北京市大兴区2024-2025学年高二下学期期末检测物理试卷（学生版）

这是一份北京市大兴区2024-2025学年高二下学期期末检测物理试卷（学生版），共12页。试卷主要包含了54eV等内容，欢迎下载使用。
考生须知
1.本试卷共8页，共20道小题，满分100分。考试时间90分钟。
2.在试卷和答题卡上准确填写学校名称、班级、姓名和准考证号。
3.试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。
4.在答题卡上，选择题用2B铅笔作答，其他题用黑色字迹签字笔作答。
第一部分选择题（共42分）
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 氘核和氚核发生核反应的方程为，下列说法正确的是（ ）
A. X是电子B. X是质子
C. 该反应是核裂变D. 该反应是释放能量的过程
2. 滴落在地面积水上的油膜在阳光下呈现不规则彩色条纹，这个现象（ ）
A. 是光的衍射现象B. 是光的干涉现象
C. 说明光是横波D. 说明光具有粒子性
3. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接的电阻。原、副线圈的匝数比为20∶1，电压表为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A. 交流电的频率为100Hz
B. 电压表的示数为22V
C. 原线圈电流的有效值为1A
D. 原线圈的输入功率为11W
4. 如图是以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。下列说法正确的是（ ）
A. Q点即将开始向下振动
B. P点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向上
C. 若P点停止振动，绳上的波会立即消失
D. 当波传到Q点时，P点恰好振动了1个周期
5. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次实现了太阳波段光谱成像的空间观测。氢原子由能级跃迁到能级时发出的光，对应的谱线为可见光区的四条谱线，分别为，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 光的波长大于光的波长
B. 光子的能量大于光子的能量
C. 对应的光子能量为0.54eV
D. 光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率
6. 位于坐标原点的波源在时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿轴正方向传播。在时，平衡位置在处的质点开始振动，则（ ）
A. 波的周期是1.2s
B. 波的振幅是0.2m
C. 波传播速度是5.0m/s
D. 平衡位置在处的质点开始振动时，质点处于波峰位置
7. 如图所示，在足够大的匀强磁场中，一个静止的氡原子核发生衰变，放出一个粒子后成为一个新核。已知粒子与新核的运动轨迹是两个相外切的圆，下列说法正确的是（ ）
A. 大圆与小圆的直径之比可能为。
B. 大圆与小圆的直径之比可能为。
C. 大圆是粒子的轨迹，该粒子可能是粒子
D. 小圆是粒子的轨迹，该粒子可能是粒子
8. 如图所示，玻璃砖的上表面与下表面平行，一束红光从上表面的点处射入玻璃砖，从下表面的点处射出玻璃砖，下列说法正确的是（ ）
A. 红光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化
B. 红光进入玻璃砖前后的速度会发生变化
C. 若增大红光的入射角，则红光可能会在玻璃砖下表面的点左侧某处发生全反射
D. 若紫光与红光都从点以相同的入射角入射，则紫光将从点左侧某处射出玻璃砖
9. 飞机沿某水平面内的圆周匀速率地飞行了一周，已知飞机质量为，速率为，圆周运动半径为。下列说法正确的是（ ）
A. 飞机做匀速圆周运动，速率没变，则加速度为零
B. 飞机做匀速圆周运动，速率没变，则动量守恒
C. 飞机飞行时，速度的方向不断变化，因此动量不守恒；根据动量定理，动量的改变源于向心力的冲量，即
D. 飞机飞行时，速度的方向不断变化，因此动量不守恒；根据动量定理，飞行一周动量的改变量为零，合外力的冲量也为零
10. 质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C. 碰撞后的动量大于的动量
D. 碰撞后的动能小于的动能
11. 城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。图为一则安全警示广告，非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小明同学用下面的实例来检验广告词的科学性∶设一个鸡蛋从楼的窗户自由落下，与地面的碰撞时间约为，已知相邻楼层的高度差约为，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（ ）
A. B.
C. D.
12. 2022年12月4日，神舟十四号乘组与十五号乘组完成在轨轮换后，返回地球。载人飞船返回舱进入大气层后，距地面左右时开启降落伞，速度减至约，接下来以这个速度在大气中降落，在距地面时，返回舱的四台缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速，到达地面时速度约为。重力加速度为，由以上信息可知（ ）
A. 开启降落伞减速的过程中，舱体处于失重状态
B. 在大气中匀速降落过程中，舱体的机械能保持不变
C. 缓冲发动机开启过程中，航天员的加速度约为
D. 舱体与地面撞击的过程中，撞击力的冲量大于舱体动量的变化量
13. 如图所示，在粗细均匀的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体N（可视为质点），稳定时N在水中匀速上浮。现将玻璃管轴线与竖直方向y轴重合，在N上升刚好匀速运动时的位置记为坐标原点O，同时玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。N依次经过平行横轴的三条水平线上的A、B、C位置，在OA、AB、BC三个过程中沿y轴方向的距离相等，对应的动能变化量分别为、、，动量变化量的大小分别为、、。则下面分析正确的是（ ）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
14. 光具有力学效应，该效应可以从动量的角度进行分析：光子的动量为（h为普朗克常量，λ为光的波长），当光与物体相互作用时，会发生动量的传递，物体的动量随时间发生变化，表明物体受到了力的作用。通常情况下，光照射到物体表面时，会对物体产生推力，将其推离光源。有些情况下，光也能对物体产生光学牵引力，使物体“逆光而上”。光学牵引实验中，科学家使用特殊设计的激光束照射透明介质微粒，使微粒受到与光传播方向相反的力，实现了对介质微粒的操控。下列说法正确的是（ ）
A. 光从真空垂直介质表面射入介质，光子的动量不变
B. 光子动量的变化量与光射入介质时的入射角度无关
C. 光学牵引力的大小与介质微粒的折射率及所用的激光束有关
D. 介质微粒所受光学牵引力的方向与光束动量变化量的方向相同
第二部分 非选择题
本部分共6题，共58分。
15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
（1）如图1所示，“测玻璃的折射率”的实验中，将白纸平铺在木板上并用图钉固定，之后将玻璃砖平放在白纸上，在适当位置竖直地插上A、B、C、D四个大头针。图中a和a'为玻璃砖的两个界面，AB延长线与直线a的交点为O，CD延长线与直线a'的交点为O'，NN'表示法线。
①在插大头针C时，应使其______（选填选项前的字母）。
A.只挡住A的像
B.只挡住B的像
C.同时挡住A、B的像
②该玻璃砖的折射率可表示为n=______（用θ₁和θ₂表示）。
（2）“用双缝干涉测量光波长”的实验装置如图2所示
①图中A、B、C处放置的光学元件依次为______。
A.滤光片双缝单缝 B.滤光片单缝双缝
C.单缝滤光片双缝 D.双缝滤光片单缝
②某同学调试好后能观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置调整后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，且条纹数目有所增加。以下调整可以实现这个效果的是______。
A.仅将红色滤光片换成绿色滤光片
B.仅减小双缝间的距离
C.仅换用更长的遮光筒
D.仅增大滤光片与单缝之间的距离
（3）如图3所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证动量守恒定律。某同学认为即使A球质量m₁大于B球质量m₂，也可能会使A球反弹。请说明该同学的观点是否正确并给出理由。
16. 某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”实验。
