2024-2025学年安徽省合肥市庐江县高二（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年安徽省合肥市庐江县高二（下）期末物理试卷（含解析），共16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。
1.物理学是一门以实验为基础的学科，对于下列教材中所列的实验或生活现象，下列说法正确的是( )
A. 甲图中，使M球偏离平衡位置后释放，在振动稳定后，与M球距离最近的小球将获得最大的振幅
B. 乙图中，若在ab的两端接上交流电源(电流的大小和方向发生周期性变化)，稳定后接在cd端的交流电流表会偏转
C. 丙图中，肥皂膜看起来常常是彩色的，是由于光的衍射缘故
D. 丁图中的电磁波，可由恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生
2.关于原子核的相关知识，以下说法正确的是( )
A. 核力普遍存在于原子核与电子之间
B. 氡222的半衰期是3.8天，镭226的半衰期是1620年，所以一个确定的氡222核一定比一个确定的镭226核先发生衰变
C. 核反应 92235U+ 01n→ 54139Xe+ 3895Sr+201n中生成物质量等于反应物质量
D. 质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是ΔE=Δmc2=(2m1+2m2−m3)⋅c2
3.日晷，又叫圆虹，是一种大气光学现象。该现象是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射而形成的。当光线射入卷层云中的冰晶后，经过两次折射，分散成不同方向的各色光。如图为一束太阳光射到六角形冰晶上的光路图，a、b为其折射出的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是( )
A. a光比b光更容易发生明显衍射现象
B. 在冰晶中，b光的传播速度大于a光的传播速度
C. a、b两种光分别从水射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小
D. 用同一双缝干涉实验装置做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的条纹间距
4.某回旋加速器的示意图如图所示，两个相同且正对的半圆形中空金属盒D1、D2内分布有垂直金属盒表面的匀强磁场，D1、D2缝隙间的狭窄区域有交变电场。初动能为零的带电粒子从缝隙中靠近D2的圆心O处经电场加速后，以垂直磁场的速度进入D1。粒子由O点运动到图中A点的过程中，洛伦兹力做的功为W，冲量为I，则( )
A. W=0，I=0
B. W≠0，I≠0
C. W≠0，I=0
D. W=0，I≠0
5.位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为y=Asin(2πTt)，则t=3T2时的波形图为( )
A. B.
C. D.
6.水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球形物品。如图甲所示为一个质量分布均匀的透明水晶球，半径为a，过球心的截面如图乙所示，PQ为直径，一单色细光束从P点射入球内，折射光线与PQ夹角为37°，出射光线与PQ平行。已知光在真空中的传播速度为c，sin37°=0.6，cs37°=0.8。下列说法正确的是( )
A. 光束在P点的入射角为53°B. “水晶球”的折射率为169
C. 光在“水晶球”中的传播速度为34cD. 光在“水晶球”中的传播时间为64a25c
7.一定质量的理想气体从状态a(温度为T0)开始，经历过程a→b→c→a回到状态a，其P−V图像如图所示。对于该过程，下列说法正确的是( )
A. a→b过程中，气体对外做功，温度降低
B. b→c过程中，气体体积不变，内能增大
C. 在状态c，气体温度为T0
D. c→a过程中，气体温度先降低后升高
8.氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光中只有频率为νa、νb两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为νa、νb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是( )
A. 一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中最多能发出3种不同频率的光
B. 图乙中，用频率νb的光照射时，将滑片P向右滑动，电流表示数可能不变
C. 图丙中，图线a所表示的光的光子能量为12.75eV
D. 处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为0.75eV的光子并电离
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.某电动牙刷的充电装置含有变压器，用u=220 2sin100πt(V)的交流电源给此电动牙刷充电时，变压器副线圈两端的电压为4.4V，副线圈的电流为1.0A，若将该变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是( )
A. 交变电流的周期为0.02sB. 原线圈的电流为0.02A
C. 副线圈两端的电压最大值为5VD. 原、副线圈的功率之比为50：1
10.x轴上两波源P、Q的平衡位置坐标分别为x1=−10m、x2=10m，形成的简谐横波在同种均匀介质中沿x轴相向传播，某时刻的波形如图所示。已知波的传播速度为2m/s，下列说法正确的是( )
A. 两波源的起振方向相反
B. 从图示时刻经5s两列波才相遇
C. 从图示时刻经2s坐标为x=2m处质点的运动路程为60cm
D. 各质点振动稳定后，在P、Q之间的连线上共有9个加强点(不包含P、Q)
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用单摆测量重力加速度。
(1)为了减少测量误差，下列做法正确的是______。
A.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆角较大
B.测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为t99
C.摆线尽量细些、长些、伸缩性小些
