湖南省汨罗市第一中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试卷(含答案)

这是一份湖南省汨罗市第一中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试卷(含答案)，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．下列四个图片均来自课本中的实验、仪器、实际应用，相应的现象、原理及应用的说法正确的是( )
A.甲图“水流导光”的原理是光的全反射
B.乙图“CT”是利用γ射线能够穿透物质来检查人体内部器官
C.丙图中大头针尖影的轮廓模糊不清是因为光发生了偏振
D.丁图射水鱼在水中看到小昆虫的位置是在实际昆虫的下方
2．如图，一对金属板水平放置，间距足够大，极板间的电压为U，在金属板右侧有一竖直屏。一不计重力的带电粒子从两板中央以水平速度入射，入射方向的延长线与屏的交点为O点，粒子打在屏上的位置与O点的距离为y。将U变为变为，保持其他条件不变，粒子打在屏上的位置与O点的距离将变为( )
A.4yB.2yC.y
3．“洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成。清水倒入其中，用手慢慢摩擦盆耳，到一定节奏时盆就会发出强烈嗡嗡声，同时还会溅起层层水花。下列描述正确的是( )
A.嗡嗡声是因为水撞击盆B.摩擦的节奏越快，越能溅起水花
C.摩擦的节奏越慢，越能溅起水花D.能溅起水花的摩擦节奏与盆有关
4．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，电源的输出电压，定值电阻，，滑动变阻器的最大阻值为，a、b为滑动变阻器的两个端点，所有电表均为理想电表。现将滑动变阻器滑片P置于b端，则( )
A.电流表示数为
B.电压表示数为10V
C.滑片P由b向a缓慢滑动，消耗的功率减小
D.滑片P由b向a缓慢滑动，变压器的输出功率减小
5．关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A.分子是组成物质的最小微粒且永不停息地做无规则热运动
B.分子间有相互作用的引力或斥力，则扩散现象只能发生在气体、液体之间
C.“破镜难重圆”是因为镜子破了之后破损处分子间距离过大，引力太小而不能复原
D.“一叶小舟烟雾里”是因为烟雾在空中弥漫，烟雾是分子的无规则运动
6．如图甲所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，线圈电阻，磁场方向垂直于线圈平面向里，已知磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，定值电阻。下列说法正确的是( )
A.线圈中产生的感应电动势均匀增大B.a、b两点间电压为2V
C.a、b两点间电压为1.2VD.a点电势比b点电势低1.2V
7．如图所示，在倾角为α的斜面顶端固定一摆长为L的单摆，单摆在斜面上做小角度摆动，摆球经过平衡位置时的速度为v，则以下判断正确的是( )
A.单摆在斜面上摆动的周期
B.摆球经过平衡位置时受到的回复力大小为
C.若小球带正电，并加一沿斜面向下的匀强电场，则单摆的振动周期将减小
D.若小球带正电，并加一垂直斜面向下的匀强磁场，则单摆的振动周期将发生变化
8．如图，某小型水电站发电机输出的电功率，发电机的输出电压，经变压器升压后向远距离输电，已知升压变压器原、副线圈的匝数比，输电线的总电阻为，最后通过降压变压器将电压降为220V向用户供电。若两个变压器均为理想变压器，则下列说法中正确的是( )
A.用户端交流电的频率为200Hz
B.用户得到的功率为20kW
C.输电线上损失的功率为550W
D.降压变压器原、副线圈的匝数比
二、多选题
9．均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，时刻部分质点的状态如图（a）所示，其中实线AE表示波峰，虚线FG表示相邻的波谷，A处质点的振动图像如图（b）所示，z轴正方向竖直向上，下列说法正确的是( )
A.该波从A点传播到B点，所需时间为4s
B.时，B处质点位于波峰
C.时，C处质点振动速度方向竖直向上
D.时，D处质点所受回复力方向竖直向下
10．如图所示，MN和PQ是电阻不计的光滑平行金属导轨，弯曲部分与水平直导轨部分平滑连接，导轨两端各接一个阻值为R的定值电阻。水平导轨足够长且处在方向竖直向下的匀强磁场中。接入电路的电阻也为R的金属棒均从离水平导轨高度为h处由静止释放，金属棒与导轨垂直且接触良好，第一次电键K闭合，第二次电键K断开，则下列说法正确的是( )
A.金属棒刚进入磁场时的加速度大小之比为4：3
B.两次通过金属棒某一横截面的电荷量大小之比为1：2
C.两次运动金属棒中产生的焦耳热之比为4：3
D.金属棒在水平导轨上运动的距离之比为2：1
