带上D点时小车的瞬时速度大小为m/so

(2)小车的加速度大小为m/s2o

(3)若电源实际频率低于50比，计算时仍按照50%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”)。

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片和由计算机显示的气体压

强值Pi；

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。

图甲

(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

A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p-：图像应是I

选项代号)。

A.

B.(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,

1/___________j_

oT

由图可知两次实验气体的温度大小关系为71&(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o

四、计算题：本大题共4小题，共40分。

15.如图所示，处于匀强磁场中的正方形线圈abed,边长L=0.2m,共100匝，线圈的总电阻r=2。，外

接电阻R=8。，线圈以角速度3=lOObad/s绕ab边匀速转动，理想电压表的示数为40匕求：

(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。

16.如图所示，离地面足够高处有一竖直空管，管长为1=0.2根，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d=0.25小处，有一小球开始做自由落体运

动，取g=10m/s2o求：

MC—

/

/一

N

(1)若经过ti=0.1s,小球与N端面等高，求空管的速度大小％;

(2)若经过功=0.5s,小球在空管内部，求空管的速度大小"2应满足什么条件。

17.如图所示，内壁光滑、高度均为的绝热气缸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po,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9和噌，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:八,活塞N离

4

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U=aT(T为氮气温度，a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。

18.如图所示，弯折成一定角度的两根足够长的金属导轨平行放置，两导轨间距为L最高点等高且连线

与导轨垂直，形成的左右两导轨平面与水平面的夹角分别为a=37。和8=30。。左侧导轨粗糙，与金属棒

间的动摩擦因数4=0.5,右侧导轨光滑。左侧磁场方向沿导轨平面向下、右侧磁场方向垂直导轨平面向

下，磁感应强度大小均为瓦金属棒油、cd分别于左右侧导轨平面上某位置同时由静止释放，释放同时

对金属棒cd施加沿斜面方向的外力R使其保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。两金属棒始

终与导轨垂直接触。已知两金属棒的质量均为加，电阻均为R,导轨电阻不计。设最大静摩擦力等于滑动

摩擦力，重力加速度大小为g,sin370=0.6,cos370=0.8»求:

