文档内容
绝密★启用前
2023~2024 学年度下学期期末质量检测
高二物理
全卷满分 100分，考试时间 75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的
指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题
区域均无效。
3．选择题用 2B 铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作
答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、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，只有一项是
符合题目要求的．
1．下列关于四幅插图的说法正确的是（ ）
A．甲图为方解石的双折射现象，说明方解石是非晶体
B．乙图中制作防水衣时用左管材料的防水效果更好
C．丙图为α粒子的散射实验现象，其中J运动轨迹否定了汤姆孙的枣糕式原子模型
D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，容器内气体温度降低
2．物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置，进行电子干涉的实验被评为“十大最美物理实验”之一，
从辐射源辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明（ ）
A．光具有波动性 B．光具有波粒二象性
C．微观粒子本质是一种电磁波 D．微观粒子具有波动性
3．汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而
减少车内噪音，下列说法正确的是（ ）
学科网（北京）股份有限公司A．抵消声波的振幅与噪音声波的振幅相等
B．抵消声波的相位与噪音声波的相位相同
C．抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等
D．汽车降噪过程应用的是声波的衍射原理
4．某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成
双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示．用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹，下列做法可以
使相邻两条亮纹中央间距变大的是（ ）
A．调用更粗的头发丝 B．调用紫色激光照双缝
C．增大纸板与墙面的距离 D．减小光源与纸板的距离
5．用中子轰击静止的锂核，核反应方程为1n+6 Li→4 He+X+γ．已知光子的频率为ν，锂核的比结合能
0 3 2
为E ，氦核的比结合能为E ,X核的比结合能为E ，普朗克常量为h，真空中光速为c，下列说法中正确的
1 2 3
是（ ）
A．该核反应为α衰变 B．E > E
1 2
( 4E +3E )−6E
C．释放的核能ΔE =( 4E +3E )−6E +hν D．质量亏损Δm = 2 3 1
2 3 1 c2
6．如图所示为一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C、D后再回到状态A的 p−V 图像，其中，
A→ B和C → D图线为双曲线的一部分，D→ A为绝热过程．下列说法正确的是（ ）
A．A→ B过程中，气体可能向外界放出热量
B．B→C过程中，气体一定从外界吸收热量
C．C → D和D→ A过程中，气体压强都增大的微观机理不完全相同
学科网（北京）股份有限公司D．整个过程中气体向外界放出热量
7．人眼对绿光最为敏感，如果每秒有N 个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．现有一个光源以P的功率均
匀地向各个方向发射波长为λ的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为d ，不计空气对光的吸收，普朗克常量为h，
光在真空中传播速度为c，眼睛能够看到这个光源的最远距离为（ ）
d Pλc d Pλ d Pλc d Pλ
A． B． C． D．
4 Nh 4 Nhc 2 Nh 2 Nhc
二、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，有多项符合
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．“战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另
一端，上下抖动绳端，使绳子振动起来（图甲），以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子
过程中t 时刻的波形，已知绳波的传播速度为4m/s,SP =4m，PQ =8m，下列说法正确的是（ ）
0
A．t 时刻右手抖动的频率是1Hz B．t 时刻右手抖动的频率是2Hz
0 0
C．手的起振方向向下 D．t 时刻质点P向上运动
0
9．如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为1.0×105Pa、体积为0.02L的空气充入
壶内，从而增加壶内气体的压强．为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过5.0×105Pa；为了保证喷水
效果，壶内气体压强至少为3.0×105Pa，当壶内空气压强降至1.0×105Pa时便不能向外喷水．现在喷壶中装
入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为1.0×105Pa．壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，
壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（ ）
A．为了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次
B．为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次
