精品解析：四川资阳市2025-2026学年高二下学期期末考试物理试题

高中二年级第二学期期末试题 物理 本试卷共6页，全卷共100分，考试时间75分钟 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码贴在答题卡上对应的虚线框内。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，用0.5 mm黑色墨水签字笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，监考人只将答题卡收回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题目要求。 1. 光学作为一门高精密度的学科应用于各个领域，下列关于光学现象的说法正确的是（　　） A. 观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的偏振现象，光的偏振现象说明光是横波 B. 剃须刀片影子边缘模糊不清，这是光的双缝干涉现象 C. 玻璃中的气泡看起来格外明亮是光的折射现象 D. 肥皂泡上的彩色条纹是由于光发生了全反射现象 【答案】A 【解析】 【详解】A．3D电影佩戴的特殊眼镜是偏振镜，利用了光的偏振原理，而偏振现象是横波的特有性质，因此光的偏振说明光是横波，故A正确； B．剃须刀片影子边缘模糊是光绕过障碍物发生衍射的现象，故B错误； C．玻璃中的气泡看起来格外明亮，是因为光从光密介质玻璃射向疏介质空气时，入射角大于临界角发生全反射，故C错误； D．肥皂泡上的彩色条纹是肥皂膜前后表面反射的光发生薄膜干涉形成的，不是全反射现象，故D错误。 故选A。 2. 下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（　　） A. 图甲中，小炭粒在水中的运动位置连线图说明了小炭粒分子在做无规则运动 B. 图乙中，在一杯热水中滴入红墨水，热水很快变红，这是扩散现象 C. 图丙中，细管竖直插入水中的情景图证明了水浸润图中细管 D. 图丁中，肥皂泡呈球形，是因为受到重力作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲是布朗运动中小炭粒不同时刻的位置连线，布朗运动是悬浮小炭粒的无规则运动，间接反映的是水分子的无规则运动，不是小炭粒分子的运动，故A错误； B．热水中滴入红墨水后，不同物质的分子彼此进入对方，使整杯水很快变红，这是扩散现象，温度越高分子热运动越剧烈，扩散越快，故B正确； C．液体浸润管壁时，会在毛细管中上升；不浸润时会下降。丙图中细管内液面低于管外液面，说明水不浸润该细管，故C错误； D．肥皂泡呈球形是液体表面张力的作用（表面张力使液体表面积收缩到最小，相同体积下球形表面积最小），不是重力的作用，故D错误。 故选B。 3. 图甲为一个收听广播电台节目的收音机（简笔画），其内部的振荡电路及其电流随时间变化的图像如图乙所示，使用时需要调节其固有频率与要接收的电磁波频率相同，使接收到的信号最强。收音机的调频旋钮实质为可调电容器，其原理简化图如图丙所示，两个半圆形铜片中心通过塑料转轴连接，其中一片是定片，另一片是动片，旋动调频旋钮改变两个铜片的正对面积，从而改变其电容，若收音机收听新闻频道（调频103.5MHz）的节目，下列说法正确的是（　　） A. 不同频率的电磁波在相同介质中的传播速率相同 B. 图乙中段时间内，回路的磁场能不断增大，电容器处于充电过程 C. 图乙中段时间内，回路的电场能不断减小，电容器所带电荷量不断减少 D. 若要调台，改听某音乐频道（调频98.8MHz），则需要将图丙中的动片逆时针旋转 【答案】D 【解析】 【详解】A．电磁波的传播不需要靠介质，不同频率的电磁波在‌同种介质‌中传播速率‌不相同‌，仅在‌真空中‌速率相同，故A错误； B．电容器放电过程中，由于线圈自感作用会阻碍电流的增大，放电电流逐渐增大；电流达到最大后，放电结束，线圈自感作用会阻碍电流的减小，进而使电容器充电，电流逐渐减小，充电结束电流为零。 故Oa段时间内，电容器处于放电过程，电容器把电场能转化为线圈的磁场能，回路的磁场能不断增加，故B错误； C．cd段时间内，电容器处于充电过程，电容器所带电荷量不断增加，线圈的磁场能转化为电容器的电场能，回路的电场能不断增加，故C错误； D．振荡电路的固有频率公式 要使LC电路的固有频率减小至与待接收的音乐频道电磁波频率相同，LC振荡电路的固有频率减小，电容增大。 又电容的决定式 所以两个铜片的正对面积增加，即需要将图丙中的动片逆时针旋转，故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示为氢原子能级示意图，图乙为探究光电效应的电路图，现有大量处于能级的氢原子自发地向低能级跃迁，辐射出的光照射光电管的阴极，通过实验只能得到图丙所示的2条光电流随电压变化的图线，则下列说法正确的是（　　） A. 