福建省漳州双语高级中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题

试卷第 1页,共 3页 2024-2025学年下学期漳州双语高级中学期末考 高二物理试题 考试时间:75分钟 总分 100分 一、单项选择题:本题共 4小题,每小题 4分,共 16分。在每小题给出的四个选项中,只有一个 选项符合题目要求。 1.在物理学发展过程中,很多伟大的物理学家对物理的发展都做出了杰出的贡献。关于物理学史, 下列叙述与事实相符合的是( ) A.卢瑟福提出的原子结构模型,认为原子的正电荷均匀分布在整个原子范围内 B.查德威克首先发现质子,并猜测原子核中存在中子 C.法国物理学家皮埃尔 居里夫妇对铀和铀的矿石的研究发现了两种放射性更强的新元素钋和镭 D. 爱因斯坦的光电效应理论和康普顿效应理论都揭示了光的波动性 2.一列简谐横波沿 x轴传播,t=0.4s时刻的波形如图 1所示,P、Q是波传播路径上的两个质点, 图 2是质点 Q的振动图像,则下列判断正确的是( ) A.波沿 x轴负方向传播 B.质点 P和质点 Q的振动方向有时相同,有时相反 C.波的传播速度为 1m/s D.质点 P的振动方程为 y = −0.2sin2.5 t(m) 3.如图所示的平行板器件中,电场强度 E和磁感应强度 B相互垂直。+q的粒子以速度v0从左侧沿 水平方向进入,恰能沿虚线通过。则( ) A.+q的粒子以速度v0从右侧沿水平方向进入,不能沿虚线通过 B.−q的粒子以速度v0从左侧沿水平方向进入,不能沿虚线通过 C.+2q的粒子以速度v0从左侧沿水平方向进入,不能沿虚线通过 D.改变电场强度 E和磁感应强度 B,粒子一定不能沿虚线通过 4.如图所示,用一根漆包线绕成一个匝数为 n匝,边长为 L的正方形导线框 abcd,形成一个闭合 回路,导线框的总电阻为 R,放在绝缘的光滑水平桌面上。现将导线框以垂直于边框 ad的速度 v, 向左匀速拉入一边界与边框 ad平行的有界匀强磁场区域,磁场方向垂直桌面向下,磁感应强度为 B, 磁场宽度大于 L。在导线框拉入磁场的过程中,下列说法正确的是( ) A.导线框中感应电流的方向为顺时针方向 B.整个过程中,通过导线框的电荷量为 nBL2 R C.导线框所受安培力的大小为 nB2L2v R D.导线框中产生的感应电动势大小为 BLv 试卷第 1页,共 3页 二、双项选择题:本题共 4小题,每小题 6分,共 24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对 的得 6分,选对但不全的得 3分,有选错的得 0分。 5.如图所示,一束复色光从空气射到一长方体玻璃砖上表面后分成两束单色光 a、b,复色光在 A点 的入射角为 i,光束 a的折射角为ra,光束 b的折射角为rb,且ra < rb。则 下列说法正确的是( ) A.玻璃对 a光的折射率小于对 b光的折射率 B.a光在玻璃中的传播速度小于 b光的传播速度 C.两单色光在玻璃下表面射出的光均平行于在 A点入射的复色光 D.增大复色光在 A点的入射角,单色光 a在玻璃的下表面有可能发生全反射 6.如图所示为某一时刻波源 S1、S2在水槽中形成的水波,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知 两列波的频率相同,振幅相同,则下列说法正确的是( ) A.这两列波的波长相同,在两波相遇的区域中会产生干涉 B.a、c、d三点位移始终最大,等于两列波的振幅之和 C.d点的振动始终加强,a、c点的振动始终减弱 D.从此刻再经过四分之一个周期,a、b、c、d四点的位移均为 零 7. 如图甲所示,一单摆做小角度摆动,从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时,相对平衡位置 的位移 x 随时间 t变化的图象如图乙所示。