广东省四校2018_2019学年高二物理下学期期末联考试题(含解析)

广东省四校2018-2019学年高二物理下学期期末联考试题（含解析）一、选择题：本题共12小题，共48分在每小题给出的四个选项，第18题只有一项符合题目要求，每题3分，共24分；第9~12题有多个选项符合题目要求，每题6分，共24分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分
1.人们对物质的研究不断深入，对物质的了解也越来越全面，以下认知正确的是（）
A. 因为用高倍光学显微镜我们可以看见分子，所以说物质是由分子成的
B. 物质的分子半径的数量级都是10-10m
C. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
D. 晶体都有规则的几何形状和熔点，这是我们分辨晶体和非晶体的依据
【答案】C
【解析】
【分析】
考查对物质结构的认识，根据物理学史和客观实事分析可得。

【详解】A．有些物质是由分子直接构成的，如水、氧气等，有些物质是由原子直接构成的，如铁、铜，有些是由离子构成的，如食盐、硫酸铜。

故A不答合题意。

B．物质的分子半径的数量级一般是10-10m，有些大分子半径比这个值要大，故B说法不符合题意。

C．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如水晶和玻璃。

故C说法符合题意。

D．晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定焀点，这是我们分辨晶体和非晶体的主要依据，而不能看有无规则的几何形状。

故D说法不符合题意。

【点睛】晶体和非晶体主要区别是晶体有回定的焀点，而非晶体没有。

天然存在的晶体有规则的几何形状，非晶体没有。

单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体为各向同性。

2.以下说法中正确的是（）
A. 质量相等的两块铁和铜，如果温度相同，则它们的分子平均速率相等
B. 液晶的特点与生物组织的特点正好吻合，在多种人体组织中都发现了液晶结构
C. 一些昆虫之所以能停在水面上，是因为他们受到水的浮力等于昆虫的重力
D. 由分子热运动理论可知，石头的分子可能一会儿飞到了空气中，一会儿又回到石头里【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．质量相等的两块铁和铜，如果温度相同，则它们的平均动能相等，分子平均速率铁的大。

故A说法不符合题意。

B．液晶的特点与生物组织的特点正好吻合，在多种人体组织中都发现了液晶结构，符合客观实际，B说法符合题意。

C．一些昆虫之所以能停在水面上，是因为他们受到水表面张力作用。

故C说法不符合题意。

D．石头常温下是固体，表面上的分子因受到分子间引力作用，不会飞到空中，只在平衡位置附近振动。

故D说法不符合题意。

【点睛】
3.以下是一些同学的观点，你认为正确的是（）
A. 摔碎的陶瓷片不能拼在一起，是由于分子间的斥力大于引力
B. 两分子间的距离增大，分子势能可能先增大后减小
C. -5℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动
D. 任何物体都具有内能，一般说来物体的温度和体积变化时它的内能都会随之改变
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A. 摔碎的陶瓷片不能拼在一起，是因为分子间距离太大，不能到达分子力作用范围。

故A说法不符合题意。

B.
由图像分析可得，两分子间的距离增大，分子势能可能先减小后增大，不能可先增大后减小。

故B说法不符合题意。

C. -5℃时水已经结为冰，水分子仍在做无规则的热运动，故C说法不符合题意。

D. 任何物体都具有内能，一般说来物体的温度变化是分子动能变化，体积变化时分子势能发
生变化，内能是分子动能和分子势能之和，物体的内能都会随之改变。

故D 说法符合题意。

【点睛】
4.某气体的摩尔体积和摩尔质量分别为Vm 和Mm,密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0阿伏加德罗常数为N A ,则以下关系正确的是（ ）
A. 摩尔质量为M m =A
m
N
B. 摩尔体积为V m =
A N m
ρ
C. 分子体积为V 0=m
A
V N
D. 阿伏伽德罗常数为N A =0m V V =0
Mm V ρ 【答案】B 【解析】 【分析】
考查宏观量和微观量的关系，注意气体分子距离大，计算分子个数可以用质量关系，不能用体积关系。

【详解】A ．摩尔质量为M m =m N A ，故A 说法不符合题意。

B ．表达式V m =
A N m
ρ
中分子表示摩尔质量，分母是气体的密度，二者的比值等于摩托尔体积。

故B 符合题意。

C ．表达式V 0=m
A
V N 计算出来的是一个分子占有的空间，比单个分子的体积要大，故C 的说法
不符合题意。

D ．因为气体分子距离比较大，阿伏伽德罗常数为不等于摩尔体积比一个分子的体积。

故D 说法不符合题意。

【点睛】固体、液体分子是紧密排列在一起的，计算分子个数可以用体积关系，设总的体积为V 总
一个分子体积为V 0 ，n=0
总
V V 而气体分子距离比较大，不能用该关系计算分子个数。

