資源簡(jiǎn)介

2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期期末考試
物理試卷
時(shí)間：75分鐘 滿分：100分
注意事項(xiàng)：
1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上，并將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、座位號(hào)填寫在本試卷上。
2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。涂寫在本試卷上無(wú)效。
3.作答非選擇題時(shí)，將答案書寫在答題卡上，書寫在本試卷上無(wú)效。
4.考試結(jié)束后，將答題卡交回。
5.考察范圍：選擇性必修二部分，選擇性必修三。
一、單選題（共7小題，每題4分）
1.如圖為氫原子能級(jí)圖(部分)，大量處于基態(tài)的氫原子吸收能量為E的光子后，只能輻射三種頻率為、、的光子，且，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A. 能量為E的光子的頻率為
B. 三種光子頻率關(guān)系為：
C. 處于基態(tài)氫原子可以吸收頻率為的光子，發(fā)生躍遷
D. 處于激發(fā)態(tài)的氫原子輻射光子后，電子的電勢(shì)能和動(dòng)能都變小
2.如圖所示為交流發(fā)電機(jī)的示意圖，裝置中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。匝數(shù)為n、面積為S的矩形線圈在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為，回路中總電阻為R。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A. 線圈在圖示位置時(shí)通過(guò)線圈的磁通量為0
B. 從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為
C. 回路中電流的有效值為
D. 回路中的電功率為
3.關(guān)于物質(zhì)的吸收光譜和明線光譜之間的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A. 吸收光譜和明線光譜的產(chǎn)生方法不同，它們的譜線互不相關(guān)
B. 吸收光譜和明線光譜的產(chǎn)生方法相同，它們的譜線重合
C. 明線光譜與吸收光譜都是連續(xù)譜
D. 明線光譜與吸收光譜都可以用于光譜分析，以鑒別物質(zhì)和確定化學(xué)組成
4.2023年6月底投運(yùn)的杭州柔性低頻交流輸電示范工程實(shí)現(xiàn)了杭州市富陽(yáng)區(qū)、蕭山區(qū)兩大負(fù)荷中心互聯(lián)互通，為杭州亞運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館所在區(qū)域提供了最大功率為30.8萬(wàn)千瓦的靈活電能支撐。如圖所示是該輸電工程的原理簡(jiǎn)圖，海上風(fēng)力發(fā)電站輸出電壓，經(jīng)升壓變壓器轉(zhuǎn)換為220kV的高壓后送入遠(yuǎn)距離輸電線路，到達(dá)杭州電力中心通過(guò)降壓變壓器將電能分別輸送給富陽(yáng)和蕭山負(fù)荷中心，降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比為。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A. 升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為
B. 通過(guò)R的電流與通過(guò)富陽(yáng)負(fù)荷中心的電流之比
C. 僅當(dāng)富陽(yáng)負(fù)荷中心負(fù)載增加時(shí)，蕭山負(fù)荷中心獲得的電壓增大
D. 當(dāng)換用傳統(tǒng)電網(wǎng)輸電時(shí)，遠(yuǎn)距離輸電線路等效電阻R增大。若蕭山和富陽(yáng)負(fù)荷中心負(fù)載不變，則海上風(fēng)力發(fā)電站輸出功率減小
5.壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)設(shè)計(jì)了利用壓敏電阻判斷升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖所示。將壓敏電阻固定在升降機(jī)底板上，其上放置一個(gè)物塊，在升降機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的某一段時(shí)間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)I不變，且I大于升降機(jī)靜止時(shí)電流表的示數(shù)I0，在這段時(shí)間內(nèi)（　　）
A. 升降機(jī)可能勻速上升 B. 升降機(jī)一定勻減速上升
C. 升降機(jī)一定處于失重狀態(tài) D. 通過(guò)壓敏電阻的電流一定比電梯靜止時(shí)大
6.一定量氣體在0℃和100℃溫度下的分子速率分布規(guī)律如圖所示。橫坐標(biāo)表示分子速率區(qū)間，縱坐標(biāo)表示某速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，以下對(duì)圖線的解讀中正確的是（　　）
A. 100℃時(shí)氣體分子的最高速率約為400m/s
B. 某個(gè)分子在0℃時(shí)的速率一定小于100℃時(shí)的速率
C. 溫度升高時(shí)，最大處對(duì)應(yīng)的速率增大
D. 溫度升高時(shí)，每個(gè)速率區(qū)間內(nèi)分子數(shù)的占比都增大
