2023-2024學年河南省開封市高二（下）期末物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學年河南省開封市高二（下）期末物理試卷一、單選題：本大題共6小題，共30分。1.下列事實與光的粒子性無關的是(

)A.光電效應 B.康普頓效應 C.黑體輻射 D.α粒子散射實驗2.石墨烯是一種由碳原子緊密堆積成單層二維六邊形晶格結構的新材料，一層層疊起來就是石墨，1毫米厚的石墨約有300萬層石墨烯。下列關于石墨、石墨烯的說法正確的是A.石墨是晶體，石墨烯是非晶體

B.石墨烯熔解過程中吸熱，碳原子的平均動能不變

C.單層石墨烯的厚度約3?μm

D.碳納米管是管狀的納米級石墨，碳原子之間的化學鍵屬于強相互作用3.州橋遺址是中國大河文明的有力見證，揭示了黃河與開封古城共生共存的關系?？梢愿鶕?4(614C)的衰變程度來計算樣品大概年代，其半衰期為A.已知碳14是中子撞擊大氣中的氮發(fā)生核反應產生的，則其反應方程為?714N+01n→614C+11H

B.假設測得某樣品中碳14含量是當前大氣中含量的18，則該樣品距今約為11000年

C.4.如圖所示一正方形線圈放在勻強磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖所示，t=0時刻磁場的方向垂直線圈平面向里，則下列判斷正確的是(

)A.t=1?s時線圈中的電流方向發(fā)生變化 B.0～2s內線圈中磁通量的變化量為零

C.1～2s內線圈中電流方向為順時針方向 D.在第3s末線圈中的感應電動勢等于零5.如圖甲所示，是國產某型號手機無線充電裝置，其工作原理圖如圖乙所示，送電線圈和受電線圈回路中串聯的電阻阻值均為R，把送電線圈和受電線圈構成的功能部分視為理想變壓器，n1>n

甲

乙A.將手機換成鋁片放到工作的充電器上，鋁片會發(fā)熱

B.受電線圈回路中電阻產生的熱量比送電線圈中電阻產生的熱量小

C.若手機電池出現短路故障，送電線圈兩端的電壓會增大

D.若受電線圈中的電流恒為1?A時，充滿容量為2000?mA·?的電池，至少需要100?min6.在如圖所示電路中接入220?V正弦交流電，兩個燈泡的電阻相同。假設二極管正向電阻為0、反向電阻無窮大。閉合開關S，通過燈泡L1、L2的電流有效值比為(

)A.1:5 B.C.1:2 D.1:1二、多選題：本大題共4小題，共20分。7.下列四幅圖分別對應四種說法，其中正確的是

A.圖甲為氧氣分子在不同溫度下的速率分布圖像，由圖甲可知狀態(tài)③的溫度最高

B.圖乙中隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向頻率較高的方向移動

C.圖丙中，潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開水面，拉力必須大于玻璃板受到的重力，其原因是玻璃板受到大氣壓力作用

D.圖丁中，由氣體的摩爾體積、摩爾質量和阿伏加德羅常數，可以估算出氣體分子的質量和體積8.圖中為測量儲罐中不導電液體高度的電路，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構成的容C置于儲罐中，電容C可通過開關S與電感L或電源相連。當開關從a撥到b時，由電感L與電容C構成的回路中產生的振蕩電流如圖乙所示。在平行板電容器極板面積一定、兩極板間距離一定的條件下，下列說法正確的是(

)

A.儲罐內的液面高度降低時電容器的電容減小

B.t1～t2時間內電容器放電

C.t2～t39.如圖為某款條形碼掃描筆的工作原理圖，發(fā)光二極管發(fā)出的光頻率為ν0。將掃描筆筆口打開，在條形碼上勻速移動，遇到黑色線條光幾乎全部被吸收；遇到白色線條光被大量反射到光電管中的金屬表面(截止頻率0.8ν0)，產生光電流，如果光電流大于某個值，會使信號處理系統(tǒng)導通，將條形碼變成一個個脈沖電信號。下列說法正確的是(

