2024-2025学年安徽省合肥市庐江县高二（下）期末物理试卷（含答案）

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（含答案），共9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。
参考答案
1.B
2.D
3.A
4.D
5.A
6.D
7.C
8.B
9.AB
10.ACD
11.C； 15.035mm； 9.87； 不变
12.C； 胶管内气体的体积；系统误差； BC
13.(1)稳定后对活塞及细沙，由平衡条件可得：pS=3mg+p0S
代入数据解得：p=p0+3mgS=4mgS+3mgS=7mgS
(2)由平衡条件可得：p1S=2mg+p0S，解得气体初态时压强为：p1=p0+mgs=5mgs，初状态时体积为：V1=SL
末状态时有：p=7mgs，体积为：V=S(L−ℎ)
气体做等温变化，由玻意耳定律可得：p1V1=pV，即有：5mgS⋅SL=7mgS(L−ℎ)
代入数据解得：ℎ=2L7。
答：(1)重新达到平衡状态后气体的压强为7mgS；
(2)重新达到平衡状态后活塞下降的高度为2L7。
14.(1)根据法拉第电磁感应定律，棒刚上滑瞬间产生的感应电动势E=BLv0
根据闭合电路欧姆定律，通过棒的电流I=ER+r
棒刚上滑瞬间所受安培力F=BHL
牛顿第二定律BIL+mgsinθ=ma
联立解得加速度a=B2L2v0m(R+r)+gsinθ
(2)根据电流的定义式，流过R的电荷量q=I⋅Δt
根据闭合电路欧姆定律I=ER+r
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E=NΔΦΔt=BLxΔt
联立解得电荷量q=BLxR+r
(3)棒上滑过程，取沿轨道向上为正方向，设金属棒沿着导轨上滑过程中所用的时间t
根据动量定理−BlL⋅t−mgsinθ⋅t=0−mv
根据上述(2)知I⋅t=BLxR+r
联立解得时间t=v0gsinθ−B2L2xmg(R+π)sinθ。
答：(1)金属棒刚上滑瞬间的加速度大小为B2L2v0m(R+r)+gsinθ；
(2)金属棒沿着导轨上滑过程中通过R的电荷量为量BLxR+r；
(3)金属棒沿着导轨上滑过程中所用的时间为v0gsinθ−B2L2xmg(R+π)sinθ。
15.(1)设小球运动到圆弧曲面最低点时速度为v0，取最低点为零势能面
根据机械能守恒m0g(ℎ+R)=12m0v02
解得v0=4 3m/s
小球在圆弧曲面最低点时，根据牛顿第二定律F支−m0g=m0v02R
解得F支=26N
由牛顿第三定律可得小球运动到圆弧曲面最低点时对曲面的压力大小为F压=26N
方向竖直向下；
(2)设小球和小物块碰后瞬间速度分别为v1和v2，取水平向右为正方向
根据动量守恒定律m0v0=m0v1+mv2
弹性碰撞，机械能守恒12m0v02=12m0v12+12mv22
联立解得v1=−2 3m/s，v2=2 3m/s
设碰后小物块减速运动x停下，根据动能定理−μ⋅mgx=0−12mv22
解得x=1.2m；
(3)解除锁定后，当小球再次冲上圆弧且和圆弧曲面水平方向有共同速度为v3时，小球离
开水平地面的高度最大为H；
小球和圆弧曲面组成系统水平方向动量守恒，根据动量守恒定律m0v1=(m0+m)v3
根据机械能守恒12m0v12=12(m0+m)v32+m0gH
联立解得H=0.45m。
答：(1)小球第一次运动到圆弧曲面最低点时对曲面的压力为26N，方向竖直向下；
(2)小球与小物块第一次碰后立即取走小球，碰后小物块向右滑行的距离为1.2m；
(3)碰后小球离开水平地面的最大高度为0.45m。