7.如圖所示，水平固定放置折射率為 的等腰三角形玻璃磚，底角為30°。兩束功率同為P的激光在與底邊中垂線對(duì)稱的位置，垂直底邊射入玻璃磚，真空中的光速為c，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A. 經(jīng)過(guò)玻璃磚的BC界面時(shí)，單份光子能量發(fā)生變化
B. 左側(cè)激光從玻璃磚AB邊射出的方向與豎直方向夾角為60°
C. 該玻璃磚所受激光對(duì)它的作用力大小為
D. 若在此玻璃磚BC邊涂上有某種黑體材料，則該玻璃磚所受激光對(duì)它的作用力大小為
二、多選題（共3小題，每題6分）
8.如圖所示，A和K分別是光電管的陽(yáng)極和陰極，加在A、K之間的電壓為U。某激光器發(fā)出頻率為ν的光全部照射在K上，回路中形成大小為I的恒定電流。已知每入射N個(gè)光子會(huì)產(chǎn)生1個(gè)光電子，所有從陰極表面逸出的光電子均能到達(dá)A，陰極材料的逸出功為W0，普朗克常量為h，電子電荷量為e。則(　　)
A. 光電子到達(dá)A時(shí)的最大動(dòng)能為hν－W0
B. 時(shí)間t內(nèi)到達(dá)A的光電子個(gè)數(shù)為
C. 該激光器的發(fā)光功率為
D. 不改變?nèi)肷涔忸l率，僅將該激光器的發(fā)光功率減半，光電流可能為零
9.由于地球引力的作用，大氣被“吸”向地球，因而產(chǎn)生了壓力，大氣壓強(qiáng)與液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)類似，測(cè)得地球表面大氣壓強(qiáng)為，大氣層的厚度為h，空氣的平均摩爾質(zhì)量為M。已知地球大氣層的厚度遠(yuǎn)小于地球的半徑R，阿伏加德羅常數(shù)為，重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A. 地球表面空氣的總體積約為
B. 空氣分子的平均密度為
C. 空氣分子的總數(shù)為
D. 空氣分子間的平均距離為
10.如圖所示，為定值電阻，為滑動(dòng)變阻器，電流表和電壓表均為理想電表，理想變壓器原線圈接電壓有效值為的交流電，滑動(dòng)觸頭位于圖示位置時(shí)，原、副線圈匝數(shù)之比為，則以下說(shuō)法正確的是(　　)
A. 變壓器副線圈的電壓為
B. 僅將滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)，電流表示數(shù)增大
C. 僅將滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)，電壓表示數(shù)減小
D. 僅將滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)，電壓表示數(shù)減小
三、實(shí)驗(yàn)題（共2小題，共16分）
11.在“探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了以下幾個(gè)問(wèn)題，并展開(kāi)了討論。
(1)要完成該實(shí)驗(yàn)，除了選用電壓表、導(dǎo)線外，還需要選用低壓________（填“直流”或“交流”）電源。
(2)本實(shí)驗(yàn)要通過(guò)改變?cè)⒏本€圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中需要運(yùn)用的科學(xué)方法是______；
A．控制變量法 B．等效替代法 C．類比法
(3)實(shí)驗(yàn)中將電源接在原線圈兩個(gè)接線柱之間，調(diào)整原副線圈的匝數(shù)之比為4:9，用電壓表測(cè)得副線圈的兩個(gè)接線柱之間的電壓為3.0V，則原線圈的輸入電壓可能為_(kāi)_____；
A．1.1V B．1.3V C．1.5V
12.某興趣小組研究熱敏電阻在通以恒定電流時(shí)，其阻值隨溫度的變化關(guān)系。實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，實(shí)驗(yàn)設(shè)定恒定電流為，主要實(shí)驗(yàn)器材有：恒壓直流電源E、加熱器、測(cè)溫儀、熱敏電阻、電阻箱、電流表A、電壓表V。
（1）用圖1所示的電路圖對(duì)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量值比真實(shí)值 （選填“偏大”“偏小”“不變”）。
（2）用加熱器調(diào)節(jié)的溫度后，為使電流表的示數(shù)仍為，須調(diào)節(jié)電阻箱。某次實(shí)驗(yàn)電阻箱調(diào)節(jié)后如圖2所示，則此時(shí)電阻箱的讀數(shù)為 。
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得兩端的電壓隨溫度的變化如圖3所示，由圖3可知溫度為35.0℃時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓為 V，此時(shí)電阻為 ，該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而 （選填“增大”“減小”“不變”）。
四、計(jì)算題（共3小題，共38分）
13.钚的放射性同位素Pu靜止時(shí)衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)U*和α粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)U*立即衰變?yōu)殁櫤薝，并放出頻率為ν的光子．已知Pu的質(zhì)量m1、U的質(zhì)量m2和α粒子的質(zhì)量m3，真空中的光速為c，普朗克常量為h.
