天津市五区县重点校2024-2025学年2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题（解析版）

这是一份天津市五区县重点校2024-2025学年2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题（解析版），共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷（共40分）
一、单项选择题（本题包括5小题，每小题5分，共25分。每小题只有一个选项符合题意）
1. “中国天眼”是世界最大的单口径射电望远镜，能接受来自宇宙深处的电磁波，帮助人类探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A. 电磁波不能在水中传播
B. 电磁波不能产生多普勒效应
C. 不同电磁波在真空中传播速度不同
D. 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场
【答案】D
【解析】A．电磁波可以在水中传播，只是传播速度会减小，且可能被吸收，故A错误；
B．电磁波与机械波一样具有多普勒效应，例如天体红移现象，故B错误；
C．所有电磁波在真空中传播速度均为光速c（约m/s），故C错误；
D．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场，故D正确。
故选D。
2. 氢原子的能级图如图所示，一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射出多种不同频率的光。已知钨的逸出功为4.54eV，下列说法正确的是（ ）
A. 这群氢原子向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光
B. 用氢原子从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光照射钨板时能发生光电效应
C. 这群氢原子从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光最容易发生明显的衍射现象
D. 氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光和从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光分别通过同一双缝干涉装置，后者干涉条纹间距较大
【答案】B
【解析】A．根据=3可知，这群氢原子可辐射出3种不同频率的光，A项错误；
B．氢原子从n=3能级直接向n=1能级跃迁发出光子的能量
大于钨的逸出功，因此可以发生光电效应，B项正确；
C．光的波长越长，频率越小，光子能量也越小，也越容易发生明显的衍射现象，由于从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光子能量最大，频率最高，波长最短，故最不容易发生明显的衍射现象，C项错误；
D．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光的波长大于从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光的波长，由
可知，前者干涉条纹间距较大，D项错误。
故选B。
3. 太空单车是利用电磁阻尼原理的一种体育锻炼器材。某同学根据电磁学的相关知识，设计了如图的单车原理图：在铜质轮子外侧有一些磁铁（与轮子不接触），人在健身时带动轮子转动，磁铁会对轮子产生阻碍，磁铁与轮子间的距离可以改变，则下列说法正确的是（ ）
A. 轮子受到的阻力主要来源于铜制轮内产生的感应电流受到的安培力
B. 轮子受到的阻力大小与其材料电阻率无关
C. 若轮子用绝缘材料替换，也能保证相同的效果
D. 磁铁与轮子间距离不变时，轮子转速越大，受到的阻力越小
【答案】A
【解析】AB．轮子在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电动势和感应电流，根据楞次定律可知，磁场会对运动的轮子产生阻力，以阻碍轮子与磁场之间的相对运动，所以轮子受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力，安培力大小与电阻率有关，故A正确，B错误；
C．轮子（导体）在磁场中做切割磁感线的运动，会产生感应电动势和感应电流，因此不能用绝缘材料替换，故C错误；
D．磁铁与轮子间的距离不变时，轮子转速越大，产生的感应电流越大，轮子受到的阻力越大，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，在离地面高为处将质量为的小球以初速度水平抛出，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 落地前瞬间，小球的动量大小为
B. 从抛出到落地，小球动量变化的方向始终变化
C. 从拋出到落地，小球所受重力的冲量大小为
D. 从抛出到落地，小球动量变化的大小为
【答案】C
【解析】A．根据动能定理有
解得球落地速度大小
故小球的动量大小为
故A错误；
B．根据动量定理有
可知动量变化量方向就是重力方向，即小球动量变化的方向一直竖直向下，始终不变，故B错误；
C．根据
可得小球空中运动时间
则小球所受重力的冲量大小
故C正确；
D．根据动量定理可知，从抛出到落地，小球动量的变化量大小等于重力的冲量大小，即为
故D错误。
故选C。
5. 在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性制料——作为发电能源为火星车供电（中的是）。已知衰变后变为和粒子，衰变过程放出高能量的射线使电池内部温度升高，在热电元件中将内能转化为电能。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子是由原子核内中子转变而成
B. 比的比结合能大
C. 为保证电池的长寿命应选用半衰期更短的放射性材料
D. 衰变过程，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大
【答案】D
【解析】A．根据衰变可知
粒子是，不是由原子核内中子转变而成，故A错误；
B．发生衰变变成更稳定，核越稳定比结合能越大，所以比的比结合能小，故B错误；
C．为保证电池的长寿命应选用半衰期更长的放射性材料，故C错误；