(1)金属棒油运动过程中最大加速度的大小；

(2)金属棒仍达到最大速度所用的时间；

(3)金属棒协运动过程中，外力尸对cd棒的冲量大小。

答案和解析

1.【答案】c

【解析】【分析】

详细解答和解析过程见【答案】

【解答】

A、根据质量数与电荷数守恒可知X为，e,为£衰变，故A错误；

B、反应过程有质量亏损，故衰变前的质量大于衰变后秘He和X的总质量，故8错误；

C、反应后的产物更加稳定，比结合能更大，故的比结合能低于？He的比结合能，故C正确；

D、经过24.86年，经历了两个半衰期，核废水中所含有的危变为原来的故。错误。

故选Co

2.【答案】A

【解析】A把农田里地面的土壤锄松，是为了破坏毛细现象，保存地下水分，A正确；

B.单晶体和多晶体都有固定的熔点，B错误；

C.气体分子间距较大，分子间斥力和引力都很小，可以忽略不计;自行车打气越打越困难主要是因为胎内

气体压强增大而非分子间相互排斥的原因;C错误；

。.布朗运动不是花粉小颗粒内部分子的运动，反映液体分子的无规则热运动，。错误。

3.【答案】D

【解析】A.由振荡电路的周期7=2兀，无知，增大LC振荡电路中电容器的电容，，电磁振荡的周期变

大，频率减小；故A错误；

A可见光实质也是一种电磁波，红光频率最小；故8错误；

C.真空中，电磁波传播速度都为光速；故C错误；

。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。正确。

4.【答案】C

【解析】A氢原子吸收能量后从低能级向较高能级跃迁，能级增大，总能量增大，根据与=小必知，电

rzr

子绕核旋转的半径增大，核外电子的动能减小，则电势能增大，故A错误；

A大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有6条亮线，分别是4—3、4一

2、4-1、3T2、3->1、2-1能级之间跃迁产生的。故B错误；

C.大量处于n=4能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能量为4-3能级产生的，能量大小

为0.66eU。故C正确；

D若想使处于基态的氢原子电离，光子的能量最小需要13.6eU,故£＞错误。

故选C。

5.【答案】B

【解析】根据题意，设需要打〃次气才能使瓶塞弹出，

由玻意耳定律有npoX+3po%=6poVo

解得几=3,故选2。

6.【答案】D

【解析】【分析】

胶木盘A由静止开始绕其轴线。。'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，穿过

线圈2的磁通量变化，根据楞次定律的另一种表述，感应电流引起的机械效果阻碍磁通量的变化进行判

断。

解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围磁场的方向，掌握楞次定律以及掌握楞次定律的另一种

表述，即感应电流引起的机械效果阻碍磁通量的变化。

【解答】

胶木盘A由静止开始绕其轴线0。'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2线圈的磁通量向下，且增大，为了阻碍金属环中磁通量的增加，根据楞次定律

可知，金属环中感应出逆时针方向电流（俯视），根据楞次定律的另一种表述，感应电流引起的机械效果阻

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。正

确。

7.【答案】D

【解析】A、由图示图象可知，从A到8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、8到C过程气体的体积不变，气体发生等容变化，则黑=黑，压强增大，温度增加，则内能增大，故

1112

8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；

Dp-U图线与横轴所围的面积为气体做功的大小，图线A3、BC、C4所围的面积表示整个过程外界对气

体做的功卬，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。正确。

故选

一定质量的理想气体内能由温度决定，温度升高内能增大；气体体积增大气体对外做功；根据图示图象

分析清楚气体状态变化过程，应用热力学第一定律分析答题。

本题考查的是P-U图象问题，解题的关键从图象判断气体变化过程，利用理想气体状态方程，然后结合

热力学第一定律进行分析判断即可解决。

8.【答案】C

【解析】A3、通过图像，两者都从x=。出发，甲的初速度为0,加速度大小为的，乙的初速度为%=

6m/s,加速度大小为a?，

当位移为6%时，两者速度相等，设此速度为v,

2

对于甲，v=2axX6,

2

对于乙，VQ—v—2a2x6,

甲加速到8a/s时的位移与乙减速到2m/s的位移相等，

则包=江

72al2a2

2

联立解得的=2zn/s2,a2=lm/s,故A5错误；

CD、两者速度相等时,有笠共=v0-a2t=@13

解得u共=4m/s,t=2s,

此时两者的间距为一-=6m,

当乙车停止时，所用时间为F=^=6s,

a2

此时两者的间距为"产-真=18m,

综合可知从开始至乙车停止，两车最大间距为18加，故C正确，O错误。

故选C。

9.【答案】BC

【解析】48、闭合开关瞬间，由于L的阻碍作用，&缓慢变亮，而&瞬间变亮，故A错误，B正确；

CD、闭合开关，待电路稳定后，通过久的电流入大于通过42的电流/2,再断开开关瞬间，线圈L阻碍电

流的减小，此时L相当于电源，L、41、人2、电阻R形成闭合回路，回路中电流从/1开始减小，故42闪亮

一下再缓慢熄灭，故C正确，。错误。

故选BC。

10.【答案】AD

【解析】【分析】本题考查光电效应，要知道发生光电效应的条件：光子能量只有大于金属的逸出功时

才能使金属发生光电效应（或者说光子的频率大于金属的极限频率）O

【解答】

A、频率为％的光照到光电管的金属表面会发生光电效应，光电效应具有瞬时性，故会立即产生光电子，

故A正确；

B、若发光二极管发出频率为1.2vO的光，可以发生光电效应，可以识别条形码，故B错误；

C、若发光二极管发出频率为0.5吗的光，扫描笔缓慢移动，不能发生光电效应，不能正常识别条形码，

故C错误。

。、扫描笔在条形码上移动的速度越快，触发光电流（大于某个值）的频率越高，则相邻脉冲电信号的时间

间隔越短，故。正确。

故选ADo

11.【答案】AB

【解析】A根据题意，电源电动势有效值E=1001/,

如图，假设原线圈中的电压为Ui，电流为

11-^2R,n

求得？=%岛+R）①

n2

E

11=7

r+R

当滑动变阻器滑片向下滑动，R增大，？增大，。减小，一两端分的电压减少，则原线圈两端的电压增

大，副线圈两端的电压增大，即电压表示数增大；故A正确；

.则电路可看成是由r和R组成的电路，若使变压器输出功率最大，则R'的功率最大，

根据P出=PR'=及R，=（；T7）2R'=:2，，根据基本不等式，当R'=r=160时，R'的输出功率最

丁十尺口7+R+2丁

大，

此时由①式可得，R=90H,输出的最大功率，故8正确，C错误;