这些氢原子跃迁过程中最多可辐射出4种频率的光子 B. 能级的氢原子电离至少需要吸收的能量 C. 图丙中与的差值为 D. 光照射阴极产生的光电子的最大初动能大于光 【答案】C 【解析】 【详解】A．大量的氢原子处于的激发态，当向低能级跃迁时，依据数学组合公式，，故A错误； B．能级能量 电离即电子脱离原子核，脱离后 则至少需要吸收，故B错误； C．一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为6种，对应的能量分布为，，，，， 由于实验只有2条光电流，则只有、大于逸出功。 根据遏止电压 又 可得，故C正确； D．最大初动能 由于 所以，光照射阴极产生的光电子的最大初动能小于光，故D错误。 故选C。 5. 如图甲所示为某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻（光照越强，电阻越小）、为定值电阻，、接监控装置。如图乙所示为该小区内某感温式火灾报警器的简化电路图，理想变压器原线圈接入的正弦交流电，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，滑动变阻器用于设定报警温度，当流过的电流大于设定临界值时就会触发报警。关于以上两种控制电路，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，当有人通过而遮住光线时，、之间电压增大 B. 图甲中，仅减小的阻值时，可增大、之间的电压 C. 图乙中，出现火情时，原线圈输入功率减小 D. 图乙中，的滑片下移一点可以降低报警温度，从而提高火灾报警器的灵敏度 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲电路中，​与​串联，间电压为两端的电压。有人遮住光线时，光照变弱，（光敏电阻）阻值变大，总电阻变大，总电流减小，​，因此间电压减小，故A错误； B．仅减小阻值，由分压公式​ 可知，减小，减小，故B错误； C．理想变压器原线圈电压不变，匝数比不变，因此副线圈输出电压恒定。出现火情时，温度升高，（热敏电阻）阻值减小，副线圈总电阻减小，总电流增大，输出功率​增大，而原线圈输入功率等于输出功率，因此输入功率增大，故C错误； D．滑动变阻器滑片下移，接入电路的阻值减小。报警条件是电流大于临界值​，由​ 得触发报警时，减小，则触发报警需要的更大，而越大对应温度越低，即可以在更低温度触发报警（降低报警温度），提高了报警器灵敏度，故D正确。 故选D。 6. 如图甲所示，空间中有一平行于纸面固定的正方形线框，以其对角线所在直线为界，左侧存在着方向垂直于纸面的磁场，其磁感应强度随时间周期性变化的规律如图乙所示，以垂直纸面向里为正方向，磁场的变化周期。已知正方形线框的边长，总电阻。下列说法正确的是（　　） A. 内线框中的感应电流方向为顺时针方向 B. 内线框中产生的感应电流大小为 C. 线框中产生感应电流的有效值为 D. 时线框受到的安培力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．内，垂直纸面向里的磁感应强度增大，向里的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场垂直纸面向外，由右手螺旋定则，感应电流方向为逆时针，故A错误； B．内，磁感应强度变化量， 正方形线框的面积 由法拉第电磁感应定律可得 感应电流，故B错误； C．在一个周期内，内电流，内电流，内电流，每段时间都是 根据电流有效值的定义可得  解得，故C正确； D．，对应内，此时，电流 线框的有效安培力等效长度为对角线长度 安培力大小，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，水平面内固定有相距为的两光滑平行金属轨道，其在、处有一个小断口，小断口填充了绝缘材料。左侧两轨道之间有一电容为、电压为的带电电容器和定值电阻，右侧两轨道之间有一自感系数为的电感线圈，磁感应强度为的匀强磁场与轨道平面垂直。质量为的金属棒垂直放在左侧导轨上，某时刻闭合开关，随着电容器放电，金属棒开始加速，无能量损失越过后最远能够到达位置。已知金属棒运动过程中经过位置时速度已达到最大值，金属棒从到所用时间为，线圈的自感电动势为，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，除定值电阻外所有电阻均不计。不考虑电磁辐射造成的能量损失，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒最大速度的大小为 B. 金属棒最大加速度的大小为 C. 金属棒从第一次运动到与的中间位置的时间为 D. 与之间的距离为 【答案】A 【解析】 【详解】A．