固、液、
气都可以用质量关系计算分子个数，设总的质量为M 总 ，一个分子的质量为m ，n=M m
总。

5.关于光电效应实验现象及解释，下列说法正确的是（ ） A. 光电流随着入射光频率的升高而增大 B. 遏止电压随着入射光的强度增强而增大 C. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 D. 入射光的波长大于极限波长时不能发生光电效应 【答案】D 【解析】 【分析】
考查光电效应规律，根据光电效应产生条件和因爱斯坦光电效应方程分析可得。

【详解】A ．发生光电效应时，光电流的大小取决于光子个数和电压的大小，与光的频率无关，故A 说法不符合题意。

B ．遏止电压随着入射光的频率增强而增大，与光强无关，故B 说法不符合题意。

C ．光电子的最大初动能与入射光的频率成关系式为K E h W υ=- ，不是正比关系，故C 说法不符合题意。

D ．发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，c λυ= 也就是说入射光的波长大于极限波长时不能发生光电效应。

故D 说法符合题意。

【点睛】发生光电效应条件是入射光的频率大于极限频率，光电流大小取决于光子个数和电压正负、大小，同一种材料发生光电效应时电子的最大初动能取决于入射光的频率。

6.从法国物理学家贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线开始，人类开启了对原子核的研究并和平利用核能，以下说法正确的是（ ）
A. 核聚变反应中平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损小
B. 查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121
042611
Be He C H e -+→++
C. 人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是：144171
7281N He O H +→+
D. α射线和β射线来自原子核，γ射线是原子核外电子跃迁时辐射出的光子流 【答案】C 【解析】 【分析】
考查核反应规律，根据核反应的
特点和核反应规律分析可得。

【详解】A ．同等条件下，核聚变反应中比核裂变释放更多核能，是因为平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损大，故A 说法不符合题意。

B ．查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121
4260Be He C n +→+故B 不符合题意。

C ．人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是：144171
7281N He O H +→+符合客观实事，
C 符合题意。

D ． α射线和β射线来自原子核，γ射线是原子核释放核能时辐射出的光子流。

故D 不符合题意。

【点睛】
7.人类研究原子的结构经历了漫长的过程，其间有一些最具代表性的人和事，以下叙述符合历史事实的是（ ）
A. 汤姆孙使用气体放电管进行实验，断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷
B. 卢瑟福以自己的核式结构模型为依据，利用爱因斯坦相对论观点和量子理论知识，成功地解释了α粒子散射实验现象
C. 玻尔受普朗克的量子论和爱因斯坦的光子的概念启发，他否定了卢瑟福的原子核式结构模型，提出了自己的原子结构模型
D. 玻尔成功解释了氢原子光谱的实验规律，弗兰克-赫兹实验又证实了玻尔理论是正确的，玻尔理论完全揭示了微观粒子运动的规律 【答案】A 【解析】 【分析】
考查物理学史、物理思想和方法。

根据客观实际，判断分析可得。

【详解】A ．符合客观实际，故A 说法符合题意。

B ．卢瑟福以自己的核式结构模型为依据，利用经典的电磁理解，成功地解释了α粒子散射实验现象。

故B 说法不符合题意。

C ．玻尔受普朗克的量子论和爱因斯坦的光子的概念启发，他发展了卢瑟福的原子核式结构模型，提出了自己的原子结构模型。

故C 不符合题意。

D ．玻尔成功解释了氢原子光谱的实验规律，弗兰克-赫兹实验又证实了玻尔理论是正确的，玻尔理论仍有时代的局限性，没有完全揭示了微观粒子运动的规律。

故D 说法不符合题意。

【点睛】在理解的基础上掌握物理学史、物理思想方法。

8.如图甲是一个数字触发器，触发器可以将连续的模拟信号转换成数字信号，该触发器的转换规则是：输入端a 、b 接入图乙所示的交变电流，即连续的模拟信号，当交流电压数值小于Um/2时，输出端c 、d 的电压为0:当交流电压数值大于Um/2时，输出端c 、d 的电压为3.0V,输出端c 、d 就有图丙所示的数字信号输出以下说法正确的是（ ）
A. 丙图中的电压有效值为3.0V
B. 丙图中的电压有效值为2.7V
C. 丙图中的电压有效值约为2.4V
D. 丙图中的电压有效值约为2.1V 【答案】C 【解析】 【分析】
考查有效值的计算，根据相同电阻、相同时间、产生相同热量计算直流电流的电压值。

