广东省东莞市2024-2025学年高二下学期期末质量检查物理试卷（解析版）

这是一份广东省东莞市2024-2025学年高二下学期期末质量检查物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验与探究题，计算题（本题2小题，共30分等内容，欢迎下载使用。
说明：本试卷分选择题和非选择题两部分，共6页，满分100分，考试时间75分钟。
第I卷选择题（共52分）
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题的四个选项中只有一个选项符合题目要求。）
1. 中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，则该合成云母（ ）
A. 各向同性
B. 有固定的熔点
C. 没有规则的外形
D. 是非晶体
【答案】B
【解析】在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，说明该单层云母片各处的导热率不同，符合晶体各向异性的特点，属于晶体，具有一定的几何外形，有固定的熔点，故选B。
2. 1827年，英国植物学家布朗在显微镜下观察悬浮在液体里的花粉颗粒时，发现花粉颗粒在做永不停息的无规则运动，这种运动称为布朗运动。下列说法正确的是（ ）
A. 液体温度升高，每一个液体分子运动速率都会增大
B. 液体温度一定时，花粉颗粒越大，花粉颗粒的无规则运动越明显
C. 液体温度为时，布朗运动不会停止
D. 布朗运动就是液体分子永不停息的无规则运动
【答案】C
【解析】A．温度升高时，液体分子的平均动能增大，但不是每一个液体分子的运动速率都会增大，故A错误；
B．温度一定时，颗粒越大，液体分子撞击的合力越易平衡，布朗运动越不明显，故B错误；
C．0℃时液体分子仍存在热运动，布朗运动不会停止，故C正确；
D．布朗运动是颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，故D错误。
故选C。
3. 如图所示为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化，吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是（ ）
A. 热量可以自发地从低温的冰箱内传到高温的冰箱外
B. 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能
C. 电冰箱的工作原理违反了热力学第一定律
D. 电冰箱的工作效率可达到100%
【答案】B
【解析】AB．由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非有外界影响或帮助，电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，故A错误，B正确；
C．电冰箱在工作过程中，消耗电能，实现了热量从低温物体向高温物体的传递，其能量的转化和守恒满足热力学第一定律，并没有违反，故C错误；
D．任何热机的效率都不能达到100%，因为在能量转化过程中总会有能量损耗，电冰箱也不例外，故D错误。
故选B。
4. 2025年1月20日，我国有“人造太阳”之称全超导托卡马克实验装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。实验装置内发生的核反应方程之一为，已知该反应过程中质量亏损为，真空中的光速为，则（ ）
A. X为中子
B. 该反应为衰变
C. 该反应放出能量
D. 的平均结合能小于的平均结合能
【答案】A
【解析】A．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，故A正确；
B．该反应为是轻核聚变，故B错误；
C．根据爱因斯坦质能方程，该反应放出能量为，故C错误；
D．反应后生成物比反应物更稳定，所以的平均结合能大于的平均结合能，故D错误。
故选A。
5. 某款条形码扫描笔的工作原理如图所示，将扫描笔在条形码上匀速移动，发光二极管发出的光遇到黑色线条几乎全部被吸收；遇到白色线条被大量反射到光电管中的金属表面（截止频率为），产生光电流。如果光电流大于某个值，就会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电信号。已知普朗克常量为，则下列说法正确的是（ ）
A. 若发光二极管发出频率为的光，则可以通过增加光照时间，使其正常识别条形码
