2024-2025学年广东省汕尾市高二（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年广东省汕尾市高二（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。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼等建筑中，双层玻璃密闭的空间内会残留一些气体，图为白天和夜晚该封闭气体分子的速率分布规律，则夜晚时的封闭气体( )
A. 内能增大
B. 对应的曲线是①
C. 分子的平均动能变大
D. 分子间平均距离增大
2.中国参与“人造太阳”国际热核聚变实验堆(ITER)的研制，它利用氘 ​12H和氚 ​13H聚变生成氦 ​24He并释放能量，则( )
A. 核聚变后质子总数减少 B. 核聚变后中子总数减少
C. 核反应方程为 12H+ 13H→ 24He+ 11H D. 13H的比结合能小于 24He的比结合能
3.5G信号可由LC振荡电路产生，该电路某时刻的工作状态如图所示，下列说法正确的是( )
A. 电容器正在充电
B. 电流大小正在增大
C. 线圈储存的磁场能正在增大
D. 线圈正在促进电流大小的变化
4.用如图所示的实验装置进行光电效应实验，实验采用蓝光照射光电管阴极K，灵敏喇叭发出声音。已知光电流越大，喇叭发出的声音越响，则下列关于该实验的说法正确的是( )
A. 仅改用黄光照射阴极K，则喇叭也一定能响
B. 仅让滑片P向右移动，则声音一定会越响
C. 仅增大该蓝光的光强，则声音可能会越响
D. 仅将电源的极性互换，则喇叭也一定能响
5.某同学设计了如图所示的装置测量沿竖直方向的匀强磁场的磁感应强度B的大小：两光滑金属导轨间距为L，与水平面成θ角；金属杆ab垂直放置在导轨上，并通过绝缘轻绳与力传感器连接。开关S闭合前，力传感器的示数为F1，闭合后，回路电流为I，力传感器示数增大为F2，则( )
A. B=F2−F1lLcsθB. 磁场方向竖直向上
C. ab棒所受安培力方向沿导轨平面向上D. ab棒所受安培力方向沿导轨平面向下
6.如图所示为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为U1的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至U4，为动力系统供电。高铁即将靠站时，保持U1不变，仅通过调整动力系统的负载，使得电流I4减小到原来的一半，则( )
A. U2将增大B. U3将增大
C. I4的频率将减小到原来的一半D. 电阻r的热功率将减小到原来的一半
7.如图所示，回旋加速器是利用磁场使带电粒子回旋至交变电场中加速的装置，图中虚线1、2是某一粒子从静止开始不断被电场加速后回旋过程的部分轨迹(其他轨迹未画出)，轨迹的半径之比r1：r2=1：2，两轨迹中粒子的动能分别为Ek1、Ek2，角速度分别是ω1、ω2，从静止开始运动到图中两轨迹时，粒子被电场加速的次数分别为n1、n2，则( )
A. 两轨迹圆心位置相同
B. Ek1：Ek2=1：2
C. ω1：ω2=2：1
D. n1：n2=1：4
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大型机车中。发动机工作过程中内部气体(可视为定量的理想气体)遵循如图所示的狄塞尔循环，其中a→b、c→d为绝热过程，则气体( )
A. 在a→b过程中温度升高
B. 在b→c过程中吸收热量
C. 在c→d过程中温度升高
D. 在d→a过程中吸收热量
9.图甲是利用风力发电对灯泡(电阻恒定)供电的简易装置原理图，图乙中a、b曲线是该发电装置在不同的恒定风速下，流过灯泡的电流i随时间t变化的关系，下列说法正确的有( )
A. a曲线对应电流的有效值为 3A
B. b曲线对应电流的最大值为2 33A
C. t=0.15s时，a曲线对应的回路线圈处于中性面
D. t=0.15s时，b曲线对应的回路灯泡瞬时电压为零
10.如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈M和P，线圈M和电源、开关、电阻RT(阻值会随温度变化)相连，线圈P与电流表相连。保持开关闭合，发现在温度升高过程中，金属环向右摆动，则( )
A. 电阻RT的阻值随温度的升高而增大
B. 若电流从b经电流表流到a，表明温度在降低
C. 从右向左看，若金属环中的电流沿逆时针方向，表明温度在升高
D. 若电流表示数增大，表明M中电流在增大
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.下列是《普通高中物理课程标准》中列出的3个必做实验，请按要求完成相关实验内容。
(1)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，原线圈接入的电源应为______(选填“交流电”或“直流电”)，实验中由于变压器为非理想变压器，将导致原线圈与副线圈的电压之比一般______(选填“大于”“小于”或“等于”)理想变压器原线圈与副线圈的匝数之比。
(2)图甲为“探究电磁感应产生条件及其规律”的实验装置，请用笔画线代替导线将电路图补充完整。
(3)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为V1的纯油酸配制成体积为V2的油酸酒精溶液，用注射器取出体积为V0的上述油酸酒精溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为N。把这样的一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图乙。图中每个小正方形格的边长为a，油膜约有70格，可估算出油酸分子的直径为______。
12.如图甲所示，用DIS研究一定质量的气体在温度不变时，压强与体积的关系，实验步骤如下：
①把注射器活塞移至注射器中间靠右的位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，压缩气体，记录注射器刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；
③用p−V图像处理实验数据，得出如图乙中的图线a。
(1)关于该实验，下列说法正确的是______(填正确答案标号)。
A.实验中应快速推拉活塞，以免气体进入或漏出注射器
B.在活塞与注射器壁间涂上润滑油只是为了减小摩擦对实验的影响
C.每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值
D.处理数据时采用p−1V图像会更直观
(2)图乙中a线是实验所得图线，b线为该气体等温变化时对应的双曲线，已知实验过程中环境温度保持不变，操作、读数也符合规范，注射器和传感器连接细管中的气体可忽略，但a线、b线明显不吻合，造成这一现象的原因可能是______。
(3)若压缩气体体积时，活塞速度过快，对应的p−1V图线可能是图丙的______(填正确答案标号)。
(4)某次实验时缓慢压缩气体，记录4组注射器上的刻度数值V，以及对应的压强传感器示数p，在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。前、后绘出的p−1V关系图线的斜率分别为k1、k2，则k1______(选填“大于”“小于”或“等于”)k2。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.“锁鲜包”是通过向包装内充入惰性气体，隔绝氧气和抑制细菌生长实现保鲜作用的。如图，在某锁鲜包(导热良好)内放入食品，充入惰性气体后封闭开口，并放在t1=−3℃的低温车间保存，此时包内气体体积V0=600mL，压强p0=1×105Pa。
(1)若由于被挤压，包内封闭气体体积减小至V1=500mL，求此时包内气体的压强p1；
(2)在门店销售时，环境温度t2=27℃导致锁鲜包鼓起，包内惰性气体的体积增大至2827V0，求包内气体的压强p2(结果可用分数表示)。
14.宇宙中高能带电粒子危害极大，如图为某同学设计的磁场分布可将高能粒子束缚其中。PQ、MN为两平行的直线，间距为d，两直线之间为真空区域；MN下方和PQ上方的无限大空间有垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，且Ⅰ的磁感应强度为B。现有一质量为m、电荷量为−q的高能粒子，以速度v0(v0未知)从MN上A点射入真空区域，方向与MN成θ=45°角，已知粒子经磁场Ⅱ和Ⅰ各偏转一次后恰好返回A点，且粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径是在Ⅰ中的3倍，不计粒子所受的重力，求：
(1)磁场Ⅱ的磁感应强度大小B2和v0的大小；
(2)粒子从A点出发到第一次返回A点所用的时间t。
15.如图所示，abcd和a′b′c′d′固定在同一水平面内的、足够长的光滑平行金属导轨，ab段和a′b′段间距为2L，cd段和c′d′段间距为L；bcc′b′左侧导轨区域的匀强磁场的磁感应强度大小为B0，右侧导轨区域的匀强磁场的磁感应强度大小为2B0；两根相同的金属杆M、N分别垂直于两侧导轨放置，M杆中点用一不可伸长的绝缘细线通过轻质定滑轮与一重物相连，细绳处于伸直状态且与M杆垂直。已知M、N杆和重物的质量均为m，M、N杆接入电路的电阻分别为2R和R，不计导轨电阻，重力加速度为g。
(1)若重物离地面的高度为ℎ，t=0时刻无初速度释放重物，同时在N杆中点处施加一水平拉力F，使N杆始终静止；重物落地前某时刻已经匀速，求：
(i)匀速时回路的电流大小I、重物的速度大小v；
(ii)从释放重物至落地过程中，回路产生的焦耳热Q；
(2)若重物离地面的高度为L，t=0时刻无初速度释放重物，同时在N杆中点处施加一水平向右的恒力F=mg，重物下落至地面所需时间为t0，求重物落地瞬间，N杆的速度大小vN。
答案解析
1.【答案】B
【解析】解：AC、由于夜晚的温度低于白天的温度，所以夜晚时的封闭气体，分子的平均动能变小，内能减小，故AC错误。
B、温度越高，气体分子的速率分布图像中分子速度大的所占的比例更大，由于夜晚时的温度较低，所以夜晚时的封闭气体对应的曲线是①，故B正确。
D、由于封闭气体的质量不变，体积不变，所以分子间平均距离不变，故D错误。
故选：B。
气体分子的速率分布规律与温度有关，温度越高，分子的平均速率越大，速率大的分子数占总分子数的比例越大。内能与温度、分子数等因素有关，对于一定质量的理想气体，温度是内能的标志。
这道题围绕双层玻璃内封闭气体，结合分子速率分布规律、内能等知识展开。以白天和夜晚气体分子速率分布曲线为情境，考查对温度与分子速率分布、内能关系的理解。
2.【答案】D
【解析】解：AB.根据质量数和电荷数守恒可知，核聚变后质子总数不变，中子总数也不变，故AB错误；
C.根据质量数和电荷数守恒，有 12H+ 13H→ 24He+ 01n，故C错误；
D.根据比结合能越大越稳定的知识，可知 13H的比结合能小于 24He的比结合能，故D正确。
故选：D。
根据质量数和电荷数守恒结合比结合能知识进行分析解答。
考查核反应方程的书写规则以及比结合能知识，会根据题意进行准确分析解答。
3.【答案】A
【解析】解：A、电流方向正流向带正电荷的极板，所以电容器正在充电，故A正确；
B、在充电过程中，电路中的电流正在减小，故B错误；
C、在充电过程中，是线圈储存的磁场能转化为电容器储存的电场能，磁场能正在减小，故C错误；
D、线圈中的电流发生变化，线圈发生自感现象，产生自感电动势，自感电动势总是阻碍电路中电流的变化，所以线圈总是阻碍电流的变化的，故D错误。
故选：A。
根据电流方向分析；在电容器的充电过程中，电路中的电流正在减小，磁场能转化为电场能，线圈总是阻碍电路中电流变化的。
能够根据电流方向分析出电容器正在充电是解题关键。
4.【答案】C
【解析】解：A.由于黄光的频率低于蓝光的频率，仅改用黄光照射阴极K，不一定发生光电效应，则喇叭不一定能响，故A错误；
B.仅让滑片P向右移动，光电流不一定增大，则声音不一定越响，故B错误；
C.仅增大该蓝光的光强，只要还没有达到饱和光电流，则声音一定会越响，达到饱和光电流后，声音不会更响，故C正确；
D.仅将电源的极性互换，由于加上了反向电压，则喇叭不一定能响，故D错误。
故选：C。
根据不同色光的频率结合光电效应条件，光电流和饱和光电流以及反向电压的知识进行分析解答。
考查不同色光的频率结合光电效应条件，光电流和饱和光电流以及反向电压的知识，会根据题意进行准确分析解答。
5.【答案】A
【解析】解：A.设导体棒质量为m，则开关S闭合前，由平衡可知F1=mgsinθ，闭合后F2=mgsinθ+Bcsθ⋅IL，联立解得B=F2−F1ILcsθ，故A正确；
B.安培力有沿斜面向下的分量，电流方向从b到a，由左手定则可知，磁场方向竖直向下，故B错误；
CD.由左手定则可知，ab棒所受安培力方向水平向左，故CD错误。
故选：A。
根据平衡条件、左手定则等知识进行分析解答。
考查平衡条件、左手定则等知识，会根据题意进行准确分析解答。
6.【答案】B
【解析】解：A、U2是由U1和n1、n2的比值决定的，所以U2保持不变，故A错误；
BD、I4减小到原来的一半，根据变压器的变流比可知通过电阻rd的电流I3也要减小一半，根据P=I2r可知，电阻r的热功率减小到原来的14，根据电路中电压关系有U3=U2−I3r，所以U3将增大，故B正确，D错误；
C、I4减小到原来的一半，I4的频率与其大小无关，所以频率保持不变，故C错误。
故选：B。
U2是由U1和n1、n2的比值决定的；根据P=I2r分析电阻的热功率；根据电路中电压关系分析；电流的频率与大小无关。
掌握变压器的变压比，知道电路中电压U2和U3的关系是解题的基础。
7.【答案】D
【解析】解：A、每次加速后粒子速度增大，轨道半径增大，圆心位置不同，故A错误。
B、粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有qvB=mv2r，解得r=mvqB，所以两轨迹上的速度之比为v1v2=r1r2=12，根据动能表达式Ek=12mv2可知，两轨迹中粒子的动能之比为1：4，故B错误；
C、粒子的运动周期为T=2πmqB，所以周期与线速度大小和半径大小无关，根据ω=2πT可知，两轨迹中粒子的角速度之比为1：1，故C错误；
D、因为是从静止加速的粒子，根据动能定理有nqU=Ek，所以加速次数与动能成正比，则两轨迹中粒子的加速次数之比为1：4，故D正确。
故选：D。
本题需结合回旋加速器的工作原理，分析粒子在不同轨迹时的半径、动能、角速度及加速次数的关系。
本题解题的关键点在于利用洛伦兹力提供向心力的公式和动能定理，结合轨迹半径与速度、动能的关系，以及角速度的特性进行推导。
8.【答案】AB
【解析】解：A、a→b过程为绝热过程，体积减小，则W>0，根据热力学第一定律可得：ΔU=W+Q，解得：ΔU=W>0，则温度升高，故A正确；
B、在b→c过程中，气体压强不变，根据VT=C可知，体积增大，则温度升高，所以内能增大，则ΔU>0，气体体积增大，则W0，则气体吸收的热量，故B正确；
C、在c→d过程为绝热过程，则Q=0，体积增大，气体对外界做功，则W