)A.掃描筆在條形碼上移動的速度會影響相鄰脈沖電信號的時間間隔

B.頻率為ν0的光照到光電管的金屬表面立即產生光電子

C.若頻率為ν0的光子能量為8eV，則一群氫原子從n=4能級躍遷到n=1能級過程中發(fā)出的光，有4種光可以識別條形碼

10.如圖所示為一定質量的理想氣體從狀態(tài)A依次經過狀態(tài)B、C、D后再回到狀態(tài)A的p?V圖像，其中，A→B和C→D圖線為雙曲線的一部分，D→A為絕熱過程。下列說法正確的是A.A→B過程中，氣體可能向外界放出熱量

B.B→C過程中，氣體一定向外界放出熱量

C.D→A過程中，只有外界對氣體做功

D.整個過程中氣體從外界吸收熱量三、實驗題：本大題共2小題，共12分。11.某同學在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗有兩個非常巧妙的設計，請你借鑒這兩個設計思路，完成以下實驗(1)現需要在一個燒杯中倒入0.01克食鹽供以后做實驗用，但現有的電子秤最小只能稱0.1克的質量，以下方法最合理的是__________A.稱量0.1克鋪平到10塊方格中B.把0.1克食鹽充分溶解后，取110C.用放大鏡查食鹽顆粒數目(2)有一小捆長度相同粗細均勻的細鐵絲，要較精確地測量細鐵絲的橫截面積，采用如下方法測量測量方法：①向量筒中倒入適量的水，讀取示數V1②將10根長度相同的細鐵絲放入量筒中，使其被水浸沒，讀取示數V2③取出細鐵絲，用刻度尺測出一根細鐵絲的長度L；④每根細鐵絲的橫截面積為S=__________(3)某學生在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時，計算結果偏大，可能是由于__________A.油酸未完全散開B.將油酸酒精溶液置于一個敞口容器中放置一段時間C.求每滴體積時，1?mL的溶液的滴數多記了10滴D.計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格12.半導體薄膜壓力傳感器阻值會隨壓力變化而改變。某小組設計實驗測量一薄膜壓力傳感器在不同壓力下的阻值，其阻值約幾十千歐，現有以下器材：電源：電動勢3?V，內阻不計電流表A1：量程250?μA，內阻約為電流表A2：量程250?mA，內阻約為電壓表V：量程3?V，內阻約為20?kΩ；滑動變阻器R：阻值范圍0～100?Ω壓力傳感器RF，開關S(1)為了提高傳感器在一定壓力下阻值測量的準確性，選用合適的電流表(標明符號)補充完整圖甲中虛線框內的測量電路。(2)完成前面的實驗工作后，將該壓力傳感器接入如圖丙所示電路中，制作成簡易電子秤，它主要構成有：壓力傳感器RF，定值電阻R0=14?kΩ、理想電流表(量程250?μA)①將該電子秤水平放置在豎直方向運動的電梯里，在托盤上放一砝碼，托盤和砝碼的總質量為600?g，電流表示數為200?μA，取重力加速度9.8?m/s2，通過計算可知壓力傳感器的阻值為__________kΩ，可得電梯的加速度大小為__________②若使用一段時間后，電源電動勢減小，電源內阻不計，則重物質量的測量值將__________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。四、計算題：本大題共3小題，共38分。13.如圖所示，邊長為L的等邊三角形abc區(qū)域外存在著垂直于abc所在平面的勻強磁場，磁感應強度大小為B。P、Q均為ab邊的三等分點。t=0時刻，磁場方向正好垂直于abc所在平面向里，帶負電的粒子在abc平面內以初速度v0從a點垂直于ac邊射出，并從P點第一次進入三角形abc區(qū)域。磁感應強度大小始終為B。不計帶電粒子重力，求：(1)粒子的荷質比；(2)粒子第一次到達c點的時刻。14.圖甲為山地車的氣壓避震裝置，主要由活塞、汽缸和彈簧組成。某研究小組將其取出進行研究。如圖乙所示，將帶有活塞A的導熱汽缸B放置在傾角為θ=30°的光滑斜面上，活塞用另一端固定的輕彈簧拉住，輕彈簧平行于斜面，初始狀態(tài)活塞到汽缸底部的距離為L1=27cm，汽缸底部到斜面底端的擋板距離為L2=1cm，汽缸內氣體的初始溫度為T1=270K。已知汽缸質量為M=0.6kg，活塞的質量為(1)求初始狀態(tài)下汽缸內氣體壓強p1(2)對汽缸緩慢加熱，汽缸內氣體的溫度從T1上升到T2，此時汽缸底部恰好接觸到斜面底端的擋板，求(3)已知該封閉氣體的內能U與溫度T之間存在關系U=kT，k=2×10?3J/K，求第(2)15.如圖所示，間距L=1m的兩平行光滑金屬導軌，x軸平行于導軌，y軸垂直于導軌。一質量為ma=2kg的絕緣棒a靜止置于x=0處。在y軸右側區(qū)域的導軌間存在垂直紙面向外、大小為B的非勻強磁場，滿足B=0.5xT變化。質量為mb=1kg的金屬棒b垂直導軌靜止于x1=0.5m處，導軌右側的恒流源能為電路提供恒定的電流I=8A(方向如圖中箭頭所示(1)若將單刀雙擲開關接R=0.5Ω的電阻，用外力將b棒勻速拉到a棒處，不計其他電阻，求通過電阻R的電荷量Q。(2)若接通恒流源，求金屬棒b第一次到達y軸(還未與a相碰)時的速度大小v0(3)在第二問的情況下，已知能做簡諧振動的物體其回復力與位移關系可以轉換成公式F=?mω2x，其中m為振子質量，ω為簡諧振動的圓頻率，x為位移。以絕緣棒a與金屬棒b第一次碰撞為t=0

