广东省云浮市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试卷（解析版）

这是一份广东省云浮市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了答题前，考生务必将自己的姓名，本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4、本试卷主要考试内容：粤教版选择性必修第二册，选择性必修第三册。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 钚元素是高度放射性物质，可用于制作同位素电池，广泛应用于宇宙飞船、人造卫星等的能源供给。已知的半衰期约为88年，发生衰变的方程为，下列说法正确的是（ ）
A. 环境温度升高，的半衰期可能会变为100年
B. 20个原子核经过88年后还剩10个
C. X是由一个中子转化为一个质子产生的
D. X是α粒子
【答案】D
【解析】A．半衰期由原子核内部结构决定，与外界温度无关，故A错误；
B．半衰期是统计规律，适用于大量原子核，不适用少量原子核的衰变规律，故B错误；
C．α衰变中，X（α粒子）由2个质子和2个中子组成，并非中子转化为质子，故C错误；
D．根据质量数和电荷数守恒，X为（α粒子），故D正确。
故选D。
2. 图甲为光电效应实验电路图，某小组实验时用黄、蓝两种颜色的激光分别照射光电管的阴极K，图乙为两次实验时得到的伏安特性曲线，下列说法正确的是（ ）
A. 由图乙知，a光的遏止电压较大
B. 由图乙知，b光产生光电子的最大初动能较小
C. 换用红色激光进行实验，也可能测得此光电管的伏安特性曲线
D. a、b光分别表示蓝光、黄光
【答案】C
【解析】A．由图乙知，a光的遏止电压较小，选项A错误；
B．由图乙知，b光的遏止电压较大，根据可知，b光产生光电子的最大初动能较大，选项B错误；
C．红光的频率小于黄、蓝光的频率，换用红色激光进行实验，也可能发生光电效应，则也可能测得此光电管的伏安特性曲线，选项C正确；
D．蓝光频率大于黄光，则根据
可知蓝光遏止电压比黄光较大，a、b光分别表示黄光、蓝光，选项D错误。
故选C。
3. 如图所示，玻璃杯盖上杯盖时密封良好，初始时杯内气体压强等于外界大气压强，杯内气体视为理想气体，现将玻璃杯放入消毒柜高温消毒，杯内封闭气体的温度缓慢升高，关于此过程下列说法正确的是（ ）
A. 外界对杯内气体做功
B. 杯内气体从外界吸收热量
C. 杯内所有气体分子的运动速率均增大
D. 杯内气体分子单位时间内碰撞单位面积器壁的次数减少
【答案】B
【解析】AB．因气体体积不变，则外界对杯内气体不做功，则W=0；气体温度升高，则内能增加，根据，可知Q>0，即杯内气体从外界吸收热量，选项A错误，B正确；
C．杯内气体温度升高，分子平均速率变大，但并非所有气体分子的运动速率均增大，选项C错误；
D．气体体积不变，温度升高，由理想气体状态方程可知气体压强变大，则分子数密度不变，分子平均速率变大，则杯内气体分子单位时间内碰撞单位面积器壁的次数增加，选项D错误。
故选B。
4. 如图所示，这是某余弦交变电流的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 电流的周期是
B. 电流的平均值是
C. 电流的有效值是
D. 电流的瞬时值表达式为
【答案】C
【解析】A．根据图示可知，电流的周期是，故A错误；
B．电流的平均值
，故B错误；
C．电流的有效值是
，故C正确；
D．电流的瞬时值表达式为
故D错误。
故选C。
5. 我国自主研发的氢原子钟已运用于北斗卫星导航系统中，氢原子钟是利用氢原子跃迁频率稳定的特性来获取精准时间频率信号的设备，对提高导航的精度极为重要。氢原子能级如图所示，大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子最多能发出2种不同频率的光
B. 氢原子发出光子中的最大能量为12.09eV
C. 氢原子发出光子中的最小能量为0.66eV
D. 氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出光子的频率最高
【答案】B
【解析】A．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁的过程中，最多能发出种不同频率的光，选项A错误；
BD．氢原子发出光子中能量最大的对应从3到1的跃迁，光子能量为
（-1.51eV）-（-13.6eV）=12.09eV
该跃迁对应的光子频率最高，选项B正确，D错误；
C．氢原子发出光子中的最小能量对应从3到2的跃迁，光子能量为
（-1.51eV）-（-3.4eV）=1.89eV
选项C错误；
故选B。
6. 2025年5月，某科技公司取得“一种空气悬架用高能效打气泵”的专利。其简化的工作原理示意图如图所示。A为容积为V的导热汽缸，通过阀门和细管（容积不计）与最大容积为的导热汽缸B相连，B内有一厚度不计、可上下运动的活塞，上提活塞时阀门a关闭、阀门b打开，下压活塞时阀门b关闭、阀门a打开，外界大气压始终为，A中空气的初始压强也为，活塞每次上、下运动均到达B的最高、最低处，整个过程中环境温度保持不变，空气可视为理想气体。活塞从最低处开始先缓慢上提至最高处、再缓慢下压至最低处计为1次，设每次打气过程，能将导热汽缸B中的气体全部打入导热汽缸A中。则10次后A中气体的压强为（ ）
A. 2B. 3C. 3.5D. 4
【答案】D
【解析】该装置充气装置，根据玻意耳定律可知
可得
故选D。
7. 一粗细均匀、总电阻为、边长为的正方形单匝闭合金属线圈，静置于与线圈平面垂直的匀强磁场中，该磁场的磁感应强度随时间变化的关系如图所示，其中、为已知量。整个过程中，线圈无形变。下列说法正确的是（ ）
A. 在时间内，该线圈中产生的感应电动势为
B. 在时间内，该线圈中产生的感应电动势为
C. 在时间内，该线圈中产生的焦耳热为
D. 在时间内，通过该线圈某截面的电量为
【答案】C
【解析】AB．根据法拉第电磁感应定律
可知在时间内，该线圈中产生的感应电动势为
同理在时间内，该线圈中产生的感应电动势为，故AB错误；
C．根据焦耳定律可知，在时间内，该线圈中产生的焦耳热为
在时间内，该线圈中产生的焦耳热为
所以在时间内，该线圈中产生的焦耳热为，故C正确；
D．在时间内，该线圈的磁通量变化为
根据法拉第电磁感应定律可得在时间内，通过该线圈某截面的电量为，故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 下列图片及其相应描述正确的是（ ）
A. 图甲是衰变现象中的三种射线，它们的偏转方向是正确的
B. 图乙是电子的干涉现象，证实了电子的粒子性
C. 图丙是核裂变反应堆的控制系统，为了减慢反应速率，应将镉棒插入深些
D. 图丁是轧钢机钢板厚度自控装置的改装图，利用了α粒子的穿透性很强
【答案】AC
【解析】A．α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，根据左手定则，在磁场中α射线向左偏，β射线向右偏，γ射线不偏转，图甲的偏转方向正确，故A正确；
B．图乙是电子束穿过铝箔后的图样，这是电子的衍射现象，证实了电子的波动性，不是粒子性，故B错误；
C．核裂变反应堆中，镉棒能吸收中子，插入深些，吸收中子多，可减慢反应速率，故C正确；
D．图丁轧钢机钢板厚度自控装置，利用的是γ射线穿透性很强，不是α粒子，α粒子穿透性弱，故D错误。
9. 回旋加速器利用高频交变电压使带电粒子在电场中不断加速。如图所示，回旋加速器两D形盒内存在垂直D形盒的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，所加速粒子的比荷为k，D形盒的半径为R，高频电源由LC振荡电路产生。已知LC振荡电路产生高频交流电的周期公式，LC振荡电路中电容器的电容为C，电感线圈的自感系数未知，设为L。下列说法正确的是（ ）
A. 为使回旋加速器正常工作，LC振荡电路中电感线圈的自感系数L为
B. 为使回旋加速器正常工作，LC振荡电路中电感线圈的自感系数L为
C. 带电粒子获得的最大速度为
D. 带电粒子获得的最大速度为kBR
【答案】AD
【解析】AB．被加速粒子在磁场中的运动周期为
，
可得
，
为使回旋加速器正常工作，粒子在磁场中的运动周期等于LC振荡电路的周期，即
联立解得振荡电路中电感线圈的自感系数为，故A正确，B错误。
CD．当r=R时，带电粒子获得的速度最大，即
可得，故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，在理想变压器、端输入电压为的正弦交流电，原、副线圈的匝数比。定值电阻、的阻值分别为、，滑动变阻器的最大阻值为，初始时滑动变阻器的滑片位于左端，向右缓慢移动滑片至最右端的过程中，理想电压表V的示数变化的绝对值为，对应的理想电流表A的示数变化的绝对值为，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数变小
B. 变压器的输入功率变大
C.