当棒到达时速度最大设速度为，此时加速度为零，即着棒受到的安培力为零，回路中的电流为零，此时电容器两端电压等于金属棒切割磁感线产生的动生电动势，回路总电动势为零。 设从静止加速到的过程中，流过金属棒的平均电流为，总时间为，流过金属棒的总电荷量为。 根据动量定理（取向右为正方向）得 因为，所以 电容器初始电压为，初始总电荷量为，当棒达到最大速度时，由于回路电流为零，电容器两端电压恰好等于金属棒切割磁感线产生的动生电动势​ 此时电容器上剩余的电荷量为 所以流过金属棒的总放电量 将代入中,得​ 化简得​ 解得，故A正确； B．金属棒刚开始运动（闭合开关瞬间）时，速度为零，回路中没有动生电动势，此时回路电流最大，安培力最大，加速度达到最大值。 闭合瞬间，电容器两端电压为，纯电阻两端的电压即为，此时最大电流​ 最大安培力 最大加速度，故B错误； C．金属棒进入右侧后，受到向左的安培力。由安培力公式和法拉第电磁感应定律可知，棒受到的合力（为离开MN的位移）。受力大小与位移成正比且方向相反，因此棒做简谐运动。 简谐运动从平衡位置到最大位移处的总时间是四分之一个周期（）。 简谐运动是变加速运动，速度随位移减小而减小。 前一半位移速度快，用时短；后一半位移速度慢，用时长。 所以，到达中间位置的时间必定小于，故C错误； D．在右侧简谐运动中，根据能量守恒，类比弹簧振子。可得最大位移，到的距离与最大速度的关系为 将选项A中得出的代入，故D错误。 故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 我国自行设计、研制的世界第一套全超导托卡马克核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。已知，“人造太阳”的核反应方程是，设可控热核实验反应物的质量分别为、，生成物的质量分别为、，光速为，关于原子核反应下列说法正确的是（　　） A. 由核反应过程质量守恒可知 B. 由知，核反应过程中会发生质量亏损，即 C. 这种装置与我国大亚湾核电站所使用装置的核反应原理相同 D. 可控热核反应目前还不能用于核电站实现发电 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．核反应过程中满足质量数守恒，但不满足总质量守恒——释放核能的核反应会发生质量亏损，反应物总质量大于生成物总质量，即，故A错误，B正确； C．题干中的核反应是轻核聚变，而大亚湾核电站的发电原理是重核裂变，二者核反应原理不同，故C错误； D．目前可控热核反应仍处于实验研究阶段，技术尚未成熟，还不能用于核电站实现商业化发电，故D正确。 故选BD。 9. 周末，小华在家里观察新安装的某品牌净水器，其压力桶内部结构如图所示。压力桶分为储水室和气室，气室内密封有一定质量的理想气体。当净水器开始制水时，纯净水迅速进入储水室，压缩气室内的气体——由于过程很快，气体与外界几乎来不及发生热交换；当小华打开水龙头用水时，气室内的气体缓慢膨胀，将储水室内的水推出，此过程中气体温度始终与室内环境温度相同，保持不变。根据以上情境，下列说法正确的是（　　） A. 制水过程中，气体温度增加 B. 制水过程中，单位时间内缸壁单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少 C. 用水过程中，气体膨胀对外做功，从外界吸收热量 D. 用水过程中，气体分子的平均动能减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．制水过程气体几乎不与外界换热，是绝热过程（），水压缩气体，外界对气体做功（），根据热力学第一定律可得 得，理想气体内能仅与温度有关，因此气体温度升高，故A正确； B．制水过程气体体积减小，分子数密度增大；同时温度升高，平均速率增大，因此单位时间内缸壁单位面积受到气体分子碰撞的次数增加，故B错误； C．用水过程气体温度不变，因此理想气体内能不变（）；气体膨胀对外做功（），根据热力学第一定律可得 得，即气体从外界吸收热量，故C正确； D．温度是分子平均动能的标志，用水过程气体温度不变，因此气体分子的平均动能不变，故D错误。 故选AC。 10. 暑假里，小明来到当地的发电厂参观学习，工程师向他展示了一个模拟输电的电路模型，如图所示：发电机通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电。图中所有的变压器均为理想变压器，所有电表均为理想交流电表。发电机输出的电压保持恒定不变，两条输电线的总电阻用表示，用户用电器的总电阻（视为纯电阻）用一个滑动变阻器来模拟，其余电阻均不计。关于此模型下列说法正确的是（　　） A. 减小，电压表、的读数均不变，电流表、的读数均减小 B. 若降压变压器原副线圈的匝数为、，则当时，用户端的功率达到最大值 C. 