11．半径为R的均质透明半圆柱体的横截面示意图如图所示。一绿色细光束平行于直径AC从P点射向半圆柱体，进入半圆柱体后，经PC面反射，到达AC面。P点到直径AC的距离为，透明半圆柱体对绿光的折射率为，仅考虑第一次到达AC面的光线。则下列说法正确的是( )
A.绿光束在AC面上一定发生全反射
B.绿光束在AC面上一定不会发生全反射
C.若入射光束为红色光束，则到达AC面的光一定不会发生全反射
D.若入射光束为红色光束，则到达AC面的光一定发生全反射
12．关于分子动理论，下列说法中正确的是( )
A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，测得油酸分子大小的数量级为
B.图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某个微粒做布朗运动的速度—时间图线
C.图丙为分子力F与分子间距r的关系图，分子间距从开始增大时，分子势能变小
D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的分子平均动能较大
三、计算题
13．如图（a），竖直圆柱形汽缸导热性良好，用横截面积为S的活塞封闭一定量的理想气体，活塞质量为，此时活塞静止，距缸底高度为H。在活塞上放置质量为（未知）的物块静止后，活塞距缸底高度为，如图（b）所示。不计活塞与汽缸间的摩擦，已知大气压强为，外界温度为27℃，重力加速度为g，汽缸始终保持竖直。
（1）求图（a）中封闭气体的压强大小；
（2）求图（b）中物块质量。
14．在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD，木板AB上表面粗糙，滑块CD上表面是光滑的圆弧，其始端D点切线水平且与木板AB上表面平滑相接，如图所示。一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板AB的右端以初速度滑上木板AB，过B点时速度为，，又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处。已知物块P与木板AB间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：
（1）物块滑到B处时木板的速度；
（2）木板的长度L；
（3）滑块CD圆弧的半径。
15．如图，在平面直角坐标系xOy的第一、四象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场。带正电粒子从x轴的A点沿y轴正方向以初速度进入第二象限，经电场偏转从y轴上的M点进入第一象限，又经匀强磁场从x轴上的N点（，0）进入第四象限，不计粒子重力。求：
（1）从A点出发到N点所用时间t；
（2）带电粒子的比荷及匀强电场的大小；
（3）撤去匀强磁场，在第一、四象限内施加沿MN方向的匀强磁场，带电粒子仍能过N点，问的大小及带电粒子在磁场中的运动路程。
四、实验题
16．利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝相距d，双缝到光屏的距离L，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图所示，则：
（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为___________mm，___________mm，相邻两条纹间距___________mm；
（2）波长的表达式___________（用、L、d表示）；
（3）若将滤光片由红色换为绿色，得到的干涉条纹间距将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）；
（4）若仅将屏向远离双缝的方向移动。可以___________（填“增加”或“减少”）从目镜中观察到的条纹个数。
17．某实验小组进行电压表改装实验，现有一块小量程电流表G，满偏电流，内阻未知，现要将其改装成量程为3V的电压表并进行校对。
（1）用多用电表欧姆挡测电流表G的阻值，得粗测值约为105Ω。
（2）精确测量电流表G的内阻；
①按如图所示的电路图连接好电路，先将电阻箱R的阻值调到最大，闭合开关，断开开关，调节电阻箱R，使标准电流表的示数大于量程的，且两电流表的示数都没有超过量程，读出标准电流表的示数为，电阻箱的示数为；
②保持开关闭合，再闭合开关，调节电阻箱R，使标准电流表的示数仍为，读出电阻箱的示数为。
以上实验可知电流表G内阻的表达式为________（用表示）。
（3）用该电流表G和电阻箱R改装一个电压表；若通过（2）测量得到表头G内阻为，用该表头和电阻箱R改装成量程为0～3V的电压表，应将电阻箱R与电流表G________（填“串联”或“并联”），并将电阻箱R的阻值调到________Ω。
