精品解析：江苏省常州市2024-2025学年高二下学期期末物理试卷

常州市2024—2025学年第二学期高二期末质量调研 物理 注意事项： 1. 本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效．本次考试时间为75分钟，满分值为100分． 2. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号（考试号）用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上，并用2B铅笔将对应的数字标号涂黑． 3. 答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案方框涂黑．如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案．答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效． 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每小题只有一个选项符合题意． 1. 下列现象涉及到光偏振知识的是（　　） A 甲图，雨后天空出现彩虹 B. 乙图，利用塑料光纤传输数据 C. 丙图，阳光下彩色的肥皂泡 D. 丁图，相机加特制滤光片减弱玻璃面反射光 2. 在用“油膜法估测分子的大小”实验中，要将水面形成膜的厚度当做分子直径，下列简化处理中错误的是（　　） A. 将油酸分子视作球形 B. 形成膜单分子膜 C. 形成膜中油酸与酒精分子间隔排列 D. 形成膜中分子间紧密排布 3. 暗室中小球做自由落体，按下胶片照相机的快门并使之处于常开状态，频闪仪每隔时间T发出一次强烈闪光，得频闪照片如图所示，测量并按照比例尺换算得相邻位置距离，重力加速度为g，则小球在图中D位置瞬时速度为（　　） A. 3gT B. C. D. 4. 用手握住轻质弹性绳的端点A抖动，在弹性绳上形成如图所示的简谐波。图示时刻波恰好传到质点B，质点P、Q离开平衡位置的距离相等。则（　　） A. 手握A点开始振动的方向是向下 B. 手握A点开始振动的方向是向上 C. 质点P、Q振动情况总是相反 D. 质点P、Q振动情况总是相同 5. 如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，处在水平方向的匀强磁场中，MN边水平，线框绕某一竖直固定轴俯视逆时针匀速转动，转动过程中的线圈内电流最大值为Im。MN边与磁场方向的夹角到达α的时刻，则此时（　　） A. 瞬时电流大小Imsinα，方向为K→N→M→L→K B. 瞬时电流大小为Imcosα，方向为K→N→M→L→K C. 瞬时电流大小为Imsinα，方向为K→L→M→N→K D. 瞬时电流大小为Imcosα，方向为K→L→M→N→K 6. 如图所示为原子核的比结合能曲线，根据该曲线（　　） A. 质量数越大，比结合能越小 B. 质量数越大，比结合能越大 C. 比更稳定 D. 比更稳定 7. 通以恒定电流的一段四分之一圆弧形导线放置在平行于导线平面的匀强磁场中，受到安培力为F，如左图；现将导线绕圆心O在原平面内转过45°，如右图，则安培力变为（　　） A. F B. 2F C. D. 8. 光滑水平面上放置固定有竖直杆的小车，轻绳一端系有小球另一端系于杆顶，车右侧有固定挡板。现将小球向右拉开至如图位置，释放小球小车，小球第一次向左摆动至最高点过程中（　　） A. 下摆过程，球车系统水平动量守恒 B. 下摆过程，球车系统竖直动量守恒 C. 上摆过程，球车系统水平动量守恒 D. 上摆过程，球车系统竖直动量守恒 9. 如图所示，静止于水平桌面的某拼搭玩具由竖直轻质细链abc、基座A和“悬浮”件B组成，A、B两部分质量分别为mA和mB，短链c上的张力大小为T，长链a与b上的张力大小相等，则长链上的张力大小为（　　） A. B. C. D. 10. 研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，出射光电子的最大初动能与入射光波长λ的关系如图所示，图线与横轴交点坐标为λ0，真空中的光速为c，普朗克常量为h，则（　　） A. 入射光波长为时，光电子最大初动能 B. 入射光波长时，光电子最大初动能 C. 入射光波长为2λ0时，光电子最大初动能 D. 入射光波长为2λ0时，光电子最大初动能 11. 两根足够长不计电阻的光滑平行金属导轨上垂直放置两根完全相同的导体棒ab、cd，装置处于垂直导轨平面的匀强磁场中，如图所示。t=0时，对cd施加向右的恒力F，下列图像中，v、a、d、i分别为导体棒的速度、加速度、间距和电流，则不可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位． 