2023-2024 学年度高二下期物理期末考试卷
参考答案：
1．B
【详解】A．当观察者远离波源时，接收到的频率小于波源的振动频率，A错误；
B．产生干涉现象的必要条件之一是两列波的频率相等，条件之二是相位差恒定，B正确；
C．能产生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长更小，C错误；
D．物体做受迫振动达到稳定后，其振动的频率等于驱动力的频率，D错误。故选 B。
2．B
【详解】A.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，由于云母片导热的各向异性，熔化
的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，故 A错误；
B.针浮在水面，是水表面存在表面张力的缘故，故 B正确；
C.当液体与固体的相互作用小于液体分子之间的相互作用时，则此时表现为不浸润，故 C
错误；
D.液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些单晶体相似，具有各向异性，故 D错
误。故选 B。
3．C
【详解】在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，故 A错误．用三棱镜观察白光
看到的彩色图样是利用光折射现象，故 B错误．用透明的标准平面样板检查光学平面的平
整程度是利用光的干涉现象，故 C正确；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故 D
错误．故选 C．
4．C
【详解】A．根据核反应的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为 4，电荷数为 2，
4
所以 X是 2He，故 A错误；
B 234．核的质量数为 234，质子和中子统称核子， 92 U有 234个核子，故 B错误；
C 238．因为 94 Pu会不断发生
238 234
衰变，且放出热量，能量减小，所以 94 Pu的比结合能比 92 U的
比结合能小，故 C正确；
D．半衰期是统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核衰变不适用，故 D错误。
故选 C。
5．C
{#{QQABRYKUgggoQIJAAAgCQQFKCAMQkAACCQgGwAAAoAAAgRNABAA=}#}
【详解】A．从 A到 B过程中，温度增大，说明气体分子运动的平均速率增大，故 A错误；
B．气体由 A到 B的过程中，由图像可知，气体压强不变，温度升高，体积增大，气体数密
度减小，根据气体压强微观意义可知，单位时间内与单位面积器壁发生碰撞的分子数减少，
故 B错误；
C．从 B到 C过程，气体温度不变，则气体内能不变，但是气体体积减小，外界对气体做功
了，根据热力学第一定律 U Q W
说明气体向外界放出热量，故 C正确；
D．从 C到 D过程，气体温度减小，体积不变，气体对外不做功，放出的热量等于气体内
能的减少量，故 D错误；故选 C。
6．C
【详解】A.波沿 x轴正向传播，所以质点 Q正向 y轴正方向运动，故 A错误；
1
B.质点 Q比质点 P振动滞后 T ，而波的周期为 T 0.8s
4 v
故质点 Q比质点 P振动滞后 0.2s，故 B错误；
π
C.质点 P的振动方程为 y 0.2sin(2.5πt )m 故 C正确；
2
1
D. t 0.2s时刻，也就是经过了 T ，此时波峰传到了质点 Q，质点 Q的速度为 0、加速度
4
为负，故 D错误；故选 C。
7．D
【详解】A．氢原子由激发态跃迁到基态，库仑力做正功，所以氢原子的电势能减小；根据
ke2 mv2
E
1
k mv
2
r 2 r 2
ke2
可得 Ek 2r
由于轨道半径减小，可知核外电子动能增大，A错误；
B．一群氢原子处于 n 4的激发态，最多能辐射C24 6种不同频率的光子，B错误；
C．根据 E3 E2 h 32 W E3 E1 h 31 W
又因为 E3 E2 E3 E1
所以 h 32 h 31 C错误；
D．根据 E4 E2 2.55eV
{#{QQABRYKUgggoQIJAAAgCQQFKCAMQkAACCQgGwAAAoAAAgRNABAA=}#}
光电子的最大初动能为 Ek 2.55 2.29 eV 0.26eV
D正确。 故选 D。
8．BD
【详解】A．图 1中，曲线②的峰偏左，温度低，所以曲线②对应状态气体分子平均动能比
曲线①对应状态气体分子平均动能小，故 A错误；
B．图 1中，曲线与横轴围成的面积表示总分子数，所以曲线②与横轴围成的面积与曲线①
与横轴围成的面积一样大，故 B正确；
C．图 2中，当 r r2时，分子势能最小，此时分子力为 0，则当 r r2时，分子间的作用力
表现为引力，当 r r2时，分子间的作用力表现为斥力。故 C错误；