调节时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为 D. 用电高峰期，当用户端电器增加时，相当于滑动变阻器滑片上移 【答案】BC 【解析】 【详解】A．发电机输出电压恒定，升压变压器匝数比不变，因此升压变压器副线圈电压不变，故电压表、读数不变。减小，用户总电阻减小，总负载电流增大：根据理想变压器变流比，降压变压器原线圈电流读数增大，升压变压器原线圈电流​读数也增大，故A错误； B．对降压变压器和用户负载，等效到降压变压器原侧的负载电阻为。对于输电电路，升压变压器副侧输出电压恒定，输电线电阻相当于电源内阻。当外电阻等于内阻时，输出功率（即用户功率）最大，因此有，故B正确； C．升压副侧电压恒定，满足（为​读数，为读数） 变形得​，即 根据理想变压器变流比 变形得​ 代入得 电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为​，故C正确； D．用电高峰期，用户用电器增加（并联用电器变多），总电阻减小；题图中滑动变阻器滑片上移时，接入电路的总电阻增大，和用户总电阻减小的变化不符，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13-15小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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图1所示。 （1）该同学想要增大观察到的条纹间距，正确的做法是__________； A. 减小单缝与光源间的距离 B. 减小双缝之间的距离 C. 增大凸透镜与单缝间的距离 D. 增大双缝与测量头间的距离 （2）转动手轮时，观察到初、末两个视场，符合实际的是图2中的__________（填“甲”或“乙”）； （3）在某次测量中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图3所示，其示数为__________。 【答案】（1）BD （2）乙 （3）2.320##2.319##2.321 【解析】 【小问1详解】 [1] A．根据双缝干涉条纹间距公式，减小单缝与光源间的距离不会增大条纹间距，故A错误； B．减小双缝之间的距离，条纹间距增大，故B正确； C．增大凸透镜与单缝间的距离不会增大条纹间距，故C错误； D．增大双缝与测量头间的距离，条纹间距增大，故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 [2] 转动手轮时，测量头相对干涉条纹移动，分划板中心刻线在视场中固定。若从第条亮条纹测到第条亮条纹，初视场中第条亮条纹在中心刻线处，其余亮条纹在右侧；末视场中第条亮条纹在中心刻线处，其余已越过的亮条纹在左侧，故符合实际的是图乙。 【小问3详解】 [3] 由图3可读出固定刻度为，可动刻度第格与基准线对齐，可动刻度读数为 测量头示数为 12. 某物理兴趣小组利用图示的装置“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”，图中变压器为可拆式变压器，并且其铁芯是不完全闭合的（不能视为理想变压器），在原线圈或副线圈中，接0和1时，接入匝数为，接0和2时，接入匝数为，依次类推。 （1）关于实验器材和实验过程，下列说法正确的是__________； A. 变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈 B. 变压器的铁芯可以用整块金属 C. 保持原线圈电压及匝数不变，可通过改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响 D. 因为实验原线圈的输入电压较低，在通电情况下可用手接触裸露的接线柱 （2）某次实验中，变压器的原线圈接0和8接线柱，副线圈接0和1接线柱，则此变压器为__________（选填“升”或“降”）压变压器；若副线圈所接电表的示数为，则所接电源电压可能为__________； A. B. C. D. （3）实验时，某同学听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，他做出如下猜想，正确的是__________； A. “嗡嗡”声来自交变电流在线圈中产生变化磁场时发出的 B. 交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声 C. “嗡嗡”声来自副线圈中电流流动的声音 D. 若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，也能完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验 （4）该同学找到了一只标有“”的变压器，其上有、、、四个引出线头，且、引线比、引线粗，如图（b）所示。