（4）若由于电阻箱老旧，在用标准电压表（内阻视为无穷大）校准时，发现标准表示数3V时，改装好的电压表表头读数为14.5mA，则在不做大的电路改变的情况下，想修正这一误差，可在旧电阻箱旁边（填“串联”或“并联”）________一个阻值为________Ω的定值电阻。
参考答案
1．答案：A
解析：A、图甲中弯曲的水流可以导光是因为光在水和空气界面上发生了全反射现象，故与光导纤维原理相同，故A正确；
B、乙图“CT”是利用X射线能够穿透物质来检查人体内部器官，故B错误；
C、当光经过大头针尖时，大头针尖边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象，故B错误；
D、水面以上的小昆虫射出的光斜射到水面上，会发生折射现象，当光进入水中后靠近法线，射入射水鱼眼睛，而射水鱼由于错觉，认为光始终沿直线传播，逆着光的方向看上去而形成的虚像，所以比实际位置高，故D错误；
故选A。
2．答案：B
解析：带电粒子离开电场时速度v与进入电场时的速度夹角为根据类平抛运动的推论：速度的反向延长线交于水平位移的中点，得偏离O的距离为当U变为变为，其他保持不变时，y变为原来的2倍。故选B。
3．答案：D
解析：用双手摩擦盆耳，起初频率非常低，逐渐提高摩擦频率，当摩擦频率等于水的固有频率时，会发生共振现象，则嗡嗡声是因为共振现象，此时溅起的水花振幅最大，即能溅起水花的摩擦节奏与盆有关，故ABC错误，D正确；
故选：D。
4．答案：C
解析：AB，题图的电路图可以等效为
设原线圈两端电压为，副线圈两端电压为，又因为理想变压器原副线圈的功率相等，有
，，整理有
电源的电压输出为，因为电流表和电压表测量的为有效值，电源的有效值为30V，电流表的示数为
原线圈两端电压的有效值为
电压表测量的是副线圈两端的电压，即
整理有
故AB错误：
C.当滑片P从b向a缓慢滑动过程中，阻值变大，根据电流规律可知，总电阻变大，结合之前的分析可知，流过电阻的电流减小，由变压器规律，流过副线圈的电流也成比例减小，电阻不变，电流减小，根据，所以功率减小，故C项正确；
D.由之前的分析，可以将电阻与电源放在一起，等效成新电源，其副线圈输出功率变为新电源的输出功率，有电源的输出功率的规律可知，当等效电阻等于新电源的内阻20Ω时，即，其输出功率最大，所以在滑片从b向a缓慢滑的过程中，其副线圈的输出功率先增大，后减小，故D项错误。
5．答案：C
解析：A.分子是保持物质的化学性质的最小微粒，但不是最小微粒，它又由原子构成，故A错误；
B.分子间存在相互作用力：引力和斥力同时存在，故扩散现象发生在气体、液体、固体之间，故B错误；
C.“破镜难重圆”是因为镜子破了之后破损处分子间距离过大，引力太小而不能复原，故C正确；
D.分子的无规则运动都是肉眼不可直接见到的，烟雾可见，所以不是分子无规则运动，故D错误。
故选C。
6．答案：C
解析：A.根据法拉第电磁感应定律，结合乙图得，线圈中产生的感应电动势是恒定，故A错误;BC.根据闭合电路欧姆定律得电路中的电流，两点间电压为，故B错误，C正确;D.根据楞次定律知，电流从a点流出，b点流入，所以a点的电势比b点电势高1.2V，故D错误。故选:C。
7．答案：C
解析：A.单摆在平衡位置时，等效重力加速度为
所以单摆在斜面上摆动的周期
故A错误；
B.回复力大小与偏离平衡位置位移大小成正比，故摆球经过平衡位置时受到的回复力大小为0，故B错误；
C.若小球带正电，并加一沿斜面向下的匀强电场，单摆在平衡位置时，等效重力加速度为
所以单摆在斜面上摆动的周期减小，故C正确；
D.若小球带正电，并加一垂直斜面向下的匀强磁场，则小球摆动过程中洛伦兹力始终垂直速度，不产生回复力的效果，故周期不变，故D错误。
故选C。
8．答案：C
解析：A、由发电机的输出电压为得
则用户端交流电的频率为
故A错误;
BC.由可知升压变压器原线圈的电压
根据升压变压器原副线圈变压比有
解得
升压变压器的输入功率等于输出功率有
解得
则输电线上损耗的功率
用户得到的功率等于降压变压器得到的功率
故B错误，C正确;
D.输电线上的电压为
则降压变压器原线圈的电压
降压变压器原副线圈电压比等于匝数比有
故D错误。
故选C。
9．答案：ACD
解析：A.由图a、b可看出，该波的波长、周期分别为，则根据波速公式，A、B间距为一个波长，则该波从A点传播到B点，所需时间为故A正确；B.由选项A可知，则该波从A点传播到B点，所需时间为4s，则在时，B点运动了2s，即，则处质点位于波谷，故B错误;C.波从AE波面传播到C的距离为则波从AE波面传播到C的时间为则时，C处质点动了3.1s，则此时质点速度方向向上，故C正确；D.波从AE波面传播到D的距离为则波从AE波面传播到C的时间为则时，D处质点动了8.3s，则此时质点位于z轴上方，回复力方向向下，故D正确。故选ACD。
10．答案：AC