【详解】根据热效应的定义，22
32cd u U T T R R
⨯=⨯ 代入数值可求得有效值U=2.4v 。

故C 符
合题意，ABD 不符合题意。

【点睛】正弦式交流电电压的最大值和有效值关系：2
U U 有效 ，如果不是正弦式交流电
要根据热效应的定义式来计算。

9.下列说法正确的是（ ）
A. 对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
B. 可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
C. 功转变为热的实际宏观过程是可逆过程
D. 气体温度每升高1K 所吸收的热量与气体经历的过程有关 【答案】BD 【解析】 【分析】
【详解】A ．根据热力学第一定律，u=W+Q ∆ 对某物体做功，因不知道Q 正负大小，该物体的内能不一定增加。

故A 不符合题意。

B ．在外界的影响下，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，不违背热力学第二定律，故B 符合题意。

C ．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，故C 说法不符合题意。

D ．气体对外做功和外界对气体做功情况不确定，气体温度每升高1K 所吸收的
热量也不确定，故D 符合题意。

【点睛】改变物体内能的方法有做功和热传递，一定质量的理想气体的内能仅与温度有关，结合热力学第一定律分析可得。

10.原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用，以下关于核反应的描述正确的是（ ） A.
23793
Np 共发生7次α衰变和4次β衰变，最终产物为20983Bi
B. Np 237
系列中所有放射性元素的半衰期随温度和Np 237
的浓度的变化而变化
C. 我国自行设计、研制出了世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)，其核反
应方程式可能为：2341
1120H H He n +→+
D. 根据公式△E=△mc 2
可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同 【答案】AC 【解析】 【分析】
考查衰变规律、核反应方程和核能计算，根据相关规律分析可得。

【详解】A ．设发生x 次α衰变，y 次β衰变，由质量数守恒可得237=4x+209，电荷数守恒可得93=2x-y+83， 联立可得x=7 y=4 ，故A 符合题意。

B ．半衰期是由原子核内部因素决定的，温度和浓度变化均不影响原子核内部结构，所以半衰期不发生变化。

故B 说法不符合题意。

C ．我国自行设计、研制出了世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)，其核反
应方程式可能为：2341
1120H H He n +→+，符合客观实际，C 说法符合题意。

D ．聚变反应和裂变反应前后质量亏损一般不同，释放的核能不同。

D 不符合题意。

【点睛】
11.如图所示为一自耦变压器，R 1为定值电阻，在cd 端输入电压u 1=311sin100πtV,所有电表均为理想电表，则以下说法正确的是（ ）
A. 滑片P 向a 方向移动、滑片Q 不动，电压表示数减小
B. 滑片P 向b 方向移动，滑片Q 下移，电流表示数减小
C. 滑片P 不动，滑片Q 上移，电流表示数不变
D. 滑片P 不动、滑片Q 上移或下移，电压表示数始终不变 【答案】BD 【解析】 【分析】
考查理想变压器动态分析，根据电压、电流、功率的关系分析可得。

【详解】A ．设原线圈匝数为n 1 副线圈匝数为n 2 原线圈电压为u 1 副线圈电压为u 2 ， 由
1122u n u n = 可得1221
u n
u n = 滑片P 向a 方向移动、滑片Q 不动 ，n 1减小，u 1、n 2不变，u 2增大，电压表测的是副线圈电压，示数增大。

故A 不符合题意。

B ． 滑片P 向b 方向移动，滑片Q 下移，由12
21
u n u n =
u 1、n 2不变，n 1增大，u 2减小，副线圈总电阻增大，副线圈电流表减小，则原线圈电流也减小。

故B 符合题意。

C ．滑片P 不动，滑片Q 上移，u 2不变，副线圈总电阻减小，电流增大，原线圈电流增大。

故C 不符合题意。

D ． 滑片P 不动、滑片Q 上移或下移，12
21
u n u n = u 1、n 1 n 2不变，u 2不变，电压表示数始终不变。

故D 符合题意。

【点睛】理想变压器输入电压决定输出电压，输出电流、功率决定输入电流、功率，结合闭合电路欧姆定律计算可得。

12.如图所示为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率恒定为48kW 在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1:20,电流表的示数为1A,输电线的总电阻为10Ω，下列说法正确的是（ ）
A. 用户端的功率为44kw
B. 升压变压器的输出电压U2=2400V
C. 降压变压器的输入电压U3=2000V
D. 如果用户电压为220V,则降压变压器原副线圈匝数比为10:1 【答案】ABD 【解析】 【分析】
考查高压输电、变压器的变压规律，根据相关规律计算可得。

