【物理】河北省石家庄市2024-2025学年高二下学期期末考试试题（解析版）

石家庄市2024－2025学年度第二学期期末教学质量检测高二物理（本试卷满分100分，考试时间75分钟）注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.利用所学知识判断，下列描述正确的是（）A.甲图中用细棉线实现自动浇水，利用了毛细现象B.乙图中热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形，说明该固体为非晶体C.丙图中悬浮在液体中的微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显D.丁图中“饮水小鸭”喝完一口水后，直立起来又慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复，小鸭不需要外界提供能量，也能持续工作下去【答案】A【解析】A．细棉线内有许多细小空隙，类似毛细管，水能在细棉线中上升实现自动浇水，是毛细现象，故A正确；B．热针接触涂蜡固体，蜡熔化区域呈圆形，说明固体具有各向同性，多晶体和非晶体都可能各向同性，不能据此说明非晶体，故B错误；C．悬浮微粒越大，液体分子撞击的不平衡性越不明显，布朗运动越不明显，故C错误；D．“饮水小鸭”工作时，水分蒸发会从外界吸收热量，需要外界提供能量，不能持续无能量输入工作，故D错误。故选A。2.海底火山活跃的海域，火山附近的海水加热形成水蒸气从而产生气泡。气泡从海底浮上水面的过程中，温度下降，压强减小，体积减小。若气泡中的水蒸气不液化，且可视作一定质量的理想气体。下列说法正确的是（）A.水蒸气对外做功，内能增加B.水蒸气对外做功，内能减小C.水蒸气放出的热量大于内能的减少量D.水蒸气放出的热量小于内能的减少量【答案】C【解析】气泡上升时温度下降，内能减少（ΔU<0）。体积减小，外界对气体做功（W>0）。根据热力学第一定律ΔU=Q+W得Q=ΔU−W因ΔU为负，W为正，则Q<0故Q的绝对值|Q|=|ΔU|+W即水蒸气放出的热量大于内能的减少量。故选C。3.分子力与分子间距离的关系如图所示，曲线与轴交点的横坐标为。一分子置于坐标原点，另一分子从远处由静止仅在分子作用力下开始运动。两分子在相互接近的过程中，下列说法正确的是（）A.两分子间距大于时，分子动能增加，势能减小B.两分子间距小于时，分子动能减小，势能也减小C.两分子间距等于时，分子势能最大，动能最小D.两分子间的斥力和引力都随减小而减小【答案】A【解析】ABC．两分子在相互接近的过程中，两分子间距大于时，分子力表现为引力，分子力做正功，分子动能增加，势能减小；两分子间距小于时，分子力表现为斥力，分子力做负功，分子动能减小，势能增大；所以两分子间距等于时，分子势能最小，动能最大，故A正确，BC错误；D．两分子间的斥力和引力都随减小而增大，故D错误。故选A。4.某小型交流发电机的示意图如图甲所示，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，面积为1m2的线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，产生的交变电流i随时间t变化的图像如图乙所示，已知电路的电阻，线圈的匝数为10匝，不计线圈电阻。下列说法正确的是（）A.电流表的示数为B.线圈转动的角速度大小为50πrad/sC.该磁场的磁感应强度大小为D.时，线圈中电流的大小为【答案】C【解析】A．电流表的示数为，A错误；B．交变电流的周期为线圈转动的角速度大小为，B错误；C．感应电动势最大值为该磁场的磁感应强度大小为解得，C正确；D．电流强度表达式为时，线圈中电流的大小为D错误。故选C。5.如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中（）A.气体对外界做功，内能减少B.气体不做功，内能不变C.气体压强变小，温度降低D.单位时间内和容器壁碰撞的分子数目不变【答案】B【解析】AB．由于b内为真空，当抽开隔板K后，气体扩散，不做功，且由于为绝热系统，考虑稀薄气体，可近似为理想气体，根据U=W＋Q=0内能不变，A错误，B正确；CD．由于内能不变，因此温度不变，而气体体积变大，气体密度减小，单位时间内和容器壁碰撞的分子数目减小，CD错误。故选B。A.发生衰变时，释放出电子，说明原子核内有电子存在B.衰变中产生的射线比射线穿透能力强C.该过程经历了4次衰变D.该过程经历了4次衰变【答案】D【解析】A．β衰变释放的电子是核内中子转化为质子时产生的，原子核内没有电子存在，故A错误；B．α射线的穿透能力比β射线弱，故B错误；CD．设该过程经历衰变和β衰变的次数分别为x和y，根据电荷数守恒和质量数守恒有，解得，，故C错误，D正确。故选D7.某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向飞来。雷达发射的第一个脉冲经收到反射波；发射的第二个脉冲经收到反射波，已知该雷达每隔0.6s发出一个无线电脉冲，光速为，则飞机的飞行速度约为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】雷达发射的脉冲往返时间为和，光速。第一次发射时，飞机距离雷达第二次发射时，飞机距离雷达两次发射的时间间隔为飞机在内移动的距离飞机的速度为故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示是氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向能级跃迁时释放的光子，则（）A.B.辐射出的光子中有2种属于巴耳末系C.辐射出的光子中能量最小的是激发态跃迁到基态时产生的D.使能级的氢原子电离至少需要3.4eV的能量【答案】ABD【解析】A．大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出种不同频率的光子，故A正确；B．辐射出的光子中有和跃迁到，故有2种光子属于巴耳末系，故B正确；C．辐射出的光子中能量最小的是能级差最小的，即激发态跃迁到发出的光子，故C错误；D．能级的氢原子对应的能量为-3.4eV，故要使电子脱离氢原子，即使氢原子电离至少需要3.4eV的能量，故D正确。故选ABD。9.如图为工业生产中光电控制设备常用的光控继电器的示意图，电路中的光电管阴极K上涂有下表中的某种金属。现用绿光（）照射光电管阴极K，铁芯M被磁化，吸引衔铁N。下列说法正确的是（）金属钾钙铍金极限频率5.447.739.5411.70A.光电管阴极K上涂有金属钾B.增大电源输出电压，铁芯M的磁性的强弱可能不变C.增大电源输出电压，用波长为650nm的红光照射阴极K也可使铁芯M被磁化D.若换用紫光照射阴极K，则逸出的光电子初动能一定比用绿光照射时逸出的光电子初动能大【答案】AB【解析】A．由题可知绿光的频率为绿光照射时可以发生光电效应，则光电管阴极K上涂有金属钾，故A正确；B．增大电源输出电压，饱和电流不变时，铁芯M的磁性的强弱不变，故B正确；C．红光的频率为则红光不能发生光电效应，故C错误；D．根据光电效应的规律可知，用紫光照射阴极K时，逸出的光电子的最大初动能一定比用绿光照射时逸出的光电子的最大初动能大，但并不是所有的光电子的初动能都比绿光照射时大，故D错误。故选AB。10.一个氘核（）与一个氚核（）聚合成一个氦核（）的同时放出一个粒子，释放17.6MeV的能量，不计生成物的动能。已知氘核、氚核的比结合能分别为1.09MeV、2.78MeV，光速。下列说法正确的是（）A.该反应中的质量亏损为B.该反应中的质量亏损为C.氦原子核的比结合能为3.51MeVD.氦原子核的比结合能为7.03MeV【答案】AD【解析】AB．根据爱因斯坦的质能方程，将17.6MeV代入解得质量亏损，故A正确，B错误；CD．氘核、氚核的比结合能分别为1.09MeV、2.78MeV，即氘核、氚核要吸收相应的能量才能变为分散的核子，根据能量守恒定律，氦原子核的比结合能为，故C错误，D正确。故选AD。三、非选择题：共54分。11.图甲为某水果加工厂的苹果自动分拣装置示意图。该装置把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。装置中为半导体薄膜压力传感器，托盘置于上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对产生压力，半导体薄膜压力传感器的阻值随压力变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱两端电压时控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势，内阻不计，重力加速度大小取。（1）当较小的苹果通过托盘秤时，所受的压力较小，此时的电阻______（选填“较大”或“较小”）；（2）现以0.22kg为标准质量将苹果分拣开，电阻箱的阻值应调为______，质量大于0.22kg的大苹果将通过______（填“上通道”或“下通道”）。（3）若将（2）问中0.22kg的质量标准增大，仍能完成自动分拣，下列措施可行的是（）A.调节变小 B.增大电源电动势 C.增加电磁铁线圈匝数【答案】（1）较大（2）12下通道（3）A【解析】（1）苹果通过托盘时，质量较小的苹果托盘对R1的压力较小，根据图乙可知，R1的阻值较大；（2）当苹果质量0.22kg时，此时F=G=mg=0.22×10N=2.2N根据图乙可知R1≈24kΩ为使该装置达到分拣目的，R2的阻值满足代入数据解得R2=12kΩ若苹果质量大于0.22kg，则R1阻值减小，分压减小，由于电源电动势不变，R2两端分压增大，衔铁将被吸合，大苹果将通过下通道；（3）当提高分拣标准质量时，压力增大，需使R1阻值减小，分压减小即可，根据可知：A．调节R2变小，R2两端电压降低；要使R2两端电压不变，则R1要降低更多才能让R2两端电压恢复3.0V，R1降低越多，压力越大，标准越高，故A正确；B．增大电源电动势，R1两端分压增大，，则分拣标准质量减小，故B错误；C．增加电磁铁线圈匝数，磁性增强，则分拣标准质量偏小，故C错误；故选A。12.实验小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，已配好油酸酒精溶液，已知体积为的油酸酒精溶液中纯油酸的体积为。（1）该实验的理想化假设是（）A.考虑了各油酸分子间的间隙 B.将油膜看成单分子层油膜 C.将油酸分子看成球形（2）小明做该实验的主要步骤如下：①用注射器将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，测得滴上述溶液的体积为；②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；③用注射器将油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，得到油酸薄膜的轮廓形状如图甲所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积______；可求得油酸分子的直径为______（用、、、、表示）。（3）某次实验，小红把1滴该溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘中，待液面稳定后，呈现出如图乙所示的“锯齿”边沿图样，出现该图样的可能原因是（）A.浅盘中装的水量过多 B.油酸酒精溶液滴的过少C.油酸酒精溶液放置时间过久 D.痱子粉撒得太多，且厚度不均匀【答案】（1）BC（2）####（3）D【解析】（1）用油膜法估测油酸分子的大小，所用的理想化假设有将油膜看成单分子层油膜，将油酸分子看成球形且紧密排列，从而估算单分子大小。故选BC。（2）[1]油酸薄膜的轮廓形状如图甲所示，不足半格舍掉，超过半格不足一格的算一格，故总共71格，油酸薄膜的面积[2]油酸酒精溶液中油酸的浓度为滴油酸酒精溶液的体积为，故一滴溶液中油酸体积为油酸分子的直径为（3）小红把1滴该溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘中，待液面稳定后，呈现出如图乙所示的“锯齿”边沿图样，是因为油膜太厚扩散不均匀。故选D。13.如图所示，发电机输出功率，输出电压，两理想变压器之间输电线的总电阻，其它电线的电阻不计。若输电线中因发热而损失的功率为总功率的，求：（1）输电线上的电流大小；（2）升压变压器原、副线圈匝数比。【答案】（1）（2）【解析】（1）输电线损耗功率如图所示，设输电线电流为，所以解得（2）原线圈中输出电流根据理想变压器的匝数比与电流成反比可得解得14.如图所示，两个带有限位的开口圆柱形气缸A和B，高都为，底面积分别为和S，下端由较细的气管连通，A、B气缸中各有一个位于气缸底部的活塞，质量分别为、。现通过阀门K给气缸缓慢打气，每次打进体积相同、温度为室温、压强为的气体，打了12次后，两活塞都恰好到达气缸的正中央，关闭阀门K。已知室温为300K，大气压强，气缸导热性能良好，忽略气管中的气体，忽略活塞厚度，不计一切阻力，重力加速度为。（1）求每次打入气缸的气体体积；（2）若在气缸B中的活塞上方缓慢倒入质量为的沙子，气缸内气体达到平衡后，再给气缸加热，求当气缸B中的活塞刚要开始上升时，气缸内气体的温度。【答案】（1）（2）600K【解析】（1）气缸A中活塞受力平衡，则有解得每次可以打进压强为、体积相同的室温气体，打12次，则可认为是压强为、体积为的气体等温压缩到气缸中，根据玻意耳定律有解得（2）在气缸B中的活塞上方缓慢倒入质量为的沙子，活塞对B气缸内气体做功，刚开始时若A气缸中缓慢活塞上移、B气缸中缓慢活塞下移，当B中气体被全部压入A气缸时有解得给气缸加热，气体膨胀，当A气缸中活塞继续向上运动，直到被气缸顶部被卡住，气缸内气体压强开始增大，当气缸