C．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L
D．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8L
10．一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示．两光纤可等效为圆柱状玻
学科网（北京）股份有限公司( )
璃丝M、N ，相距为d ，直径均为2a，折射率为n n< 2 ．M、N 下端横截面平齐且与被测物体表面平
行．激光在M 内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面反射至N 下端面，N 下端面被照亮
的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关（只考虑在被测物体表面反射一次的光线），测量时被测物体自上
而下微小移动，激光在真空中的传播速度为c．下列说法正确的是（ ）
c
A．激光在M 内传播的速度大小为
n
n2 +1
B．从M 下端面出射的光与竖直方向的最大偏角的正弦值为
2
d 2−n2
C．N 下端面刚能接收反射激光时，玻璃丝下端面到被测物体的距离为
2 n2 −1
d +a 2−n2
D．N 下端面恰好全部被照亮时，玻璃丝下端面到被测物体的距离为
2 n2 −1
三、非选择题：本题共 5小题，共 54分．
11．（6 分）一同学利用如图所示装置来测定当地的重力加速度．已知光滑圆弧凹槽ABC的半径为R,B为圆
弧轨道最低点，A、C等高，θ很小．钢球的半径为r，当钢球经过圆弧轨道最低点B时，钢球的球心恰好经
过光电门（图中未画出）．现将钢球从A点由静止释放，沿凹槽ABC自由往复运动，当光电门第一次被挡光
时计数为“0”并开始计时，之后每挡光一次计数增加1，当计数为20时，计时为t．
（1）钢球往复运动的周期为______．
（2）钢球在圆弧轨道上的运动与单摆运动相似，根据“用单摆测量重力加速度”实验原理，可得当地的重力
加速度的表达式为g =______．
（3）由于在计数时误将“19”计为“20”，由此测得重力加速度值与真实值相比是______（填“偏大”或“偏
学科网（北京）股份有限公司小”）．
12．（9分）某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验．
（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列．本实验体现
的物理思想方法为______（填字母）．
A．控制变量法 B．理想化模型法 C．等效替代法
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是______（填字母）．
A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B．有助于油酸的颜色更透明便于识别
C．有助于测量一滴油酸的体积 D．对油酸溶液起到稀释作用
（3）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______．
（4）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精
溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放
在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）．该油酸分子的直径d =______m（结果保留2位有效数字）．
（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于______（填字母）．
A．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴
D．油酸未完全散开
13．（10 分）如图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极K金属的逸出功为3.0eV．如图乙是氢原子的能级
图．用大量处于n =3能级的氢原子跃迁发出的光照射K极，求：
（1）有几种光可以使该金属发生光电效应，其中频率最大的光子能量是多少eV？
学科网（北京）股份有限公司（2）从图示位置移动滑片P至某处，电压表示数为2.21V，光电子到达A极的最大动能为多少eV？
14．（13分）图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成．某研究小组将其取出进行研究．其
示意图如图乙所示，将带有活塞A的导热汽缸B放置在倾角为θ=30°的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻
弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部的距离为
L =27cm，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为L =1cm，汽缸内气体的初始温度为T =270K．已知汽缸
1 2 1
质量为M =0.6kg，横截面积为S =1.5cm2，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为g =10m/s2，大气压为
p =1.0×105Pa．
0
（1）求初始状态下汽缸内气体压强 p ；
1
（2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从T 上升到T ，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已知该
1 2
封闭气体的内能U 与温度T 之间存在关系U =kT,k =2×10−3J/K，求该过程中气体吸收的热量Q；
（3）环境温度保持T 不变，某次骑行者骑山地车加速下坡（坡度为θ=30°）时，产生的加速度大小为
1
a =5m/s2，避震装置仍如图乙所示放置，发现此时活塞到汽缸底部的距离L′=27cm，通过计算分析汽缸
的气密性是否良好，若良好，请说明理由；若不良好，进气或漏气部分气体占原有气体的百分比为多少？