【详解】A ． 根据电流互感器的匝数关系可求得输电线的电流为20A ，用户端的功率48kw-202 ⨯10310-⨯kw=44kw ，
故A 符合题意。

B．升压变压器的输出电压U2=p I =
4800
V
20
= 2400V，故B符合题意。

C．降压变压器的输入电压 U3=U2-20⨯10V= 2200V ，故C不符合题意。

D．如果用户电压为220V,则降压变压器的原副线圈匝数比为电压之比 2200：220= 10:1 ，故D符合题意。

【点睛】高压输电问题可以分解成三部分：电源部分、高压输电部分、用户电路，一般可先求出输电电流，再根据功率关系、变压器的变压规律求解，求匝数比时可以灵活选择电流关系或电压关系。

二、实验题：本题共2小题，共18分
13.在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R x约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A
的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，计算结果由
x
U
R
I
=
计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的读数；若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为R x1和R x2，则① （填“R x1”或“R x2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值R x1② （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值R x2③ （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

【答案】①R x1②大于③小于
【解析】
试题分析：因为V
2000
10
200
x
R
R
==，而
200
20
10
x
A
R
R
==，故可认为R
x
＞＞R A，故应采用图a电
路测量更准确，即R x1更接近待测电阻的真实值；因为
1x
U
R
I
=，=R
R
U
R
I
真
，U＞U R，I=I R，则
1x R R 真＞，即测量值R x1大于真实值；因为2
x U R I =，=R R
U R I 真，U=U R ，I ＞I R ，则2x R R 真＜，即测量值R x2小于真实值；
考点：伏安法测电阻。

14.现要测量电压表的内阻和电源的电动势，提供的器材有：
电源E(电动势约为6V,内阻不计)，电压表V1（量程0~2.5V,内阻约为2.5kΩ)，电压表V2(量程0~3v,内阻约为10kΩ)，电阻箱R0(最大阻值为9999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为3kΩ)，滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干
(1)如图(1)所示的甲、乙、丙三图是几位同学为完成本次验而设计的电路图，你认为选用哪一个电路图完成本次实验最合理？_______ (填“甲”、“乙”“丙”)
(2)电路中应选用滑动变阻器_______（选填“R1”或“R2”）
(3)按照下列步骤进行实验：
①闭合开关前，将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大；
②闭合开关，将电阻箱调到6Ωk,调节滑动变阻器至适当的位置，此时电压表V1的示数为
1.60V 电压表V2的示数为
2.40V;
③保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，再将电阻箱调到2kΩ, 此时电压表V1的示数如图(2)所示，其示数为_______V,电压表V2的数为1.40V
(4)根据以上实验数据，计算得到电源的电动势为_______V,电压表V1的内阻为_______KΩ，电,压表V2的内阻为_______KΩ.
【答案】 (1). 丙 (2). 1R (3). 2.10V (4). 5.60V (5). 2.5k Ω (6).
2.5k Ω
【解析】
【分析】
考查测电阻、电源电动势的方法，根据欧姆定律综合分析可得。

【详解】(1)．[1]当采用甲电路图时,电压表V 1最大电流为1mA ，电压表V 2最大电流为0.3mA ，电压表V 1读数不准确，若采用乙电路图，通过V 1电流更小，读数更不准确。

故只能选择丙电路图。

(2)．[2] 由闭合电路欧姆定律可估算一下滑动变阻，估算滑动变阻器的阻值
12131
6 2.535002.5.2510E U U R U R ----==Ω=Ω⨯
最小电阻为500Ω ，所以只能选择R 1
(3)．[3] 最小分度值为0.1V ，要估读到下一位，所以读数是2.10V
(4)． 根据串并联电路特点可得
3
121.6V 2.4V 2.4A 610R R =+⨯ 3122.10V 1.40V 1.4A 210
R R =+⨯ 联立可求得R 1=2.5k Ω R 2=2.5k Ω
由闭合电路欧姆定律可得
322.4 2.41.6V 2.4V 610E R R ⎛⎫=+++⨯ ⎪⨯⎝⎭ 321.4 1.42.1V 1.4V 210E R R ⎛⎫=+++⨯ ⎪⨯⎝⎭
联立可得E= 5.60V
【点睛】器材选择要考虑安全性原则、准确性原则、方便性原则。

