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2023~2024学年度第二学期期末考试

高二物理试题

（考试时间：75分钟：总分：100分）

注意事项：

1．本试卷共分两部分，第Ⅰ卷为选择题，第Ⅱ卷为非选择题．

2．所有试题的答案均填写在答题纸上，答案写在试卷上的无效．

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每小题只有一个选项最符合题意．

1. 伽利略在《关于两门新科学的对话》中写道：“我们将木板的一头抬高，使之略呈倾斜，再让铜球由静止滚下……为了测量时间，我们把一只盛水的大容器置于高处，在容器底部焊上一根口径很细的管子，用小杯子收集每次下降时由细管流出的水，然后用极精密的天平称水的重量……”。若将小球由静止滚下的距离记为L，对应时间内收集的水的质量记为m，则m与L的比例关系为（　　）

A. B. C. D.

【答案】C

【解析】

【详解】铜球做初速度为零的匀变速直线运动，由位移公式有

得

由于水是均匀稳定的流出，水的体积和时间成正比，又，所以水的质量与时间成正比，即

所以量筒中收集的水量可以间接的测量时间，即

所以

即有

故选C。

2. 烤鸭在烤制之前，把烤鸭放在腌制汤中腌制一定的时间，盐就会进入肉里。下列说法正确的是（　　）

A. 如果腌制时间较长，所有盐分子都会进入鸭肉里

B. 烤鸭的腌制过程中分子间的作用力表现为引力，把盐分子吸进鸭肉里

C. 在腌制汤中，有的盐分子进入鸭肉，有的盐分子从鸭肉里面出来

D. 把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻，将不会有盐分子进入鸭肉

【答案】C

【解析】

【详解】A．在腌制汤过程中，由于分子在永不停息地做无规则运动，可知，腌制时间较长后，仍然有盐分子进入鸭肉，同样会有盐分子从鸭肉里面出来，故A错误；

B．烤鸭的腌制过程盐分子会进入肉里说明分子之间有间隙，说明分子永不停息地做无规则运动，并不是因为分子之间有引力，故B错误；

C．由于盐分子在永不停息地做无规则运动，则在腌制汤中，有的盐分子进入鸭肉，有的盐分子从鸭肉里面出来，故C正确；

D．把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻，由于盐分子在永不停息地做无规则运动，仍然会有盐分子进入鸭肉，故D错误。

故选C。

3. 红宝石激光器的工作物质红宝石是含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光.铬离子的能级图如图所示，是基态的能量，是亚稳态的能量，是激发态的能量.若以脉冲氙灯发出的波长为的绿光照射晶体.处于基态的铬离子受到激发而跃迁到激发态.然后自发地跃迁到亚稳态，释放波长为的光子.处于亚稳态的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为

A. B. C. D.

【答案】A

【解析】

【详解】由题意和玻尔原子理论可知：

联立可得这种激光的波长：

A．与分析相符，故A正确；

B．与分析不符，故B错误；

C．与分析不符，故C错误；

D．与分析不符，故D错误； 

故选A。

4. 如图所示的实验装置为用粒子轰击金箔，研究粒子散射情况的实验装置。关于粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）