(1)寫出衰變方程；
(2)忽略衰變放出光子的動(dòng)量，求α粒子的動(dòng)能Ek.
14.如圖甲所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置，圖乙是某金屬在光的照射下產(chǎn)生光電效應(yīng)，其遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系圖像。已知直線的縱、橫截距分別為-a、b，電子電荷量為e，求：
（1）普朗克常量和金屬的逸出功
（2）若入射光頻率為3b，則光電子最大初動(dòng)能
15.以前農(nóng)村家家戶戶灶房里都有用磚砌成的鍋灶，旁邊放著一個(gè)風(fēng)箱。風(fēng)箱是用來(lái)產(chǎn)生風(fēng)力的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖虛線框內(nèi)所示，A、B、C、D、E處為單向閥門，操作人員用手推拉拉桿。從而帶動(dòng)活塞在汽缸里左右運(yùn)動(dòng)，使空氣通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入汽缸內(nèi)，再由送風(fēng)管道和出氣口送入爐灶，使?fàn)t火旺盛。風(fēng)箱也常用于煉鐵。圖中所示，風(fēng)箱內(nèi)汽缸容積為V0，送風(fēng)管道和活塞的容積不計(jì)，大氣壓強(qiáng)為p0。將風(fēng)箱的出氣口與一容器的開(kāi)口緊密相連，該容器的容積為V，容器里原有封閉空氣的壓強(qiáng)為p0，環(huán)境溫度為T0，風(fēng)箱和容器都具有良好的導(dǎo)熱性。
(1)先不推拉拉桿，閥門E關(guān)閉，若環(huán)境溫度升高到T，求容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)p1；
(2)若環(huán)境溫度保持T0不變，活塞從汽缸最右側(cè)推至最左側(cè)，再由最左側(cè)拉回最右側(cè)，此過(guò)程算推拉一次，則推拉10次活塞后，求容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)p2。參考答案
一、單選題
1.【答案】B
【解析】因?yàn)闅湓影l(fā)出3種不同頻率的光子，根據(jù)，解得，氫原子從到釋放的光子頻率為，則能量為E的光子的頻率為，故A錯(cuò)誤；根據(jù)氫原子躍遷規(guī)律有，解得，故B正確；是氫原子從到釋放的光子頻率，所以處于基態(tài)的氫原子不能吸收頻率為的光子，故C錯(cuò)誤；根據(jù)波爾氫原子躍遷理論可知，處于激發(fā)態(tài)的氫原子輻射光子后，向低能態(tài)躍遷，則電子的電勢(shì)能變小，動(dòng)能增大，故D錯(cuò)誤。
2.【答案】C
【解析】線圈在圖示位置時(shí)通過(guò)線圈的磁通量最大為BS，故A錯(cuò)誤；從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為，故B錯(cuò)誤；回路中的電動(dòng)勢(shì)有效值為，回路中電流的有效值為，故C正確；根據(jù)電功率的公式可知，故D錯(cuò)誤；故選C。
3.【答案】D
【解析】吸收光譜和明線光譜的產(chǎn)生方法不同，同種物質(zhì)吸收光譜中的暗線與明線光譜中的明線相對(duì)應(yīng)，A、B錯(cuò)誤；明線光譜是線狀譜，C錯(cuò)誤；明線光譜和吸收光譜都可以進(jìn)行光譜分析，用來(lái)鑒別物質(zhì)和確定化學(xué)組成，D正確．
4.【答案】D
【解析】升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為，A錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器的功率關(guān)系有，又，整理得，可見(jiàn)通過(guò)R的電流與通過(guò)富陽(yáng)負(fù)荷中心的電流之比，B錯(cuò)誤；當(dāng)富陽(yáng)負(fù)荷中心負(fù)載增加時(shí)，功率增大，負(fù)載線路電流增大，則降壓變壓器原線圈中的電流增大，輸電線損耗的電壓增大，降壓變壓器原線圈上得到的電壓減小，蕭山負(fù)荷中心獲得的電壓將減小，C錯(cuò)誤；當(dāng)換用傳統(tǒng)電網(wǎng)輸電時(shí)，發(fā)電站輸出功率，設(shè)蕭山和富陽(yáng)負(fù)荷中心負(fù)載為，則有，由于遠(yuǎn)距離輸電線路等效電阻R增大，則輸電的電流I變小，則發(fā)電站輸出功率減小，D正確。故選D。