使用时，应该把引线__________接交流“”（选填“、”或“、”）。 【答案】（1）C （2） ①. 降 ②. A （3）B （4）c、d 【解析】 【小问1详解】 A．变压器依靠电磁感应、通过磁场传递能量，铁芯作用是导磁，不是导电输送电能，故A错误； B．为减小涡流损耗，变压器铁芯由多片绝缘硅钢片叠制而成，不是整块硅钢，故B错误； C．本实验采用控制变量法，保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈匝数来研究输出电压的变化，符合实验要求，故C正确； D．虽然实验所用电压较低，但是通电时不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样可减小实验误差，避免发生危险，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]由于接线柱所标数字与对应线圈匝数的比值相同，可得原线圈匝数比副线圈匝数 若变压器为理想变压器，原线圈与副线圈两端的电压比例关系 所以，此变压器为降压变压器 [2]副线圈两端电压 则原线圈两端电压的理想值 又在变压过程中有能量损失，实际原线圈两端电压 故选A。 【小问3详解】 A．变化磁场本身不会产生宏观可闻的声音，故A错误； B．交变电流产生周期性变化的磁场，铁芯被磁化后，会受到周期性的吸斥作用力，引发振动产生声音，故B正确； C．电流流动不会产生宏观可闻的声音，故C错误； D．去掉铁芯后漏磁非常严重，副线圈感应电压远偏离理论值，无法得到正确的电压匝数关系，不能完成实验，故D错误。 故选B。 【小问4详解】 相同功率下，电压越高，电流越小，导线可以更细；电压越低，电流越大，导线必须更粗。 所以，应用c、d接交流“”。 13. 盐灯作为一款时尚灯饰，由具有较好透光性的水晶盐制成，能够发出温暖柔和的光芒。如图所示，某长方体盐灯底部是不透光木质底座，上、下表面是边长为a=0.6 m的正方形，高为b=0.8 m，黄色点光源位于长方体的几何中心。已知该水晶盐介质均匀，黄光在盐灯中的折射率n=2，在空气中折射率近似等于1，光在真空中的传播速度为c=3×108 m/s，不考虑光经过分界面的反射问题，也不考虑光刚好射到棱上的情况。 （1）求黄光在盐灯中的传播速度以及传播的最短时间； （2）请判断盐灯外表面被照亮区域的最大面积位于其上表面还是某一侧面，并求出最大面积（计算结果保留π）。 【答案】（1）， （2）上表面， 【解析】 【小问1详解】 黄光在盐灯中的传播速度 光在盐灯中的传播距离越小传播时间越短，最短传播时间 【小问2详解】 设临界角为，则 可知 设光源到盐灯表面的距离为，则盐灯表面被照亮面积的半径 由于 则上表面被照亮的面积大，被照亮部分的最大面积在上表面。 上表面被照亮面积的半径 被照亮的面积 14. 某科研探究小组为高温操作室设计了一个自动温度报警装置，其原理如图所示。由导热性良好的材料制成的固定汽缸开口向上，用质量、横截面积、厚度不计的活塞封闭一定质量的理想气体；劲度系数、原长的轻质弹簧上端与警报器（力传感器，刚出现压力时显示蓝色，压力大小为、时分别显示橙色、红色，其他压力值时仅显示数字）相连。当高温操作室内的热力学温度时，活塞与汽缸底部的距离，与弹簧自由端的距离。已知高温操作室内的空气压强，活塞与汽缸壁之间摩擦可忽略，汽缸的气密性良好，取。 （1）求使力传感器从显示蓝色到显示红色的热力学温度的范围； （2）若由于某种原因，汽缸内一部分气体漏出，使得本应使力传感器显示红色的温度仅显示橙色，求剩余气体质量与原有气体质量之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 从题中初始状态（即与弹簧自由端的距离）至力传感器刚显示蓝色时，设缸内气体压强为，根据受力分析可得，过程中均有 气缸内气体可视为等压变化，力传感器刚显示蓝色时，缸内气体压强 设力传感器刚显示蓝色时，缸内气体温度为，根据盖-吕萨克定律可得 解得 力传感器显示红色时，设缸内气体压强为，弹簧压缩量为，对活塞由受力平衡，有 根据胡克定律，由题意可得 联立解得， 根据理想气体状态方程，则有 解得 则热力学温度的范围是 【小问2详解】 力传感器显示橙色时，设缸内气体压强为，弹簧压缩量为，对活塞由受力平衡，有 根据胡克定律，由题意可得 联立解得， 由于漏气导致力传感器显示红色变为橙色，此过程中原缸内气体的变化可以看成等温变化，若未发生漏气，设缸内气体高度为，根据玻意耳定律有 设剩余气体质量与原有气体质量之比为，由题意可得 联立解得 15. 如图所示，间距为的平行固定金属导轨、与水平面间夹角，、两金属杆居分界线两侧紧靠放置，上侧导轨光滑，下侧导轨与金属杆之间动摩擦因数。已知两金属杆质量，，电阻值，，整个区域有垂直于导轨平面向下的匀强磁场。