解析：A.当金属棒进入磁场瞬间，其速度为v，有则金属棒进入磁场瞬间，其产生的感应电动势为E，有则第一次电路中的电流为，有对导体棒有则第而次电路中的电流为，有对导体棒有所以有故A项正确;B.当导体棒进入磁场中，对导体棒由动量定理有又由于所以整理有由于导体棒两次进入磁场的速度大小相同，最后都静止下来，磁场的磁感应强度一致，所以两次通过导体棒的电荷量之比为故B项错误；C.设整个电路产生的热为Q，由功能关系有导体棒第一次进入磁场，由于开关闭合，所以两个电阻并联再与金属棒串联，其总共产生热量为Q，由于所以金属棒产生的热量为导体棒第二次进入磁场，开关断开，进入磁场，金属棒与一个电阻串联，其总共产生的热量为Q，由于所以金属棒产生的热量为所以故C项正确；D.导体棒进入磁场，由动量定理有结合之前的分析，第一次入磁场有整理有第二次进入磁场有整理有所以故D项错误。故选AC。
11．答案：AC
解析：AB.作出光路，如图所示
令在P点的入射角为θ，折射角为α，根据几何关系有
解得
根据
解得
则有
则有
即绿光在AC面上的入射角恰好等于45°，绿光的临界角
解得
可知，绿光束在AC面上一定发生全反射，A正确，B错误；
CD.若入射光束为红色光束，根据光谱对应的规律可知，红光在半圆柱体中的折射率小于绿光，即当红光从P点入射时，折射角α增大，根据上述光路结合几何关系可知，红光在AC界面上的入射角小于绿光在AC界面上的入射角45°，而红光发生全反射的临界角大于绿光的临界角，即红光在AC界面上的入射角小于其临界角，结合上述可知，若入射光束为红色光束，则到达AC面的光一定不会发生全反射，C正确，D错误。
故选AC。
12．答案：AD
解析：A、题图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，测得油酸分子大小的数量级为，故A正确；
B、题图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某个微粒做布朗运动每隔一定时间所到的位置，然后连起来，可发现该微粒做的是无规则的运动，故B错误；
C、题图丙为分子力的关系图，分子间距从开始增大时，分子力表现为引力，做负功，分子势能变大，故C错误；
D、题图丁为气体分子热运动的速率分布统计图，曲线②中分子速率较大的占比较大，故对应的分子平均动能较大，但并不是每个分子的动能都较大，故D正确。
故选：AD。
13．答案：（1）（2）
解析：（1）对活塞进行分析，根据平衡条件有：，解得：
（2）活塞从位置H到位置，气体发生等温变化，根据玻意耳定律有：
对活塞与物块整体分析，根据力的平衡条件有：，解得：
14．答案：（1），方向向左（2）（3）
解析：（1）物块由点A到点B时，取向左为正方向，由动量守恒定律得
又
解得
且速度方向向左。
（2）物块由点A到点B时，根据能量守恒定律得
解得
（3）由点D到点C，滑块CD与物块P组成的系统在水平方向上动量守恒，则有
滑块CD与物块P组成的系统机械能守恒，则有
联立解得，滑块CD圆弧的半径为
15．答案：（1）（2）；（3）；
解析：（1）粒子运动的轨迹如图所示
粒子从A到M的过程，x轴方向做匀加速直线运动，根据运动学公式有
y轴方向做匀速直线运动
设进入磁场时带电粒子速度为v，方向与x轴正方向夹角为θ，则
根据几何关系有
解得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何知识有
解得
根据几何关系，粒子在磁场中从M到N做匀速圆周运动转过的圆心角为，根据运动学公式有
运动总时间
；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，由洛伦兹力提供向心力有
解得
粒子在电场中运动，根据动能定理有
解得
；
（3）当磁场沿MN方向，进入磁场时v与B夹角为60°，带电粒子以沿磁场方向匀速运动，到达N所需时间为
同时带电粒子以在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动，转圈周期为
为了能够到达N点，要求
（n=1，2，3，⋯）
解得
在磁场中运动路程
。
16．答案：（1）11.1；15.6；0.75（2）（3）变小（4）减少
解析：（1）游标卡尺读数分别为
相邻两条纹间距
（2）由，得。
（3）由知频率高的单色光波长短，所以根据，判断出干涉条纹间距将变小。
（4）若仅将屏向远离双缝的方向移动，根据可知条纹间距变大，则从目镜中观察到的条纹个数减少。
17．答案：（2）（3）串联；100（4）并联；1550
解析：由闭合电路欧姆定律，断开开关时
闭合开关时
故
解得
用该表头和电阻箱改装成量程为0~3V的电压表，应将电阻箱R与电流表G串联。
用该表头和电阻箱R改装成量程为0~3V的电压表，需满足
可得
解得
校对电表时标准表示数3V时，改装好的电压表表头读数为14.5mA，改装电压表示数小于真实值，所以是串联电阻分压过大，即分压电阻偏大造成的，所以需要减小分压电阻阻值，即需要在电阻箱旁边并联一个电阻。
修正前
修正后
解得