广西壮族自治区来宾市2024-2025学年高二下学期5月期中物理试卷（解析版）

这是一份广西壮族自治区来宾市2024-2025学年高二下学期5月期中物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：每题只有一项符合题目要求，共7小题；每小题4分，共28分。
1. 关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B. 图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C. 图丙为分子力与分子间距关系图，分子间距从增大时，分子力先变大后变小
D. 图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较低
【答案】C
【解析】A．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成单分子油膜，A错误；
B．图中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，并不是固体小颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，B错误；
C．根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从增大时，分子力表现为引力，分子力先变大后变小，C正确；
D．由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，即
D错误；
故选C。
2. 以下对固体、液体的描述中正确的是（ ）
A. 非晶体不能转化为晶体
B. 液晶是一种特殊的化合物，具有各向同性
C. 用磙子压紧土壤，有利于保存地下的水分
D. 晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
【答案】D
【解析】A．一定条件下，晶体、非晶体可以相互转化，故A错误；
B．液晶在某个方向上看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的，所以它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样有光学各向异性，故B错误；
C．用磙子压紧土壤，使土壤中的毛细管变的更细，增强毛细现象，更利于使地下水到地面上来，故C错误；
D．单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故D正确。
故选D。
3. 碘131具有放射性，其衰变产生的射线可用于治疗甲状腺疾病。碘131发生衰变的方程为，产生的新核可表示为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】在衰变过程中满足质量数及电荷数守恒，所以产生的新核质量数不变，电荷数增加1，则新核为。
故选B。
4. 图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=4的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠，则（ ）
A. 用0.80eV的光子照射n=4能级的氢原子，可使氢原子电离
B. n=4跃迁到n=1放出的光子波长最长
C. 从n=4跃迁到n=2放出的光子能使金属钠产生光电效应
D. 逸出光电子的最大初动能为12.75eV
【答案】C
【解析】A．由能级图可知，n=4能级的氢原子电离需要的能量至少为0.85eV，故用0.80eV的光子照射n=4能级的氢原子，不可使氢原子电离，故A错误；
B． n=4跃迁到n=1放出的光子能量最大，根据
可知放出的光子波长最短，故B错误；
C．从n=4跃迁到n=2放出的光子由能级图可知
能使金属钠产生光电效应，故C正确
D. n=4跃迁到n=1放出的光子能量最大，则有
根据光电效应方程可得逸出光电子的最大初动能为
故D错误。
故选C。
5. 如图，倒挂的“彩虹”被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。光线从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出，发生色散。以下分析正确的是（ ）
A. 光线从空气进入冰晶后波长不变
B. 在冰晶中红光和紫光的传播速度相同
C. 光线从空气射入冰晶时可能发生全反射
D. 当入射角减小，在侧面最先发生全反射的是紫光
【答案】D
【解析】A．光从空气进入冰晶后，频率不变，速度减小，根据
可知波长变小，故A错误；
B．由于紫光的频率大于红光的频率，冰晶对紫光的折射率大于对红光的折射率，根据可知，在冰晶中红光的传播速度大于紫光的传播速度，故B错误；
C．光线只有从光密介质射向光疏介质，才有可能发生全反射，则光线从空气射入冰晶时不可能发生全反射，故C错误；
D．因为可见光中紫光频率最高，折射率最大，根据全反射临界角公式，可知紫光发生全反射的临界角最小；当入射角减小，光线进入冰晶上表面的折射角减小，则光线在侧面射出空气的入射角增大；由于紫光在冰晶上表面的折射角最小，则紫光在侧面射出空气的入射角最大，所以在侧面最先发生全反射的是紫光，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，两倾角为θ的光滑平行导轨，质量为m的导体棒ab垂直放在导轨上，整个空间存在与导体棒ab垂直的匀强磁场，导体棒中通有由a到b且大小为Ⅰ的恒定电流，使导体棒恰好保持静止，平行导轨间距为L，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 若磁场方向为竖直向上，则磁感应强度为