初始时杆处于锁定状态，给杆沿导轨向上的初速度，杆向上运动的最大距离为，当杆再次回到初始位置前已做匀速运动。金属杆始终垂直于导轨且接触良好，忽略两金属杆之间的相互作用，导轨电阻不计，重力加速度取，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，求： （1）杆向上运动过程中通过杆的电荷量； （2）杆从开始运动到回到初始位置的时间； （3）若杆回到初始位置时，立即解除杆的锁定，同时给杆沿导轨向上的速度，、两杆在处发生弹性碰撞后，杆沿导轨向上运动的最大距离为，求两杆碰后到杆第一次速度为0的过程中杆产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对于杆向上运动过程中回路产生的平均电动势，根据法拉第电磁感应定律有 对于该过程变化的磁通量，根据磁通量定义式有 对于该过程的平均电流，根据欧姆定律有 对于该过程通过杆的电荷量，根据电流定义式有 联立解得 【小问2详解】 杆回到初始位置前，匀速向下运动，设回到时杆速度大小为，杆受力平衡有 解得 对杆从出发到回到全程，取沿斜面向上为正方向，根据动量定理有 对杆从出发到回到全程，根据冲量定义式有 又， ， 联立解得 【小问3详解】 取沿斜面向上为正，碰撞前、两杆速度分别为，，设、两杆的碰后速度为，，该碰撞为弹性碰撞，由题意有 联立解得， 碰撞后对两杆组成的系统受力分析有 合外力为，则系统动量守恒，有 当杆沿导轨向上运动的最大距离为时，由可知，两杆速度均为，设此时杆位移为，有 由上式可知，该过程中两杆构成的系统重力势能不变，在该过程中，设两杆系统产生的焦耳热为，由能量转化与守恒有 对杆产生的焦耳热有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中二年级第二学期期末试题 物理 本试卷共6页，全卷共100分，考试时间75分钟 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码贴在答题卡上对应的虚线框内。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，用0.5 mm黑色墨水签字笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，监考人只将答题卡收回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题目要求。 1. 光学作为一门高精密度的学科应用于各个领域，下列关于光学现象的说法正确的是（　　） A. 观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的偏振现象，光的偏振现象说明光是横波 B. 剃须刀片影子边缘模糊不清，这是光的双缝干涉现象 C. 玻璃中的气泡看起来格外明亮是光的折射现象 D. 肥皂泡上的彩色条纹是由于光发生了全反射现象 2. 下列四幅图片涉及的物理现象，说法正确的是（　　） A. 图甲中，小炭粒在水中的运动位置连线图说明了小炭粒分子在做无规则运动 B. 图乙中，在一杯热水中滴入红墨水，热水很快变红，这是扩散现象 C. 图丙中，细管竖直插入水中的情景图证明了水浸润图中细管 D. 图丁中，肥皂泡呈球形，是因为受到重力作用 3. 图甲为一个收听广播电台节目的收音机（简笔画），其内部的振荡电路及其电流随时间变化的图像如图乙所示，使用时需要调节其固有频率与要接收的电磁波频率相同，使接收到的信号最强。收音机的调频旋钮实质为可调电容器，其原理简化图如图丙所示，两个半圆形铜片中心通过塑料转轴连接，其中一片是定片，另一片是动片，旋动调频旋钮改变两个铜片的正对面积，从而改变其电容，若收音机收听新闻频道（调频103.5MHz）的节目，下列说法正确的是（　　） A. 不同频率的电磁波在相同介质中的传播速率相同 B. 图乙中段时间内，回路的磁场能不断增大，电容器处于充电过程 C. 图乙中段时间内，回路的电场能不断减小，电容器所带电荷量不断减少 D. 若要调台，改听某音乐频道（调频98.8MHz），则需要将图丙中的动片逆时针旋转 4. 如图甲所示为氢原子能级示意图，图乙为探究光电效应的电路图，现有大量处于能级的氢原子自发地向低能级跃迁，辐射出的光照射光电管的阴极，通过实验只能得到图丙所示的2条光电流随电压变化的图线，则下列说法正确的是（　　） A. 这些氢原子跃迁过程中最多可辐射出4种频率的光子 B. 能级的氢原子电离至少需要吸收的能量 C. 图丙中与的差值为 D. 光照射阴极产生的光电子的最大初动能大于光 5. 如图甲所示为某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻（光照越强，电阻越小）、为定值电阻，、接监控装置。