D．在 r由 r1变到 r2的过程中，分子势能减小，分子力做正功，故 D正确。故选 BD。
9．AD
【详解】A．小球从 A点到 B点时速度最大，根据动能定理 F 2R
1
mv2
2
解得 v 2 gR A正确；
B．小球从 A点到 B点的过程中，水平风力，重力和圆环对小球弹力的总冲量大小为 2m gR，
B错误；
2
C．在 B mv点，小球对环的压力最大，水平面内 FN1 F R
解得 FN1 5mg
竖直面内 FN2 mg
根据牛顿第三定律和力的合成 F压 FN F
2
N1 F
2
N2 26mg C错误；
D．小球从 A点到 B点的过程中，FN1的方向由背离圆心变为指向圆心，则一定经历 FN1 0
的时刻，此时小球对环的最小压力 FN FN2 mg，D正确。 故选 AD。
10．CD
【详解】A．根据题意作出光路图如图所示
{#{QQABRYKUgggoQIJAAAgCQQFKCAMQkAACCQgGwAAAoAAAgRNABAA=}#}
sin
由于透明介质的折射率为 n 3，由折射定律 n sin
可得光束在介质中的折射角为 30 ，光束射到 MN上的点 B到 O点的距离为
x 3OB r tan r3
故 A错误；
B．光束射到 MN边时的入射角为 30 ，光束在棱镜中的临界角为 C，则
sinC 1 3 1 sin 30
n 3 2
所以光束射到 MN时不会发生全反射，故 B错误；
C．由几何关系可知，光束从 A点射入到第一次射出棱镜，在棱镜中传播的距离为
x 2 3AB 2xOB r3
c c
又光在该棱镜中的传播速度为 v n 3
x 2r
则光束从 A到第一射出棱镜的时间为 t AB 故 C正确；
v c
sin 60
D．设频率更大的光束的折射率为 n ，光束在介质中的折射角为 ，则由 n sin
r
光束在棱镜中传播的距离为 x cos
v c光束在棱镜中的传播速度为
n
则光束从射入到第一次射出棱镜的时间为 t
x
v
联立各式解得 t 3r
csin 2
光的频率增大，光在棱镜中的折射角减小，即 30 ，则光束从射入到第一次射出棱镜的
时间变长，故 D正确。 故选 CD。
m1 m1 m 2 m1 m11 CD 1
m
． 2y2 y3 y1 y2 y3 y1
{#{QQABRYKUgggoQIJAAAgCQQFKCAMQkAACCQgGwAAAoAAAgRNABAA=}#}
【详解】①[1]在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，故有 m1v0 m1v1 m2v2
1
碰撞前后动能相等，故有 m1v
2 1 m v2 1 m v2
2 0 2 1 1 2 2 2
m1 m2
解得 v1 vm1 m
0
2
若要使 a球的速度方向不变，则 m1 m2
②③[2][3] 2h小球平抛运动的时间 t
g
v x x g则初速度
t 2h
显然平抛运动的初速度与下降高度二次方根的倒数成正比，当 m1v0 m1v1 m2v2
m1 m 1 m 2即 y2 y3 y1
成立时，系统的动量守恒；由以上可知，需测量的物理量有 a球和b球的质量m1、m2和O点
到 A、B、C三点距离 y1、 y2、 y3。 故选 CD。
2y
④[4]小球平抛运动的时间 t
g
v x x g则初速度
t 2y
1 2 1 2 1 2
由于 m1v0 m v m2 2 1 1 2 2
v2
m1 m 1 m整理 2y y y 成立时，机械能守恒。2 3 1
12． 2×10-5 4×10-10 偏小 偏大
【详解】（1）[1]1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
V 1 1 5 500 100
mL 2 10 mL
（2）[2]根据油膜形状占据的方格数为 135个，面积为
S 135 20mm 20mm 5.4 104mm2
油酸分子的直径为
d V
S
代入数据得
{#{QQABRYKUgggoQIJAAAgCQQFKCAMQkAACCQgGwAAAoAAAgRNABAA=}#}
d 4 10 10m
（3）[3]该小组同学拿错的注射器针管比原来的粗，该小组同学测定的 1滴油酸酒精溶液中
V
纯油酸的体积 V比实际偏小，测定的油膜面积 S是准确的，根据 d ，测定的油酸分子
S
的直径偏小；
[4]若在计算油酸薄膜面积时，把凡是半格左右的油膜都忽略不计，则计算出油膜的面积偏
小，由 d
V
可知，所得油酸分子直径偏大。
S
13．（1）Tmax 2s；（2） v 16k 12 m/s k 0,1, 2,
【详解】（1）若波沿 x轴正方向传播
t n
1
T n 0,1,2,…
4
t t2 t1
解得
T 2 n 0,1,2,…
4n 1
当 n 0时，T最大，则最大周期
Tmax 2s
（2）由波形图可知，波长
8m
若波沿 x轴负方向传播，则波的传播距离
x 3 k k 0,1, 2,
4
把波长 8m代入得