15．（16分）如图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在桌面左端，另一耑与小
球A拴接．开始时，小球A用细线跨过光滑的定滑轮连接小球B，桌面上方的细线与桌面平行，系统处于静
止状态，此时小球A的位置记为O（图中未画出），A、B两小球质量均为m．现用外力缓慢推小球A至弹
簧原长后释放，在小球A向右运动至最远点时细线恰好断裂（此时小球B未落地），已知弹簧振子的振动周期
m 1
T =2π ，弹簧的弹性势能E = kx2（x为弹簧的形变量），重力加速度为g，空气阻力不计，弹簧始终
k p 2
在弹性限度内．求：
（1）细线能承受的最大张力大小；
学科网（北京）股份有限公司（2）细线断裂后，小球A到达O点时的速度和加速度大小；
（3）从细线断裂开始计时，小球A经过O点所用的时间．
学科网（北京）股份有限公司2023~2024 学年度下学期期末质量检测·高二物理
参考答案、提示及评分细则
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D A C D C B BD AD AC
一、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，只有一项是
符合题目要求的．
1．【答案】C
【解析】方解石的双折射现象是光学各向异性的表现，说明方解石是单晶体，故 A 错误；左管材料与水是浸
润的，右管材料与水是不浸润的，制作防水衣防水效果更好，故 B 错误；丙图为α粒子的散射实验现象，枣
糕模型无法解释大角度散射的实验结果，故 C 正确；丁图的绝热容器中，抽掉隔板，气体自由膨胀不对外做
功，根据热力学第一定律，可知气体的内能不变，温度不变，故D错误．
2．【答案】D
【解析】干涉是波所特有的现象，电子的双缝干涉说明微观粒子具有波动性，故D正确．
3．【答案】A
【解析】抵消声波的振幅与噪音声波的振幅相等，使噪音声波被抵消，A正确；抵消声波的相位与噪音声波的
相位相反，才能达到振动减弱的效果，B错误；波速由介质决定，抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相
v
等，根据 f = 可知，频率相等，C错误；汽车降噪过程应用的是声波的叠加干涉原理，D错误．
λ
4．【答案】C
l
【解析】由于干涉条纹间距Δx = λ，可知，换用更粗的头发丝，双缝间距d 变大，则相邻两条亮纹中央间
d
距Δx变小，A 错误；换用紫色激光照双缝，波长变短，则相邻两条亮纹中央间距Δx变小，B 错误；增大纸
板与墙面的距离l，则相邻两条亮纹中央间距Δx变大，C 正确；减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条
亮纹中央间距Δx，D错误．
5．【答案】D
【解析】衰变是由放射性元素自发进行的反应，该核反应不是α衰变，A 错误；核反应释放能量，比结合能
增大，E < E ，B错误；根据质量数和电荷数守恒可知X核为3H核，由比结合能的概念可知，该核反应释
1 2 1
( 4E +3E )−6E
放的核能为ΔE =( 4E +3E )−6E ，C错误；质量亏损为Δm = 2 3 1 ，D正确．
2 3 1 c2
6．【答案】C
【解析】A→ B过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，A错误；B→C过
程中，由 p−V 图像可知，温度降低，内能减小，体积增大，对外界做功，热传递不能确定，B错误；C → D
过程中，等温压缩，温度不变，单位体积内的分子数增多，压强增大，D→ A过程中，绝热压缩，体积减小，
学科网（北京）股份有限公司分子内能增加，单位体积内的分子数增多，且分子平均撞击力增大，导致压强增大，故两种气体压强都增大的
微观机理不相同，C正确；由 p−V 图像可知，整个过程气体对外界做功，由热力学第一定律可知，整个过程
中气体从外界吸收热量，D错误．
7．【答案】B
hc Nhc πd2
【解析】每个光子的能量是hν= ，每秒射人瞳孔引起视觉所需的最低能量是E = ，瞳孔的面积为 ，
λ λ 4
π
d2P
d Pλ
以光源为球心，以光源到眼的距离R为半径的球面积是4πR2，于是E = 4 ，解得R = ，B 正
4πR2 4 Nhc
确．
二、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，有多项符合
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．【答案】BD
【解析】由图可知波的波长λ=2m，根据v =λf ，可得 f =2Hz，故A错误，B正确；根据波的传播方向
与质点振动方向的关系可知，最右边质点开始振动的方向向上，则波源的起振方向向上，故 C 错误；波向右
传播，此时质点P正向上运动，故D正确．
9．【答案】AD
【 解 析 】 为 了 保 证 喷 水 效 果 ， 设 打 气 筒 最 少 打 气 n 次 ， 则 有 pV +np ΔV = pV ， 其 中
0 0 0 1 0
p =1.0×105Pa,V =1.4L−1.2L=0.2L,ΔV =0.02L,p =3.0×105Pa，解得n =20，B 错误；为了保证
0 0 1
喷壶安全，打气筒最多打气m次，则有 pV +mp ΔV = pV ，其中 p =5.0×105Pa，解得m =40,A正确；
0 0 0 2 0 2
若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，设可向外喷出水的体积为V ，则有 pV = p ( V +V )，解
x 2 0 0 0 x
得V =0.8L，C错误，D正确．
x
10．【答案】AC
c c
【解析】根据 =n可知，v = ，A 正确；由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M 下端面出射的光
v n
1 1
与竖直方向夹角最大，设光在M 下端与竖直方向的偏角为α，此时sinC = =cosα，可得sinα= 1− ，
n n2
sinθ
又因为n = ，所以sinθ=nsinα= n2 −1，B错误；根据题意要使N 下端面从刚能接收反射激光到恰
sinα
d
n2 −1 d 2−n2
2
好全部被照亮，光路图如图所示，当距离最近时有tanθ= ，其中tanθ= ，解得b = ，
b 2−n2 1 2 n2 −1
1
