天津市河西区2024-2025学年高二下学期7月期末物理试卷（解析版）

这是一份天津市河西区2024-2025学年高二下学期7月期末物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共12小题，每题3分，共36分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 声波和电磁波的传播都需要介质
B. 同一声源发出的声波在空气和水中传播的速度相同
C. 医院对病人进行“超声波彩超”检查，利用了波的多普勒效应
D. 敲响一个音叉，另一个相同的音叉也响了起来，这是波的衍射现象
【答案】C
【解析】A．声波是机械波，需要介质传播；电磁波（如光、无线电波）可在真空中传播，无需介质，故A错误；
B．声波在不同介质中传播速度不同，水中声速（约1500m/s）远大于空气中（约340m/s），故B错误；
C．超声波彩超通过检测反射波频率变化（多普勒效应）分析血流速度与方向，故C正确；
D．相同音叉因频率相同发生共振，而非波的衍射（波绕过障碍物），故D错误。
故选C。
2. 关于光的应用，下列说法正确的是（ ）
A. 照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理
B. 光在光导纤维中传播的速度小于
C. 观看立体电影需要佩戴3D眼镜是利用了光的干涉原理
D. 验钞机发出的紫外线比电视机遥控器发出的红外线更容易绕过障碍物
【答案】B
【解析】A．增透膜通过光的干涉使反射光相消，增加透射，而非衍射，故A错误。
B．光在光导纤维（介质）中的速度（），必小于，故B正确。
C．立体电影利用光的偏振原理分离左右眼图像，与干涉无关，故C错误。
D．波长越长衍射能力越强，红外线波长比紫外线长，更易绕过障碍物，故D错误。
故选B。
3. 在近代物理发展的过程中，实验和理论相互推动，促进了人们对世界的认识。下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A. 甲图所示的射线“1”为α射线
B. 乙图所示的中心亮斑为圆盘衍射而形成的泊松亮斑
C. 丙图所示为α粒子散射实验，卢瑟福通过该实验发现质子
D. 丁图所示的核反应属于重核裂变，太阳就是一个巨大的核裂变反应堆
【答案】B
【解析】A．α射线带正电，β射线带负电，左手定则可知α射线向右偏转，β射线向左偏转，故甲图所示的射线“1”为β射线，故A错误；
B．乙图是泊松亮斑，是光照射圆盘，发生衍射形成的中心亮斑，故B正确；
C．丙图是α粒子散射实验，卢瑟福通过该实验提出原子核式结构模型，发现质子的是卢瑟福用α粒子轰击氮核的实验，故C错误；
D．丁图是重核裂变，但太阳是核聚变反应堆，不是核裂变，故D错误。
故选B。
4. 下列属于原子核的人工转变的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】原子核的人工转变需通过高能粒子（如α粒子）轰击原子核实现。
A．被轰击生成 和质子（），是卢瑟福发现质子的实验，符合人工转变的定义，选项A正确。
B．和结合生成和，属于核聚变（如氢弹反应），非人工转变，选项B错误。
C．钍-234→镤-234，原子序数+1，质量数不变，为β衰变（释放电子），选项C错误。
D．铀-238→钍-234，质量数-4，原子序数-2，为α衰变（释放），选项D错误。
故选A。
5. 下列叙述符合史实的是（ ）
A. 普朗克提出光子说，很好地解释了光电效应现象
B. 贝克勒尔发现的天然放射现象，说明原子具有核式结构
C. J.J.汤姆孙发现了电子，说明原子核具有复杂结构
D. 玻尔理论成功解释了氢原子光谱问题
【答案】D
【解析】A．光子说是由爱因斯坦提出的，用于解释光电效应，而普朗克提出的是能量量子化假说以解释黑体辐射，故A错误；
B．贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核内部具有复杂结构，而原子的核式结构是卢瑟福通过α粒子散射实验提出的，故B错误；
C．J.J.汤姆孙发现电子，表明原子可分，但原子核的复杂结构由后续研究（如质子、中子的发现）揭示，故C错误；
D．玻尔理论基于量子化轨道假设，成功解释了氢原子光谱的分立谱线，故D正确。
故选D。