D．反应过程释放核能，将原子核分解为单个的核子需要的能量更大，原子变得更稳定，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题包括3小题，每小题5分，共15分。每小题有多个选项符合题意，全都选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
6. 卢瑟福的粒子散射实验装置如图所示，开有小孔的铅盒里面包裹着少量的放射性元素钋，由于铅能够很好地吸收粒子使得粒子只能从小孔射出，形成很细的一束射线射到厚度为几微米的金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（ ）
A. 该实验为汤姆孙“枣糕模型”奠定了基础
B. 极少数粒子发生了大角度偏转
C. 卢瑟福通过该实验发现原子核内有质子
D. 该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心
【答案】BD
【解析】A．该实验否定了汤姆孙“枣糕模型”，为原子的核式结构理论奠定了基础，故A错误；
B．根据卢瑟福的粒子散射实验的现象可知，绝大多数粒子能穿过金箔，少数粒子方向发生了改变，极少数粒子发生了大角度偏转，故 B正确；
C．卢瑟福用粒子轰击氮核发现质子，故C错误；
D．该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心，故D正确。
7. 某校修建宿舍需要用电动机抽水，如图所示，用一发电机发电，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为25Ω，理想降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，电动机的功率为1100W，导线框及其余导线电阻不计，则（ ）
A. 图示位置穿过线框的磁通量变化率最大
B. 降压变压器原副线圈的匝数比为5∶2
C. 升压变压器原副线圈的匝数比为1∶6
D. 若电动机突然卡住而不能转动但未烧坏前，输电线上的损耗功率将减小
【答案】AB
【解析】A．图示位置线圈与中性面垂直，穿过线框的磁通量为零，磁通量变化率最大，故A正确；
BC．流过电动机的电流
对于降压变压器，原副线圈匝数比为
降压变压器原线圈电压为
线路上的压降为
升压变压器副线圈电压为
升压变压器原线圈电压有效值
所以升压变压器原副线圈匝数比为
故B正确，C错误；
D．若电动机突然卡住而不能转，机械功率为0，电能完全转化为内能，电动机电流增大，输电线上的电流增大，损耗功率将增大，故D错误。
故选AB。
8. 研究绳波的产生和传播时，取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后上下抖动，绳上形成简谐波。一次演示时，位于坐标原点处的波源完成两次振幅相同、频率不同的全振动后停止振动。图为t=0时的波形，此时波恰好传到处的质点P。当时，质点P第一次出现在波谷位置。Q是平衡位置位于处的质点，则（ ）
A. 波源的起振方向向下
B. 第一次振动和第二次振动的频率之比为
C. 之后，Q向下振动时，P一定也向下振动
D. 从到时间内，质点P通过的路程为25cm
【答案】AD
【解析】A．如图为时波形，此时波恰好传到处的质点P，根据波形平移法可知，质点P的起振方向向下，由于P点的起振方向与波源的起振方向相同，所以波源的起振方向向下，故A正确；
B．由图可知第一次振动的波长
第二次振动的波长
第一次振动和第二次振动对应的波长之比为
由于波在同种均匀介质中传播，波速相同，所以根据
可得第一次振动和第二次振动的频率之比为，故B错误；
C．因为对应第二次振动，P、Q之间的距离为
所以对应第二次振动，P、Q的振动方向相反，故C错误；
D．当时，质点P第一次出现在波谷位置，可知对应第一次振动的周期满足
可得第一次振动周期为
则第二次振动的周期为
因为由图示时刻经2.4s后第二次振动才传到P点，所以质点P在内通过的路程为
在内通过的路程为
所以从到时间内，质点P通过的路程为，故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷（共60分）
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。）
9. 某实验小组进行用单摆测量重力加速度的实验。已有实验器材如图甲所示。
（1）在真实的实验环境下，由于有空气阻力的影响，摆球在摆动的过程中振幅将逐渐_____（选填“变小”、“变大”或“不变”）。
（2）拉开小铁球，使摆线偏离平衡位置的角度不大于，释放小铁球，当小铁球振动稳定后，在图乙中_____（选填“A”“B”或“C”）位置开始计时并计数，记下小铁球n次全振动时间为，计算出周期T。
（3）实验过程无疏漏，处理数据时却错将摆长记作，若用公式计算重力加速度，测量值与实际值相比_____（选填“偏大”“相同”或“偏小”）；若正确描绘出图线，用图像法计算重力加速度g，该方法的测量值与实际值相比_____（选填“偏大”“相同”或“偏小”）。
【答案】（1）变小 （2）B （3）偏大 相同
【解析】（1）在真实的实验环境下，由于有空气阻力对摆球做负功，摆球在摆动的过程中振幅将逐渐变小。
（2）因小球通过平衡位置时速度最大，从该位置开始计时并计数，时间的测量误差最小，故应在图乙中的B位置开始计时并计数。
（3）[1]处理数据时却错将摆长记作，即摆长的测量值偏大，若用公式计算重力加速度，测量值与实际值相比偏大；
[2]若作出图线，由得
则图线的斜率
即
则若正确描绘出图线，则对于每个周期T，摆长都偏大了，相当于将正确的图像向右平移，并不会改变图像的斜率，故用图线计算重力加速度g其测量值与实际值相比相等。
10. 有一透明球形摆件如图甲所示，为了弄清该球形摆件的材质，某学习小组设计了一个实验来测定其折射率。
步骤如下：
①用游标卡尺测出该球形摆件的直径D如图乙所示；
②用激光笔射出沿水平方向的激光束M照在球体上，调整入射位置，直到光束进出球体不发生偏折；
③用另一种同种激光笔射出沿水平方向的激光束N照在球体上，调整入射位置，让该光束经球体上Q点折射进入球体，并恰好能与激光束M都从球面上同一点P射出；
④利用投影法测出入射点Q和出射点P之间的距离L，光路图如图丙所示。
请回答以下问题：
（1）由图乙可知，该球形摆件的直径D=______mm；
（2）继续调整激光束N的入射位置，______（填“能”或“不能”）看到激光在球体内发生全反射。
（3）球形摆件对该激光的折射率n=______（用D和L表示）；
（4）实验测得球形摆件对红色激光的折射率为，球形摆件对绿色激光的折射为。如果两个测量结果均无误，则______（选填“>”“=”或“