学科网（北京）股份有限公司d +2a
d +2a 2−n2
2
C正确；当距离最远时有tanθ= ，解得b = ，D错误．
b 2 2 n2 −1
2
三、非选择题：本题共 5小题，共 54分．
11．【答案】（6分）
t 400π2( R−r )
（1） （2分） （2） （2分） （3）偏大（2分）
10 t2
t
【解析】（1）根据题意可得t =10T ，解得钢球往复运动的周期为T = ；
10
L 400π2( R−r )
（2）单摆的摆长L= R−r，根据T =2π ，结合上述解得g = ；
0 g t2
（3）由于计数失误使测量的周期偏小，根据上述可知，测得重力加速度值与真实值相比是偏大．
12．【答案】（9分）
（1）B（1分） （2）D（2分） （3）CAEDB（2分）
（4）6.6×10−10（2分，6.5×10−10 ∼6.7×10−10均可得分）
（5）A（2分）
【解析】（1）将油酸分子看成球形，在水面上形成单分子油膜．本实验体现的物理思想方法为理想化模型法．
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用，进一步减小油酸的面密度，
更能保证形成单分子油膜．
（3）“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量
筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，往浅盘里倒入约 2cm 深
的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上；用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上；待薄
膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，计算出油膜的
面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小，则实验操作顺序为CAEDB．
2 1
（4）一滴油酸酒精溶液纯油酸的体积为V = × mL=4×10−6mL，正方形小格的面积为1cm2，根据
104 50
多余半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，约 61 个小格，则油酸的面积为61cm2，则油酸分子的直径为
学科网（北京）股份有限公司V 4×10−6
d = = cm≈6.6×10−10m．
S 61
（5）油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，形成的油膜面积偏大，则直径的测
量值偏小，故 A 符合题意；计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，测得油酸的面积偏小，则测得分子
直径偏大，故B不符合题意；求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，可知，纯油酸的体积将偏大，
则计算得到的分子直径将偏大，故 C 不符合题意；油酸未完全散开，测得油酸的面积偏小，则测得分子直径
偏大，故D不符合题意．
13．【答案】（1）12.09eV （2）6.88eV
【解析】（1）大量处于n =3能级的氢原子跃迁发出的光子能量分别为
ΔE = E −E =12.09eV
1 3 1
ΔE = E −E =10.2eV
2 2 1
ΔE = E −E =1.89eV
3 3 2
E >3.0eV的光子有2种
频率最大的光子能量是E =ΔE =12.09eV
m 1
（2）光电子最大初动能为E =ΔE −W =9.09eV
km 1 0
由图甲可知，向右移动滑片P时，K极电势低于A极
根据动能定理有Ue= E ′−E
km km
可得光电子到达A极的最大动能为E ′ =11.3eV
km
向左移动滑片P时，K极电势高于A极
根据动能定理有−Ue= E ′−E
km km
可得光电子到达A极的最大动能为E ′ =6.88eV
km
14．【答案】（1）0.8×105Pa （2）0.14J （3）不良好，25%
【解析】（1）对汽缸分析有 p S = pS +Mgsinθ
0 1
代入数据解得 p =0.8×105Pa
1
（2）汽缸内气体的温度从T 上升到T ，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中封闭气体的压强不
1 2
变
V V
则有 1 = 2
T T
1 2
学科网（北京）股份有限公司该过程中内能增大ΔU =kT −kT
2 1
气体对外做功W =−p ( V −V )
1 2 1
根据热力学第一定律有ΔU =W +Q
解得Q =0.14J
（3）根据牛顿第二定律有：
对汽缸受力分析有 p S +Mgsinθ− p S = Ma
2 0
解得 p =1×105Pa
2
若不漏气，根据 pV = pV 有
1 1 2 2
此时L =21.6cm< L′
3
L′−L
说明气密性不良，气体进入汽缸n = 3 =25%
L
3
3 3m 5π m m
15．【答案】（1） mg （2）g g （3） +2πn ( n =0,1,2)
2 k 3 k k
【解析】（1）A静止于O点平衡时，有kx =mg
0
mg
A、B系统的简谐振动中，振幅为A= x =
0 k
由对称性，小球A向右运动至最远点时
对A有k⋅2x −F =ma
0 T
对B有F −mg =ma
T
3
联立解得F = mg
T 2
1 1 1
（2）细线断裂后，小球A到达O点时，有 mv2 = k ( 2x )2 − k ( x )2
2 0 2 0 2 0
3m
解得v = g
0 k
kx
根据牛顿第二定律有a = 0 = g
m
学科网（北京）股份有限公司（3）细线断裂后A球单独做简谐振动
2mg
振幅变为A′=2x =
0 k
2π 2mg 2π
则A球单独做简谐振动的振动方程为x = A′cos t = cos t
A T k T
2mg 2π mg
有x ′ = cos t = x =
A k T 0 k
T π m m
当小球A向左经过O点时可得t = +nT = +2πn ( n =0,1,2)
6 3 k k
5T 5π m m
当小球A向右经过O点时，可得t = +nT = +2πn ( n =0,1,2)
6 3 k k
学科网（北京）股份有限公司