5.【答案】C
【解析】在升降機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的某一段時(shí)間內(nèi)，電流表示數(shù)I不變，且有I＞I0，則說(shuō)明電源的路端電壓增大了，由閉合電路歐姆定律知內(nèi)電壓減小，故總電流I總減小，又I總＝I＋I(xiàn)壓，所以通過(guò)壓敏電阻的電流減小，又由I＝知壓敏電阻的阻值增大了，所以壓敏電阻受的壓力減小了，由牛頓第二定律可知，物塊具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，升降機(jī)可能向下勻加速運(yùn)動(dòng)，也可能向上勻減速運(yùn)動(dòng)，故C正確，A、B錯(cuò)誤；因壓敏電阻的阻值增大，電源總電流減小，電流表示數(shù)變大，故通過(guò)壓敏電阻的電流一定比電梯靜止時(shí)小，D錯(cuò)誤。
6.【答案】C
【解析】縱坐標(biāo)表示是不同速率的分子數(shù)所占的比例，溫度100℃時(shí)，從橫坐標(biāo)可知?dú)怏w分子的最高速率可達(dá)到以上，只是分子數(shù)所占的比例較小，A錯(cuò)誤；溫度升高分子的平均動(dòng)能增加，平均速率也增加，是大量分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別的分子沒(méi)有意義，并不是每個(gè)分子的速率都增加，即某個(gè)分子在0℃時(shí)的速率不一定小于100℃時(shí)的速率，B錯(cuò)誤；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，速率大的分子所占的比例增加，最大處對(duì)應(yīng)的速率增大，C正確；溫度升高，速率大的區(qū)間分子數(shù)所占比增加，速率小的區(qū)間分子數(shù)所占比減小，D錯(cuò)誤。
7.【答案】D
【解析】經(jīng)過(guò)玻璃磚的BC界面時(shí)，光的頻率不變，根據(jù) 可知光子能量不發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤；
根據(jù)折射定律，畫出光路圖，如圖所示
由幾何關(guān)系可得r = 30°
由折射定律有
解得 ，即i = 60°
由幾何關(guān)系可知，左側(cè)激光從玻璃磚AB邊射出的方向與豎直方向夾角為30°，故B錯(cuò)誤；
根據(jù)題意，設(shè)時(shí)間為t，則激光的總能量為E = 2Pt
設(shè)光子總數(shù)為n，由愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程式得，光子總能量為
光子總動(dòng)量為
聯(lián)立可得，照射到玻璃磚上光子的總動(dòng)量為
由折射定律有
光子進(jìn)入玻璃磚后的速度為
由于進(jìn)入玻璃磚光子能量不變，則進(jìn)入之后，光子的動(dòng)量為
進(jìn)入過(guò)程，由動(dòng)量定理有 ，解得
由牛頓第三定律可知，該玻璃磚所受激光對(duì)它的作用力大小為 ，若在此玻璃磚BC邊涂上有某種黑體材料，則光子被吸收，末動(dòng)量為0，由動(dòng)量定理可得
由牛頓第三定律可知，該玻璃磚所受激光對(duì)它的作用力大小為 ，故C錯(cuò)誤，D正確。
二、多選題
8.【答案】BC
【解析】根據(jù)愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程，光電子逸出金屬板的最大初動(dòng)能是Ek＝hν－W0，光電子從K到A根據(jù)動(dòng)能定理有：eU＝Ek′－Ek，則有光電子到達(dá)A時(shí)的最大動(dòng)能是eU＋hν－W0，故A錯(cuò)誤；