答案解析1.D

【解析】AB.光電效應現象說明光的能量是一份一份的，隨后的康普頓效應說明光子除了能量之外還有動量，這兩個現象都說明光具有粒子性，故AB錯誤；

C.黑體輻射說明光的能量是一份一份的，說明光具有粒子性，故C錯誤．

D、發(fā)現α粒子散射實驗中少數α粒子發(fā)生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要根據，與光的粒子性無關，故D正確。

故選D。2.B

【解析】A.石墨有規(guī)則的形狀是晶體，石墨烯是石墨中提取出來的新材料，也有規(guī)則的形狀是晶體，故A錯誤；B.石墨烯是晶體，在熔解過程中，溫度不變，故碳原子的平均動能不變，故B正確；C.1毫米厚的石墨約有300萬層石墨烯，則單層石墨烯的厚度約1300μm，故D.碳原子之間的化學鍵屬于分子力，故D錯誤。故選B。3.A

【解析】A.根據核反應過程中的質量數和電荷數守恒得出，A正確；

B.該樣品距今時間約為5730×3=17190年，故B錯誤；

C.發(fā)生β衰變，β粒子是原子核中的一個質子轉變?yōu)橐粋€中子和一個電子，射出的β粒子就是這個電子，不是核外電子，故C錯誤；

D.比結合能越大，原子核越穩(wěn)定，衰變后的新核比更穩(wěn)定，比結合能比碳14更大，故D錯誤；

故選A。4.C

【解析】A.根據楞次定律及安培定則可知，在0～2s內，線圈中產生的感應電流為順時針方向，電流方向不變，A錯誤；B.0～2s內線圈中磁通量的變化量不為零，B錯誤；C.根據楞次定律及安培定則可知，在0～2s內，線圈中產生的感應電流為順時針方向，C正確；D.根據楞次定律及安培定則可知，在2～4s內，線圈中產生的感應電流為逆時針方向，感應電動勢不為零，D錯誤；故選C。5.A

【解析】A.將手機換成鋁片放到工作的充電器上會產生渦流，鋁片會發(fā)熱，故A正確；

B.因為n1>n2，根據變壓器的電流之比等于匝數反比得出，受電線圈中的電流大于送電線圈中的電流，根據Q=I2Rt得出，受電線圈回路中電阻產生的熱量比送電線圈中電阻產生的熱量大，故B錯誤；

C.若手機電池出現短路故障，則受電線圈中的電流增大，送電線圈中的電流增大，送電線圈中串聯的電阻兩端電壓增大，送電線圈兩端的電壓會減小，故C錯誤；

D.6.A

【解析】二極管正向電阻為0，反向電阻無窮大，二極管導通則與其并聯的燈泡L1短路，此時L2燈泡與電源串聯，二極管不導通時，L1、L2串聯，則根據Q=U2Rt，可知對于L1，(2202R)2RT2=I12RT，解得：I17.AB