A. 该实验可在空气中进行

B. 粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞

C. 卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型

D. 粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是正确的

【答案】C

【解析】

【详解】A．粒子的贯穿本领弱，为了使得实验现象明显，该实验不能够在空气中进行，需要再真空中进行，故A错误；

B．粒子的质量远远大于电子的质量，可知，粒子大角度散射不可能是它跟电子发生了碰撞引起，故B错误；

C．卢瑟福根据该实验现象中极少数粒子发生了大角度偏转提出了原子的核式结构模型，故C正确；

D．粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是错误的，故D错误。

故选C。

5. 下列关于无线电广播的叙述正确的是（    ）

A. 发射无线电广播信号必须采用调幅方式

B. 发射无线电广播信号必须进行调谐

C. 收音机经过调谐电路后就可以得到我们所需要的声音信号

D. 接收到无线电广播信号后必须进行解调才能由扬声器播放

【答案】D

【解析】

【详解】A．发射无线电广播信号可以采用调幅方式，也可以采用调频方式，故A错误；

B．发射无线电广播信号必须进行调制，接受无线电广播信号必须进行调谐，故B错误；

C．收音机经过调谐电路后必须经过调谐与解调才能够得到我们所需要的声音信号，故C错误；

D．接收到无线电广播信号后必须进行解调，即检波过程才能由扬声器播放，故D正确

故选D。

6. 如图甲所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量φ随时间t的变化规律如图乙所示。线圈的匝数为 10，电流表A可看作理想电流表。下列说法正确的是（　　）

A. 1min 内电流方向改变 30次 B. 时感应电动势最大

C. t=0.5s时交流电流表示数为零 D. 线圈感应电动势的最大值为2 V

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图像可知周期为

所以1min 内经历30个周期，一个周期电流方向变两次，故1min 内电流方向改变 60次，故A错误；

B．根据法拉第电磁感应定律，由图乙知时，磁通量的变化率为零，所以此时感应电动势为零，最小，故B错误；

C．交流电流表示数为有效值，不等于零，故C错误；

D．由图乙知

，

则

交流发电机线圈转动一周的过程中，线圈中感应电动势的最大值为

故D正确。

故选D。

7. 关于传感器的下列说法正确的是

A. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号

B. 电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片中两片金属膨胀系数相同

C. 霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量

D. 半导体热敏电阻常用作温度传感器，温度升高，它的电阻值变大

【答案】C

【解析】

【分析】由题意可知查传感器的应用，根据传感器工作原理分析可得．

【详解】A．话筒是一种常用的声传感器，话筒一端接收声音，其作用是将电信号转换为声信号，另一端是将声音信号转为电信号，故A错误；

B．电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片中两片金属的膨胀系数不同，温度变化时，总体形变和膨胀系数大的材料形变方向相同，从而控制电路，故B错误；

C．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，其原理带电粒子在磁场中发生偏转，在极板间产生电势差，故C正确；

D．半导体热敏电阻属半导体材料，温度升高，它的电阻值变小，故D错误．

【点睛】从原理入手，理解传感器的工作过程，记住一些材料的特性．

8. 关于液体的表面张力，下列说法正确的是（　　）

A. 液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势

B. 液体表面层的分子分布比内部密

C. 液体表面张力方向垂直表面指向液体内部

D. 液体表面层分子间作用力表现为斥力

【答案】A

【解析】

【详解】A．表面张力是引力的效果，液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势，故A正确；

B．表面张力是引力的效果，可知，液体表面层的分子分布比内部稀疏，故B错误；

C．液体表面张力方向平行于液体表面，故C错误；

D．结合上述可知，液体表面层的分子分布比内部稀疏，则液体表面层分子间作用力表现为引力，故D错误。

故选A。

9. 如图所示为某学习小组的同学在研究光电效应现象时，通过实验数据描绘的光电流与光电管两端电压的关系图像，已知图线甲、乙所对应的光的频率分别为，逸出的光电子的最大速度之比为2：1，则下列说法正确的是（　　）

A.

B. 甲光与乙光的波长之比为1：4

C.

D. 用乙光实验，达到饱和光电流时，单位时间内到达阳极的光电子数较多

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由于光电子的最大速度之比为2：1，由

可得最大初动能之比为4：1，由爱因斯坦光电效应方程

可知甲、乙两种光的频率之比不等于4：1，又由

可知甲、乙两种光的波长之比不等于1：4，故AB错误；

C．因为，则遏止电压之比为

故C错误；

D．由以上分析可知乙光的频率比甲光的频率小，又由图像可知乙的饱和光电流比甲的大，则乙光的光照强度大于甲光的光照强度，所以在单位时间内照射到阴极的光子数多，从阴极表面逸出的光电子数较多，故D正确。