6. 下列说法正确是（ ）
A. 0℃的物体中的分子不做无规则热运动
B. 气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果
C. 运动物体中分子的热运动比静止物体中分子的热运动更激烈
D. 布朗运动就是分子的无规则运动
【答案】B
【解析】A．分子热运动在任何温度下都存在，0℃时分子仍做无规则运动，只是平均动能较低，故A错误；
B．气体压强由大量分子频繁撞击器壁产生，符合微观解释，故B正确；
C．分子热运动剧烈程度仅由温度决定，与物体宏观运动无关，故C错误；
D．布朗运动是微粒的运动，反映分子热运动，但并非分子本身的无规则运动，故D错误。
7. 歼-20的光学着陆系统中用到了双缝干涉的知识。某物理兴趣小组用如图甲所示的装置做双缝干涉实验，通过目镜观察到屏上的条纹如图乙所示。只改变一个条件，使观察到的条纹如图丙所示，则改变的条件是（ ）
A. 换用长度更长的遮光筒B. 增大单缝到双缝的距离
C. 换用间距更小的双缝D. 红色滤光片换成紫色滤光片
【答案】D
【解析】根据相邻条纹间距公式
可知，若要减小条纹间距∆x，则可以减小光屏到双缝的距离L，减小波长λ，增大双缝间距d，由于红光波长比紫光更长，所以可以将红色滤光片换成紫色滤光片，减小波长。
故选D。
8. 单摆在振动过程中，不计空气阻力，以下说法正确的是（ ）
A. 摆球在最低点加速度为零
B. 摆球经过同一高度时，动能相同
C. 摆球所受回复力始终等于拉力与重力的合力
D. 同一单摆，在天津振动的周期大于在海南振动的周期
【答案】B
【解析】A．摆球在最低点时速度最大，向心加速度为，故加速度不为零，A错误；
B．机械能守恒，同一高度重力势能相同，动能也相同（速度大小相同），B正确；
C．回复力是重力切向分量，而拉力与重力的合力提供向心力（径向），方向不同，C错误；
D．周期公式，天津的比海南大，故周期更小，D错误。
故选B。
9. 分子间作用力F随分子间的距离r的变化如图所示，为平衡位置。若规定两分子相距无穷远时，它们的分子势能为零，当两分子间的距离r从无穷大逐渐减小的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 时，分子势能最小
B. 时，分子势能等于零
C. 从无穷远到过程中，分子间作用力表现为斥力
D. 从无穷远到过程中，分子间作用力先增大后减小
【答案】D
【解析】AB．当分子间距离从无穷大逐渐减小到的过程中，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小；当时，分子力表现为斥力，随着分子间距离的减小分子力做负功，分子势能增加，所以当时分子势能最小。又因为规定两分子相距无穷远时分子势能为零，所以在处时，分子势能最小且小于零，故AB错误；
C．从无穷远到的过程中，分子间的作用力表现为引力，故C错误；
D．由分子间作用力随分子间距离的变化图像可知，从无穷远到过程中，分子间作用力先增大后减小，故D正确。
故选D。
10. 如图所示为一束复色光a、b由介质射向真空时，发生反射和折射的光路图。只有b光从界面射出，反射光束用c表示，则下列说法正确的是（ ）
A. c为单色光
B. 由介质射向真空时，a光发生全反射的临界角大
C. 若a、b光分别作为同一双缝干涉装置的光源时，b光的条纹间距大
D. 若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应，b光的遏止电压高
【答案】C
【解析】A．因为a、b均发生反射，c为复色光，A错误；
B．设复色光a、b的入射角为α。
单色光a已经发生全反射，单色光a临界角为
单色光b未发生全反射，单色光b的临界角为
所以
由介质射向真空时，b光发生全反射的临界角比a大，B错误；
C．单色光b的临界角比a大，折射率比a小，波长比a大。
若a、b光分别作为同一双缝干涉装置的光源时，根据，b光的条纹间距比a大，C正确；
D．单色光b的临界角比a大，折射率比a小，波长比a大，频率比a小。
光电效应方程
根据动能定理
解得
若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应，单色光b的频率比a小，b光的遏止电压比a低，D错误。
故选C。
11. 碳14具有放射性，其衰变方程为同时释放能量。下列相关说法正确的是（ ）
