北京市昌平区2023-2024学年高二下学期期末物理试题

昌平区2023—2024学年第二学期高二年级期末质量抽测 物　理　试　卷 2024．7 本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡收回。 第一部分 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．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的 A．干涉现象 B．衍射现象 C．折射现象 D．全反射现象 2．玻璃瓶密封一部分空气后放入冰箱一段时间。与放入冰箱前相比，瓶内的气体 A．压强变大 B．分子对玻璃瓶内壁的平均作用力变大 C．所有分子的运动速率都变小 D．分子的平均动能变小 3．关于电磁波和声波，下列说法正确的是 A．电磁波和声波都可以在真空中传播 B．电磁波可在真空中传播，而声波的传播需要介质 C．从空气进入水中，电磁波和声波的传播速度都变小 D．电磁波不能产生干涉和衍射现象 4．下表是在20℃时，波长为589.3 nm的光在几种介质中的折射率，根据表中数据结合所学知识，下列判断正确的是 几种介质的折射率（λ = 589.3 nm t = 20℃） 介质 折射率 介质 折射率 金刚石 2.42 玻璃 1.5~1.8 氯化钠 1.54 水 1.33 二硫化碳 1.63 水晶 1.55 酒精 1.36 空气 1.00028 A．这种光在玻璃中的速度大于在水中的速度 B．水晶对不同颜色的光的折射率都是1.55 C．这种波长的光从玻璃射入水中可能发生全反射 D．这种波长的光从水射入空气比从水晶射入空气更容易发生全反射 5．如图1所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为100:1，原线圈两端接入正弦式交变电压；副线圈通过交流电流表与变阻器R相连。若不考虑交流电压表和交流电流表内阻的影响，则下列说法正确的是V A R u ~ 图 1 A．交流电压表的示数为3.11 V B．滑动变阻器的滑片向下滑动，交流电压表的示数减小 C．滑动变阻器的滑片向下滑动，交流电流表的示数增大 D．滑动变阻器的滑片向下滑动，变压器的输入功率减小 6．如图2所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡。开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光。断开开关图 2 E S Q P L A．P闪亮后再熄灭，且通过P中的电流反向 B．Q闪亮后再熄灭，且通过Q中的电流方向不变 C．P比Q先熄灭 D．P与Q同时熄灭O r1 r2 Ep r 图 3 9 7．分子势能Ep随分子间距离r变化的图像如图3所示。下列说法正确的是 A．r＜r2时，r越小分子势能越大 B．r＞r2时，r越大分子势能越小 C．r = r1时分子间作用力表现为引力 D．r =r2时分子间作用力表现为斥力 8．如图4所示，一定质量的理想气体从状态a经过等容、等温、等压三个过程，先后达到状态b、c，再回到状态a。下列说法正确的是图 4 9 V O p a b c A．在过程a→b中，气体对外做功 B．在过程a→b中，气体的内能减少 C．在过程b→c中，气体从外界吸热 D．在过程c→a中，气体的温度升高 9．一列简谐横波在t = 0时的波形图如图5所示。介质中x = 2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的方程为y = 10sin(5πt) cm。下列说法正确的是图 5 x/m y/cm 3 2 4 5 0 1 6 10 -10 P A．这列波的振幅为20 cm B．这列波的波速为10 m/s C．这列波沿x轴负方向传播 D．t = 0.2 s时P点位于波峰 10．图6是小型交流发电机的示意图。两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动。从图6所示位置开始计时，回路中的交变电流随时间变化的图像如图7所示。下列说法正确的是 A．t = 0.01 s时，穿过线圈的磁通量最大 B．t = 0.02 s时，线圈平面与磁场方向平行 C．线圈转动的角速度为40π rad/s D．电流表的示数为10 A 图 7 t/(×10-2s) i/A 1 2 3 4 5 图 6 11．在某次短道速滑接力比赛中，“接棒”的运动员甲提前在滑道内侧加速，然后滑入赛道，此时队友乙刚好也在同一位置，两人速度几乎相等，此时乙猛推甲，使甲获得更大的速度向前冲出，如图8所示，完成接力过程。忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用。在乙推甲的过程中，下列说法正确的是图 8 甲 乙 A．甲对乙做功的大小等于乙对甲做功的大小 B．甲对乙的冲量大小等于乙对甲的冲量大小 C．甲、乙两人组成的系统总动量增加 D．甲、乙两人组成的系统机械能守恒 12．惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境：如图9所示，在水平地面上固定一倾角θ可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为α。下列说法正确的是θ α α A B C O 图 9 A．多次改变α角的大小，即可获得不同的等效重力加速度 B．多次改变斜面的倾角θ，只要得出就可以验证该结论成立 C．多次改变斜面的倾角θ，只要得出就可以验证该结论成立 D．在摆角很小的情况下，改变α角，可改变单摆的振动周期 13．某同学拍摄了台球碰撞的频闪照片如图10所示，在水平桌面上，台球1向右运动，与静止的台球2发生碰撞。已知两个台球的质量相等，他测量了台球碰撞前后相邻两次闪光时间内台球运动的距离AB、CD、EF，其中EF与AB连线的夹角为α，CD与AB连线的夹角为β。下列说法中不正确的是 A．若满足，说明两球碰撞前、后机械能守恒 B．若满足，说明两球碰撞前、后动量守恒 C．若满足和，说明两球碰撞前、后动量守恒 D．若满足，说明是弹性碰撞 B F E A 球1 C D 球2 球1 图 10 球2 α β 14．二氧化碳对波长较长的电磁辐射（如红外线）有较强的吸收作用，而对波长较短的电磁辐射（如可见光）的吸收作用较弱。阳光中多种波长的电磁辐射透过大气照到地球表面，使地面升温，而地面的热辐射是波长较长的电磁辐射，它不容易透过大气中的二氧化碳，于是大气温度上升。大气中二氧化碳的作用像暖房的玻璃一样：太阳的热辐射容易进来，地面的热辐射却不易出去。这种效应叫“温室效应”。二氧化碳是一种重要的“温室气体”。温室效应使得大气的温度不致太低，昼夜温差不致太大，各种生物能够繁衍生息。然而，近年来由于人类的活动，大气中的二氧化碳含量增加，温室效应加剧，这是全球变暖的重要原因。根据上述观点及你所掌握的其它信息，判断下列说法正确的是 A．红外线具有明显的热效应是因为其频率大于可见光的频率 B．温室效应是指二氧化碳对可见光吸收较弱，大量的可见光照射到地面，导致地球温度升高 C．在地球形成的早期，火山活动频繁，排出大量的二氧化碳，温室效应显著，当时地球的气温很高 D．由于现代工业大量燃烧煤炭、石油等燃料，燃烧过程放出大量热，导致地球温度升高，气候变暖。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15．（6分） 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验操作、数据分析等。 （1）在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，通过测算得到1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V，将1滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，形成面积为S的单分子油膜。用以上字母表示油酸分子直径的大小d = __________。 （2）用图11所示的装置探究气体的等温变化规律。下列哪些操作是必需的__________。图 11 压力表 活塞 空气柱 橡胶塞 A．调节空气柱长度时应缓慢地移动活塞 B．测量空气柱的直径 C．读取压力表示数 D．读取空气柱的长度 （3）某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，作出的光路图如图12所示。光线与玻璃砖表面和分别交于O点和点，过O点作一单位圆，分别与入射光线和折射光线相交于M点和P点，过M点和P点分别向法线做垂线，垂足为N点和Q点。测得MN = R，PQ = r。则该玻璃砖的折射率n = __________。O O＇ a b a′ b′ M A N P Q 图 12 16．（12分） 甲、乙两同学利用单摆测定当地重力加速度。 （1）甲同学用10分度的游标卡尺测量摆球的直径，如图13所示，他测量的读数应该是__________ cm。接着他正确测量了摆线长，加上摆球半径，得到了摆长l。 图 13 （2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的是__________。 A．摆线要选择细些、伸缩量小些、并且尽可能长一些的细线 B．摆球要选择质量大些、体积小些的钢球 C．为了方便观察和测量，摆球拉离平衡位置的角度尽量大些 （3）为了测定该单摆的振动周期T，下列做法中正确的是__________。 A．将摆球拉离平衡位置一个小角度，从静止释放开始计时，小球第一次回到释放点停止计时，以这段时间作为周期。 B．将摆球拉离平衡位置一个小角度，从静止释放开始计时，小球第30次回到释放点停止计时，以这段时间除以30作为周期。 C．将摆球拉离平衡位置一个小角度，从静止释放摆球，当小球某次通过最低点时开始计时，并数为0，以后小球每次经过最低点时，他依次数为1、2、3……，数到60时停止计时，以这段时间除以30作为周期。 （4）他根据正确方法测出了摆长l和周期T，计算当地的重力加速度的表达式为g = __________。 （5）乙同学没有测量摆球直径，只正确测得了摆线长为l，和对应的单摆振动周期为T。然后通过改变摆线的长度，共测得6组l和对应的周期T，计算出T2，作出l－T2图线，在图线上选取A、B两点，读出与这两点对应的坐标，如图14所示。乙同学计算重力加速度的表达式为g = __________。T2/s2 l/m T12 O T22 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ l1 l2 A B 图 14 （6）乙同学没有测量摆球直径、通过作l－T2图线测得重力加速度的做法对测量结果__________（选填“有”或“无”）影响。 17．（9分） 利用冲击摆可以粗略测量子弹的速度。如图15所示，质量为M = 2 kg的沙袋用结实的轻绳悬挂在天花板上的O点，O点到沙袋重心的距离为L = 1.5 m。质量为m = 10g的子弹以水平速度射向沙袋中心，射穿后子弹的速度减小为v1 = 100m/s。子弹射穿沙袋后沙袋上摆的最大高度h = 0.1125 m。子弹射穿沙袋的时间极短，重力加速度g取10 m/s2，空气阻力可以忽略。求：图 15 M O m （1）子弹射穿沙袋后瞬间沙袋的速度大小V； （2）子弹射穿沙袋后瞬间轻绳对沙袋的拉力大小F； （3）子弹射入沙袋前的速度大小v0。 18．（9分） 某学习小组模拟的风力发电机发电简易模型如图16所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈在磁感应强度大小B = 0.1 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO´以角速度rad/s匀速转动，其中矩形线圈匝数为N = 100匝，面积为0.2 m2，线圈总电阻r = 2 Ω，小灯泡电阻R = 8 Ω，电流表为理想表。求：A × O O´ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 图 16 低速 转轴 升速 齿轮箱 高速 转轴 发电机简化图 R （1）从图16所示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式； （2）交流电流表的示数I； （3）线圈从图示位置转过90°的过程中，线圈中产生的平均电动势。 19．（10分） 同一个物理问题，常常可以从宏观和微观两个角度进行研究。 （1）如图17所示，正方体密闭容器中有大量气体分子，当这些运动的分子与器壁发生碰撞时，就会产生作用力，从而产生压强。设密闭容器中每个分子质量为m，单位体积内分子数量为n。为简化问题，我们假定：分子大小及分子间相互作用力可忽略，且分子与器壁各面碰撞的机会均等，分子运动速率均为v；与器壁碰撞前后瞬间，分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。图 17 a. 求一个分子与器壁碰撞一次受到的冲量大小； b. 推导气体分子对器壁的压强p； （2）我们知道，“温度是分子热运动的平均动能的标志”，某学习小组查询资料得到理想气体的热力学温度T与分子热运动的平均动能成正比，即，式中α为比例常数。根据上述信息并结合（1）问的结论推导：一定质量的理想气体，在体积一定时，压强与热力学温度成正比。 20.（12分） 等效法是物理学常用的科学思想方法。 （1）可以用不变量等效替代变化量。已知某电流i随时间t变化的关系如图18所示，求其电流的有效值I。 （2）可以把复杂的结构等效为简单的结构。如图19，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，原线圈接有电压有效值恒定的交流电，副线圈负载为阻值R的电阻。现将变压器与负载等效为一定值电阻，保证电源的输出功率不变，请证明：。 t/s i/A T/2 T 3T/2 2T 0 图 18 n1 R´ n2 R 图 19 ～ ～ （3）可以建构等效物理过程以便于解决问题。如图20所示，空间存在水平方向的匀强电场，用长为l的轻质绝缘细线将一质量为m的带电小球悬挂于O点，小球可视为质点。小球静止于B点，此时细线与竖直方向的夹角为θ。现将小球拉离B点一个小角度后由静止释放，小球将在B点附近做周期性振动。重力加速度为g，不计空气阻力。求小球的振动周期T。图 20 O B θ 高二物理试卷 第 页（共8页）1 学科网（北京）股份有限公司 $$