不计空气阻力,取重力加速度 21 0m /sg 。对于这个单摆的 振动过程,下列说法正确的是( ) A.单摆的摆长约为 2.0m B.单摆的位移 x随时间 t变化的关系式为 8sin cmx t C.从 0.5st 到 1 .0st 的过程中,摆球的重力势能逐渐减小 D.从 1 .0st 到 1 .5st 的过程中,摆球所受回复力逐渐减小 8.如图,理想变压器原线圈与定值电阻R0串联后接在电压U0 = 36V的交流电源上,副线圈接理想电 压表、电流表和滑动变阻器 R,原副线圈匝数比为 1:3,已知R0 = 4 , R的最大阻值为 100 。现将滑动变阻器 R的滑片 P向下滑动,下 列说法正确的是( ) A.电压表示数不变,电流表示数变大 B.电源的输出功率变大 试卷第 1页,共 3页 C.当 R = 4 时,电压表示数为 27V D.当 R = 36 时,R获得的功率最大 三、填空题:本题共 2小题,每空 2分,共 8分。 9.封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态 A变到状态 D,其体积 V与热力学温度 T关系如图所示, O、A、D三点在同一直线上,则由状态 A变到状态 B过程中,气体 热量(填“吸收”、“放 出”或“既不吸收也不放出”);状态 C气体的压强 状态 D气体的压强(填“大于”、“小于” 或“等于”)。 10.如图为氢原子的能级图。一群处于 n = 4能级的氢原子,自发跃迁到低能级的过程中最多能辐 射出 种频率不同的光子,其中从 n = 4的能级直接跃迁到 n = 2的能级,辐射出的光子能量 为 eV。 四、实验题:本题共 2小题,每空 2分,共 12分。 11.物体是由大量分子组成的,分子非常微小。在“在用油膜法估测分子的大小”的实验中,实验步骤 如下: (i)将体积为 a的油酸配制成体积为 b的油酸酒精溶液; (ii)取油酸酒精溶液用滴定管滴出体积为 c的溶液,记录滴出的油酸酒精溶液的滴数 n; (iii)用滴定管往浅盘内的水面上滴 1滴油酸酒精溶液; (iv)撒痱子粉或细石膏粉在水面上; (v)待油膜稳定后,拿出玻璃板盖上描出油膜的边界; (vi)将玻璃板放置在小方格坐标纸上,计算油膜的面积 S; (vii)计算油酸分子直径。 (1)请指出实验步骤中的一处错误: 。 (2)如图所示为实验中把玻璃板盖在浅盘上描出 1滴油酸酒精溶液滴入水中形成的油酸膜的轮廓,图中 正方形小方格的边长为 1cm,则油酸膜的面积是 cm2。(格数不足半格记为 0,超过半格记为 1,保留整数位) (3)根据实验步骤,油酸分子直径 D可表示为 。(用题中字母表示) 12.在“用单摆测量重力加速度”的实验中: (1)为了较精确地测量重力加速度的值,以下单摆组装方式最合理的是_。 试卷第 1页,共 3页 A. B. C. D. (2)在摆球自然下垂的状态下,用毫米刻度尺测得从悬点到摆球最低点长度为 l;用游标卡尺测量摆球 的直径 d,示数如图所示,则 d = mm。 (3)将小球从平衡位置拉开一个小角度静止释放,使其在竖直面内振动。待振动稳定后,从小球经过 平衡位置时开始计时,测量 N次全振动的时间为 t,由本次实验数据可求得 g = (用 l、d、N、 t表示)。 五、解答题:本题共 3小题,共 40分。 13.(10分)汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体,活塞可以无摩擦滑动。汽缸横放且汽缸内气 体的热力学温度为 0T 时,汽缸内空气柱的长度为 0l ,如图甲所示。现将汽缸翻转保持活塞水平,将汽 缸悬挂在天花板上,如图乙所示,一段时间后汽缸内、外温度相同, 汽缸内空气柱的长度仍为 0l 。