如图乙所示为该小区内某感温式火灾报警器的简化电路图，理想变压器原线圈接入的正弦交流电，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，滑动变阻器用于设定报警温度，当流过的电流大于设定临界值时就会触发报警。关于以上两种控制电路，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，当有人通过而遮住光线时，、之间电压增大 B. 图甲中，仅减小的阻值时，可增大、之间的电压 C. 图乙中，出现火情时，原线圈输入功率减小 D. 图乙中，的滑片下移一点可以降低报警温度，从而提高火灾报警器的灵敏度 6. 如图甲所示，空间中有一平行于纸面固定的正方形线框，以其对角线所在直线为界，左侧存在着方向垂直于纸面的磁场，其磁感应强度随时间周期性变化的规律如图乙所示，以垂直纸面向里为正方向，磁场的变化周期。已知正方形线框的边长，总电阻。下列说法正确的是（　　） A. 内线框中的感应电流方向为顺时针方向 B. 内线框中产生的感应电流大小为 C. 线框中产生感应电流的有效值为 D. 时线框受到的安培力大小为 7. 如图所示，水平面内固定有相距为的两光滑平行金属轨道，其在、处有一个小断口，小断口填充了绝缘材料。左侧两轨道之间有一电容为、电压为的带电电容器和定值电阻，右侧两轨道之间有一自感系数为的电感线圈，磁感应强度为的匀强磁场与轨道平面垂直。质量为的金属棒垂直放在左侧导轨上，某时刻闭合开关，随着电容器放电，金属棒开始加速，无能量损失越过后最远能够到达位置。已知金属棒运动过程中经过位置时速度已达到最大值，金属棒从到所用时间为，线圈的自感电动势为，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，除定值电阻外所有电阻均不计。不考虑电磁辐射造成的能量损失，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒最大速度的大小为 B. 金属棒最大加速度的大小为 C. 金属棒从第一次运动到与的中间位置的时间为 D. 与之间的距离为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 我国自行设计、研制的世界第一套全超导托卡马克核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。已知，“人造太阳”的核反应方程是，设可控热核实验反应物的质量分别为、，生成物的质量分别为、，光速为，关于原子核反应下列说法正确的是（　　） A. 由核反应过程质量守恒可知 B. 由知，核反应过程中会发生质量亏损，即 C. 这种装置与我国大亚湾核电站所使用装置的核反应原理相同 D. 可控热核反应目前还不能用于核电站实现发电 9. 周末，小华在家里观察新安装的某品牌净水器，其压力桶内部结构如图所示。压力桶分为储水室和气室，气室内密封有一定质量的理想气体。当净水器开始制水时，纯净水迅速进入储水室，压缩气室内的气体——由于过程很快，气体与外界几乎来不及发生热交换；当小华打开水龙头用水时，气室内的气体缓慢膨胀，将储水室内的水推出，此过程中气体温度始终与室内环境温度相同，保持不变。根据以上情境，下列说法正确的是（　　） A. 制水过程中，气体温度增加 B. 制水过程中，单位时间内缸壁单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少 C. 用水过程中，气体膨胀对外做功，从外界吸收热量 D. 用水过程中，气体分子的平均动能减小 10. 暑假里，小明来到当地的发电厂参观学习，工程师向他展示了一个模拟输电的电路模型，如图所示：发电机通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电。图中所有的变压器均为理想变压器，所有电表均为理想交流电表。发电机输出的电压保持恒定不变，两条输电线的总电阻用表示，用户用电器的总电阻（视为纯电阻）用一个滑动变阻器来模拟，其余电阻均不计。关于此模型下列说法正确的是（　　） A. 减小，电压表、的读数均不变，电流表、的读数均减小 B. 若降压变压器原副线圈的匝数为、，则当时，用户端的功率达到最大值 C. 调节时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为 D. 用电高峰期，当用户端电器增加时，相当于滑动变阻器滑片上移 三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13-15小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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图1所示。 （1）该同学想要增大观察到的条纹间距，正确的做法是__________； A. 减小单缝与光源间的距离 B. 