B. 若发光二极管发出频率为的光，则可以通过增加光照强度，使其正常识别条形码
C. 光电子的最大初动能与发光二极管发出的光的频率成正比
D. 若发光二极管发出频率为的光，则光电子最大初动能为
【答案】D
【解析】AB．发光二极管发出的频率，不能发生光电效应，通过增加光照时间和增加光照强度，不能产生光电流，则不能正常识别条形码，故AB错误；
C．根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与发光二极管发出的光的频率成线性增函数，而不成正比，故C错误；
D．光电管中的金属表面的截止频率为 ，若发光二极管发出频率为的光，根据爱因斯坦光电效应方程可得光电子最大初动能为，故D正确；
故选D。
6. 如图为某风力发电机简易模型图。在风力作用下，风叶通过转轴带动条形磁铁转动，在线圈中产生感应电动势的瞬时值表达式为，将线圈与一定值电阻相连，则（ ）
A. 该交变电流的周期为0.02s
B. 线圈中感应电动势的峰值为
C. 风叶的转速变化不会影响定值电阻消耗的功率
D. 风叶每转动一圈，电阻中电流方向改变2次
【答案】D
【解析】A．根据感应电动势的表达式可知角速度为，则周期为，故A错误；
B．根据感应电动势的表达式可知感应电动势的峰值为，故B错误；
C．电阻R上消耗的功率为，若风叶的转速变大，条形磁铁转动的角速度增大，则感应电动势增大，电路电流的有效值增大，则定值电阻R消耗的功率一定增大，故C错误；
D．风叶每转动一圈，电阻R中电流方向改变两次，故D正确。
故选D。
7. 为监测某化工厂的含有离子的污水排放情况，技术人员在排污管中安装了监测装置，该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔，其宽和高分别为和，左、右两端开口与排污管相连，如图所示。在垂直于上、下底面加磁感应强度为的向下的匀强磁场，在空腔前、后两个面上各有长为的相互平行且正对的电极和，和之间接有电压表（图中未画出）。污水从左向右流经该装置，下列说法正确的是（ ）
A. 板比板电势高
B. 污水中离子浓度越高，则电压表的示数越小
C. 污水流速越快，电压表示数越大
D. 若只增大所加磁场的磁感应强度，对电压表的示数无影响
【答案】C
【解析】A．根据左手定则，正离子往N板偏，负离子往M板偏，最终M板带负电，N板带正电，M板电势比N板电势低，故A错误；
BCD．最终正负离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，可得
污水的流量
Q=vbc
则MN两端间的电势差为
电势差与污水中的离子浓度无关；污水流速越快，则流量越大，电压表示数越大；若只增大所加磁场的磁感应强度，电势差变大，则电压表的示数变大；故BD错误，C正确。
故选C。
8. 如图，为上表面水平的正方体区域，整个正方体空间内存在竖直向上的匀强磁场。表面正中央有一小孔，粒子源S发射了速度大小为的两种粒子M、N（忽略粒子重力及粒子间的相互作用），从孔垂直于表面射入后，打在边上，打在边上，则粒子M、N的比荷之比为（ ）
A. 5：1B. 5：2C. 1∶1D.
【答案】C
【解析】根据题意，画出粒子的运动轨迹，从上往下看，如图所示
设正方体的棱长为，由几何关系有
，
解得
由牛顿第二定律有
可得
由于粒子源S发射了速度大小为的两种粒子进入同一磁场中，设粒子M、N的比荷分别为和，则粒子M、N的比荷之比为
故选C。
二、多项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题有两个以上选项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）
请阅读下面的文字材料，完成9~11题。
话筒（又称传声器、麦克风）是一种将声波转换为电信号的器件，它可以通过振膜接收声波振动，利用电磁感应（动圈式）或电容变化（电容式）将声波转换为电信号。电容式话筒含有电容式传感器，如图所示。导电性振动膜片与固定电极构成一个电容器，当振动膜片在声压的作用下运动时，两个电极间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就转变为电信号。无线话筒是通过无线电波来传输音频信号的拾音设备，无线话筒的发射机将声音转换为音频电信号，经过内部电路的处理后，将包含音频信息的无线电波发射到周围的空间。接收机接收到无线电波，经过内部电路的处理，提取出音频信号，并通过输出信号线送到扩声系统中。
9. 上图所示电容式传感器中的振动膜片向左运动时，下列说法正确的是（ ）
A. 振动膜片是传感器中的敏感元件，感受声音信号的变化
B. 电容器电容减小
C. 电容器两极板间的场强增大
D. 电阻上电流方向自左向右
10. 有关无线话筒的发射机和接收机的工作原理，以下说法正确的是（ ）
A. 发射机要有效地发射电磁波，内部振荡电路必须具有足够高的振荡周期
B. 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制
C. 当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强
D. 电磁波不能在真空中传播
11. 无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向、电场方向如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器的电场能在增加
B. 振荡电流正在减小
C. 电容器正在放电
D. 减小电容器两板距离，LC振荡频率增加
【答案】9. ABD 10. BC 11. AB
【解析】9.A．振动膜片是传感器中的敏感元件，当声音发生变化时，振动膜片左右振动，改变两极板间的距离，导致电路中电信号发生变化，从而感受声音信号的变化，故A正确；
B．当振动膜片向左运动时，电容器的极板间距变大，根据
可知电容变小，故B正确；
D．由于电容器两端电压等于电源电压不变，根据
可知当电容变小时，所带电荷量减少，电阻上电流方向自左向右，故D正确；
C．当极板间距变大时，由
可知电容器两极板间的场强减小，故C错误。
故选ABD。
10.A．根据电磁波发射的相关知识，发射机要有效地发射电磁波，内部振荡电路必须具有足够高的振荡频率。因为振荡频率f与振荡周期T的关系为
所以当振荡周期T越高时，振荡频率f越低，不利于电磁波的发射，故A错误；
B．在电磁波发射技术中，调制是指使载波随各种信号而改变的技术。常见的调制方式有调幅和调频等，通过调制可以将需要传输的信号加载到载波上进行发射，故B正确；
C．当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，会发生电谐振现象。在电谐振状态下，接收电路中产生的振荡电流最强，这样就能有效地接收到特定频率的电磁波信号，故C正确；
D．电磁波可以在真空中传播，而且在真空中的传播速度为光速c=3×108m/s。这是电磁波的一个重要特性，与机械波不同，机械波需要介质才能传播，故D错误。
故选BC。
11.ABC．由图中板间场强方向可知，下极板带正电，上极板带负电；根据图中磁场方向可知此时电流由上极板流向下极板，可知此时电容器正在充电，电场能在增大，则磁场能在减小，线圈中的磁场正在减弱，则振荡电流正在减小，故AB正确，C错误；
D．根据
频率公式
减小电容器两板距离，则电容增大，振荡频率减小，故D错误。
故选AB。
12. 航天服是保障航天员的生命活动和正常工作的个人密闭装备，可防护空间的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。航天员穿着航天服，从地面到达太空时，内部气体将急剧膨胀。若航天服内气体可视为理想气体且温度不变，并将航天服视为封闭系统。则关于航天服内的气体，下列说法正确的是（ ）
A. 体积增大，内能减小B. 分子的数密度增大，内能不变
C. 对外界做功，吸收热量D. 压强减小，分子平均动能不变
【答案】CD
【解析】航天服内气体可视为理想气体且温度不变，可知分子平均动能不变，内能不变；从地面到达太空时，内部气体将急剧膨胀，所以分子的数密度减小，根据玻意耳定律可知，气体压强减小；由于气体体积增大，所以气体对外界做功，又气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热。
故选CD。
13. 派特CT（PET-CT）是医学影像仪器。其中PET原理是将放射性同位素注入人体，同位素发生衰变：，衰变放出正电子和人体内的负电子相遇湮灭成一对光子，光子被探测器探测后经计算机处理，并与CT（X射线成像）进行图像融合，形成清晰的图像。下列说法正确的是（ ）
A. 放射性同位素在衰变过程中质量数守恒
B. 放射性同位素在衰变过程中放出能量
C. 正负电子在湮灭过程中电荷数不守恒
D. 正负电子相遇而湮灭违背了能量守恒定律
【答案】AB
【解析】A．原子核衰变过程中，质量数守恒，电荷数也守恒，这是衰变的基本规律，所以放射性同位素在衰变过程中质量数守恒，故A正确；
B．放射性同位素在衰变过程中会发生质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知该过程会释放能量，故B正确；
C．正负电子相遇湮灭前，总电荷数为，湮灭后产生的光子不带电，电荷数也为0，所以电荷数守恒，故C错误；
D．正负电子相遇湮灭时，其质量转化为能量以光子的形式放出，并没有违背能量守恒定律，故D错误。
故选AB。
14. 2024年6月13日，我国科学家通过分析波段的光谱成像数据，首次精确刻画出太阳大气自转的三维图像。氢原子的能级如图所示，是氢原子从能级向能级跃迁产生的谱线，则（ ）
A. 图中光子的频率比光子的频率高
B. 能量为的光子可能使处于能级的氢原子跃迁到能级
C. 氢原子由能级跃迁到能级，可以放出的能量
D. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁能产生6种频率的光
【答案】AD
【解析】A．图中的是氢原子从能级向能级跃迁释放出的光子，则其能量大于光子能量，所以图中光子的频率比的高，故A正确；
B．处于能级的氢原子跃迁到能级需要吸收的能量为
则能量为的光子不能使处于能级的氢原子跃迁到能级，故B错误；
C．氢原子由能级跃迁到能级，可以放出的能量为，故C错误；
D．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，根据
可知能产生6种频率的光，故D正确。
15. 如图所示，在直角区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为。点处的粒子源可向纸面内磁场区域各个方向发射带电粒子。已知带电粒子的质量为，电荷量为，速率均为长为且，忽略粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A. 从边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为
B. 带电粒子在磁场中的运动半径为
C. AC边上有粒子到达区域的长度为
D. 边上有粒子到达区域的长度为
【答案】ACD
【解析】AB．根据
解得
自AC边射出的粒子在磁场中运动的最短时间的运动轨迹交AC于M点，圆弧所对应的圆心角为60°，自AC边射出的粒子在磁场中运动的最长时间的运动轨迹交AC于N点，交OC于D点，圆弧所对应的圆心角为120°，如图所示
根据
解得
综上所述，可得，，故A正确，B错误；
C．AC边上有粒子到达区域的长度为MN之间的距离，由几何关系可得，故C正确；
D．OC边上有粒子到达区域的长度为OD之间的距离，由几何关系可得，故D正确。
故选ACD。
第II卷非选择题（共48分）
三、实验与探究题（1题，共18分，）
16. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得滴上述溶液的总体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待油酸薄膜形状稳定后，得到油酸薄膜的面积为，则可求得：
（1）油酸分子的直径是___________（用、、、、表示）。
（2）测量一滴油酸酒精溶液的体积时，为了减小误差而采用的方法是（ ）
A. 控制变量法B. 类比法C. 累积法D. 归纳法
（3）该实验中的理想化假设是（ ）
A. 将油膜看成单分子层油膜
B. 考虑各油酸分子间的间隙
C. 将油酸分子看成球形
【答案】（1） （2）C （3）AC
【解析】（1）一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
（2）测量一滴油酸酒精溶液的体积时，为了减小误差，先是测量多滴溶液的总体积，然后用总体积除以对应的滴数，采用的方法是累积法。
故选C。
（3）该实验中的理想化假设是：将油膜看成单分子层油膜、将油酸分子看成球形、不考虑各油酸分子间的间隙。
故选AC。
17. 某同学用如下实验装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素：
（1）用上图所示的实物电路探究影响感应电流方向的因素，请将上图的实物连线补充完整___________。
（2）在闭合开关前，滑动变阻器滑片应移至最___________（选填“左”或“右”）端。
（3）若上图实物电路连接正确，开关闭合瞬间，电流计的指针向左偏转，则将铁芯快速插入线圈中时，可观察到电流计指针___________（选填“不”、“向左”或“向右”）偏转。
【答案】（1） （2）左 （3）向左
【解析】（1）如图所示
（2）为保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器应以最大阻值接入，滑片应移至最左端。
（3）开关闭合瞬间，与电源相连的线圈P中电流增加，产生的磁场增加，引起与电流计相连的线圈磁通量增加，当将铁芯快速插入线圈中时，也引起与电流计相连的线圈磁通量增加，则两次产生的感应电流方向相同，电流计指针都向左偏转。
18. 某科技小组设计了一种“车辆闯红灯违规记录仪”，在路面停止线前侧埋上压敏电阻，其阻值随压力的变化如图甲所示，和压敏电阻组合的仪器如图乙所示，仪器主要由控制电路和工作电路组成，控制电路中的光控开关接收到红光时会自动闭合，接收到绿光或黄光时会自动断开；控制电路中电源的电动势为，内阻为，继电器线圈电阻为，滑动变阻器连入电路的电阻为；当控制电路中的电流大于时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违规车辆。
（1）当红灯亮时，若车辆越过停止线，电流表A的示数会变___________（选填“大”或“小”）；
（2）车辆对压敏电阻的压力超过___________后，车辆闯红灯时才会被拍照记录；
（3）若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即违规车辆对压敏电阻的压力比第（2）问结果小，也会被拍照记录，则滑动变阻器的滑片应向___________（选填“”或“”）端滑动。
【答案】（1）大 （2） （3）
【解析】（1）当红灯亮时，若车辆越过停止线，压敏电阻所受压力增大，阻值减小，控制电路中总电阻减小，电流增大，电流表的示数会变大。
（2）设压敏电阻阻值为时，控制电路中的电流等于
则
解得
由题图甲可知，此时压敏电阻受到的压力为
所以车辆对压敏电阻的压力超过后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。
（3）要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即车辆对压敏电阻的压力小于时也要拍照（此时压敏电阻阻值大于），因电路中的总电阻不能大于，需要减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑片应该向端滑动。
四、计算题（本题2小题，共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
19. 某可显示温度的水杯容积为，倒入热水后，拧紧杯盖，此时显示温度为，压强与外界相同。已知外界大气压强为，温度为。杯中气体可视为理想气体，不计水蒸气产生的压强。
（1）求杯内温度降到时，杯内气体的压强；
（2）杯内温度降到27℃时稍拧松杯盖，外界空气进入杯中，直至稳定。忽略杯中气体的逸出，求此过程中进入水杯中的空气在大气压强下的体积。
【答案】（1）； （2）
【解析】（1）杯内气体做等容变化，则有
其中
联立解得
（2）设打开杯盖后进入杯内的气体在大气压强下的体积为，以杯内原有气体为研究对象，
则
其中
代入数据解得
20. 如图所示，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距，两导轨所构成的平面与水平面夹角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小，、两金属棒的长度均为，其中棒的质量，电阻，棒的质量，电阻，现将两金属棒垂直导轨放置，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，不计两金属棒之间的相互作用力，不计导轨电阻，重力加速度为。
（1）先保持棒静止，将棒由静止释放，求棒匀速运动时速度的大小；
（2）当棒匀速运动时，再将棒由静止释放，求释放瞬间棒加速度的大小；
（3）在（2）问中，从棒释放瞬间开始计时，经过时间，两棒恰好达到相同的速度，求速度的大小与的关系式及时间内棒相对于棒运动的距离。
【答案】（1） （2） （3），
【解析】（1）棒匀速运动时，由平衡条件可得
由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律得
联立解得
（2）释放棒瞬间，棒受到沿斜面向下的安培力，对棒有
代入数值解得
（3）自释放棒至两棒恰好共速，对棒，由动量定理可得
对棒，由动量定理可得
联立解得
由闭合电路欧姆定律可得
由法拉第电磁感应定律得
联立解得