精品解析：天津市南开中学2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

南开中学2024—2025学年高二年级第二学期阶段性质量监测（二） 物理科目 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，时长60分钟。 第Ⅰ卷 一、单选题（每题5分，共25分） 1. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波是一种纵波 B. 麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 C. 机场安检利用了射线穿透本领强的特性 D. 发射电磁波进行信号传递时，只能采用调频一种方式进行调制 【答案】C 【解析】 【详解】A．电磁波一种横波，A错误； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，B错误； C．机场安检利用了射线穿透本领强的特性，C正确； D．发射电磁波进行信号传递时，调制方式有调频和调幅等多种方式，D错误。 故选C。 2. 我国深空探测器采用钚-238（）核电池作为长效能源。其衰变方程为。利用衰变释放的波长为λ的γ射线，照射探测器表面涂覆的新型钙钛矿材料（逸出功为）引发光电效应为设备供电。已知普朗克常量为h，光速为c。下列说法中正确的是（ ） A. 衰变方程中的X为正电子 B. 探测器在宇宙空间航行时钚-238的半衰期将会变长 C. 的比结合能比的比结合能小 D. γ射线照射钙钛矿材料逸出光电子的最大初动能 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知衰变释放的X为α粒子，A错误； B．半衰期由原子核本身性质决定，与环境无关，B错误； C．衰变过程释放核能，比结合能增大，C错误； D．由光电效应方程 D正确。 故选D。 3. 在一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.2m，如图（a）所示，一列横波沿该直线向右传播，时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.05m，经过时间1.2s第一次出现如图（b）所示的波形。下列说法正确的是（　　） A. 该波的周期为1.2s B. 该波的波速为2m/s C. 第9个质点开始振动的方向向上 D. 质点1在1.2s内运动的路程为0.1m 【答案】B 【解析】 【详解】A．因为一列横波沿该直线向右传播，时到达质点1，质点1开始向下运动，则该时刻的波前在第13个质点处，向右传播了1.5个波长，质点1振动了1.5个周期，所以 解得 该波的周期为0.8s，故A错误； B．该波的波速为 故B正确； C．因为时到达质点1，质点1开始向下运动，所以第9个质点开始振动的方向向下，故C错误； D．质点1在1.2s内运动的路程为 故D错误。 故选B。 4. 如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为 B. 线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C. 线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 D. 仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，该交流电的频率为 故A错误； B．线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B错误； C．根据题意，由右手定则可知，线圈转到图示位置时，电流由，由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，故C正确； D．根据题意，由公式可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为，故D错误。 故选C。 5. 一定质量的理想气体，状态变化过程如图中ABC图线所示，其中BC为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在下图中的p-T图像或V-T图像上，下列选项正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．分析图像可知，为等压膨胀， 是等温压缩（反比例函数图像为双曲线），是等容降温，根据理想气体状态方程，可知p-T图像中为平行横轴的直线， 是平行纵轴的直线，是过原点的直线，选项A正确，B错误；。 CD ．V-T图像中为过原点的直线， 是平行纵轴的直线，是平行横轴的直线，图像C的变化方向错误，故选项CD错误。 故选A。 二、多选题（每题5分，共15分，少选得3分，多选错选不得分） 6. 如图所示，关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　） A. 图甲为两分子系统的分子势能与两分子间距离的关系图像，当时，分子间的作用力为零 B. 图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某颗粒做布朗运动的运动轨迹 C. 图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时气体分子的速率分布图 D. 图丁是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，随着分子间距减小，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图甲可知，当时，分子势能为最小，分子间的作用力为零，故A正确； B．图乙为某颗粒每隔一定时间位置的连线图，不能表示该颗粒做布朗运动的轨迹，故B错误； C．由图可知，T2中速率大分子占据的比例较大，则说明T2对应的平均动能较大，T2对应的温度较高，故C正确； D．丁图是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，随着分子间距减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故D错误。 故选AC。 7. 如图所示，一束红光和一束黄光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面积为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为M、N两点射出，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. ON是黄光，OM是红光 B. 玻璃对OM光束的折射率为 C. 沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长 D. 若将OM光束从N点沿着NO方向射入，可能发生全反射 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据光的折射定律，光在介质中的折射率为 由图可知，OM、ON两束光在空气中的入射角相等，而在介质中OM光的折射角大于ON光的折射角，所以OM光束在介质中的折射率小于ON光束在介质中的折射率，而红光的折射率小于黄光的折射率，所以OM为红光，ON为黄光，故A正确； B．对OM光束，根据光的折射定律有 故B错误； C．光在介质中的传播速度为 由于OM光束在介质中的折射率小于ON光束在介质中的折射率，所以OM光束在介质中的传播速度大于ON光束在介质中的传播速度，而光穿过玻璃柱体的路程相同，所以沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长，故C正确； D．OM光线发生全反射的临界角为 解得 则若将OM光束从N点沿着NO方向射入，此时的入射角一定小于临界角，则一定不会发生全反射，故D错误。 故选AC。 8. 氢原子的能级图如图1所示，大量处于某激发态的氢原子跃迁时，会产生四种频率的可见光。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用两种光分别照射如图2所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A. 光Ⅰ比光Ⅱ有更显著波动性 B. 两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极A的最大动能之差为1.13eV C. 滑片P向a移动，电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大 D. 用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I的光子能量为 从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ的光子能量 可知光Ⅰ光子能量较大，频率较大，比光Ⅱ有更显著的粒子性，故A错误； B．根据 可知两种光分别照射阴极K产生的光电子的最大初动能之差等于光子能量之差，即 根据 可知到达阳极A的最大动能之差为 故B正确； C．滑片P向a移动，光电管的反向电压变大，当光电流为零时满足 可知光I对应的截止电压较大，即电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大，故C正确； D．Ⅰ光频率较大，折射率较大，可知用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量大，故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷 三、实验题（共12分） 9. 光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领域。 （1）观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的_____现象，这个现象说明光是横波。 （2）某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，将长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。为直线与的交点。在直线上竖直插上、两枚大头针，然后在下方合适位置插上大头针，使挡住、的像，插上大头针，使挡住和、的像。过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接、。测量图甲中角和角的大小，可以计算出玻璃的折射率。 下列操作中对折射率的测量一定没有影响的是_____。 A. 确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖向下平移了一小段，然后确定界面 B. 正确确定玻璃砖的界面和的边界线后，不小心将玻璃砖向上平移了一小段 C. 实验操作正确，但玻璃砖的界面和不平行 D. 确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖转动了一个小角度，然后确定界面 （3）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，如图乙所示，光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件。在实验中可以观察到干涉条纹，若增大双缝到屏的距离，则相邻两亮条纹间距将_____（填“变大”“变小”或“不变”），若增大单缝与双缝间距，则相邻两亮条纹间距将_____（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1）偏振 （2）BC （3） ① 变大 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 [1]3D电影利用了光的偏振现象。荧幕上偏振方向不同的光，通过对应的偏振方向不同的左右镜片，使得进入左右眼的图像不同，进而形成立体视觉。 【小问2详解】 [2] A．A项中的操作会使折射角的测量值偏大，如图所示，由折射率 导致玻璃砖折射率的测量值偏小，故A错误； B．B项中的操作折射角的测量值不变，如图所示，对玻璃砖折射率的测量值没有影响，故B正确； C．C项中的操作对玻璃砖折射率的测量值没有影响，如图所示，故C正确； D．D项中操作可能会对玻璃砖折射率的测量值产生影响，如图所示，对于从射出的光线，若在出射点c左侧光线是出射光线会使玻璃砖折射率的测量值偏小，若中间光线是出射光线则玻璃砖折射率的测量值准确，若在出射点c右侧光线是出射光线会使玻璃砖折射率的测量值偏大，故D错误。 故选BC。 小问3详解】 [3][4]根据双缝干涉条纹间距 可知增大双缝到屏的距离，相邻两亮条纹间距变大；为双缝间距而不是单缝与双缝间距，所以增大单缝与双缝间距对无影响，相邻两亮条纹间距不变。 四、解答题（共48分） 10. 如图所示，质量为m的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点，在O点正下方的光滑桌面上有一个与A完全相同的静止小球B，B距O点的距离等于绳长L。现将A拉至某一高度，由静止释放，A以速度v在水平方向和B发生正碰并粘在一起。重力加速度为g。求： （1）A释放时距桌面的高度H； （2）碰撞前瞬间绳子的拉力大小F； （3）碰撞过程中系统损失的机械能。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）A释放到与B碰撞前，根据动能定理得 解得 （2）碰前瞬间，对A由牛顿第二定律得 解得 （3）A、B碰撞过程中，根据动量守恒定律得 解得 则碰撞过程中损失的机械能为 11. 如图，在xOy直角坐标系中，有一质量m=1.0×10−12kg，带电量q=2.0×10−10C的带正电的粒子（不计重力），垂直x轴从A点以v=200m/s的初速度进入x轴上方的匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度B=1T。粒子经磁场偏转后又从B点垂直x轴进入第四象限，第四象限中有平行于x轴负方向的匀强电场E，粒子随后经过y轴负半轴上的C点，此时速度方向与y轴负半轴成60°。已知OB=OA。（结果可用π和根号表示）求: （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r和周期T； （2）第四象限中场强E的大小； （3）粒子从A点运动到C点所用的时间。 【答案】（1）1m，π×10−2s （2）300V/m （3） 【解析】 【小问1详解】 作出粒子运动轨迹如图所示 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 【小问2详解】 设粒子运动到C点时，沿x轴负向的分速度大小为v1，则有 解得 根据匀变速直线运动的速度位移公式有 因粒子是垂直于磁场边界进入的，所以从该边界射出时，仍垂直于边界，所以有 根据牛顿第二定律有 联立解得 【小问3详解】 粒子在磁场中偏转了半个周期，则在磁场中运动的时间为 粒子在电场中做类平抛运动，则沿x轴方向有 联立解得 则粒子从A点运动到C点所用的时间为 12. 如图所示，半径分别为r和的均匀金属圆盘G、N垂直固定在水平金属转轴CD上，圆盘中心位于转轴中心线上，其中，不计转轴粗细。G为发电盘，处于平行转轴向右、的匀强磁场中，并通过电刷P和Q连接两间距的平行金属导轨，导轨某点处用绝缘材料平滑连接，导轨左侧足够远处接有自感系数为的纯电感线圈L，导轨水平且处于竖直向下、匀强磁场中。N为转动盘，所在处无磁场，其上绕有绝缘细线，在外力F作用下，两圆盘会按图示方向转动。质量的金属杆ab放置在绝缘点右侧某位置，仅与绝缘点左侧导轨间有大小恒定的摩擦阻力，其余接触处均无摩擦。发电盘G接入电路的电阻，不计金属杆、导线、电刷电阻及接触电阻，忽略转动的摩擦阻力。现保持金属圆盘按图示方向以匀速转动。 （1）锁定金属杆ab，求通过ab的电流以及外力F的大小； （2）静止释放金属杆ab，通过绝缘点时的速度为，求此过程中通过ab的电荷量q和发电盘G上的发热量Q； （3）在（2）问基础上，金属杆ab通过绝缘点后，求第一次向左运动至最远处离绝缘点的距离s。 【答案】（1），；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）金属圆盘G转动切割磁感线，产生感应电动势为 由闭合电路欧姆定律可得电流为 根据能量关系可得 解得外力F的大小 （2）对金属杆用动量定理可得 则有 电荷量 回路能量关系 热量 （3）对金属杆和电感有 所以金属杆开始运动后杆上电流与杆的位移成正比，即 根据功能关系 代入可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 南开中学2024—2025学年高二年级第二学期阶段性质量监测（二） 物理科目 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，时长60分钟。 第Ⅰ卷 一、单选题（每题5分，共25分） 1. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波是一种纵波 B. 麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 C. 机场安检利用了射线穿透本领强的特性 D. 发射电磁波进行信号传递时，只能采用调频一种方式进行调制 2. 我国深空探测器采用钚-238（）核电池作为长效能源。其衰变方程为。利用衰变释放的波长为λ的γ射线，照射探测器表面涂覆的新型钙钛矿材料（逸出功为）引发光电效应为设备供电。已知普朗克常量为h，光速为c。下列说法中正确的是（ ） A. 衰变方程中的X为正电子 B. 探测器在宇宙空间航行时钚-238的半衰期将会变长 C. 的比结合能比的比结合能小 D. γ射线照射钙钛矿材料逸出光电子的最大初动能 3. 在一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.2m，如图（a）所示，一列横波沿该直线向右传播，时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.05m，经过时间1.2s第一次出现如图（b）所示的波形。下列说法正确的是（　　） A. 该波的周期为1.2s B. 该波的波速为2m/s C. 第9个质点开始振动的方向向上 D. 质点1在1.2s内运动的路程为0.1m 4. 如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为 B. 线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C. 线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 D. 仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 5. 一定质量的理想气体，状态变化过程如图中ABC图线所示，其中BC为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在下图中的p-T图像或V-T图像上，下列选项正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多选题（每题5分，共15分，少选得3分，多选错选不得分） 6. 如图所示，关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　） A. 