减小双缝之间的距离 C. 增大凸透镜与单缝间的距离 D. 增大双缝与测量头间的距离 （2）转动手轮时，观察到初、末两个视场，符合实际的是图2中的__________（填“甲”或“乙”）； （3）在某次测量中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图3所示，其示数为__________。 12. 某物理兴趣小组利用图示的装置“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”，图中变压器为可拆式变压器，并且其铁芯是不完全闭合的（不能视为理想变压器），在原线圈或副线圈中，接0和1时，接入匝数为，接0和2时，接入匝数为，依次类推。 （1）关于实验器材和实验过程，下列说法正确的是__________； A. 变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈 B. 变压器的铁芯可以用整块金属 C. 保持原线圈电压及匝数不变，可通过改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响 D. 因为实验原线圈的输入电压较低，在通电情况下可用手接触裸露的接线柱 （2）某次实验中，变压器的原线圈接0和8接线柱，副线圈接0和1接线柱，则此变压器为__________（选填“升”或“降”）压变压器；若副线圈所接电表的示数为，则所接电源电压可能为__________； A. B. C. D. （3）实验时，某同学听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，他做出如下猜想，正确的是__________； A. “嗡嗡”声来自交变电流在线圈中产生变化磁场时发出的 B. 交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声 C. “嗡嗡”声来自副线圈中电流流动的声音 D. 若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，也能完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验 （4）该同学找到了一只标有“”的变压器，其上有、、、四个引出线头，且、引线比、引线粗，如图（b）所示。使用时，应该把引线__________接交流“”（选填“、”或“、”）。 13. 盐灯作为一款时尚灯饰，由具有较好透光性的水晶盐制成，能够发出温暖柔和的光芒。如图所示，某长方体盐灯底部是不透光木质底座，上、下表面是边长为a=0.6 m的正方形，高为b=0.8 m，黄色点光源位于长方体的几何中心。已知该水晶盐介质均匀，黄光在盐灯中的折射率n=2，在空气中折射率近似等于1，光在真空中的传播速度为c=3×108 m/s，不考虑光经过分界面的反射问题，也不考虑光刚好射到棱上的情况。 （1）求黄光在盐灯中的传播速度以及传播的最短时间； （2）请判断盐灯外表面被照亮区域的最大面积位于其上表面还是某一侧面，并求出最大面积（计算结果保留π）。 14. 某科研探究小组为高温操作室设计了一个自动温度报警装置，其原理如图所示。由导热性良好的材料制成的固定汽缸开口向上，用质量、横截面积、厚度不计的活塞封闭一定质量的理想气体；劲度系数、原长的轻质弹簧上端与警报器（力传感器，刚出现压力时显示蓝色，压力大小为、时分别显示橙色、红色，其他压力值时仅显示数字）相连。当高温操作室内的热力学温度时，活塞与汽缸底部的距离，与弹簧自由端的距离。已知高温操作室内的空气压强，活塞与汽缸壁之间摩擦可忽略，汽缸的气密性良好，取。 （1）求使力传感器从显示蓝色到显示红色的热力学温度的范围； （2）若由于某种原因，汽缸内一部分气体漏出，使得本应使力传感器显示红色的温度仅显示橙色，求剩余气体质量与原有气体质量之比。 15. 如图所示，间距为的平行固定金属导轨、与水平面间夹角，、两金属杆居分界线两侧紧靠放置，上侧导轨光滑，下侧导轨与金属杆之间动摩擦因数。已知两金属杆质量，，电阻值，，整个区域有垂直于导轨平面向下的匀强磁场。初始时杆处于锁定状态，给杆沿导轨向上的初速度，杆向上运动的最大距离为，当杆再次回到初始位置前已做匀速运动。金属杆始终垂直于导轨且接触良好，忽略两金属杆之间的相互作用，导轨电阻不计，重力加速度取，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，求： （1）杆向上运动过程中通过杆的电荷量； （2）杆从开始运动到回到初始位置的时间； （3）若杆回到初始位置时，立即解除杆的锁定，同时给杆沿导轨向上的速度，、两杆在处发生弹性碰撞后，杆沿导轨向上运动的最大距离为，求两杆碰后到杆第一次速度为0的过程中杆产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $