天津市南開區(qū)2023-2024學年高二年級下冊7月期末考試物理試題（解析版）

2023?2024學年度第二學期階段性質量監(jiān)測

高二年級物理學科

一、單項選擇題（每題4分，共32分。在每題列出的四個選項中，只有一項是最符合題目

要求的）

1.物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，物理學家們通過實驗來探究自然界的物理規(guī)

律，為人類進步做出了巨大貢獻。下列說法符合史實的是（）

A.盧瑟福最先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象

B.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子內部具有復雜的結構

C.麥克斯韋首先從理論上預言了電磁波，并用實驗證實了電磁波的存在

D.貝克勒爾用a粒子轟擊被核發(fā)現(xiàn)了中子

K答案1B

（解析1A.貝克勒爾最先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，故A錯誤；

B.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子內部具有復雜的結構，故B正確；

C.麥克斯韋首先從理論上預言了電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故C錯誤；

D.查德威克用a粒子轟擊被核發(fā)現(xiàn)了中子，故D錯誤。

故選B。

2.下列關于簡諧運動和簡諧波的說法正確的是（）

A.波在傳播過程中，參與振動質點的振動周期等于波源的振動周期

B.如果波源停止振動，波在介質中的傳播也立即停止

C.只改變單擺（擺角小于5。）的振幅，其周期也會相應改變

D.當聲源與觀察者相互靠近時，觀察者所接收波的頻率小于聲源振動的頻率

k答案』A

k解析》A.波在傳播過程中，參與振動質點的振動周期等于波源的振動周期，故A正確；

B.波是把振動的形式傳播出去，如果波源停止振動，已經振動的質點繼續(xù)把振動形式傳

播出去，故波的傳播不會立即停止，故B錯誤；

C.根據單擺的周期公式

單擺的周期只與單擺的擺長和當?shù)氐闹亓铀俣扔嘘P，與振幅無關，故c錯誤;