故选D。

10. 十米跳台比赛中，从运动员离开跳台开始计时，其速度随时间变化情况可简化如图，下列结论正确的是（　　）

A. 时间内，运动员做自由落体运动

B. 时间内，运动员的平均速度等于

C. 时刻运动员下潜到最低点

D. 时间内，运动员的加速度逐渐增大

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据图像可知，运动员速度开始为负值，后来为正值，可知，运动员开始向上运动，后向下运动，若忽略空气阻力，可知，时间内，运动员做竖直上抛运动，故A错误；

B．则时间内，令加速度大小为a，运动员的位移为

根据速度公式有

解得，时间内，运动员的平均速度等于

故B正确；

C．时刻，运动员速度减为0，可知，时刻运动员下潜到最低点，故C错误；

D．图像斜率的绝对值表示加速度大小，根据图像可知，时间内，运动员的加速度逐渐减小，故D错误。

故选B。

二、非选择题：共5题，共60分，其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．

11. 在利用教学中的可拆变压器进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”实验中，装置如图所示。回答下列问题：

（1）原线圈所接的电源应是______；

A. B.  C.

（2）用多用电表的交流电压挡测电压时，应先用______（选填“最大”或“最小”）量程挡试测；

（3）若在原线圈“0”和“800匝”之间接12V交流电压，副线圈接“0”和“400匝”，则利用交流电压表测出副线圈两端的电压可能是______V（选填“5”或“6”）

（4）由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的______值（选填“平均”、“有效”或“最大”）；某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图所示，其对应的选择开关是交流电压10V档，则此时电表读数为______V。

【答案】（1）C    （2）最大    

（3）5    （4）    ①. 有效    ②. 4.8

【解析】

【小问1详解】

A．变压器工作原理是互感，原线圈需要接入交流电，为了确保安全，所接交流电必须是低压交流电，生活用电在变压器实验中的电压仍然过大，不能够确保安全，故A错误；

B．结合上述可知，干电池提供的是直流电，故B错误；

C．结合上述可知，利用学生电源的电压交流电满足实验要求，故C正确。

故选C。

【小问2详解】

为了确保电表的安全，用多用电表的交流电压挡测电压时，应先用最大量程挡试测。

【小问3详解】

若是理想变压器，则有

解得

由于实际变压器存在漏磁，使得输出电压比理想值小一些，可知，电压表测出副线圈两端的电压可能是5V。

【小问4详解】

[1]交变电流的电压是变化的，实验中测量的是电压的有效值；

[2]交流电压10V档，精度为0.2V，根据电压表读数规律，该读数为4.8V。

12. 如图，绝热容器的容积，在容器上竖直插入一根两端开口、横截面积为且足够长的玻璃管，玻璃管下端与容器内部连接且不漏气。玻璃管内有一个轻质绝热活塞底端恰好位于容器口处。初始时，容器内气体温度，压强等于大气压强。现采用两种方式加热气体至。方式一：活塞用插销固定住，电阻丝缓慢加热气体：方式二：拔掉插销，电阻丝缓慢加热气体。容器和玻璃管内的气体可视为理想气体，不计摩擦及玻璃管对外散热。求：

（1）用方式一完成加热后，容器内气体的压强（计算结果保留三位有效数字）；

（2）哪种加热方式气体吸收的热量更多，多吸收的热量。

【答案】（1）；（2）方式二加热吸收热量多，2J

【解析】

【详解】（1）方式一加热过程，气体体积一定，根据查理定律有

解得

（2）用方式二加热过程，气体压强一定，令活塞在玻璃管中上升的距离为L，根据盖吕萨克定律有

解得

由于方式一体积不变，气体与外界之间没有做功，则气体增大的内能等于吸收的热，方式二气体体积增大，气体对外做功，则气体增大的内能小于吸收的热，可知，方式二加热吸收的热量多，方式二中

根据热力学第一定律有

，

解得

13. 我国是国际热核聚变研究领域的领先者之一，在某次核反应中，一个氘核（）和一个氚核（）结合生成一个氦核（），并放出一个粒子。已知氘核的比结合能为，氦核的比结合能为，该核反应释放的核能为，真空中光速为c。

（1）写出核反应方程并求出质量亏损；

（2）求氚核的比结合能。

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）根据质量数与电荷数守恒，核反应中放出的粒子的质量数与电荷数分别为

2+3-4=1，1+1-2=0

可知，释放的粒子为中子，则核反应方程为

根据质能方程有

解得

（2）根据比结合能、结合能的定义，利用能量守恒定律有

解得

14. 某设计团队设计了一种天体探测器回收装置，其返回舱的底盘安装了4台电磁缓冲装置，电磁缓冲装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，外部由高强度绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd；②含绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ的返回舱，轨道内存在相对返回舱静止的稳定匀强磁场，方向垂直于轨道平面向里。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与返回舱中的磁场相互作用，直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，返回舱的速度大小为，4台电磁缓冲装置结构相同，其中一台电磁缓冲装置的结构简图如图所示，线圈的电阻为R，ab边长为L，返回舱（不含缓冲滑块）质量为m，磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，假设缓冲轨道足够长，线圈足够高。求：

（1）缓冲滑块刚着地时，ab杆中电流I的大小和方向；

（2）返回舱最终软着陆的速度v大小；

（3）若返回舱的速度大小从减到v的过程中，下降高度为h，该过程中每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q（计算结果保留v和h）。

【答案】（1），电流的方向为；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）返回舱向下运动，线圈相对于磁场向上运动，根据右手定则可知，线圈ab杆中电流的感应电流的方向为，感应电动势的大小

感应电流的大小

解得

（2）对线圈进行分析，磁场受到的安培力方向向下，根据牛顿第三定律可知，磁场电流激发的磁场对返回舱的反作用力方向向上，大小相等，返回舱向下做减速运动，可知加速度逐渐减小，由于缓冲轨道足够长，线圈足够高，可知，当加速度减为0时，返回舱最终做匀速运动，则有

匀速过程的感应电流

解得

（3）根据能量守恒定律有

则每台电磁缓冲装置中产生焦耳热

解得

15. 公共场所的自动感应门如图a所示，门框上沿中央安装传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值时，中间两扇门分别向左右平移打开；当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭。图b为感应门的俯视图，A为传感器位置，图中圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为d，最大移动速度为，门开启时先匀加速运动达到最大速度后立即以等大的加速度匀减速运动，每扇门开启时的速度为零，移动的最大距离也为d，不计门及门框的厚度。求：

（1）门开启时加速度a大小；

（2）若人以的速度沿图中虚线S匀速走向感应门，人到达门框时左右门同时各自移动了，传感器水平感应距离R多大；

（3）若以（2）的感应距离设计感应门，设，，某人搬运宽度为的物体（厚度不计）正以的速度正对着门运动，物体的正中间位置刚好对着虚线（如图c）。当门开启时，人立即做匀减速运动，求人和物体能安全通过感应门的加速度大小范围。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）门开启时先匀加速运动达到最大速度后立即以等大的加速度匀减速运动，利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有

解得

（2）人匀速到达门框过程有

结合上述，左右门同时各自移动了，根据对称性，此时恰好是匀加速直线运动的末状态，利用平均速度公式有

解得

（3）若人到达门框速度刚好减为0，则此时的加速度为最大值，则有

解得

若人到达门框速度没有减为0，但是物体边缘刚好与每扇门的内侧边缘接触，此时的加速度为最小值，则有

，

此时门的位移

可知，门先加速至后减速，则加速过程的时间

减速过程有

解得

，（舍去）

人到达门框的时间与门运动时间相等

解得

结合上述，人的加速度范围为