选择合适电路，根据欧姆定律联立可得。

三、计算题：本题共2小题，共34分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
15.如图所示，一太阳能空气集热器，底面及侧而为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V 0，开始时内部封闭气体的压强为P 0,经过太阳暴晒，气体温度由T 0=295K 升至T 1=354K 求：
(1)T 1=354K 时气体的压强
(2)保持T 1=354K 不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强变到
012P ,求集热器内剩余气体的质量与被抽出的气体质量的比值
【答案】（1）
065P （2）57
【解析】
【分析】
考查理想气体方程的实际应用。

选择合适的研究过程，根据查理定律、玻意耳定律计算可得。

【详解】由题意可知气体发生等容变化，由查理定律： 0101
P P T T = 解得：
1100
T P P T =
代入数据得： 1065
P P = （2）抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为2V ，由玻意耳定律：
1022PV PV =
则：
102012
PV V P =
， 代入数据得：
202.4V V =
抽出的气体体积为：
32001.4V V V V =-=
设此时气体的密度为ρ，则集热器内剩余气体的质量为：
10m V ρ=,
抽出的气体的质量为：
23m V ρ=
故集热器内剩余气体的质量与抽出的气体质量之比为： 0
12051.47
V m m V ρρ== 【点睛】应用理想气体方程解题时一定要注意必须是一定质量的理想气体，确定合适的研究
对象，找出前后状态对应的物理量，应用理想气体方程联立可得。

16.如图所示，水平面上固定着不等间距的两段平行直导轨，处于磁感应强度大小为B 的竖直向下的匀强磁场中，粗糙导轨PQ 、P'Q'的宽度私L,光滑导轨MN 、M'N'无限长，其宽度为2L,导轨电阻均不计金属棒ab 、cd 垂直放置于两段导轨上与导轨接触良好，均可自由滑动，其质量分别为m 和2m,二者接入电路的电阻分别为R 和2R ，一根轻质细线绕过定滑轮(定滑轮用绝缘材料固定在轨道平面内，滑轮质量和摩擦不计)，一端系在金属棒ab 的中点上，另一端悬挂一物块W,W 的质量着M ，此时金属棒ab 恰好不滑动。

现用水平向右的恒定拉F 使金属棒cd 由静止开始向右运动，当cd 达到最大速度时金属棒ab 即将滑动，已知重力加速度g 求：
(1)金属棒cd 的最大速度v m
(2)恒定拉力F 的大小
(3)若在金属棒cd 达到最大速度时立即撤去拉力F,试计算出金属棒cd 继续运动的位移S
(4)若金属棒cd 从静止开始运动到达到最大速度所用时间为t,则金属棒ab 从棒cd 开始运动到静止共产生了多少焦耳热？
【答案】（1）223MgR B L （2）4Mg （3）2
4492MmgR B L
（4）222222632M g R mR t B L B L ⎛⎫- ⎪⎝⎭ 【解析】
【分析】
考查力的平衡、动量定理、动能定理的综合应用，根据相关规律计算可得。

【详解】当cd 棒达到最大速度m v 时，ab 棒恰好未发生相对滑动，对ab 棒受力分析可得
m BIL Mg f =+
cd 受拉力F 作用前，由平衡条件：
m Mg f =
解得
2Mg I BL
=
对cd 棒： 2m m E BLv =
3m E I R
=
解得： 22
3m MgR v B L = 当cd 棒达到最大速度m v 时，此时cd 受力平衡，则外力
2F BIL =
又：
2BIL Mg =
故：
4F Mg =
（3）金属棒cd 达到最大速度时立即撤去拉力F ，直至停止，对cd 棒应用动量定理：
1122m BI Lt mv -=-
又：
11
q I t = 113E I R = 11
2BLS E t =
故： 1123BLS I t R
=
联立解得cd 继续运动的位移 2
4492MmgR s B L
= （4）导体棒cd 加速过程中，对cd 棒应用动量定理：
222m Ft BI Lt mv ==
12223BLS q I t R
==
联立可得cd 加速过程的位移： 122223322MgR mR s t B L B L ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
设cd 棒克服安培力做功为W 克安，对cd 棒运动全过程应用动能定理：
1=0FS W -克安，
设系统产生焦耳热为Q 总，由能的转化与守恒定律可知：
=Q W 总克安
解得
222222632M g R mR Q t B L B L ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
总 【点睛】动量定理适用于恒力，也适用于变力，变力时应为力对时间的平均值。

动量定理应
用时注意力的方向，
合力的冲量等于动量变化量，动能理应用时注意功的正负，合力的功等于动能的变化量。