广东省广州市天河区2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷（含答案）

这是一份广东省广州市天河区2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.下列说法正确的是( )
A. 驱动力的频率越高，做受迫振动物体的振幅越大
B. 医院对病人进行“超声波彩超”检查，利用了波的多普勒效应
C. 任意两列波相遇都将产生稳定的干涉现象
D. 同一声源发出的声波在空气和水中传播的波长相同
2.如图甲，由细线和装有墨水的容器组成单摆，容器底端墨水均匀流出。当单摆在竖直面内摆动时，长木板以速度v垂直于摆动平面匀速移动距离L，形成了如图乙的墨痕图案，重力加速度为g，则该单摆的摆长为( )
A. gL216π2v2B. gL2π2v2C. gL4πvD. gLπv
3.交流发电机的示意图如图甲，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴OO′沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间按正弦函数的规律变化如图乙。发电机线圈电阻为5Ω，外电路接R=95Ω的定值电阻。下列说法正确的是( )
A. 理想电流表的示数为2.2A
B. 线圈从甲图示位置转过90°时，磁通量变化率为220V
C. 电动势瞬时值的表达式为e=220 2sin50πtV
D. 线圈经过甲图示位置时，产生的电动势为220V
4.关于下列四幅图说法正确的是( )
A. 图甲，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的“西瓜模型”
B. 乙图中1为α射线，它的电离能力很弱，穿透能力很强
C. 图丙，用中子轰击铀核使其发生裂变，原子弹、核电站都利用了链式反应
D. 图丁，汤姆孙通过对阴极射线研究，发现了电子并揭示了原子核内还有复杂结构
5.如图所示，在光滑的水平面上，小明站在平板车上用锤子敲打小车。初始时，人、车、锤都静止。下列说法正确的是( )
A. 当人挥动锤子，敲打车之前，小车保持静止
B. 停止敲打小车，人、车和锤组成的系统将水平匀速向右
C. 人、车和锤组成的系统动量守恒
D. 人、车和锤组成的系统水平方向动量守恒
6.我国研制新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”(又被称为“人造太阳”)在2020年12月4日在成都建成并实现首次发电。其所发生的可控核聚变方程是 12H+ 13H→ 24He+X，已知 12H、 13H、 24He和X的质量分别为m1、m2、m3和m4，真空中的光速为c。下列说法正确的是( )
A. X是电子
B. 大亚湾核电站就是利用此核反应发电
C. 该核反应所释放的核能为ΔE=m1+m2−m3−m4c2
D. 12H、 13H的比结合能大于 24He的比结合能
7.对爱因斯坦光电效应的验证如图所示，甲是研究光电效应规律的实验装置图，用绿光照射阴极K，实验测得电流I与电势差UAK满足图乙所示规律，电子电荷量为1.6×10−19C，关于该实验说法正确的是( )
A. 光电子的最大初动能为0.84eV
B. 滑动变阻器滑片从图示位置向右滑动，电流计示数一定增大
C. 如果仅增加该绿光的照射强度，遏止电压保持不变
D. 如果改用蓝光照射阴极K，可能不会发生光电效应
8.科普小制作斯特林发动机如图甲所示，它是通过汽缸内的气体经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力的，因此又被称为热气机。如图乙所示，在斯特林循环的p−V图像中，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，下列说法正确的是( )
A. A→B过程中，气体从外界吸收热量
B. B→C过程中，气体分子的热运动变得更剧烈
C. C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
D. 状态B气体的温度比状态D气体的温度高
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流规定为正方向，下列说法正确的是( )
A. 在0∼t1内，电容器C在放电B. 在t1∼t2内，磁场能正在转化为电场能
C. 在t2∼t3内，电容器C在充电D. 在t3∼t4内，电场能正在转化为磁场能
10.一细束红光和一细束紫光分别以相同入射角由空气射入水中，如图标出了这两种光的折射光线a和b，r1、r2分别表示a和b的折射角，下列说法正确的是( )
A. a为红光折射光线，b为紫光折射光线
B. a为紫光折射光线，b为红光折射光线
C. 紫光与红光在水中波速v1与v2之比v1:v2=sinr1:sinr2
D. 若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角小
11.关于下列图像的描述说法正确的是( )
A. 图甲中曲线①对应的温度较低
B. 图甲中曲线②对应的分子平均动能较低
C. 图乙为分子间作用力F与分子间距离r的关系，由图可知分子间的距离从r0开始增大的过程中，分子力先减小后增大
D. 图乙为分子间作用力F与分子间距离r的关系，由图可判断分子间的距离从r0开始减小的过程中，分子势能一直增大
12.如图所示，一个发电系统的输出电压恒为250V，输送功率为1×105W。通过理想变压器向远处输电，所用输电线的总电阻为8Ω，升压变压器T1原、副线圈匝数比为1：16，下列说法正确的是( )
A. 升压变压器副线圈两端的电压U2=2×103V
B. 输电线损失的电压为3.8×103V
C. 输电线损失的功率为5×103W
D. 若用户获得220V电压，则降压变压器T2原、副线圈的匝数比为190：11
三、填空题：本大题共3小题，共12分。
13.两人分别乘坐静止在湖面上的甲、乙两条小船，两船在湖面上相距20m。有一列水波沿甲船到乙船的方向传播，使每条小船每分钟上下浮动30次。当甲船位于波峰时，乙船刚好在波谷，此时两船间还有两个波峰。则这列水波的周期T= s，传播速度v= m/s。
14.速度为10m/s的塑料球与静止的钢球发生正碰，钢球的质量是塑料球的4倍，碰撞是弹性的，则碰撞后钢球的速度为 m/s，塑料球的速度为 m/s。
15.街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。变压器的输入电压恒定，输出电压通过电阻为R0的输电线输送给用户，变阻器R代表用户用电器的总电阻，忽略变压器上的能量损耗。当用户用电器增加，变阻器R减小时，A1示数 ，V3示数 。(填“不变”、“变大”或“变小”)
四、实验题：本大题共2小题，共18分。
16.下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。
(1)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，若仅换用间距更大的双缝，相邻两亮条纹中心的距离 (选填“减小”、“增大”或“不变”)；若仅把绿色滤光片换成红色滤光片，相邻两亮条纹中心的距离 (选填“减小”、“增大”或“不变”)。
(2)传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(电学量)，例如热敏传感器。某热敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问：
①为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 (选填“a”或“b”)处。
②若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动。
(3)油膜法估测分子大小的实验，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL这样的溶液共计80滴。现将1滴这种溶液滴在撒有痱子粉的水面上，这滴溶液中纯油酸的体积是 m3(计算结果保留两位有效数字)；待油膜形状稳定后，在玻璃板上描绘出油膜的轮廓。若用轮廓范围内完整方格的总面积当作油膜的面积，则估算的油酸分子直径 。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
17.激光束具有方向性好、亮度高等特点。某同学用激光测半圆形玻璃砖的折射率，实验步骤如下：
A.将白纸固定在木板上，画出一条直线。将半圆形玻璃砖的直径边与直线平行放置在白纸上，记录半圆形玻璃砖的圆心O的位置；
B.从玻璃砖另一侧用平行白纸的激光笔从圆弧上的A点沿AO方向射入玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为S1；
C.保持入射光方向不变，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为S2；
D.以O点为圆心，以OS1为半径画圆，交OS2延长线于C点；
E.过O点作直线的垂线，与直线相交于B点，过C点作OB延长线的垂线，与OB延长线相交于D点。
(1)实验中，测得BS1的长度为L1，BS2的长度为L2，CD的长度为L3，该玻璃砖的折射率n可以表示为________；
A.n=L1L2 B．n=L1L3 C．n=L3L2 D．n=L2L1
(2)若步骤B中，将入射光线以O点为圆心平行于纸面逆时针转动到某处时，折射光线恰好消失，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，确定此时在直线上插针的位置为S′2，测得BS′2=43OB，则该玻璃砖的折射率大小为________；
(3)用(2)中方法测量折射率时，记录好O点位置后，不小心将玻璃砖沿直径方向向左平移了少许，但实验时仍保证光线在O点恰好发生全反射，则折射率的测量值________(选填“偏大”或“偏小”)。
五、计算题：本大题共3小题，共30分。
18.足球是同学们喜欢的运动。如图某同学正在练习用头颠球。某一次足球由静止下落0.2m与头接触，被重新顶起，足球与头部接触0.1s后离开头部，此后竖直上升的最大高度为0.8m。已知足球的质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：
(1)足球由静止下落0.2m过程中重力的冲量；
(2)足球与头部接触过程中头部对足球的平均作用力大小。
19.图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1=1.0cm2，长度H未知，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=80.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度l= 2cm；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ=1.0×103kg/m3，大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2.整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。
(1)将汲液器竖直提出液面的过程中，分析判断圆柱形长柄内空气的吸放热情况；
(2)求H；
(3)松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使储液罐(储满液体)中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。
20.在原子核物理中，研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球，如图所示。C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变。然后，A球与挡板P发生碰撞，碰后A、D都静止不动，A与P接触而不粘连。过一段时间，突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失)。已知A、B、C三球的质量均为m。求：
(1)C与B碰撞过程中的动能损失；
(2)弹簧长度刚被锁定后A球的速度大小；
(3)在A球离开挡板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能。
参考答案
1.B
2.A
3.A
4.C
5.D
6.C
7.C
8.B
9.AB
10.BC
11.AD
12.CD
13.2
4