A. X是氦核，此反应为α衰变
B. 原子核的比结合能比的比结合能大
C. 此衰变反应会出现质量亏损，但反应前后总质量数不变
D. 以碳酸钙（CaCO₃）形式存在的的半衰期比单质半衰期更长
【答案】C
【解析】A．根据电荷数守恒和质量数守恒，X的电荷数为-1，质量数为0，对应β粒子（电子），而非氦核（α粒子），故A错误。
B．衰变自发进行时，生成物（氮14）比母核（碳14）更稳定，比结合能更大，故B错误。
C．核反应释放能量，必有质量亏损；质量数守恒（14→14+0），故C正确。
D．半衰期由原子核本身性质决定，与化学状态无关，故D错误。
故选C。
12. 如图甲所示，质量的物体静止在光滑水平地面上，t=0时刻起，对物体施加水平向右的作用力，作用力随时间的变化关系如图乙所示，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 物体先做加速后做减速运动
B. 时，物体的位移最大
C. 时，物体的动量最大
D. 时，物体的动量变化率最大
【答案】D
【解析】A．由图像可知，0~8s内外力先增大后减小，加速度先增大后减小，物体做加速度变化的加速运动，故A错误；
BC．时，物体的加速度达到最大，时，物体的速度和位移达到最大，故BC错误；
D．时作用力达到最大，地面光滑，根据动量定理
整理得，即此时物体的动量变化率最大，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。）
13. 如图甲所示，消防员用双手环抱住倒扣的盆体，将盆口压入水中，演示在水中使用塑料盆进行自救的方法，其示意图如图乙所示。若盆中空气可视为理想气体，且温度保持不变，则在将盆缓慢下压的过程中（ ）
A. 盆中气体压强不变
B. 盆中气体体积不变
C. 气体内能保持不变
D. 气体向外界放出热量
【答案】CD
【解析】A．温度保持不变，将盆缓慢下压的过程中，气体体积减小，根据玻意耳定律可知，气体压强增大，故A错误；
B．结合上述可知，将盆缓慢下压的过程中，气体体积减小，故B错误；
C．气体温度不变，则气体内能保持不变，故C正确；
D．结合上述，气体内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故D正确。
故选CD。
14. 如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则下列说法正确的是（ ）
A. 若将滑片向右移动，电路中光电流一定增大
B. 若将电源极性反接，电路中光电流一定减小
C. 若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定有光电流
D. 若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定有光电流
【答案】BD
【解析】A．图示所加电压为加速电压，当滑片向右移动时，加速电压增大，若电流还没有达到饱和电流，电流增大，当加速电压增大至电流达到饱和电流后，电路中的光电流保持不变，故A错误；
B．若将电源极性反接，所加电压为减速电压，则电路中光电流一定减小，故B正确；
CD．波长越长，频率越小，当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，表明λ0小于或等于极限波长，可知，换用波长为的光照射阴极K时，电路中不一定有光电流，若换用波长为的光照射阴极K时，电路中一定有光电流，故C错误，D正确。
故选BD。
15. 一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴传播，a、b是平衡位置分别在、处的两个质点，t=0时刻，两质点所在位置及质点b振动方向如图所示。时，质点b第一次到达波峰，则下列判断正确的是（ ）
A. 波沿x轴正方向传播
B. 经过0.2s，质点a沿x轴移动0.5m
C. b到达波峰时，a恰好到达平衡位置
D. 简谐横波传播的速度大小为2.5m/s
【答案】AD
【解析】A．根据同侧法可知，波沿x轴正方向传播，故A正确；
D．时，质点b第一次到达波峰，根据图示可知，此时间内波向右传播距离为
则波传播速度，故D正确；