B. 若磁场为垂直斜面方向，则磁场只能垂直斜面向下
C. 磁感应强度最小值为
D. 若仅使电流反向（其他条件不变），导体棒仍能保持静止
【答案】C
【解析】A．若磁场方向为竖直向上，受力分析如图1所示
则
磁感应强度为，故A错误；
B．若磁场为垂直斜面方向，则安培力只能沿斜面向上，根据左手定则得磁场方向为垂直斜面向上，故B错误；
C．根据三角形定则，当安培力和支持力垂直时安培力最小（如图2所示）
此时磁感应强度最小，故C正确；
D．电流反向则安培力反向，导体棒不能保持静止，故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示，一个匝数n=100匝的圆形导体线圈，面积S1=0.4m2，电阻r=1Ω。在线圈中存在面积S2=0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R=2Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，下列说法正确的是（ ）
A. 0~4s内，a、b间的电势差Uab=3V
B. 4~6s内a、b间的电压为6V
C. 0~4s内通过电阻R的电荷量为8C
D. 4~6s内通过电阻R的电荷量为4C
【答案】B
【解析】A．0~4s内，感应电动势为
路端电压为
根据楞次定律可知，感应电流方向沿顺时针方向，则a、b间的电势差为
故A错误；
B．4~6s内，感应电动势为
根据楞次定律可知，感应电流方向沿逆时针方向，则a、b间的电压
故B正确；
C．0~4s内通过电阻R电荷量
故C错误；
D．4~6s内通过电阻R的电荷量
故D错误。
二、多选题：每小题有多项符合题目要求，共3题；每小题全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共18分。
8. 如图所示，一定质量的理想气体经状态完成循环过程，、为两个等容过程，、为两个绝热过程。过程中气体对外做功300J，，，，。则下列说法正确的是（ ）
A. 过程中气体对外做功为零
B. 过程气体分子平均动能减小
C. 过程中气体内能的变化量
D. C状态气体的温度为
【答案】CD
【解析】A．、过程中气体对外做功为零，过程中气体压强的平均值大于过程中气体压强的平均值，所以过程中气体对外做功大于过程中外界对气体做功，所以过程中气体对外做功不为零，故A错误；
B．过程中，由得，温度T变大，所以理想气体分子平均动能增大，故B错误；
C．过程为绝热过程，所以
又
得，故C正确；
D．由
解得，故D正确。
故选CD。
9. 激光雕刻时能在材料表面形成波动，可将其视为沿轴正方向传播的简谐横波。时的波形如图甲所示，图乙为某质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 质点平衡位置的坐标可能为
B. 时，处质点的位移为0
C. 时，处质点的速度沿轴正方向
D. 处质点的振动方程为
【答案】BD
【解析】A．由图乙可知，周期为，则质点的振动方程为
时，质点的位移为
且向上振动，由图甲可知，时的波动方程为
可知，平衡位置的坐标的质点的位移为，由同侧法可知，该质点向下振动，故A错误；
BCD．结合上述分析可知，处质点在时的位移为
设处质点的振动方程为
解得
则处质点的振动方程为
则时，处质点的位移为0，速度沿轴负方向，故C错误，BD正确。
故选BD。
10. 发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。如图甲所示为一交流发电机的原理示意图，在匀强磁场中一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕垂直磁感线的转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化规律如图乙中曲线P、Q所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 图中时刻，两次通过线圈的磁通量变化率均达到最大值
B. 图中P、Q对应线圈角速度之比为
C. 图中交流电P的频率为25Hz
D. 图中交流电Q的有效值为
【答案】CD
【解析】A．图中时刻，感应电动势为零，根据法拉第电磁感应定律可知，两次通过线圈的磁通量变化率均为零，故A错误；
B．图中P、Q对应的交变电流的周期之比为
线圈角速度之比为
故B错误；
C．图中交流电P的频率为
故C正确；
D．由可知，图中P、Q对应的峰值之比为
所以图中交流电Q的峰值为
有效值为
故D正确。
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11. 气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。现用带竖直挡板C、D的气垫导轨和滑块A、B探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示。

采用的实验步骤如下：
a．用天平分别测出A、B的质量、；
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；
c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
d．用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离；
e．按下电钮放开卡销，同时分别记录A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B分别碰撞C、D时计时结束，记下A、B分别到达C、D的运动时间和。