已知活塞的横截面积为 S ,汽缸的质量 为m ,大气压强恒为 0p ,重力加速度大小为 g ,求: (1)稳定后图乙中封闭气体的压强 p ; (2)外界环境的热力学温度 T 外。 14.(14分)如图所示,用不可伸长轻绳将物块 a悬挂在 O点,初始时,轻绳处于水平拉直状态,现 将 a由静止释放,当物块 a下摆至最低点时,恰好与静止在水平面上的物块 b发生弹性碰撞(碰撞 时间极短),碰撞后 b滑行的最大距离 4mx ,已知 a的质量 1 kgm ,b的质量是 a的 3倍,b与水 平面间的动摩擦因数为 0.05 ,重力加速度 21 0m /sg ,求: (1)碰撞后瞬间物块 b速度的大小; (2)轻绳的长度; (3)碰后瞬间绳的拉力大小。 15.(16分)如图所示,间距均为 L = 1m的光滑平行倾斜导 试卷第 1页,共 3页 轨与足够长光滑平行水平导轨在M、N处平滑连接,虚线 MN右侧存在方向竖直向下、磁感应强度为 B = 2T的匀强磁场。a、b是两根完全相同粗细均匀的金属棒,单棒质量为m = 0.4kg,电阻 R = 1.5 , a棒垂直固定在倾斜轨道上距水平面高 = 0.45m处,b棒与水平导轨垂直并处于静止状态,距离 MN的距离足够远。现让 a棒由静止释放,运动过程中与 b棒始终没有接触且始终垂直于导轨;不计 导轨电阻,重力加速度为 g = 10m/s2,两棒均与 MN平行,求: (1)a棒刚进入磁场时 b棒受到的安培力的大小; (2)稳定时 b棒上产生的焦耳热; (3)至稳定时通过导体棒截面的电量是多少? 答案第 1页,共 2页 《高二下物理期末 v1.0》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C D A B BC AD BC BD 1.C 【详解】A.卢瑟福提出的原子结构模型,认为原子中的全部正电荷和几乎全部质量都集中 在很小的区域范围内,故 A错误; B.查德威克首先发现质子,并猜想原子核中存在中子,故 B错误; C.法国物理学家皮埃尔 居里夫妇对铀和铀的矿石进行了深入研究,发现了两种放射性更 强的新元素,即钋和镭,故 C正确; D.爱因斯坦的光电效应理论通过光子说解释了光电效应,康普顿效应说明光具有能量和动 量,都揭示了光的粒子性,故 D错误。 故选 C。 2.D 【详解】A.由图 2可知,t = 0.4s时刻,质点 Q在平衡位置沿 y轴负方向运动,根据“同 侧法”可知,波沿 x轴正方向传播,故 A错误; B.由于质点 P、Q的平衡位置相距半个波长,因此这两个质点的振动总是相反,故 B错误; C.波的传播速度为 v = T = 3 4 m/s 故 C错误; D.t = 0时刻,质点 P在平衡位置沿 y轴负方向振动,因此其振动方程为 y = −Asin t = −0.2sin 5 2 t(m) 故 D正确。 故选 D。 3.A 【详解】A.+q的粒子以速度v0从右侧沿水平方向进入时,粒子所受的电场力和洛伦兹力方 向都向下,故粒子会向下偏转,不能沿虚线通过,A正确; B.−q的粒子以速度v0从左侧沿水平方向进入,电场力方向变为竖直向上,大小为F电 = qE 洛伦兹力方向变为竖直向下,大小为F 洛 = qv0B = qE,合力还是零,故还能沿虚线通过,B 错误; C.+2q的粒子以速度v0从左侧沿水平方向进入,电场力方向竖直向下,大小为F电 = 2qE, 答案第 1页,共 2页 洛伦兹力方向竖直向上,大小为F 洛 = 2qv0B = 2qE,合力还是零,故能沿虚线通过,C错误 ; D.改变电场强度 E和磁感应强度 B,若仍满足v0 = E B ,则粒子所受电场力和洛伦兹力平衡, 粒子仍能沿虚线通过,D错误。 故选 A。 4.B 【详解】A.