B．波传播的是振动的形式与能量，质点只在各自平衡位置做简谐运动，质点并不随波迁移，故B错误；
C．结合上述可知，质点b第一次到达波峰时波向右传播距离为0.5m，根据图示，利用平移可知，b到达波峰时，a位于平衡位置与波谷之间的某一位置，故C错误。
故选AD。
16. 一列简谐横波在某均匀介质中的传播速度为4m/s，介质中两质点P、Q的振动图像如图所示，t=0时刻P、Q间仅有一个波峰。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波长为16m
B. t=0时，Q点沿y轴负方向运动
C. P位于平衡位置时，Q一定位于波峰
D. P、Q的平衡位置间距离可能为12m
【答案】AD
【解析】A．该波的周期为T=4s，波速v=4m/s，则波长为λ=vT=16m，选项A正确；
B．由Q点的振动图像可知，t=0时，Q点沿y轴正方向运动，选项B错误；
CD．t=0时刻P、Q间仅有一个波峰可知，若波沿PQ方向传播，则，此时PQ=12m
若波沿QP方向传播，则，此时PQ=20m
则P位于平衡位置时，Q可能位于波峰，也可能在波谷，选项C错误，D正确。
故选AD。
17. 如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以初速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x。现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B，如图乙所示，物体A以的速度向右压缩弹簧，弹簧的最大压缩量仍为x，则下列说法正确的是（ ）
A. 物体A的质量为3m
B. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
C. 甲图中压缩弹簧的过程，物体A的机械能守恒
D. 乙图中弹簧压缩量最大时物体A的速度为
【答案】ABD
【解析】ABD．甲图中由能量守恒得
乙图中物体Ａ、Ｂ及弹簧组成的系统动量守恒得
系统机械能守恒得
联立以上三式解得，，，故ABD正确；
C．甲图中压缩弹簧的过程，物体A和弹簧的总机械能守恒，弹簧的机械能增大，A的机械能减小，故C错误。
故选ABD。
三、实验题（本题共2小题，共14分。）
18. 物理兴趣小组利用图甲所示的装置验证动量守恒定律。正确安装实验器材并调试后，先让小球A从斜槽轨道上某点静止释放（不放小球B），拍摄小球A平抛过程中的频闪照片。然后把小球B放在轨道末端，再让小球A从轨道上同一点静止释放，拍摄小球A、B碰后平抛过程中的频闪照片，频闪时间间隔不变。
（1）为了保证实验效果，以下做法必要的是（ ）
A. 小球A的半径等于小球B的半径
B. 小球A的质量等于小球B的质量
C. 斜槽轨道各处光滑
D. 斜槽轨道末端水平
（2）A未发生碰撞时，所做平抛运动的频闪照片如图乙所示，A、B碰后做平抛运动的频闪照片如图丙所示，若两小球碰撞过程动量守恒，则两小球的质量之比比_____。
（3）上一问中，两小球碰撞后总动能占碰前动能的百分比为___________
【答案】（1）AD （2） （3）88%
【解析】（1）A．为了让小球A和B发生对心碰撞，即碰撞时两球的球心在同一条水平直线上，这样能保证碰撞后两球的速度方向在同一直线上，使实验中动量守恒的验证更准确，A正确；
B．为了防止碰撞后小球A被反弹回斜槽轨道，需要让小球A的质量大于小球B的质量，B错误；
C．关键是要让小球A每次从斜槽轨道上同一位置由静止释放，这样小球A到达斜槽轨道末端时的速度就会相等，因此斜槽轨道各处光滑不是必要条件，C错误；
D．本实验是利用平抛运动的规律来验证动量守恒，即通过测量小球碰撞前后做平抛运动的水平位移来间接反映小球碰撞前后的速度。要使小球做平抛运动，斜槽轨道末端必须水平，这样小球离开斜槽末端后，在竖直方向只受重力，水平方向不受力，才能做平抛运动，D正确。
故选AD。
（2）小球从斜槽末端水平抛出后做平抛运动，竖直方向上，根据自由落体运动公式
由于小球下落的高度相同（都从斜槽末端同一高度抛出），所以运动时间相同。水平方向上，小球做匀速直线运动，根据
在运动时间相同的情况下，水平速度与水平位移成正比。设频闪时间间隔为，每格边长为。观察图乙，可以得出碰撞前小球A在相等时间间隔内的水平位移
那么碰撞前小球A的速度
观察图丙，碰撞后小球A的水平位移