12. 某同学做“利用单摆测量重力加速度大小”实验时，用一磁性小球吸在金属摆球下，在磁性球下方放置磁传感器并通过数据采集器与计算机相连，如图1所示． （1）下列实验步骤中，正确的是 （单选） A. 摆线要选择细些的，有一定伸缩性的 B. 摆角应尽量大些，使单摆做近似的简谐运动 C. 应使摆球在同一竖直平面内摆动 D. 摆线上端应该缠绕在铁架台上固定的圆柱形横杆上 （2）实验时，该同学用刻度尺测出摆线长L，测得磁感应强度B与时间t的关系如图2所示，则每次磁感应强度达峰值时，摆球位置在____，图中可以读出单摆周期约为____s； （3）多次改变摆线长度，并测得对应的T值．作出图如图3图所示，若该图像的斜率为k，则当地的重力加速度g=____ （4）考虑到摆线长度比实际摆长小，重力加速度g的测量值__（选填“偏大”“偏小”“不受影响”），简要说明理由____。 13. 某电源两端能产生按正弦规律变化的电压，用该电源给阻值为20Ω的电阻直接供电，一个周期内电阻产生的热量与1A的恒定电流在相同时间产生热量相同．现用该电源给额定电压是220V的交流用电器供电，为使用电器正常工作，在电源与用电器之间使用了升压变压器．求： （1）该电源两端电压的有效值； （2）升压变压器原副线圈的匝数之比． 14. 气撑杆是利用气体的压缩和膨胀辅助开关柜门的装置，简化原理图如图所示，某时刻活塞与导热缸筒密封压强为p、体积为V的高压气体。缓缓打开柜门，缸筒内气体体积变成1.5V；快速关闭柜门，缸筒内气体压强立即变成1.6p，体积恢复为V。已知环境温度为T0，缸内气体可视作理想气体，其内能与热力学温度成正比，即U=CT，C为已知常数。求： （1）柜门打开时缸内气体的压强； （2）快速关闭柜门后瞬间缸内气体的温度； （3）快速关闭柜门过程中活塞对气体所做功。 15. 如图所示，质量为m、电荷量为q的正离子，从粒子源无初速飘入加速电场，经过加速电场加速后，通过狭缝O垂直边界进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中．绝缘弹性薄板ab与磁场的上、下边界垂直交于a、b两点，c点位于磁场上边界，Ob=L，ac=0.8L，离子垂直打到ab板上时会被原速弹回，不计离子重力，sin53°=0.8，cos53°=0.6． （1）若离子从b点飞离磁场，求离子在磁场中的运动时间； （2）若弹性薄板ab长2L，求离子与之发生碰撞加速电压满足的条件； （3）若加速电场的电压为第（1）问中的4倍，离子恰能从c点飞出磁场，求弹性薄板ab长度满足的条件。 16. 如图所示，足够长的光滑水平面上质量为m1的小物块A以初速v0撞向质量为m2静止的小物块B，物块B左侧有竖直墙，物块之间、物块与墙壁之间的碰撞皆为弹性碰撞，以水平向左为速度正方向． （1）求第一次碰撞后物块A和B的速度； （2）若物块A和 B仅发生一次碰撞，求满足的条件； （3）若，求总共发生碰撞的次数。（可用≈5.71°时，tan=） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 常州市2024—2025学年第二学期高二期末质量调研 物理 注意事项： 1. 本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效．本次考试时间为75分钟，满分值为100分． 2. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号（考试号）用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上，并用2B铅笔将对应的数字标号涂黑． 3. 答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案方框涂黑．如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案．答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效． 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每小题只有一个选项符合题意． 1. 下列现象涉及到光偏振知识的是（　　） A. 甲图，雨后天空出现彩虹 B. 乙图，利用塑料光纤传输数据 C. 丙图，阳光下彩色的肥皂泡 D. 丁图，相机加特制滤光片减弱玻璃面反射光 【答案】D 【解析】 【详解】A．雨后天空出现彩虹是光的色散现象，是由于不同颜色的光在折射时偏折程度不同造成的，与光的偏振无关，故A不符合题意； B．利用塑料光纤传输数据，是利用光的全反射原理，使得光在光纤内不断反射来传输信息，与光的偏振无关，故B不符合题意； C．