北京市昌平区2024-2025学年高二下学期期末物理试卷

2025北京昌平高二（下）期末 物 理 2025.7 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，将答题卡交回。 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. 一辆汽车的胎压（汽车轮胎内气体的压强）在夏季白天比夜晚要高，导致这一现象的主要原因是 A. 气体分子数增大 B. 气体分子的平均动能增大 C. 气体分子间的作用力增大 D. 轮胎内壁单位面积所受气体分子平均作用力减小 2. 分子间的作用力 F 与分子间距离 r 的关系如图所示，r₀为分子间的平衡位置。下列说法正确的是 A. 当 r = r₀时，分子间的作用力最小 B. 当 r = r₁时，分子间的作用力最小 C. 分子间的作用力总是随分子间距离增大而减小 D. 分子间的作用力总是随分子间距离增大而增大 3. 如图所示，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 A. 在过程 a→b 中气体对外做功 B. 在过程 a→b 中气体的内能不变 C. 在过程 b→c 中外界对气体做功 D. 在过程 c→a 中气体对外界放热 4. 关于电磁波下列说法正确的是 A. 电磁波的传播不需要任何介质 B. 电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 C. 电磁波在任何介质中传播的速度都等于光速 D. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波 5. 一列简谐横波沿 x 轴传播，图 1 是 t = 1 s 时刻的波形图；P 是介质中位于 x = 2 m 处的质点，其振动图像如图 2 所示。下列说法正确的是 A. 波速为 3 m/s B. 波的振幅是 10 cm C. 波向 x 轴负方向传播 D. 质点 P 的运动方程为 y = 0.05sin (πt + π)（m） 6. 如图所示，自然光经过 A、B 两个偏振片呈现在光屏上，若偏振片 B 绕圆心转动，转动周期为 T，则光屏上两个光强最小的时间间隔为 A. 2T B. T C. 0.5T D. 0.25T 7. 有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的，称为连续型光导纤维，其折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列图中能正确表示其传播路径的是 8. 如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈与滑动变阻器 R 相连，交流电压表和交流电流表均可视为理想电表，变压器的滑片向 a 端滑动，则 A. 电压表的示数增大 B. 电流表的示数增大 C. 变压器的输出功率减小 D. 变压器的输入功率不变 9. 如图所示，交流电流表 A₁、A₂、A₃分别与电容器 C、线圈 L 和电阻 R 串联后接在同一个交流电源上，供电电压瞬时值为 u = Uₘsinωt，三个电流表各有不同的读数。现保持 Uₘ不变，使 ω 变小，则 A. A₁读数变小；A₂读数变小；A₃读数不变 B. A₁读数变小；A₂读数变大；A₃读数不变 C. A₁读数变大；A₂读数变小；A₃读数不变 D. A₁读数变大；A₂读数变大；A₃读数变小 10. 运动的合成与分解是研究复杂运动时常用的方法。如图所示，一小球在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，一束水平方向的平行光照在小球上，在右侧墙壁上形成小球的投影，以 O' 为原点在竖直方向上建立 x 轴坐标系。小球运动到 P 点开始计时，小球做匀速圆周运动的半径为 R，角速度为 ω。小球投影的位移 x 随时间 t 变化的关系式为 A. x = Rsinωt B. x = Rcosωt C. x = 2Rsinωt D. x = 2Rcosωt 11. 某同学用如图所示的实验装置测量当地的重力加速度。不可伸长的轻绳一端固定于 A 点，另一端系一小球，使其在水平面内绕 O 点做匀速圆周运动，已测出小球转过 n 圈所用的时间 t。下列说法正确的是 A. 为达成实验目的，仅需再测量小球做圆周运动的半径 B. 为达成实验目的，仅需再测量轻绳的长度 C. 为达成实验目的，仅需再测量 A 点到 O 点的竖直高度 D. 若误将 n - 1 圈记作 n 圈，则重力加速度的测量值偏小 12. 图 1 为某热敏电阻的阻值 Rₜ随温度 t 变化的图像，某同学利用该热敏电阻设计了恒温热水器温度控制系统，如图 2 所示。电路中 Rₜ为热敏电阻，R 为定值电阻。在电路中选择两点作为监测点，当监测点间的电压 U＜8V 时，加热系统开启，水温升高，监测点间的电压变大，当 U = 8V 时，加热系统将关闭。已知电源的电动势 E = 12V，内阻不计，R = 4.0kΩ。下列说法正确的是 A. 监测点为 b 和 c 两点 B. 热水器内水温保持在 40℃ C. 监测点间的电压随热水器内水温均匀变化 D. 若换成阻值更小的定值电阻，热水器恒定温度变高 13. 如图 1 所示，小球悬挂在轻弹簧的下端，弹簧上端连接传感器。小球上下振动时，传感器记录弹力随时间变化的规律如图 2 所示。已知重力加速度 g = 10m/s²。下列说法正确的是 A. t = 0 时，小球处于平衡位置 B. 小球在最低点时的加速度大小为 20m/s² C. 0 - 2s 内，弹力对小球做的功为 0 D. 0 - 2s 内，小球受弹力的冲量大小为 4N・m 14. 类比是解决问题的一种有效方法。弹簧振子做简谐运动的振动图像如图 1 所示，位移 x 与运动时间 t 满足的函数关系为 x =，其中 m 为弹簧振子的质量，k 为弹簧的劲度系数。LC 电磁振荡电路电容器极板上的电荷量 q 随时间 t 的变化图像如图 2 所示，满足的函数关系为 q = 其中 L 为线圈的自感系数，C 为电容器的电容。已知弹簧振子的弹性势能为 kx²，通过类比可知 LC 电路中电势能为 A. B. C. D. 第二部分 本部分共 6 题，共 58 分。 15. （8 分） （1）在 “用双缝干涉测量光的波长” 实验中，已知双缝间的距离为 d，以某种单色光照射双缝时，在离双缝 L 远的屏上，看到的干涉图样如图 1 所示，若 A、B 两条亮纹中央间距为 a，则该单色光波长的表达式 λ =______ （用已知物理量的字母表示）。 （2）某同学做 “用油膜法估测油酸分子的大小” 实验。 ①本实验需做一些近似处理，下列说法中正确的是______ （选填选项前的字母） A. 把油酸分子视为球形分子 B. 油酸分子紧密排列，不考虑分子间隙 C. 油膜视为单分子油膜 ②测得一滴油酸溶液中所含油酸的体积为 V，在水面上形成的油膜面积为 S，则油酸分子的直径为______ （用已知物理量的字母表示）。 （3）用图 2 所示的实验装置探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。分别记录多组空气柱的压强 P 和均匀玻璃管内空气的体积 V，实验数据中 P 和 V 的乘积越来越小，造成这一现象的原因可能是______ 。 16. （10 分） 某学习小组做 “验证动量守恒定律” 实验。如图 1 所示，让两小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让质量为 m₁的入射小球从斜槽上位置 S 由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次，确定其平均落点 P，测出平抛射程 OP（称为第一次操作）。然后，把半径相同质量为 m₂的被碰小球静置于斜槽末端，仍将入射小球从斜槽上位置 S 由静止释放，与被碰小球发生正碰，重复多次，两小球平均落点分别为 M、N，测出 OM、ON（称为第二次操作）。在实验误差允许范围内，若满足关系式 m₁OP = m₁OM + m₂ON，则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 （1）下列关于本实验条件的叙述，正确的是_____ （选填选项前的字母） A. 同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B. 入射小球的质量必须大于被碰小球的质量 C. 斜槽倾斜部分必须光滑 D. 斜槽末端必须水平 （2）图 2 为实验的落点记录，简要说明如何确定平均落点。 （3）在实验误差允许范围内，若再满足关系式 _________（用已知物理量的字母表示），则可以认为两球发生的是弹性碰撞。 （4）若第二次操作时，入射小球从斜槽上静止释放的位置低于 S，其他操作都正确情况下，实验结果为 m₁OP___________ m₁OM + m₂ON（选填 “＞”“＜” 或 “＝”）。 （5）某同学设计了另一种实验方案，如图 3 所示，在水平面上固定两光滑的长直平行金属导轨 MN、PQ，导轨的电阻忽略不计，匀强磁场垂直于导轨所在平面。两根相同的金属杆 ab、cd 垂直导轨，并置于导轨上。开始时 ab 杆以初速度 v₀向静止的 cd 杆运动，最终两杆达到共同速度 v。测量 v₀和 v 满足关系式________即可验证动量守恒。 0. （9 分） 如图所示，截面为矩形的玻璃砖的厚度为 L，光从上表面射入，测得入射角 i = 60°，折射角 r = 30°。已知空气中的光速为 c。求： （1）玻璃的折射率 n； （2）光在玻璃中传播的时间 t； （3）若增大入射角 i，光在下表面是否能发生全反射，并说明理由。 1. （9 分） 交流发电机的示意图如图所示，装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，磁感应强度为 B。矩形线圈 abcd 的面积为 S，共有 n 匝，线圈总电阻为 r，线圈绕垂直于磁场的固定对称轴 OO' 逆时针匀速转动，角速度为 ω。线圈在转动时可以通过滑环 K、L 和电刷 E、F 保持与外电路电阻 R 的连接。（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）从图示位置开始计时，求： （1）线圈中的电动势瞬时值 e； （2）发电机在上述工作状态下的输出功率 P； （3）线圈转过 90° 的过程中通过电阻 R 的电荷量 q。 2. （10 分） 如图所示，将一摆长为 l，摆球质量为 m 的单摆悬挂在 O 点。拉开摆球，使它偏离平衡位置一个很小的角度，然后释放，摆球将沿着平衡位置为中点的一段圆弧做往复运动。摆球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为 g。 （1）求单摆摆动任一角度 θ 时的回复力大小 F； （2）证明单摆的运动是简谐运动； （3）若将上述单摆悬挂在升降机顶端，当升降机以加速度 a 加速下降时，拉开摆球，使它偏离平衡位置一个很小的角度，然后释放，摆球相对于升降机是否做简谐运动，若做简谐运动请写出其振动的周期 T。 3. （12 分） 光既具有波动性，但是在某些方面也会表现得像是由一些粒子（即一个个有确定能量和动量的 “光子”）组成的。光子的能量 E = ，动量 P = ，其中 为光的频率，h 为普朗克常量，λ 为光的波长。激光束可以看作粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照射到物体上时，会发生反射、折射和吸收的现象。 （1）光的传播速度为 c，推导光子的能量 E 和动量 P 之间存在的关系（用 c 表示）。 （2）一台发光功率为 P₀的激光器发出一束频率为 的激光，光束的横截面积为 S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收（即光子的末动量变为 0）。求： a. 该激光器在单位时间内发出的光子数 N； b. 该激光作用在物体表面时产生的压强大小 I。 （3）如图所示，一束激光经过 S 点被分成若干细光束，其中强度相同的两束光 a 和 b 穿过介质小球。图中 O 点是介质小球的球心，入射时两光束与 SO 的夹角相等，出射时两光束均与 SO 平行。若不考虑光的反射和吸收，请分析说明两光束因折射对小球产生合力的方向。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$