D.计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处
(2)组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度L，用螺旋测微器测量摆球直径d。螺旋测微器示数如图甲所示，摆球直径d= ______，记摆长l=L+d2。
(3)多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的摆球摆动周期T，并作出l−T2图像，如图乙所示。根据图线斜率可计算重力加速度g= ______m/s2(结果保留三位有效数字，π2取9.87)。
(4)若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12.用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图(a)所示。
(1)(单选)关于该实验下列说法正确的是______；
A.实验时要测出封闭气体的质量
B.为增加稳定性，需要用手握住注射器
C.活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量
D.为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据
(2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出1p−V图线，发现图线不通过坐标原点，如图(b)所示，图中横轴截距的绝对值代表的物理含义是______，出现该现象的误差属于______(选填“系统误差”或“偶然误差”)；
(3)(多选)另一小组所做的实验中，画出的1p−V图像如图(c)所示，则图线发生弯曲的原因可能有______。
A.实验过程中有漏气现象
B.实验过程中有进气现象
C.实验过程中气体温度升高
D.实验过程中气体温度降低
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，一开口向上的导热汽缸置于水平面上，用质量为m的活塞封闭了一定质量的理想气体，初始时活塞静止，距气缸底部的距离为L。现将质量为2m的细沙缓慢地倒在活塞上，经过一段时间，重新达到平衡。已知：活塞横截面积为S，大气压强p0=4mgS(g为重力加速度)，不计一切摩擦，活塞移动的过程中无气体泄漏且外界温度不变。求：
(1)重新达到平衡状态后气体的压强p；
(2)重新达到平衡状态后活塞下降的高度ℎ。
14.如图所示，两根间距为L的足够长光滑金属导轨，平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨的上端接有电阻R，整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。导轨上有一质量为m、电阻为r的金属棒与两导轨垂直且接触良好，金属棒以初速度v0沿着导轨上滑一段距离x后到达最高点，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用，重力加速度为g。求：
(1)金属棒刚上滑瞬间的加速度大小；
(2)金属棒沿着导轨上滑过程中通过R的电荷量；
(3)金属棒沿着导轨上滑过程中所用的时间。
15.如图所示，半径为R=0.4m、质量m=0.6kg的四分之一光滑圆弧曲面锁定在水平地面上，圆弧曲面在最低点与水平地面相切于B点，紧靠圆弧曲面最低点的右侧放置一质量也为m=0.6kg的小物块，已知B点左侧地面光滑，B点右侧地面与物块间的动摩擦因数为μ=0.5。现将质量为m0=0.2kg的小球从圆弧曲面最高点A的正上方C位置静止释放，AC间高度差ℎ=2m，已知重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，小球与小物块均能视为质点，所有碰撞均为弹性碰撞。
(1)求小球第一次运动到圆弧曲面最低点时对曲面的压力；
(2)小球与小物块第一次碰后立即取走小球，求碰后小物块向右滑行的距离；
(3)小球与物块碰撞后瞬间解除对光滑圆弧曲面的锁定，求碰后小球离开水平地面的最大高度。
答案解析
1.【答案】B
【解析】解：A.甲图，使M球偏离平衡位置后释放，在振动稳定后，根据共振条件可知，与M球距离最远的两小球将发生共振，获得最大的振幅，故A错误；
B.乙图，若在ab的两端接上交流电源(电流的大小和方向发生周期性变化)，根据感应电流产生条件可知，稳定后接在cd端的交流电流表会偏转，故B正确；
C.丙图中，肥皂膜看起来常常是彩色的，是由于光的干涉缘故，故C错误；
D.丁图中的电磁波，因为恒定的电场和磁场不能激发磁场和电场，则不可由恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生，故D错误。
故选：B。
根据共振现象、感应电流产生条件、光的干涉和麦克斯韦的电磁场理论进行分析解答。
考查共振现象、感应电流产生条件、光的干涉和麦克斯韦的电磁场理论，会根据题意进行准确分析解答。
2.【答案】D
【解析】解：A.质子和质子之间、质子和中子之间、中子和中子之间都存在核力，核力是原子核内核子之间的作用力，核力而不存在于原子核与电子之间，故A错误；
B.半衰期是大量原子的统计规律，对少量和单个原子来讲是没有意义，故B错误；
C.重核裂变过程释放出能量，质量发生亏损，所以生成物质量小于反应物质量，故C错误；
D.根据爱因斯坦质能方程可知，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量为ΔE=Δm⋅c2=(2m1+2m2−m3)⋅c2，故D正确。
故选：D。
核力是原子核内核子之间的作用力，半衰期是大量原子的统计规律，重核裂变过程释放出能量，质量发生亏损，根据爱因斯坦质能方程求出释放的能量。
根据ΔE=Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”，利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算。
3.【答案】A
【解析】解：B.由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，b光的折射角小于a光的折射角，即γbna，因为n=cv，所以va>vb，故B错误；
C.由B分析可知nb>na，由临界角公式sinC=1n，可知a、b两种光分别从水射入空气发生全反射时，b光的临界角较小，故C错误；
A.b光的折射率大于a光的折射率，故b光的频率大于a光的频率，即fb>fa，根据λ=cf，可知λb