D.根據多普勒效應可知，當聲源與觀察者相互靠近時，觀察者所接收波的頻率大于聲源

振動的頻率，故D錯誤。

3.下列說法正確的是（）

A.懸浮在液體中的固體微粒越小，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越少，布朗運動越明顯

M

B.某氣體摩爾質量為M,密度為",阿伏伽德羅常數(shù)為小,則該氣體分子的體積為%=—

PNA

C.兩個分子的間距從很遠處逐漸減小到很難再靠近的過程，分子間的作用力先減小-后增

大，分子勢能先增大后減小

D.溫度升高，分子熱運動的平均動能一定增大，并且所有分子的速率都增大

K答案XA

K解析』A.懸浮在液體中的固體微粒越小，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越少，各

個方向的撞擊越不平衡，布朗運動越明顯，故A正確；

M

B.由于氣體分子間空隙很大，%=七不求不出分子體積，故B錯誤；

C.兩個分子間的距離由很遠逐漸減小到很難再靠近的過程中，分子間的作用力先增大后

減小，然后再增大。分子力先做正功，后做負功，則分子勢能先減小后增大，故C錯誤；

D.溫度升高，分子的平均動能一定增大，但是并非所有分子的速率都增大，個別分子的

速率可能減小，故D錯誤。

4.光學技術作為一門高精密度的學科，應用在各個領域，下列關于光學現(xiàn)象的說法正確的

是（）

甲乙丙丁

A.如圖甲所示，肥皂泡上的彩色條紋是由于光發(fā)生了全反射現(xiàn)象

B.如圖乙所示，觀看3D電影時需要佩戴特殊的眼鏡，此過程利用了光的偏振現(xiàn)象，光的

偏振現(xiàn)象說明光是縱波

C.讓激光束通過兩個狹縫，可觀察到光屏上出現(xiàn)如圖丙所示條紋，該條紋間距相等，且光

的波長越大，條紋間距越大

D.如丁圖所示，激光束沿液流傳播，若改用折射率更小的液體，則實驗現(xiàn)象更明顯

（答案』c

［解析XA.如圖甲所示，肥皂泡上的彩色條紋是由于光發(fā)生了薄膜干涉現(xiàn)象，A錯誤；

B.如圖乙所示，觀看3D電影時需要佩戴特殊的眼鏡，此過程利用了光的偏振現(xiàn)象，光的

偏振現(xiàn)象說明光是橫波，B錯誤；

C.讓激光束通過兩個狹縫，可觀察到光屏上出現(xiàn)如圖丙所示干涉條紋，該條紋間距相

等，根據=,光的波長越大，條紋間距越大，C正確；

a

D.如丁圖所示，激光束沿液流傳播，若改用折射率更小的液體，與空氣的折射率越接

近，全反射越不明顯，若液體的折射率等于空氣的折射率，將不發(fā)生全反射，D錯誤。

故選C。

5.在醫(yī)學上，可用放射性同位素鋸；；Sr制成表面敷貼器，貼于體表治療神經性皮炎等疾

病。鋸案Sr會發(fā)生0衰變，其衰變產物中有軌的同位素，半衰期為28.8年。下列說法正確

的是（）

A.該衰變過程質量守恒

B.的比結合能比衰變產物鈕的同位素的比結合能大

C.P衰變所釋放的電子是由原子核內的中子轉變?yōu)橘|子時所產生的

D.4個;;Sr原子核經過57.6年后一定還剩余1個;;Sr原子核

k答案》C

k解析XA.衰變過程釋放核能，根據質能方程可知，該衰變過程存在質量虧損，即衰變

過程質量減小了，故A錯誤；

B.衰變過程釋放核能，表明生成核比反應核更加穩(wěn)定，原子核越穩(wěn)定，比結合能越大，

即;;Sr的比結合能比衰變產物中憶的同位素的比結合能小，故B錯誤；

C.0衰變的本質是原子核內的一個中子轉變成一個質子與一個電子，電子從原子核內射出

的過程，可知衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉變?yōu)橘|子時所產生的，故c正確；

D.半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對大量原子核適用。故D錯誤。

故選C。

6.研究光電效應的電路如圖所示，用藍光、較強的黃光和較弱的黃光分別照射密封在真空

管中的金屬極板K,極板發(fā)射出的光電子在電路中形成的光電流/與AK之間的電壓U的

關系圖像如圖乙所示。關于1、2、3三條曲線，下列說法正確的是（）

圖甲圖乙

A.1對應藍光,2對應較強的黃光,3對應較弱的黃光

B.1對應藍光,2對應較弱的黃光,3對應較強的黃光

C.2對應藍光,1對應較弱的黃光,3對應較強的黃光

D.2對應藍光,1對應較強的黃光,3對應較弱的黃光

（答案ID

K解析工光電效應發(fā)生事，光電子的最大初動能為

Ek=hv-WQ

藍光頻率高于黃光，所以藍光產生的光電子的最大初動能要大些，所需要的反向遏制電壓

也要大些。所以2對應藍光，而隨著正向電壓的增加，當所有光電子都到達極板A時，就

會使得電流達到飽和，較強的黃光飽和電流要大些，所以1對應的是較強的黃光，3對應

的是較弱的黃光。故ABC錯誤，D正確。

故選D。

7.同種介質中分別沿x軸正方向和負方向傳播的兩列簡諧橫波，振幅均為5cm,/=0s時

波剛好傳到P、。兩點，如圖1所示。尸、M、N、。在無軸上的坐標分別為4n1、6ni、8m、12mo

平衡位置在P處的質點振動圖像如圖2所示。下列說法正確的是（）

A.沿無軸正方向傳播的波的波速為Im/s,沿負方向傳播的波的波速無法確定

B.f=2s時，平衡位置在尸處的質點剛好運動到M點

C.M處質點的起振方向沿y軸正方向

D.f=5s時，平衡位置在N處的質點位移為-10cm

（答案』D

（解析XA.沿x軸正方向傳播的波的波速為

24m..

v=—==lm/s

T4s

同種介質中波速相同，則沿負方向傳播的波的波速也是lm/s。故A錯誤；

B.波動圖中，質點不隨波遷移。故B錯誤；

C.由圖甲可知，左邊的波先到M處，則質點的起振方向沿y軸負方向。故C錯誤;

D.P、。到N點距離一樣，則兩波同時到達N點，用時

PN4,

t.==—s=4s

1v1

由于兩波到N點的振動方向相同，則N點為振動加強點，振幅為10cm。

則N點振動了!7，所以平衡位置在N處的質點位移為-10cm。故D正確。

4

故選D。

8.2023年10月，國內某品牌發(fā)布全液冷超級充電樁，可實現(xiàn)“一秒一公里”的充電速度?？?/p>

電源到充電樁的簡化電路圖如圖所示。已知總電源輸出頻率為50Hz的正弦式交流電，升壓

變壓器原線圈兩端電壓Ui=500V,輸電線的總電阻度=25。，降壓變壓器的匝數(shù)比

%：%=15:1,變壓器均視為理想變壓器。若給汽車充電時該充電樁獲得的電壓

。4=1000V,功率為600kW,下列說法正確的是（）

總E

升壓變壓器降壓變壓器

A.流經充電樁電流的最大值為600A

B.輸電線的總電阻r消耗的功率為40kW

C.升壓變壓器副線圈電壓為15000V

D.升壓變壓器的匝數(shù)比4：附2=1：24

（答案UB

（解析IA.汽車充電時該充電樁獲得的電壓。4=1000丫，功率為600kW,則流經充電

樁電流的有效值為

I.=&=600A

則流經充電樁電流的最大值為600&A，故A錯誤；

B.根據降壓變壓器兩端的電流比等于匝數(shù)的反比，有

L=—x600A=40A

24

n315

則輸電線的總電阻r消耗的功率為

/^=/"=40kW

故B正確；

C.降壓變壓器的輸入電壓為

3

&=殳。4=15xlOOOV=1.5xlOV

一%

則升壓變壓器副線圈的電壓為

3

。2=U損+。3=八廠+L5X施V=2.5X10V

故C錯誤；

D.升壓變壓器的匝數(shù)比

“I4500]

n2U225005

故D錯誤。

故選B。

二、多項選擇題（每小題4分，共20分。每小題給出的四個選項中，都有多個選項是正確

的。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，選錯或不答的得0分。）

9.關于下列四幅圖的說法正確的是（）

鎘棒

甲乙丙T

A.圖甲是a粒子散射實驗，a粒子穿過金箔后，少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏轉

B,圖乙是光電效應實驗，張開的驗電器指針和鋅板都帶負電

C.圖丙是放射源放出三種射線在磁場中的運動軌跡，1為a射線

D.圖丁是核反應堆示意圖，它是利用鈾核裂變反應釋放能量的

（答案』AD

k解析RA.圖甲是a粒子散射實驗，a粒子穿過金箔后，少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏

轉，A正確；

B.圖乙是光電效應實驗，鋅板失去電子，張開的驗電器指針和鋅板都帶正電，B錯誤；

C.圖丙是放射源放出三種射線在磁場中的運動軌跡，根據左手定則，1帶負電為夕射線，

C錯誤；

D.圖丁是核反應堆示意圖，它是利用鈾核裂變反應釋放能量的，D正確。

故選AD?

10.氫原子的能級圖如圖所示，一群處于“=3能級的氫原子向低能級躍遷時會輻射出多種

不同頻率的光。下列說法正確的是（）

nE/eV

00--------------------------------------0

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

1----------------------13.6

A.這群氫原子向低能級躍遷時最多可輻射出2種不同頻率的光

B.從九=3能級直接躍遷到n=1能級輻射出的光子頻率最大

C.氫原子從〃=3能級躍遷到〃=2能級，其核外電子軌道半徑減小，電勢能減小，動能

增大，原子總能量減小

D.氫原子在“=2能級時可吸收能量為3.5eV的光子而發(fā)生電離

［答案》BCD

［解析?A.這群氫原子向低能級躍遷時最多可輻射出不同頻率的光為

=3

故A錯誤；

B.從〃=3能級直接躍遷到“=1能級輻射出的光子的能量最大，則頻率最大。故B正確;

C.氫原子從〃=3能級躍遷到〃=2能級，其核外電子軌道半徑減小，電勢能減小，動能

增大。輻射光子，則原子總能量減小。故c正確；

D.氫原子在〃=2能級時，發(fā)生電離所需要的最小能量為3.4eV。故D正確。

故選BCD。

11.如圖所示，6是理想變壓器原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想交流電表。

若保持原線圈Jd兩端所加的交變電壓為不變，則（）

A.單刀雙擲開關保持與。連接，在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，電壓表和電流表

的示數(shù)均變小

B.單刀雙擲開關保持與。連接，在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，原線圈輸入功率

變小

C.當單刀雙擲開關由。扳向6時，原線圈輸入功率變小

D.當單刀雙擲開關由。扳向6時，電壓表和電流表的示數(shù)均變大

K答案XBD

（解析》A.當單刀雙擲開關與。連接時，在滑動變阻器觸頭P向上移動中，輸入電壓和

匝數(shù)不變，輸出電壓不變，所以電壓表的示數(shù)不變；電路中電阻增大，電流減小，電流表

的示數(shù)變小，故A錯誤；

B.單刀雙擲開關保持與。連接，在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，輸出電壓不

變，電路中電阻增大，輸出功率

減小，理想變壓器，輸出功率和輸入功率相等，故原線圈輸入功率變小，故B正確;