x k 3
8m 8k 6 m k 0,1, 2,
4
根据
v x
t
解得
v 16k 12 m/s k 0,1, 2,
3
14．（1）m 0.1kg；（2）T2 420K；（3） 5
【详解】（1）锅内气体的压强达到最大时，对压力阀受力分析有
{#{QQABRYKUgggoQIJAAAgCQQFKCAMQkAACCQgGwAAAoAAAgRNABAA=}#}
pmaxS mg p0S
解得
m 0.1kg
（2）压力阀刚要被顶起时锅内气体压强为1.4 105Pa，则有
pmaxV p V 0
T2 T1
解得
T2 420K
（3）设加热后的气体体积为V3，则有
p0V3 p V 0
T3 T1
解得
V T33 V 7.5LT1
则锅内气体质量与压力阀未顶起时锅内气体质量之比为
V m
m
内 V
总
3
3
m m 5
总 总
15．（1） v0 2gL
1
；（2） 2gL；（3）15mg
2
【详解】（1）根据机械能守恒
mgL 1 mv2
2 0
解得
v0 2gL
（2）A与 B为弹性正碰，设碰撞后瞬间，A、B的速度大小分别为 v1、v2。根据动量守恒有
mv0 mv1 3mv2
根据能量守恒有
1mv2 1 2 1 2
2 0
mv1 3mv2 2 2
解得
v 1 11 v2 v0 2gL2 2
{#{QQABRYKUgggoQIJAAAgCQQFKCAMQkAACCQgGwAAAoAAAgRNABAA=}#}
（3）设 B滑上 C最高点时 B、C共同速度大小为 v3。根据动量守恒
3mv2 6mv3
解得
v 13 2gL4
根据能量守恒
1 3mv2 1 2 6mv
2
3 3mgR2 2
解得
R 1 L
8
物块 B刚滑上圆弧面时，根据牛顿第二定律
2
F 3mg 3mv2
R
解得
F 15mg
根据牛顿第三定律，物块 B刚滑上圆弧面时，对圆弧面的压力大小
F F 15mg
{#{QQABRYKUgggoQIJAAAgCQQFKCAMQkAACCQgGwAAAoAAAgRNABAA=}#}2023~2024 学年下期期末考试
高二物理试题
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，所有答案都写在答题卷上。
第 I卷（选择题）
一、单选题（每题 4 分，共 7 小题，共 28 分）
1．关于机械振动与机械波，下列说法正确的是（ ）
A．当观察者远离波源时，观察者接收到波的频率大于波源的振动频率
B．产生干涉现象的必要条件之一是两列波的频率相等
C．能产生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长更大
D．物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率小于驱动力频率
2．关于固体、液体，下列说法正确的是（ ）
A．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
B．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水的表面存在表面张力
C．当液体与固体的相互作用小于液体分子之间的相互作用时，则此时表现为浸润
D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质不具有各向异性
3．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是 ( )
A．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
B．白光通过三棱镜后得到彩色图样是利用光的衍射现象
C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
D．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
4．2019年 1月 3日，“嫦娥四号”探测器完成了人类历史上的首次月背软着陆。“嫦娥四号”
238 238 238 234 238
的核电池利用放射性同位素 94 Pu衰变供电，94 Pu发生衰变的方程为 94 Pu 92 U X，94 Pu
的半衰期为 88年，则下列说法正确的是（ ）
A 234．方程中X是 11H B．一个 92 U核会有 92个核子
高二物理试题 第 1页，共 8页
{#{QQABRYKUgggoQIJAAAgCQQFKCAMQkAACCQgGwAAAoAAAgRNABAA=}#}
C 238． 94 Pu
234 238
的比结合能比 92 U的比结合能小D．80个 94 Pu原子核经过 176年后还有 20个
未衰变
5．一定质量的理想气体状态变化的V T图像如图所示，气体状态变化的过程为：状态 A
状态 B 状态 C 状态 D，BA的延长线过原点，BC与纵轴平行，CD与横轴平行，下列判