阳光下彩色的肥皂泡是光的干涉现象，肥皂泡的前后表面反射光发生干涉形成彩色条纹，与光的偏振无关，故C不符合题意； D．玻璃面的反射光是偏振光，相机加特制滤光片后，只有振动方向与滤光片透振方向相同的光才能通过，从而减弱反射光的强度，是利用了光的偏振原理，故D符合题意。 故选D。 2. 在用“油膜法估测分子的大小”实验中，要将水面形成膜的厚度当做分子直径，下列简化处理中错误的是（　　） A. 将油酸分子视作球形 B. 形成膜为单分子膜 C. 形成膜中油酸与酒精分子间隔排列 D. 形成膜中分子间紧密排布 【答案】C 【解析】 【详解】A．将油酸分子视作球形，这是油膜法估测分子大小的基本假设之一，符合实验原理，故A正确； B．形成膜为单分子膜，只有形成单分子膜，才能将油膜的厚度近似看作分子直径，故B正确； C．该实验中不考虑油酸分子与酒精分子间隔排列，我们只关注油酸分子形成的单分子膜，故C错误； D．形成膜中分子间紧密排布是计算分子直径必要假设，故D正确。 故选C。 3. 暗室中小球做自由落体，按下胶片照相机的快门并使之处于常开状态，频闪仪每隔时间T发出一次强烈闪光，得频闪照片如图所示，测量并按照比例尺换算得相邻位置距离，重力加速度为g，则小球在图中D位置瞬时速度为（　　） A. 3gT B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】ACD．根据匀变速直线运动速度与时间的关系可知， 根据匀变速直线运动速度与位移的关系可知， 解得 因A位置不一定是自由落体运动的起始位置，故不一定为零，故ACD错误； B．根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的速度可知， 故B正确。 故选B。 4. 用手握住轻质弹性绳的端点A抖动，在弹性绳上形成如图所示的简谐波。图示时刻波恰好传到质点B，质点P、Q离开平衡位置的距离相等。则（　　） A. 手握A点开始振动的方向是向下 B. 手握A点开始振动的方向是向上 C. 质点P、Q振动情况总是相反 D. 质点P、Q振动情况总是相同 【答案】A 【解析】 【详解】AB．手握A点开始振动的方向与波的最前沿开始振动的方向相同，由图可知，波的最前沿（即B点）此时的振动方向向下，故手握A点开始振动的方向是向下，故A正确，B错误； CD．质点P、Q的平衡位置之间的距离大于半波长而小于波长，故质点P、Q振动情况既不总是相反，也不总是相同，故CD错误。 故选A。 5. 如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，处在水平方向的匀强磁场中，MN边水平，线框绕某一竖直固定轴俯视逆时针匀速转动，转动过程中的线圈内电流最大值为Im。MN边与磁场方向的夹角到达α的时刻，则此时（　　） A. 瞬时电流大小为Imsinα，方向为K→N→M→L→K B. 瞬时电流大小为Imcosα，方向为K→N→M→L→K C. 瞬时电流大小为Imsinα，方向为K→L→M→N→K D. 瞬时电流大小为Imcosα，方向为K→L→M→N→K 【答案】B 【解析】 【详解】若从线圈经过中性面开始计时，则瞬时电流表达式为（其中为线圈与中性面的夹角） 若从线圈与磁场平行时开始计时，则瞬时电流表达式为（其中为线圈与磁场方向的夹角） 图中的为线圈与磁场方向的夹角，故瞬时电流大小为，穿过线圈的磁通量正在增大，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，该时刻电流方向为K→N→M→L→K。 故选B 6. 如图所示为原子核的比结合能曲线，根据该曲线（　　） A. 质量数越大，比结合能越小 B. 质量数越大，比结合能越大 C. 比更稳定 D. 比更稳定 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由题图可知，中等质量的原子核比结合能最大，故AB错误； C．比比结合能大，故比更稳定，故C正确； D．比比结合能小，故比更稳定，故D错误。 故选C。 7. 通以恒定电流的一段四分之一圆弧形导线放置在平行于导线平面的匀强磁场中，受到安培力为F，如左图；现将导线绕圆心O在原平面内转过45°，如右图，则安培力变为（　　） A. F B. 2F C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设圆弧形导线的半径为，则左图中圆弧形导线在垂直于磁感线方向的投影长度为，则有 右图中圆弧形导线在垂直于磁感线方向的投影长度为，圆弧形导线受到的安培力大小为 故选D。 8. 光滑水平面上放置固定有竖直杆的小车，轻绳一端系有小球另一端系于杆顶，车右侧有固定挡板。