（1）实验中该同学进行了如下操作，其中正确的是（ ）
A.用公式计算时，将摆线长当作摆长
B.摆线上端牢固地系于悬点，摆动中不能出现松动
C.确保摆球在同一竖直平面内摆动
D.摆球不在同一竖直平面内运动，形成了圆锥摆
（2）在实验中，多次改变摆长L并测出相应周期T，计算出，将数据对应坐标点标注在坐标系（如图所示）中。请将，所对应的坐标点标注在图中，根据已标注数据坐标点描绘出图线（ ），并通过图线求出当地的重力加速度______（结果保留3位有效数字）。
（3）将不同实验小组的实验数据标注到同一坐标系中，分别得到实验图线a、b、c，如图所示。已知图线a、b、c平行，图线b过坐标原点。对于图线a、b、c，下列分析正确的是（ ）
A.出现图线c的原因可能是因为使用的摆线比较长
B.出现图线a的原因可能是误将摆线长记作摆长L
C.由图线b计算出的g值最接近当地的重力加速度，由图线a计算出的g值偏大，图线c计算出的g值偏小
（4）该同学通过自制单摆测量重力加速度。他利用细线和铁锁制成一个单摆，计划利用手机的秒表计时功能和卷尺完成实验。但铁锁的重心未知，不容易确定准确的摆长。请帮助该同学提出“通过一定测量，求出当地重力加速度”的方法。（ ）
17. 一个质量为m的物体，在光滑水平面上向左做匀加速直线运动。某时刻物体的速度为v1，经过一段时间∆t，速度变为v2。
（1）求物体的加速度大小a；
（2）若物体所受合力为F，在∆t时间内动量变化量为∆p，根据牛顿第二定律推导∆p与F的关系；
（3）若物体继续向左运动与竖直墙壁发生碰撞。碰前瞬间物体的速度大小为7m/s，碰后物体以6m/s的速度反向运动。碰撞时间为0.05s，已知m=0.5kg，求碰撞过程中墙壁对物体的平均作用力。
18. 如图所示，质量为m的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点，在O点正下方的光滑桌面上有一个与A完全相同的静止小球B，小球A与B球心距O点的距离均为L。现将A拉至某一高度，由静止释放，A以速度v在水平方向和B发生正碰并粘在一起。重力加速度为g。
（1）若A释放时摆角比较小，求A碰前的运动时间；
（2）求碰撞前瞬间绳子的拉力大小；
（3）碰撞过程中系统损失的机械能。
19. 动量守恒定律的适用范围非常广泛，不仅适用于低速、宏观的问题，也适用于近代物理研究的高速（接近光速）、微观（小到分子、原子的尺度）领域．
（1）质量为、速度为v的A球跟质量为m的静止B球发生弹性正碰．求碰后A球的速度大小．
（2）核反应堆里的中子速度不能太快，否则不易被铀核“捕获”，因此，在反应堆内要放“慢化剂”，让中子与慢化剂中的原子核碰撞，以便把中子的速度降下来．若认为碰撞前慢化剂中的原子核都是静止的，且将中子与原子核的碰撞看作弹性正碰，慢化剂应该选用质量较大的还是质量较小的原子核？请分析说明理由．
（3）光子不仅具有能量，而且具有动量．科学家在实验中观察到，一个电子和一个正电子以相同的动能对心碰撞发生湮灭，转化为光子．有人认为这个过程可能只生成一个光子，也有人认为这个过程至少生成两个光子．你赞同哪个观点？请分析说明理由．
20. 弗兰克-赫兹实验是能够验证玻尔理论的重要实验。实验装置如图所示，放电管的阴极K持续发射电子，两个金属网电极和将放电管分为三个区域，在与K之间加可调节大小的电压，使电子加速运动；电子进入和之间的等势区后，部分电子与该区域内的原子发生碰撞；在与电极A间加电压，使进入该区域的电子减速运动，若有电子到达A，电流表可观测到电流。
可以建立简化的模型从理论角度对该实验进行分析。设原子的质量为M，被撞前视为静止，电子的电荷量为e、质量为m，忽略电子的初速度及电子间的相互作用力，假定电子均沿直线运动，电子与原子最多发生一次碰撞，且电子不会被原子俘获。
（1）当与K间电压为U时，求电子到达时速度的大小v。
（2）该实验利用电子对原子进行撞击，使原子吸收碰撞损失的动能从低能级跃迁到高能级。
a.为使原子从能量为的基态跃迁到能量为的第一激发态，求与K间电压的最小值。
b.在与A间加电压是为了观测到电流表示数的显著变化，以推知原子是否发生了能级跃迁。当与K间电压为时，求与A间电压的最小值。