断正确的是（ ）
A．从 A到 B过程，所有气体分子运动的速率增大
B．从 A到 B过程，单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数不变
C．从 B到 C过程，气体向外界放出热量
D．从 C到 D过程，气体放出的热量大于气体内能的减少量
6．水袖舞是中国京剧的特技之一，如图 1所示。某京剧演员舞动水袖在 t 0时刻形成的机
械波可简化为如图 2所示的简谐横波，波沿 x轴正向传播，P、Q是波传播方向上的两个质
点，此时 P在波峰，Q在平衡位置，波的传播速度为 0.75m/s，则下列说法正确的是（ ）
A． t 0时刻，质点 Q正沿 x轴正向运动
B．质点 Q比质点 P振动滞后 0.25s
π
C．质点 P的振动方程为 y 0.2sin(2.5πt )m
2
D． t 0.2s时刻，质点 Q的速度为正、加速度为负
高二物理 第 2页，共 8页
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7．我国“北斗三号”最后一颗全球组网卫星已于 2020年 6月 23日成功发射。“北斗三号”采用
星载氢原子钟，该钟数百万年到一千万年才有 1s误差。氢原子的部分能级结构如下图所示，
则下列说法正确的是（ ）
A．氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大
B．一群氢原子处于 n 4的激发态，最多能辐射 3种不同频率的光子
C．从 n 3的能级跃迁到 n 2能级比跃迁到 n 1能级辐射的光子的频率高
D．用氢原子从n 4的能级跃迁到 n 2的能级时所辐射的光去照射逸出功为 2.29eV的钠
表面，产生的光电子的最大初动能为 0.26eV
二、多选题（每题 6 分，答对但不全得 3分，答错不得分，共 3 小题，共 18 分）
8．图 1为一定质量的氧气分子在两种温度下的速率分布图像，图 2为两分子系统的势能与
两分子间距离的关系图像，则下列说法正确的是（ ）
A．图 1中，曲线②对应状态气体分子平均动能比曲线①对应状态气体分子平均动能大
B．图 1中，曲线②与横轴围成的面积与曲线①与横轴围成的面积一样大
高二物理试题 第 3页，共 8页
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C．由图 2分析可知，当 r r1时，分子力表现为引力
D．由图 2分析可知，在 r由 r1变到 r2的过程中分子力做正功
9．水平放置的光滑固定圆环，半径为 R，AB是其直径。一质量为 m的光滑小球穿在环上并
静止于 A点。沿 AB方向水平向右的风力大小恒为 F mg。小球受到轻扰而开始运动，则下
列说法正确的是（ ）
A．小球运动过程中的最大速度为 2 gR
B．小球从 A点到 B点的过程中，水平风力和圆环对小球弹力的总冲量大小为 2m gR
C．运动中小球对环的最大压力为5mg
D．运动中小球对环的最小压力为mg
10．如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，其截面是半径为 r的半圆，O为半圆的圆
心，直径 MN沿竖直方向，A点为弧形面上的点，且 AO MN，一细光束由 A点斜射入棱
镜，光束与 AO的夹角为 60 ，已知该透明介质的折射率为 n 3，真空中的光速为 c。
则下列说法正确的是（ ）
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r
A．光束射到 MN上的点到 O点的距离为
2
B．光束射到 MN时发生全反射
2r
C．光束从 A到第一射出棱镜的时间为
c
D．若仅将光束改为频率更大的光束，则光束从射入到第一次射出棱镜的时间变长
第 II 卷（非选择题）
三、实验题（共两大题，每题 7 分，共 14 分。）
11．在验证动量守恒定律实验中，实验装置如图所示，a、b是两个半径相等的小球，按照以
下步骤进行操作：
Ⅰ.在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，将小球 a从斜槽轨道
上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹 O；
Ⅱ.将木板水平向右移动一定距离并固定，再将小球 a从固定点处由静止释放，撞到木板上得
到痕迹 B；
Ⅲ.把小球 b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球 a仍从固定点处由静止释放，和小球
b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹 A和 C。
（1）若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证在碰撞过程中 a球不反弹，a、b两球的质量m1、