在导线框拉入磁场的过程中,磁场方向垂直桌面向下,穿过导线框的磁通量增 加,根据楞次定律可知,导线框感应电流的方向为逆时针方向,故 A错误; B.整个过程中,通过导线框的电荷量为 q = It = nBLv R ⋅ L v = nBL2 R 故 B正确。; C.导线框中感应电流大小为 I = E R = nBLv R 导线框所受安培力的大小 F = nBIL = nBL ⋅ nBLv R = n2B2L2v R 故 C错误; D.导线框中产生的感应电动势大小为 E = nBLv 故 D错误 故选 B。 5.BC 【详解】AB.根据光的折射定律 n = sini sinr 及公式 n = c v 可知,玻璃对 a光的折射率大于对 b 光的折射率,a光在玻璃中的传播速度小于 b光的传播速度,故 A错误,B正确; CD.根据对称性和光路的可逆性可知,两单色光在玻璃下表面射出的光均平行于在 A点入 射的复色光,增大复色光在 A点的入射角,单色光 a在玻璃的下表面不可能发生全反射, 故 C正确,D错误。 故选 BC。 6.AD 【详解】A.在同一介质中波速相同,因为两列波的频率相同,所以波长一定相同,在两波 相遇的区域会发生干涉,故 A正确; BC.此刻 a、c、d三点位移最大,等于两列波的振幅之和,在这些点两列波引起的振动总 是相互加强的,质点的振幅最大,但位移是时刻在变化,不是始终最大,在 b点是两列波 波峰和波谷相遇点,两列波引起的振动总是相互减弱的,质点的振幅最小,振动始终减弱, 答案第 1页,共 2页 故 B错误,C错误; D.从此刻再经过四分之一个周期,a、b、c、d四点的位移均为零,此时刻四点处于平衡 位置,故 D正确。 故选 ACD。 7.BC 【详解】A.由题图乙可知,单摆的周期为 2sT ,由单摆的周期公式 2 l T g 可得单摆的摆长为 2 2 2 2 1 0 2 m 1 .0m 4 4 3 .1 4 gT l 故 A错误; B.由图乙可知,振幅 8cmA ,角速度为 2 2 rad / s rad / s 2T 则单摆的位移 x随时间 t变化的关系式为 8sin cmx t 故 B正确; C.由图乙可知, 0.5st 到 1 .0t s 的过程中,摆球从右侧最高点向平衡位置运动,摆球的 速度逐渐增大,动能逐渐增大,重力势能逐渐减小,故 C正确; D.由图乙可知,从 1 .0st 到 1 .5st 的过程中,摆球从平衡位置向左运动到最大位移处,可 知摆球所受回复力逐渐增大,故 D错误。 故选 BC。 8.BD 【详解】AB.由理想变压器的功率关系,有U0I1 = I 2 1R0 + I 2 2R 根据理想变压器电流与匝数成反比,有 n1 n2 = I2 I1 可得I1:I2 = 3:1 联立以上有U0 = I1R0 + I1 9 R 滑动变阻器 R的滑片 P向下滑动,R减小,所以电流增大,电流表示数变大,电源的输出 功率 P = U0I1 答案第 1页,共 2页 增大,原线圈两端电压U1 = U0−I1R0 因为电流增大,所以 U1减小,由根据理想变压器电压与匝数成正比 U1 U2 = n1 n2 可得 U2减小,电压表示数减小, 故 B正确,A错误; C.原线圈与副线圈两端电压之比为 U1 U2 = U0−I1R0 I2R = 1 3 电流之比 I1 I2 = 3 1 联立可得I2 = 3U0 9R0+R 即I2 = 2.7A 电压表示数为U2 = I2R = 10.8V 故 C错误; D. R获得的功率P2 = I 2 2R = ( 3U0 9R0+R ) 2 R = 9U20 81R20+18R0R+R 2R = 9U20 81R20 R +18R0+R 当 81R20 R = R时,R获得的功率最大,此时 R = 9R0 = 36 故 D正确。 故选 BD。 9. 吸收 大于 【详解】[1] 状态 A变到状态 B过程中,是等容变化,不对外做功,但温度升高,所以气体 吸热; [2]从状态 C到状态 D,是等容变化,温度降低,由 pC TC = pD TD 可得,压强减小,所以状态 C气体的压强大于状态 D气体的压强; 10. 6 2.55 【详解】[1]这群氢原子自发跃迁时能发出光子频率的种类为 C24 = 4 3 2 = 6 即能辐射出 6种不同频率的光子。 [2]从 n = 4的能级直接跃迁到 n = 2的能级,辐射出的光子能量为 E = E4−E2 = [−0.85−(−3.40)]eV = 2.55eV 11.(1)步骤(i)中体积为 a的油酸溶液应为体积为 a的油酸,步骤(iii)(iv)顺序颠倒 答案第 1页,共 2页 (2)62 (3) ac nbS 【详解】(1)步骤(iii)(iv)顺序颠倒了。 (2)正方形小方格面积S0 = 1cm 2 ,通过计算发现小格子有 62个,则油酸膜的面积是 S = 62S0 = 62cm 2 油酸膜的面积是 (3)题意可得一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积V0 = ac nb 则油酸分子直径 D = V0 S = ac nbS 12.(1)C (2)16.5 (3) 2 2N2(2l−d) t2 【详解】(1)为了尽量减小空气阻力的影响,应选择钢球,另外摆长应尽量长且摆动过程中 摆长不能改变。 故选 C。 (2)摆球的直径 d = 16mm + 5 0.1mm = 16.5mm (3)由 T = 2 L g 得 g = 4 2L T2 其中 L = l− d 2 ,T = t N 代入得 g = 2 2N2(2l−d) t2 13.(1) 0 p g p m S (2) 0 0 0 mgT T T Sp 外 【详解】(1)图乙中,以汽缸为对象,根据平衡条件有 0mg pS p S (3分) 解得 0 p g p m S (2分) (2)从甲到乙,气体做等容变化有 0 0 p p T T 外 (3分) 解得 0 0 0 mgT T T Sp 外 (2分) 14.(1) 2m /s;(2) 0.8m ;(3)15N 答案第 1页,共 2页 【详解】(1)设 a的质量为m,则 b的质量为 3m,对物块 b碰后由动能定理 2 1 3 0 3 2 b mgx mv (2分) 解得 b 2 2m / sv gx (2分) (2)a球从水平位置摆下的过程,有 2 0 1 2 mgL mv (1分) ab碰撞的过程,满足动量守恒,有 0 3 a b mv mv mv (2分) 根据能量守恒,有 2 2 2 0 1 1 1 3 2 2 2 a b mv mv mv (2分) 联立解得 0 4m /sv 2m / s a v 0.8mL (1分) (3)对 a,碰后瞬间在最低点,根据牛顿第二定律,有 2 a T v F mg m L (2分) 解得 1 5 N T F (2分) 15.(1)4N (2)0.45J (3)0.3C 【详解】(1)a棒下滑过程,根据动能定理有mg = 1 2 mv20(1分) 解得v0 = 3m/s a棒刚进入磁场时感应电动势E1 = BLv0(1分) 答案第 1页,共 2页 感应电流I1 = E1 2R (1分) 此时 b棒受到的安培力的大小 F = BI1L(1分) 解得F1 = 4N(1分) (2)a棒刚进入磁场进入磁场后,对 2棒构成的系统,根据动量守恒定律有mv0 = 2mv1(2 分) 系统产生的总的焦耳热 Q = 1 2 mv20− 1 2 2mv21(2分) 稳定时 b棒上产生的焦耳热Qb = QR 2R (1分) 解得Qb = 0.45J(1分) (3)对 b棒进行分析,根据动量定理有 BIL t = mv1(2分) 其中 q = I t(2分) 解得 q = 0.3C(1分)