【解析】A.圖甲中，溫度越高，速率大的分子占比越大，則狀態(tài)③的溫度最高，故A正確；B.圖乙中，隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長短即頻率較高的方向移動，故B正確；C.圖丙中，潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開水面，拉力必須大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之間存在分子引力，故C錯誤；D.圖丁中，由氣體的摩爾質量和阿伏加德羅常數，可以估算出氣體分子的質量，用氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數可以估算出氣體分子占據的空間體積，而不是分子的體積，故D錯誤。故選AB。8.AD

【解析】】A.根據

C=εS4πkd

，儲罐內的液面高度降低時ε減小，電容器的電容C減小，B.

t1

～

t2

時間內，電流減小，磁場減弱，磁場能減小，電場能增大，電容器充電，C.

t2

～

t3

時間內，電流增大，磁場增強，磁場能增大，電場能減小，LC回路中電場能逐漸轉化為磁場能，D.根據

f=12πLC

，若電感線圈的自感系數L變大，則LC回路振蕩電流的頻率故選AD。9.ABD

【解析】A.由題意，可知掃描筆在條形碼上移動的速度越快，相鄰脈沖電信號的時間間隔就越短，所以掃描筆在條形碼上移動的速度會影響相鄰脈沖電信號的時間間隔，故A正確；B.只要入射光的頻率大于光電管的金屬的極限頻率，入射光照射該金屬時，金屬表面瞬間就會有光電子產生，故B正確；C.若頻率為

ν0

的光子能量為8eV，則一群氫原子從n=4能級躍遷到n=1能級過程中發(fā)出的光，可以識別條形碼的光子的能量至少要大于6.4eVΔE=Em?En

結合能級圖，可知滿足該條件的光子為4→1，3→1，2→1D.根據光電效應規(guī)律可知，若部分光線被遮擋，入射光的頻率不變，光強度減弱，則光電子飛出陰極時的最大初動能不變，但光電流減弱，故D正確。故選ABD。10.CD

【解析】A.根據題意可知，

A→B

過程中，氣體溫度不變，氣體內能不變，由圖像可知，氣體體積變大，外界對氣體做負功，根據熱力學第一定律可知，氣體從外界吸熱，故A錯誤；BC.由題意可知，

C→D

過程氣體溫度不變，則有TC=TD

，D→A

為絕熱過程，氣體體積減小，外界對氣體做正功，根據熱力學第一定律可知，氣體內能增大，溫度升高，則有TA=TB>D.根據

p?V

圖像的面積意義可知，整個過程中，外界對氣體做負功，而氣體內能不變，根據熱力學第一定律可知，氣體從外界吸收熱量，故D正確。故選CD。11.(1)B;

(2)V2?【解析】解：(1)A.稱量0.1克鋪平到10塊方格中，由于食鹽顆粒大小不均勻，無法準確稱量，故A錯誤;

B.把0.1克食鹽充分溶解后，取110溶液蒸發(fā)結晶，可以準確稱量，故B正確;

C.用放大鏡查食鹽顆粒數目，由于食鹽顆粒大小不均勻，無法準確稱量，故C錯誤;

故選：B。

(2)10根長度相同的細鐵絲的體積V=V2?V1

根據V=10SL可得：S=V10L=V2?V110L

(3)A.油酸未完全散開，導致S偏小，油酸分子的直徑計算結果偏大，故A正確;

B.若油酸酒精溶液長時間敞口放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度變大，實驗數據處理仍然按照揮發(fā)前的濃度計算，即算出的純油酸體積偏小，則所測的分子直徑d明顯偏小，故B錯誤;

C.求每滴體積時，1mL的溶液的滴數多記了10滴，根據公式V=V12.(1)；(2)①16；0.2；②偏小。

【解析】(1)電路中最大電流為Imax=ERF=(2)①由閉合電路的歐姆定律I=ERF+R0，代入數據解得RF=16kΩ。由圖乙可知，當

RF=16kΩ②若使用一段時間后，電源電動勢減小，電源內阻不計，則電路中電流減小，

RF

13.解：(1)由幾何關系可得R=aP=L3，由洛倫茲力提供向心力可得qv0B=mv0