图甲为两分子系统分子势能与两分子间距离的关系图像，当时，分子间的作用力为零 B. 图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某颗粒做布朗运动的运动轨迹 C. 图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时气体分子速率分布图 D. 图丁是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，随着分子间距减小，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快 7. 如图所示，一束红光和一束黄光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面积为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为M、N两点射出，已知，，则下列说法正确的是（　　） A. ON黄光，OM是红光 B. 玻璃对OM光束的折射率为 C. 沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长 D. 若将OM光束从N点沿着NO方向射入，可能发生全反射 8. 氢原子的能级图如图1所示，大量处于某激发态的氢原子跃迁时，会产生四种频率的可见光。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用两种光分别照射如图2所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A. 光Ⅰ比光Ⅱ有更显著的波动性 B. 两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极A的最大动能之差为1.13eV C. 滑片P向a移动，电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大 D. 用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量小 第Ⅱ卷 三、实验题（共12分） 9. 光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领域。 （1）观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的_____现象，这个现象说明光是横波。 （2）某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，将长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。为直线与的交点。在直线上竖直插上、两枚大头针，然后在下方合适位置插上大头针，使挡住、的像，插上大头针，使挡住和、的像。过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接、。测量图甲中角和角的大小，可以计算出玻璃的折射率。 下列操作中对折射率测量一定没有影响的是_____。 A. 确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖向下平移了一小段，然后确定界面 B. 正确确定玻璃砖的界面和的边界线后，不小心将玻璃砖向上平移了一小段 C. 实验操作正确，但玻璃砖的界面和不平行 D. 确定玻璃砖界面后不小心将玻璃砖转动了一个小角度，然后确定界面 （3）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，如图乙所示，光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件。在实验中可以观察到干涉条纹，若增大双缝到屏的距离，则相邻两亮条纹间距将_____（填“变大”“变小”或“不变”），若增大单缝与双缝间距，则相邻两亮条纹间距将_____（填“变大”“变小”或“不变”）。 四、解答题（共48分） 10. 如图所示，质量为m的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点，在O点正下方的光滑桌面上有一个与A完全相同的静止小球B，B距O点的距离等于绳长L。现将A拉至某一高度，由静止释放，A以速度v在水平方向和B发生正碰并粘在一起。重力加速度为g。求： （1）A释放时距桌面的高度H； （2）碰撞前瞬间绳子的拉力大小F； （3）碰撞过程中系统损失的机械能。 11. 如图，在xOy直角坐标系中，有一质量m=1.0×10−12kg，带电量q=2.0×10−10C的带正电的粒子（不计重力），垂直x轴从A点以v=200m/s的初速度进入x轴上方的匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度B=1T。粒子经磁场偏转后又从B点垂直x轴进入第四象限，第四象限中有平行于x轴负方向的匀强电场E，粒子随后经过y轴负半轴上的C点，此时速度方向与y轴负半轴成60°。已知OB=OA。（结果可用π和根号表示）求: （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r和周期T； （2）第四象限中场强E的大小； （3）粒子从A点运动到C点所用的时间。 12. 如图所示，半径分别为r和的均匀金属圆盘G、N垂直固定在水平金属转轴CD上，圆盘中心位于转轴中心线上，其中，不计转轴粗细。G为发电盘，处于平行转轴向右、的匀强磁场中，并通过电刷P和Q连接两间距的平行金属导轨，导轨某点处用绝缘材料平滑连接，导轨左侧足够远处接有自感系数为的纯电感线圈L，导轨水平且处于竖直向下、匀强磁场中。N为转动盘，所在处无磁场，其上绕有绝缘细线，在外力F作用下，两圆盘会按图示方向转动。质量的金属杆ab放置在绝缘点右侧某位置，仅与绝缘点左侧导轨间有大小恒定的摩擦阻力，其余接触处均无摩擦。发电盘G接入电路的电阻，不计金属杆、导线、电刷电阻及接触电阻，忽略转动的摩擦阻力。现保持金属圆盘按图示方向以匀速转动。 （1）锁定金属杆ab，求通过ab的电流以及外力F的大小； （2）静止释放金属杆ab，通过绝缘点时的速度为，求此过程中通过ab的电荷量q和发电盘G上的发热量Q； （3）在（2）问基础上，金属杆ab通过绝缘点后，求第一次向左运动至最远处离绝缘点的距离s。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$