CD.當單刀雙擲開關由。扳向b,根據

U-—M]

■2〃1

可知“1減小，%不變，/不變，次級電壓變大，電壓表示數(shù)增大，則當電阻R的滑片尸

的位置不動時，次級線圈的電流增大，電流表示數(shù)增大，次級消耗的功率變大，則縱b端

的輸入功率增大，故c錯誤，D正確；

故選BDo

12.光纖通訊使網速得到了大幅提升，光纖通訊中信號傳播的主要載體是光纖，它的結構

如圖甲所示。一束激光由光纖內芯左端的。點以c=60。的入射角射入置于真空中的直線

光纖內芯，恰好在內芯的側面（側面與過。的法線平行）A點發(fā)生全反射，如圖乙所示。

已知內芯的長度為L光在真空中的傳播速度為下列說法正確的是（）

'7/7'/外套

內芯

甲

A.光纖內芯的折射率比外套的大

B.頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大

c.內芯對這種激光的折射率為友

3

7r

D.圖乙中光在內芯中傳播的時間為一

4c

［答案XAD

K解析XA.激光在內芯和外套界面上發(fā)生全反射，所以內芯是光密介質，外套是光疏

介質，即光纖內芯的折射率比外套的大，故A正確；

B.頻率越大的光，介質對它的折射率越大，根據

C

V二一

n

可知光在光纖中傳播的速度越小，故B錯誤；

C.根據折射定律

sina

n二-----------

sin（90。—夕）

根據全反射公式

1

n=------

sin<9

代入數(shù)據解得

不

n=----

2

故C錯誤；

D.光在內芯中傳播的路程為

LT

x------------二nL

sin<9

光的傳播速度大小為

c

v=—

n

則光在內芯中傳播的時間為

xn2L7L

vc4c

故D正確。

故選ADo

13.一單匝閉合矩形線圈Med以角速度to繞垂直于磁感線的固定軸勻速轉動，線圈

平面位于如圖甲所示的勻強磁場中，線圈電阻為凡通過線圈的磁通量①隨時間方的變化

規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.力、辦時刻線圈中感應電流方向改變，線圈平面與磁場方向垂直

B"2、以時刻通過線圈平面的磁通量變化率最大，線圈中感應電動勢最大

C.從人到辦的過程，通過線圈某一截面的電荷量為方

D.線框轉動一周產生的焦耳熱為西巴

R

（答案XABD

（解析XA.由圖可知，fl、打時刻穿過線圈的磁通量達到最大，線圈平面與磁場方向垂

直，線圈處于中性面位置，此時感應電動勢、感應電流為零，電流方向改變，故A正確;

B.d〃時刻通過線圈平面的磁通量變化率最大，線圈中感應電動勢最大，故B正確;

C.從fl到f3的過程，通過線圈某一截面的電荷量為

—E2①

q=I-At=—.At=—

RR

故C錯誤;

D.線框轉動一周產生的焦耳熱為

E?1)2乃二乃①;。

RRcoR

故D正確。

故選ABDo

三、實驗題（共14分）

14.用如圖1所示的裝置進行“用單擺測量重力加速度的大小”的實驗。

（1）圖2中器材和操作最合理的是o

（2）用秒表記錄的時間如圖3所示，則秒表的示數(shù)為s?

（3）選擇好器材，將符合實驗要求的單擺懸掛在鐵架臺上，在實驗過程中以下操作正確的

是.

A.擺長一定的情況下，擺角應大一些，以便于觀察

B.單擺擺動穩(wěn)定后，在擺球經過最高點時開始計時

C.用秒表測量單擺完成30次全振動所用時間為/S,則單擺的周期為工-s

30

(4)甲同學利用實驗中測得的數(shù)據求本地的重力加速度，他在實驗中測得：擺線長為3

擺球的直徑為％單擺振動的周期為T,則重力加速度的計算式g=o

(5)北京和廣州的兩位同學，分別探究單擺的周期T與擺長/的關系，通過網絡交流，將

兩地的實驗數(shù)據繪制在同一T2—/圖像中，如圖4所示。其中用北京的同學所測實驗數(shù)據

繪制的圖像是圖線(選填"A”或"B”)

442(人+《)

(答案》(1)D(2)96.8(3)C(4)[2)(5)B

T2

k解析》(1)實驗中應選用密度較大、體積較小的鐵球和不可伸縮的輕質細線進行實驗，

同時為了保證實驗過程中擺長不變，所以細線應用夾子固定。

故選D。

(2)同學用秒表記錄時間為

Z=lmin+36.8s=96.8s

(3)A.擺長一定的情況下，擺角不能大于5。，故A錯誤；

B.單擺擺動穩(wěn)定后，在擺球經過最低點時開始計時，故B錯誤；

C.用秒表測量單擺完成30次全振動所用時間fs,單擺的周期為

T=—s

30

故C正確。

故選C。

(4)由題意得

得

4/(L+g)

g=72

(5)根據

T=2兀

g

解得

T2=—Z

g

圖像的斜率

,4/

k=-----

g

則圖像的斜率越小，重力加速度越大，由于北京的重力加速度大于廣州的重力加速度，因

此在北京所做實驗做出的_/圖像的斜率較小，對應的圖線是B。

15.某小組做“測定玻璃的折射率”實驗

甲乙丙

（1）下列能夠提高實驗精確程度的措施是O

A.選用兩光學表面間距大的玻璃磚

B.選用兩光學表面平行的玻璃磚

C.選擇的入射角應盡量小些

D.插在玻璃磚同側的兩枚大頭針間的距離盡量小些

（2）小紅同學為了避免筆尖觸劃玻璃磚的折射面，畫出的四'和〃/都比實際的折射面

（如圖甲所示）向外側平移了一些（如圖乙所示），以后的操作都正確無誤，并仍以圖乙中

和4/為折射面畫出了光路圖，這樣測出的折射率"的值將（填“偏大”“偏小”

或“不變”）。小明同學在紙上正確畫出了玻璃磚的兩個折射面如'和仍'，在后面的實驗中

因不慎碰動了玻璃磚，使它向方向平移了一點（如圖丙所示），以后的操作都正確無

誤，并仍以圖丙中。標和4/為折射面畫出了光路圖，這樣測出的折射率〃的值將

（填“偏大”“偏小”或“不變”）。

（3）小林同學操作正確，得到如圖丁所示的插針結果，請在圖丁中畫出光路圖，并在入射

面上標明入射角4和折射角外,該玻璃磚的折射率〃=

sin。1

K答案X⑴A⑵偏小不變⑶麗

K解析X(1)A.為了作圖誤差更小，應選用兩光學表面間距大的玻璃磚，故A正確；

B.根據折射定律可知，如果兩個光學面不平行，不影響入射角與折射角的值，所以對折

射率的測定結果不產生影響，故B錯誤；

C.入射角不宜過小，如果過小對于測量角度時會造成更大的誤差，故C錯誤；

D.插在玻璃磚同側的兩枚大頭針間的距離盡量大些，這樣確定的光線方向比較準確，能

夠提高實驗精確程度，故D錯誤。

故選Ao

(2)[1]小紅同學的光路圖如圖所示

由圖可知

sma

n--------

sin(3

其中夕變大，則減小，即測量值〃偏小;

[2]小明同學的光路圖如圖所示

由圖可知

sina

n--------

sin0

其中角度保持不變，即測量值〃不變。

(3)根據結果畫出的光路圖如圖所示

折射率為

sina

n=-----L

sing

四、計算題(本題共2小題，共34分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。

只寫出最后k答案』不能得分。有數(shù)值計算的題，(答案』中必須寫出數(shù)值和單位。)

16.如圖所示，平行的兩極板a、b間存在正交的勻強電場和勻強磁場I,正離子以

%=3.0xl()7m/s的速度沿極板中線勻速飛出極板，進入勻強磁場區(qū)域H,勻強磁場I和勻

強磁場II的磁感應強度大小、方向均相同。已知極板板長L=10cm,板間距d=30cm,板間

電壓(U=1800V,離子比荷包=2xl()i2c/kg,不計離子重力,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

(1)勻強電場電場強度E的大小和勻強磁場磁感應強度B的大??；

(2)撤去磁場I,離子離開電場時速度v的大小；

(3)撤去磁場I后，要使離子不從邊界尸。射出，磁場n的寬度至少為多少。

(答案X(1)