（1）实验中还应测量的物理量及其符号是________________；
（2）规定水平向左为正方向，作用前A、B质量与速度乘积之和为________；作用后A、B质量与速度乘积之和为________。（用测量的物理量符号表示即可）
【答案】（1）B的右端至D的距离 （2）0
【解析】（1）[1]A、B被压缩的弹簧弹开后，在气垫导轨上运动时可视为匀速运动，因此只要测出A与C的距离、B与D的距离及A到达C、B到达D的时间和，测出A、B的质量，就可以探究碰撞中的不变量。由上述分析可知，实验中还应测量的物理量为：B的右端至D的距离。
（2）[2][3]设向左为正方向，根据所测数据求得A、B的速度分别为
，
碰前A、B静止，即，质量与速度乘积之和为0；
碰后A、B的质量与速度乘积之和为
12. 如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率：
（1）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度__________（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量；
（2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是__________；
（3）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa'、bb'为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）大 （2）1.5 （3）偏小 不变
【解析】（1）[1]为了减小折射角的测量误差，应使折射光线适当长些，即应选用宽度大的玻璃砖来测量。
（2）[1]根据折射定律
可知图像斜率的倒数等于n，即
（3）[1]甲同学所作折射光线（虚线）与实际折射光线（实线）如图所示
此时所测折射角比实际折射角偏大，所以甲同学测得的折射率与真实值相比偏小。
[2]虽然乙同学所用的是梯形玻璃砖，但在操作正确的情况下不影响入射角和折射角的测量，所以乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. 如图甲所示的汽缸内，用质量未知的活塞封闭着一定质量的理想气体，汽缸内空气柱长度为，初始温度为T0。如图乙所示，现把汽缸开口向上，竖直放在水平地面上，气体温度仍为T0，活塞静止时，汽缸内空气柱长度为（未知）。大气压强恒为，重力加速度为。活塞的横截面积为，它与汽缸之间无摩擦且不漏气。已知容器内气体内能变化量与温度变化量的关系式为，C为已知常数。
（1）求活塞的质量；
（2）若在如图乙所示状态下，对气体加热，使活塞缓慢上升，求在空气柱长度变为的过程中，气体吸收的热量Q。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）汽缸竖直放置时，对活塞受力分析，有，解得
汽缸从水平放置到竖直放置，气体发生等温变化，由玻意耳定律得
联立解得活塞的质量为
（2）若汽缸竖直放在水平地面上时对气体加热，气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有
解得
由得气体的内能变化量
由知外界对气体做的功
根据热力学第一定律
解得气体吸收的热量为
14. 如图所示，在坐标系中，第一、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小分别为、，一质量为、电荷量为（）的粒子（不计重力）从轴负半轴的点（0，）垂直轴进入磁场中，恰好垂直轴射入第一象限。
（1）求粒子运动的速度大小；
（2）证明粒子将过坐标原点；
（3）求粒子在磁场中运动到坐标原点的时间。
【答案】（1） （2）见解析 （3）
【解析】（1）根据题意可知粒子在第四象限磁场中运动时的轨迹圆心刚好在坐标原点，则有
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得粒子运动的速度大小为
（2）粒子进入第一象限磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力可得
解得轨道半径为
则粒子刚好运动半周经过坐标原点，如图所示
（3）粒子在第四象限磁场中运动的周期为
粒子在第四象限磁场中运动的时间为
粒子在第一象限磁场中运动的周期为
粒子在第一象限磁场中运动的时间为
则粒子在磁场中运动到坐标原点的时间为
15. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，N、Q两端接有的电阻。一金属棒ab垂直导轨放置，ab两端与导轨始终有良好接触，已知ab的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。ab在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，取重力加速度大小。
（1）求ab速度最大时所受到的安培力大小及两端的电压U；
（2）求拉力的功率；
（3）ab开始运动后，经速度达到，此过程中ab克服安培力做功为，求该过程中ab沿导轨的位移大小x。
【答案】（1）， （2） （3）
【解析】（1）棒产生的感应电动势为
设回路中感应电流为，根据闭合电路欧姆定律得
棒受到的安培力大小为
两端的电压
联立以上各式解得，
（2）在棒运动过程中，由于拉力功率恒定，棒做加速度逐渐减小的加速运动，加速度为零时，速度达到最大，设此时拉力大小为，安培力大小为，由平衡条件得
拉力的功率
解得拉力的功率为
（3）ab棒从到的过程中，由动能定理得
解得