D理想变压器的输出功率最大时，R'=r=160,此时人=—乙=等4;根据?=詈可得为=1.254D选

r+R812

项错误；

12.【答案】ABD

【解析】A、只闭合开关S],金属棒MN某时刻的速度为v,则金属棒切割磁感线产生的感应电动势：E=

BLv

由闭合电路欧姆定律可得电路中感应电流：1=《,金属棒所受安培力：F=BIL

K

2222

联立方程可得安培力：F=中，对金属棒由牛顿第二定律有：mg—5=ma,金属棒从静止开始运

动，V增大，则a减小，所以金属棒MN做加速度减小的加速直线运动，当加速度减小为零，金属棒MN

做匀速直线运动，故A正确；

22

B、只闭合开关S1,当加速度为零时，速度最大；则mg-5=0,解得金属棒运动的最大速度〃=

K

嗯故8正确；

CD、只闭合开关S2,金属棒从静止向下运动，金属棒切割磁感线产生感应电动势，对电容器充电，

设金属棒向下运动过程中取一段时间43且设金属棒的加速度为〃，则金属棒中的电流：/二

对金属棒由牛顿第二定律有：mg-BIL=ma

联立方程可得：a=—I=7nge会可得通过金属棒的电流不变；当电容器带电量为g时

m+CBLm+CBL

22

q=It,解得金属棒MN运动的时间t=1(无丁匕)故£)正确，。错误。

1CBLmg

13.【答案】(1)0.85；(2)2.5；(3)偏大

【解析】(1)根据题意，相邻的计数点间的时间间隔为：7=0.04s,

3

D点的瞬时速度大小为：%=篝=12Tx10~m/s-0.85m/s；

ZiZXU.U4

(2)根据匀变速直线运动推论△x=aT2,

2

可得小车的加速度大小为：a=江姜=(120.0-52纥52.0x10-3m/s2=2.5m/s

(2Ty(2x0.04)’

(3)若交流电频率为50”z,则其打点周期为0.02s,当电源频率低于50Hz时，实际打点周期将变大，而进

行计算时，仍然用0.02s,因此测出的速度数值将比物体的真实数值偏大。

14.【答案】(1)4C；(2)5；(3)＞；实验时未考虑注射器前端连接处的气体

【解析】(1)4。移动活塞要缓慢;实验时，不要用手握住注射器，都是为了保证实验的恒温条件，故AC正

确；

BD用橡皮帽堵住注射器的小孔;在注射器活塞上涂润滑油是为了保证气体的质量不变，故BD错误。

(2)由等温变化pU=nR7则p=nRT：则p-崟图像为过原点的倾斜直线，实验过程中有漏气现象，导致斜

率减小，图像向下弯曲，故B正确，ACO错误。

故选瓦

(3)由图可知两次实验气体的温度大小关系为A>R；

另一小组根据实验数据作出4图线如图丙所示，若他们的实验操作无误，造成图线不过原点可能的原

P

因是试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，实验时注射器前端连接处

的气体未考虑进去.

15.【答案】解：(1)设电动势的有效值为E,U=先E,根据正弦交流电最大值与有效值的关系E=

号Eg,解得Em=1007,线圈中感应电动势的最大值j=NBSa,

1

B=打。

47r

(2)线圈从图示位置转过30。，线圈的磁通量变化大小加>=8L2sin3(T=B会通过电阻R的电荷量后=

N当，7=^^，q=7At,解得9=亲。。

△tR+r11207r

【解析】详细解答和解析过程见【答案】

16.【答案】解：⑴当球与N点等高时，则：v1t1-^gt^=d,

得：%=3m/s；

1

2d

--

(2)若以最小时，球恰好运动到与N点等高，贝U：v2mint225tt2

得："2min=3m/s,

若最大时，球恰好运动到与加点等高，则：

]

々maxJ一2。52=d+l,

得：v2max=3Am/s,

故：3mJs<v2<3Am/So

【解析】详细解答和解析过程见【答案】

17.【答案】解：(1)在活塞M上升过程中，氮气压强不变，活塞N保持静止,

137

-+h4s-

对氮气：初状态:2-/Is4-2-/Is

To=280K,

1Q

末状态：V1^-hS