m2间的关系是m1 m2。（选填“ ”“ ”或“ ”）
（2）为完成本实验，必须测量的物理量有 。
A．小球 a开始释放的高度 h B．木板水平向右移动的距离 l
C．a球和 b球的质量m1、m2 D．O点到 A、B、C三点的距离 y1、 y2、 y3
（3）在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，则动量守恒（用（2）所选的物
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{#{QQABRYKUgggoQIJAAAgCQQFKCAMQkAACCQgGwAAAoAAAgRNABAA=}#}
理量表示，要求化简）
（4）在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，则机械能守恒（用（2）所选的
物理量表示，要求化简）
12．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，某实验小组的实验方法及步骤如下：
①向体积为 1mL的油酸中加酒精，直至总量达到 500mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入 100滴
时，测得其体积恰好是 1mL；
③先往边长为 30cm～40cm的浅盘里倒入 2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板
放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如下图所示，数出轮廓范围内小方格的个数为
135，小方格的边长为 L 20mm。
根据以上信息，回答下列问题（计算结果均保留一位有效数字）：
（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是 mL。
（2）油酸分子直径是 m。
（3）若该小组同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积之后，不小心拿错了另一个
注射器把溶液滴在水面上。拿错的注射器针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直
径 （选填“偏大”或“偏小”）；若在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都忽
略不计，则实验测得的油酸分子直径会 （选填“偏大”或“偏小”）。
高二物理 第 6页，共 8页
{#{QQABRYKUgggoQIJAAAgCQQFKCAMQkAACCQgGwAAAoAAAgRNABAA=}#}
四、解答题（共 3 大题，共 40 分。）
13．（10分）一列简谐横波的波形如下图所示，实线表示 t1 0.2s时刻的波形图，虚线表示
t2 0.7s时刻的波形图。该波的周期为 T。
（1）若波沿 x轴正方向传播，求最大周期 Tmax；
（2）若波沿 x轴负方向传播，求波速 v。
14．（15分）压力锅的作用是增大锅内气体压强、提升沸点，提高烹煮食物的效率。如图所
示为压力锅的结构示意图，为了测试压力锅的加压效果，将空锅盖好密封锅盖，将压力阀套
在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。已知外
5
界大气压强为 p0 1.0 10 Pa，气孔横截面积为0.25cm 2，压力锅的容积为 4.5L，初始锅内气
体压强与大气压强相等，内部气体温度为 300K。测得锅内气体的压强最大可达1.4 105Pa，
重力加速度 g取10m/s2，求：
（1）压力阀的质量；
（2）压力阀刚要被顶起时锅内气体温度；
（3）若压力阀顶起时将压力阀取走，此后继续加热使锅内气体温度达到 500K，这时锅内气
体质量与压力阀未顶起时锅内气体质量之比为多少。
高二物理试题 第 7页，共 8页
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15．（15分）如图所示，用不可伸长的轻绳将小球 A悬挂于O1点，轻绳的长度为 L。现将轻
绳拉至水平并刚好伸直，将小球 A由静止释放，当小球 A运动至最低点时，与静止在光滑水
平面上的物块 B发生弹性正碰，碰撞后物块 B刚好能滑到静止在水平面上的四分之一光滑圆
弧体 C的最高点。已知小球 A的质量为 m，物块 B的质量为 3m，圆弧体 C的质量也为 3m，
A、B均可视为质点，重力加速度大小为 g，圆弧面最低点与水平面相切，不计空气阻力。求：
（1）A、B碰撞前瞬间，小球 A的速度大小；
（2）A、B碰撞后瞬间，物块 B的速度大小；
（3）物块 B刚滑上圆弧面时，对圆弧面的压力大小。
高二物理 第 8页，共 8页
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