14.4
−6

15.变大
变小

16.减小
增大
a
右
2.5×10−11
偏大

17.(1)B; (2)1.25; (3)偏大。
18.(1)足球由静止下落0.2m过程，根据 h1=12gt12
可得 t1= 2hg=0.2s
则重力的冲量大小为 IG=mgt1=0.8N⋅s
方向竖直向下。
(2)足球与头部刚接触时的速度大小为 v1=gt=2m/s
设足球刚离开头部的速度大小为 v2 ，根据 0−v22=−2gh2
解得 v2=4m/s
球与头部接触过程中，根据动量定理可得 (F−mg)Δt=mv2−(−mv1)
代入数据解得头部对足球的平均作用力大小为 F=28N

19.(1)空气经历等温变化，内能不变 ΔU=0
膨胀过程气体对外做功有 W0 ，即空气从外界吸热。
(2)缓慢地将汲液器竖直提出液面过程，空气发生等温变化，有
p1(H−l)S1=p2HS1
又因为 p1=p0 ， p2+ρgh=p0
联立解得 H=100cm
(3)设末状态的压强为p3有 p3+ρg⋅h2=p0
新进入空气在压强为p3情况下体积为V1，有 p0V=p3V1
原有空气 p2HS1=p3HS1+h2S2−V1
综合以上两式可得 p0V+p2HS1=p3HS1+h2S2
联立解得 V=7.93×10−4m3

20.(1)设C球与B球粘结成D时，D的速度为v1，由动量守恒有 mv0=(m+m)v1
解得 v1=12v0
根据能量守恒 ΔEk=12mv02−12×2m×v12
则 ΔEk=14mv02
(2)弹簧长度变到最短时，三个球的速度相等，根据动量守恒定律 2mv1=3mv2
可得弹簧长度刚被锁定后A球的速度 v2=13v0
(3)弹簧长度被锁定后，弹簧具有的弹性势能 Ep=12×2mv12−12×3mv22
可得 Ep=112mv02
解除锁定后，根据能量守恒，弹性势能转化为D的动能 Ep=12×2mv32
得 v3= 36v0
在A球离开挡板P之后，当三者速度相等时，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒和能量守恒可得 2mv3=3mv4
E p′=12×2mv32−12×3mv42
解得弹簧的最大弹性势能 E p′=136mv02