在時(shí)間t內(nèi)導(dǎo)線中的電荷量是q＝It，光電子個(gè)數(shù)：n＝＝，故B正確；
單位時(shí)間內(nèi)的光電子數(shù)是k＝＝，射入光子的能量是E＝Nkhν＝hν，故C正確；
不改變?nèi)肷涔獾念l率，一定有光電子逸出，光電流不可能是0，故D錯(cuò)誤。
9.【答案】ABD
【解析】大氣的體積為，故A正確；
根據(jù)上述，解得，故B正確；
設(shè)大氣層中氣體的質(zhì)量為m，地球的表面積為S，由大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因可知
解得，故C錯(cuò)誤；
氣體分子之間的距離為，故D正確。
10.【答案】ACD
【解析】設(shè)變壓器副線圈的電壓為，由變壓器工作原理，解得，A正確；若僅將滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)，則增大，故U2減小，電壓表讀數(shù)為，故電壓表讀數(shù)減小，B錯(cuò)誤，C正確；若僅將滑動(dòng)觸頭P2向上滑動(dòng)，U2不變，R2減小，副線圈總電阻減小，I2增大，電壓表讀數(shù)為，故電壓表示數(shù)U減小，D正確；故選ACD。
三、實(shí)驗(yàn)題
11.【答案】(1)交流；(2)A；(3)C
【解析】（1）根據(jù)變壓器的工作原理可知，要完成該實(shí)驗(yàn)，除了選用電壓表、導(dǎo)線外，還需要給變壓器輸入交變電流，需要選用低壓交流電源。
（2）在探究變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)四個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，需要確保其中兩個(gè)物理量一定，可知實(shí)驗(yàn)中需要運(yùn)用的科學(xué)方法是控制變量法。故選A。
（3）若為理想變壓器，則有
解得
變壓器實(shí)際上由于漏磁、線圈與鐵芯存在電阻等原因，導(dǎo)致有一部分能量損耗，所以實(shí)際上原線圈的電壓大于1.3V，則原線圈的輸入電壓可能為1.5V。故選C。
12.【答案】 （1） 偏小 （2）2500 （3） 1.60 32 減小
【解析】（1）由于電壓表的分流，用圖1所示的電路圖對(duì)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量值比真實(shí)值偏小。
（2）電阻箱的讀數(shù)為。
（3）[3]由圖3可知溫度為35.0℃時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓為，此時(shí)電阻為，實(shí)驗(yàn)設(shè)定恒定電流為，由圖3可知，隨著溫度升高，熱敏電阻兩端的電壓逐漸減小，熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。
四、計(jì)算題
13.【答案】(1)Pu→U＋He (2)
【解析】(1)衰變方程為Pu→U＋He
(2)設(shè)衰變后U和α粒子的速度大小分別為v2、v3，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有
m2v2＝m3v3
根據(jù)能量守恒定律有m2v22＋m3v32＝(m1－m2－m3)c2－h(huán)ν
聯(lián)立以上兩式解得α粒子的動(dòng)能Ek＝.
14.【答案】（1），；（2）
【解析】（1）根據(jù)光電效應(yīng)方程
根據(jù)動(dòng)能定理得，解得
根據(jù)圖像得，解得
根據(jù)圖像得，解得
（2）入射光頻率為3b，則光電子最大初動(dòng)能為
15.【答案】(1)
(2)
【解析】（1）E閥門關(guān)閉，容器封閉，則容器中的氣體進(jìn)行等容變化，初狀態(tài)壓強(qiáng)為，溫度為，末狀態(tài)溫度為T，則
解得
（2）每推拉一次拉桿，風(fēng)箱就向容器輸送體積為的空氣，則推拉10次，輸送體積為的空氣，且溫度不變，則
解得

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