则碰撞后小球A的速度
小球B的水平位移
则碰撞后小球B的速度
动量守恒定律的表达式为
将，，
代入动量守恒定律表达式可得
解得两小球质量之比
（3）碰撞前系统的动能
碰撞后系统的总动能
代入
可得
19. 如图甲所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验。
（1）关于本实验，下列说法正确的是（ ）
A. 选择的入射角应尽量小些
B. 大头针P₄须挡住P₃及P₁、P₂的像
C. 大头针P₁和P₂及P₃和P₄之间的距离适当大些
D. 光可能在边界b发生全反射，导致观察不到P₁、P₂的像
（2）在实验中，先在白纸上描出玻璃砖两个平行面的边界a和b，正确操作后，作出的光路图如图甲所示。为测量玻璃砖的折射率，可以采用如下三种测量方法
方法一：
如图甲所示，根据光路图用量角器测出O点的入射角和折射角，则该玻璃砖的折射率____（用和表示）
方法二：
如图乙所示，以O点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再分别过A、B点作法线垂线，垂足分别为M、N点。则该玻璃砖的折射率n=___________（用图中线段的字母表示）；
方法三：
如图丙所示，以O点为圆心作大圆，与折射光的交点为B，过B点向两介质的分界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M。再以O点为圆心、OM为半径作小圆。则该玻璃砖的折射率n=___________（用图中线段的字母表示）；
【答案】（1）BC （2）
【解析】（1）A．选择的入射角大小要适当，不能过大或过小，A错误；
B．大头针P₄须挡住P₃及P₁、P₂的像，B正确；
C．大头针P₁和P₂及P₃和P₄之间的距离适当大些，可减小确定光线方向时产生的误差，C正确；
D．因光在边界b的入射角等于在a边界的折射角，可知光不可能在边界b发生全反射，D错误。
故选BC。
（2）[1]该玻璃砖的折射率
[2]该玻璃砖的折射率
[3]该玻璃砖的折射率
四、计算题（本题共2小题，共30分。）
20. 如图所示，一个质量长度L=3.5m的“L”形木板静止在足够大的水平地面上，木板左端为一竖直薄挡板。质量m=1kg可视为质点的小物块以v0=8m/s的速度从木板右端滑上木板，与挡板碰撞并粘连（碰撞时间极短）。已知小物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.3，重力加速度，求：
（1）小物块刚滑上木板时，地面对木板的摩擦力f的大小；
（2）小物块与木板碰后瞬间，木板的速度v2的大小；
（3）木板运动的时间t。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）物块与木板上表面之间
木板与地面间，最大静摩擦力
所以木板静止，对木板，由受力平衡可得
（2）对物块，应用动能定理
代入数据可得
规定向左为正方向，碰撞过程，由动量守恒定律有
代入数据可得
（3）碰后物块和木板一起运动，对整体应用动量定理有
代入数据可得
21. 如图所示，质量的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径R=1m的光滑四分之一圆弧轨道，BC段是长L=2m的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点。一个质量可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿圆弧轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。重力加速度求：
（1）滑块滑到圆弧轨道最低点B时，滑块的速度v₁的大小；
（2）滑块与BC轨道间的滑动摩擦因数μ；
（3）整个过程小车的位移x的大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设滑块的速度大小为，小车的速度大小为，对系统水平方向动量守恒
根据能量守恒
解得
（2）对系统，水平方向动量守恒，则当滑块相对木板停止时，木板和滑块均停止运动，则由能量守恒定律有
解得
（3）全过程水平动量守恒
又因为时间相等，故水平方向
且
代入数据得