现将小球向右拉开至如图位置，释放小球小车，小球第一次向左摆动至最高点过程中（　　） A. 下摆过程，球车系统水平动量守恒 B. 下摆过程，球车系统竖直动量守恒 C. 上摆过程，球车系统水平动量守恒 D. 上摆过程，球车系统竖直动量守恒 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球下摆过程，轻绳对小车的弹力方向斜向右下方，由于挡板的限制，此时小车处于静止状态，小车所受外力的合力为0，小球做圆周运动，线速度逐渐增大，小球水平方向与竖直方向的合力均不为0，可知，此过程，小球和小车构成的系统水平方向与竖直方向的动量均不守恒，故AB错误； CD．小球上摆过程，轻绳对小车的弹力方向斜向左下方，小车将脱离挡板向左运动，小车与小球构成的系统，水平方向所受外力的合力为0，竖直方向上所受外力的合力不为0，则小球和小车构成的系统水平方向动量守恒，竖直方向的动量不守恒，故C正确，D错误。 故选C。 9. 如图所示，静止于水平桌面的某拼搭玩具由竖直轻质细链abc、基座A和“悬浮”件B组成，A、B两部分质量分别为mA和mB，短链c上的张力大小为T，长链a与b上的张力大小相等，则长链上的张力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对长链a与b和“悬浮”件B整体受力分析，由平衡条件 可得长链上的张力大小为为 故选D。 10. 研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，出射光电子的最大初动能与入射光波长λ的关系如图所示，图线与横轴交点坐标为λ0，真空中的光速为c，普朗克常量为h，则（　　） A. 入射光波长为时，光电子最大初动能 B. 入射光波长为时，光电子最大初动能 C. 入射光波长为2λ0时，光电子最大初动能 D. 入射光波长为2λ0时，光电子最大初动能 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由，其中 由图可得 入射光波长为时，，故A正确，B错误； CD．当时，不能发生光电效应，故CD错误。 故选A。 11. 两根足够长不计电阻的光滑平行金属导轨上垂直放置两根完全相同的导体棒ab、cd，装置处于垂直导轨平面的匀强磁场中，如图所示。t=0时，对cd施加向右的恒力F，下列图像中，v、a、d、i分别为导体棒的速度、加速度、间距和电流，则不可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设两导体棒的质量均为，电阻均为，长度均为。时刻，两导体棒中的电流均为零，导体棒cd的加速度为，导体棒ab的加速度为零，此后，导体棒cd向右加速运动，同时两导体棒中产生电流，导体棒ab在安培力作用下也开始向右加速运动，但导体棒cd的加速度大于导体棒ab的加速度，故两导体棒的速度差越来越大，距离也越来越大，两导体棒中的电流 故两导体棒中的电流越来越大，根据牛顿第二定律有， 故导体棒cd的加速度越来越小，导体棒ab的加速度越来越大，当两导体棒的加速度相等时，两导体棒的速度差保持不变，两导体棒中的电流也保持不变，加速度也保持不变，此后两导体棒以相同的加速度匀加速向右运动，两导体棒的距离随时间均匀增大。 此题选择不可能的，故选C。 二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位． 12. 某同学做“利用单摆测量重力加速度大小”实验时，用一磁性小球吸在金属摆球下，在磁性球下方放置磁传感器并通过数据采集器与计算机相连，如图1所示． （1）下列实验步骤中，正确的是 （单选） A. 摆线要选择细些的，有一定伸缩性的 B. 摆角应尽量大些，使单摆做近似的简谐运动 C. 应使摆球在同一竖直平面内摆动 D. 摆线上端应该缠绕在铁架台上固定的圆柱形横杆上 （2）实验时，该同学用刻度尺测出摆线长L，测得磁感应强度B与时间t的关系如图2所示，则每次磁感应强度达峰值时，摆球位置在____，图中可以读出单摆周期约为____s； （3）多次改变摆线长度，并测得对应T值．作出图如图3图所示，若该图像的斜率为k，则当地的重力加速度g=____ （4）考虑到摆线长度比实际摆长小，重力加速度g的测量值__（选填“偏大”“偏小”“不受影响”），简要说明理由____。 【答案】（1）C （2） ①. 最低点 ②. 1.6##1.5##1.7 （3） （4） ①. 不受影响 ②. 见解析 【解析】 【小问1详解】 A．摆线要选择细些的，伸缩性小些的，故A错误； B．为了使单摆做近似简谐运动，摆角不能大于，故B错误； C．应使摆球同一竖直平面内摆动，故C正确； D．