D.
【答案】BC
【解析】A．由
有，依题意不变，故不变
由
有，依题意减小，增大，电流表的示数增大，A错误；
B．由
有，增大，知增大
变压器的输入功率，知增大，B正确；
C．由
有电压表的读数
当取不同值时，有
当增大时减小，两式做差有
即，C正确；
D．由前面分析知D错误
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学在学习安培力后，设计了如图甲所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。已知矩形线框的匝数为n，用刻度尺测出矩形线框短边的长度为L，根据实验主要步骤完成填空：
（1）将矩形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框下短边完全置于U形磁铁的N、S极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面______（填“平行”或“垂直”）；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，记录线框静止时弹簧测力计的读数F1，线框所受安培力的方向竖直向下；仅调节滑动变阻器使电流表的读数为I2，记录线框静止时弹簧测力计的读数F2（F2>F1），此时线框所受安培力的方向______；
（3）某次实验电流表接线和表盘如图乙所示，该电流表的读数是______A；
（4）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度大小。B=______。（用n、L、I1、I2、F1和F2表示）
【答案】（1）垂直 （2）竖直向下 （3）0.40 （4）
【解析】（1）应使矩形线圈所在的平面与N、S极的连线垂直，这样能使弹簧测力计保持竖直，方便测出弹簧的拉力；
（2）第一次调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，线框所受安培力的方向竖直向下；第二次仅调节滑动变阻器使电流表的读数为I2，则通过线框的电流方向不变，因磁场方向也不变，根据左手定则可知，第二次调节滑动变阻器时，线框所受安培力的方向仍然竖直向下。
（3）电流表接线柱接“−”和“0.6”，量程为0~0.6，分度值为0.02A，指针指在0.40A处，所以读数是0.40A。
（4）当电流为I1时，安培力竖直向下，则
当电流为I2时，安培力竖直向下，则
两式相减消去G后得
解得
12. 某实验小组利用如图甲所示的装置做“探究气体等温变化的规律”实验，主要实验步骤如下：
①将压力表的指针校准到1.0×105Pa；
②在柱塞上均匀涂抹润滑油，然后将柱塞移至注射器适当刻度处；
③将橡胶套套在注射器下端的开口处，它和柱塞一起把一段空气柱封闭；
④迅速推动柱塞，记录多组注射器内气体的体积Ⅴ及相应的压力表示数p。
（1）请指出以上哪个步骤中存在不妥之处：______（填写对应的步骤序号）；
（2）按正确步骤进行了实验，记录的部分实验数据如表所示，其中有一次记录的实验数据错误，错误的是______（填写对应的实验序号）；
（3）重新按正确步骤进行实验，根据实验所采集数据绘制了图像，如图乙所示，出现这种情况的可能原因是______。
A. 实验过程中有漏气现象B. 环境温度升高
【答案】（1）④ （2）2 （3）A
【解析】（1）实验目的是探究气体等温变化的规律，为了确保温度一定，实验中应缓慢推动柱塞，记录多组注射器内气体的体积Ⅴ及相应的压力表示数p。即步骤中存在不妥之处是④。
（2）根据玻意耳定律可知
结合表格中的数据可知，1、3、4数据中压强与体积的乘积均约为3.5，而2数据中压强与体积乘积约4.25，可知错误的是2。
（3）根据克拉伯龙方程有
变形得
可知，图像中某点与原点连线的斜率表示nRT，根据图乙可知，图像弯曲部分与原点连线的斜率逐渐减小，表明温度可能减小，或者气体质量减小，即实验过程中有漏气现象。
故选A。
13. 如图所示，粗细均匀的U形管，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L=45cm的理想气体，当温度为27℃时，两管水银面的高度差Δh=10cm，外界大气压为75cmHg。
（1）若对封闭气体缓慢加热，使左、右两管中的水银面相平，求封闭气体的摄氏温度t；（结果保留整数）
（2）若封闭气体的温度不变，从右管的开口端缓慢注入水银，使左、右两管中的水银面相平，求注入水银柱的长度l。
【答案】（1）t=112℃ （2）l=22cm
【解析】（1）左、右两管中的水银面相平时，理想气体的长度
以封闭气体为研究对象，根据理想气体状态方程有
解得
即
（2）根据玻意耳定律有
解得
根据几何关系，有
解得
14. 如图所示，两块水平放置、相距为2d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口水平对准两板中间位置，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动，进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点，重力加速度大小为g。
（1）求墨滴所带电荷的种类及其电荷量q；
（2）请对墨滴刚进入电场、磁场共存区域时进行受力分析，并求出匀强磁场的磁感应强度大小B；
（3）现保持喷口方向不变，使其竖直下移到距离下极板的位置，为了使墨滴仍能到达下板M点，应将磁感应强度调至B'，求B'的大小。
【答案】（1），墨滴带负电 （2）受力分析见解析， （3）
【解析】（1）墨滴在电场区域做匀速直线运动，则有
解得
由于电场方向向下，墨滴所受的电场力方向向上，可知墨滴带负电。
（2）墨滴刚垂直进入电场、磁场共存区域时受力分析如图甲所示
墨滴在该区域做匀速圆周运动，则有
墨滴在该区域恰好完成四分之一个圆周运动，则它做圆周运动的半径
解得
（3）根据题设，墨滴的运动轨迹如图乙所示
设圆周运动的半径为R'，则有
由图示可得
解得
15. 科技节上某小组设计了一种汽车的电磁感应悬架系统模型，其原理示意图如图所示。质量为m的重物系统MNPQ内存在方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，系统正下方的水平地面上固定有闭合的单匝矩形线圈，其电阻为R，ab边长为L。某次测试过程中，当重物系统底部MQ与线圈ab边重合时，重物系统的速度为v0，向下运动一段距离h后，速度达到最小值，此时NP未碰到ab边上的弹簧，重物系统未碰到地面，已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦，求：
（1）在重物系统下落过程，线圈ab边的感应电流方向；
（2）重物系统的速度为v0时的加速度大小a；
（3）重物系统下落h所用的时间t。
【答案】（1）感应电流从b流向a （2） （3）
【解析】（1）ab边相对磁场的速度向上，根据右手定则可知感应电流从b流向a。
（2）根据法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律得
ab边所受安培力向下，有
由牛顿第三定律可知，重物系统所受的磁场力向上，有
重物系统的加速度大小满足
联立上式得加速度大小
（3）重物系统的速度为v时，重物系统所受的安培力
重物系统的速度最小时，加速度a=0，所以
在重物系统下落h过程中，以向下为正方向，由动量定理得
又，，
联立得
解得实验序号
1
2
3
4
封闭空气柱长度L/cm
3.50
2.50
2.80
3.00
封闭空气柱压强p/（×105Pa）
1.01
1.70
1.26
1.17