为了保证摆动过程，摆长保持不变，摆线上端应用铁夹固定，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]每次磁感应强度达峰值时，摆球位置在最低点； [2]一个周期内摆球两次经过最低点，由图2可知单摆周期约为 【小问3详解】 设摆球半径为，根据单摆周期公式可得 整理可得 可知图像的斜率为 可得当地的重力加速度为 【小问4详解】 [1][2]考虑到摆线长度比实际摆长小，设实际摆长为，则有 可得 可知图像的斜率仍为，所以重力加速度g的测量值不受影响。 13. 某电源两端能产生按正弦规律变化的电压，用该电源给阻值为20Ω的电阻直接供电，一个周期内电阻产生的热量与1A的恒定电流在相同时间产生热量相同．现用该电源给额定电压是220V的交流用电器供电，为使用电器正常工作，在电源与用电器之间使用了升压变压器．求： （1）该电源两端电压的有效值； （2）升压变压器原副线圈的匝数之比． 【答案】（1）U1=20V （2） 【解析】 【小问1详解】 题意可知电流有效值为 则电源两端电压的有效值 【小问2详解】 根据 其中 联立解得 14. 气撑杆是利用气体的压缩和膨胀辅助开关柜门的装置，简化原理图如图所示，某时刻活塞与导热缸筒密封压强为p、体积为V的高压气体。缓缓打开柜门，缸筒内气体体积变成1.5V；快速关闭柜门，缸筒内气体压强立即变成1.6p，体积恢复为V。已知环境温度为T0，缸内气体可视作理想气体，其内能与热力学温度成正比，即U=CT，C为已知常数。求： （1）柜门打开时缸内气体的压强； （2）快速关闭柜门后瞬间缸内气体的温度； （3）快速关闭柜门过程中活塞对气体所做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 初始状态下缸筒密封气体的压强为p，体积为V；缓缓打开柜门，气体温度不变，体积变成1.5V，设柜门打开时缸内气体的压强变为，由玻意耳定律可得 解得 【小问2详解】 柜门打开时缸内气体的压强为，体积为，温度为；快速关闭柜门时缸筒内气体压强变成1.6p，体积恢复为V，设此时温度为，根据理想气体状态方程有 解得 【小问3详解】 因为快速关闭柜门可视为绝热过程，即 所以根据热力学第一定律 可得 已知气体内能与热力学温度成正比，即 则内能变化 所以快速关闭柜门过程中活塞对气体所做的功为 15. 如图所示，质量为m、电荷量为q的正离子，从粒子源无初速飘入加速电场，经过加速电场加速后，通过狭缝O垂直边界进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中．绝缘弹性薄板ab与磁场的上、下边界垂直交于a、b两点，c点位于磁场上边界，Ob=L，ac=0.8L，离子垂直打到ab板上时会被原速弹回，不计离子重力，sin53°=0.8，cos53°=0.6． （1）若离子从b点飞离磁场，求离子在磁场中的运动时间； （2）若弹性薄板ab长2L，求离子与之发生碰撞加速电压满足的条件； （3）若加速电场的电压为第（1）问中的4倍，离子恰能从c点飞出磁场，求弹性薄板ab长度满足的条件。 【答案】（1） （2） （3）或 n=0，1，2，3…… 【解析】 【小问1详解】 题意可知离子从b点飞离磁场时，粒子扫过的圆心角为，则离子在磁场中的运动时间 因为粒子在磁场运动周期 联立解得 【小问2详解】 离子加速过程，由动能定理有 离子做圆周运动有 解得 若达b点，几何关系可知 若达a点，几何关系可知 解得 联立以上可得 【小问3详解】 加速电场的电压为4U时， 则有 粒子轨迹如图 几何关系可知 可知 故弹性薄板ab长度满足的条件为或 （n=0，1，2，3...） 16. 如图所示，足够长的光滑水平面上质量为m1的小物块A以初速v0撞向质量为m2静止的小物块B，物块B左侧有竖直墙，物块之间、物块与墙壁之间的碰撞皆为弹性碰撞，以水平向左为速度正方向． （1）求第一次碰撞后物块A和B的速度； （2）若物块A和 B仅发生一次碰撞，求满足的条件； （3）若，求总共发生碰撞的次数。（可用≈5.71°时，tan=） 【答案】（1）vA=，vB= （2） （3）31 【解析】 【小问1详解】 AB第一次碰撞，由动量守恒定律 有m1v0=m1vA+m2vB 由能量守恒定律 有 解得vA= ， vB= 【小问2详解】 A、B仅发生一次碰撞，则第一次碰后A反向，即vA<0，且 代入上问结果，可得且 解得 【小问3详解】 每次A与B碰撞，由动量守恒定律 有m1v1+m2v2=p 由能量守恒定律 有 设， 则 作出两方程对应图像如图所示， 初始时， 图中直线斜率，设 如图所示 得tan=，已知≈5.71° “0”表示初态，“1”表示第1次碰后的状态，“2”表示第2次碰后的状态…… 、、、……对应圆周角均为θ，对应弧长之和为圆周长 可得且 解得，则碰撞次数为N=31次 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $