甘肃省平凉市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024~2025学年度第二学期期末质量检测高二物理试题注意事项：1.本试题共6页，满分100分，时间75分钟。2.答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。3.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，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。第Ⅰ卷（选择题共43分）一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.下列说法正确的是（）A.相机镜头上的增透膜，利用了光的干涉B.磁电式电流表的工作原理是电磁感应C.麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在D.电磁波谱中，γ射线的波长最长，穿透能力最强【答案】A【解析】A．相机增透膜通过光的干涉减少反射光，利用了光的干涉。故A正确；B．磁电式电流表利用通电线圈在磁场中受力转动，故B错误；C．麦克斯韦预言电磁波，赫兹通过实验证实，故C错误；D．电磁波谱中，γ射线波长最短，穿透能力最强，故D错误。故选A。2.以下四幅图中，图甲是分子间作用力与分子间距的关系图；图乙是一定质量的氧气分子在0℃和100℃两种不同情况下的速率分布情况；图丙是食盐晶体的微观结构；图丁，绝热汽缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左、右两室分别充有一定量的氢气和氧气（均视为理想气体），初始时两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡。下列有关说法正确的是（）A.图甲中，从到，分子势能先减小后增大B.图乙中，曲线Ⅰ对应氧气的温度为0℃C.图丙中，食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D.图丁中，系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时小【答案】B【解析】A．图甲中，从到的过程中，分子力做正功，分子势能减小。故A错误；B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同，温度越高，速率大的分子所占比例越高，故曲线Ⅰ为0℃对应的曲线，曲线Ⅱ是100℃对应的曲线。故B正确；C．图丙中是食盐晶体的微观结构，由图可知，食盐是单晶体，物理性质沿各个方向是不一样的。故C错误；D．松开固定栓至系统达到平衡过程中，先是氢气对氧气做功，内能减少，氧气内能增加，温度升高，由于存在温度差，发生热传递，有热量从氧气传递到氢气，氧气内能再减小，根据能量守恒，最后两者温度相同，等于初始值，所以两种气体的内能与初始时相同，故D错误。故选B。3.电吉他的工作原理是在琴身上装有线圈，线圈附近被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，再经信号放大器放大后传到扬声器。其简化示意图如图所示。则当图中琴弦向右靠近线圈时（）A.穿过线圈的磁通量减小 B.线圈中不产生感应电流C.琴弦受向左的安培力 D.线圈有扩张趋势【答案】C【解析】ABCD．琴弦向右靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，线圈中产生感应电流，由“来拒去留”可知琴弦受到向左的安培力，由“增缩减扩”可知线圈有收缩趋势，故ABD错误，C正确。故选C。4.抗日战争时期，我军缴获不少敌军武器武装自己，其中某轻机枪子弹弹头质量约8g，出膛速度大小约750m/s。某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中，机枪所受子弹的平均反冲力大小约12N，则机枪在这1分钟内射出子弹的数量约为（）A.40 B.80 C.120 D.160【答案】C【解析】本题考查动量定理。设1分钟内射出的子弹数量为n，则对这n颗子弹由动量定理得代入数据解得故选C。5.点焊机内有一变压器（可视为理想变压器），通过降低电压，获得大电流。大电流通过一根环状铜导线，使焊点产生局域高温，熔化焊接料而密接工件。若利用变压器将电压从220V降到11V，输出电流为20A，则该变压器（）A.工作的原理是自感现象B.输入电流为10AC.原、副线圈匝数比为1∶20D.输入功率为220W【答案】D【解析】A．变压器工作原理是互感现象，即原、副线圈通过变化的磁场实现能量传递，而非自感现象（自感是线圈自身电流变化产生感应电动势的现象），故A错误；BD．输入电流由输入功率和原线圈电压决定。输出功率为输入功率因此输入电流，故B错误，D正确；C．原、副线圈匝数比满足，故C错误；故选D。6.体操运动员在带操比赛中抖动彩带的一端（如图甲），某段过程彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，这列简谐横波在t=0时的波形如图乙所示，质点M、N的平衡位置横坐标分别为1m和3.5m，质点O的振动方程为。下列说法正确的是（）A.该波沿x轴负方向传播B.质点N经0.625s达到波峰C.从t=0开始计时，质点N比质点M先到达平衡位置D.该波与频率为2Hz的简谐横波相遇，一定能形成干涉图样【答案】B【解析】A．根据质点O的振动方程可知，0时刻，质点O沿y轴负方向运动，根据同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；C．根据同侧法可知，0时刻质点N沿y轴负方向运动，由于此时质点M处于波峰，可知，从t=0开始计时，质点M比质点N先到达平衡位置，故C错误；B．根据解得波传播速度波沿x轴正方向传播，则质点N第一次出现波峰的时间即质点N经0.625s达到波峰，故B正确；D．题中波的频率根据干涉条件可知，该波与频率为2Hz的简谐横波相遇，不能形成干涉图样，故D错误。故选B。7.如图所示，矩形在匀强磁场中匀速转动，甲图为线圈平面与磁场方向垂直的位置，图乙为其电动势随时间变化的图像，线圈电阻，定值电阻，下列说法正确的是（）A.甲图所示位置产生的感应电动势最大B.矩形线圈的转速为100r/sC.时，线圈中磁通量的变化率最大D.交流电流表的示数为2.5A【答案】D【解析】A．甲图所示位置磁通量最大，但磁通量的变化率最小，根据可知此时产生的感应电动势最小。故A错误；B．由图乙可知线圈转一圈的时间为，故转速。故B错误；C．由图乙可知时，瞬时电压为0V，此时线圈中磁通量最大。故C错误；D．由图乙可得电路中电动势的有效值为交流电流表的示数为。故D正确。8.关于下列四幅图，说法正确的是（）A.图甲所示的磁场能产生电磁波B.图乙所示的电磁振荡电路，电容器刚要放电时，线圈中的电流最大C.图丙为电感式传感器，物体1带动铁芯2向右移动时，线圈自感系数变小D.图丁中，仅增大狭缝间的加速电压，同一粒子射出回旋加速器时的动能增大【答案】AC【解析】A．图甲是周期性变化的磁场，根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的磁场会产生周期性变化的电场，周期性变化的电场又会产生周期性变化的磁场，这样交替产生，能形成电磁波，故A正确；B．电容器刚要放电时，电场能最大，磁场能最小，则线圈中的电流最小，故B错误；C．对于电感式传感器，当物体1带动铁芯2向右移动时，铁芯插入线圈的深度变小，线圈的自感系数会变小，故C正确；D．设回旋加速器最大半径为，则有（q为粒子电荷量，B为磁场强度，m为粒子质量）因为动能联立解得粒子射出回旋加速器时的动能可知其动能大小与加速电压无关，仅增大狭缝间加速电压，同一粒子射出时动能不变，故D错误。故选AC。9.如图所示，真空中有一半径为、质地均匀玻璃球，一束复色光沿射入玻璃球，经折射后分成、两束光分别从、两处折射出玻璃球，已知与的夹角，，。下列说法正确的是（）A.从玻璃球中射出时，光的折射角大于光的折射角B.玻璃球对光的折射率为C.光在玻璃球中的传播速度小于光在玻璃球中的传播速度D.从水中射入空气时，光发生全反射的临界角比光的大【答案】BC【解析】A．根据光路可逆可知，从玻璃球中射出时，光的折射角等于光的折射角，故A错误；B．由几何关系，可得出光射入玻璃球时的折射角为45°，根据折射定律可知，故B正确；C．由图可知a光的偏折程度较大，玻璃对光的折射率大于对光的折射率，根据可知，a光在玻璃球中的传播速度小于b光在玻璃球中的传播速度，故C正确；D．根据可知，从水中射入空气时，光发生全反射的临界角比光的小，故D错误。故选BC。10.如图（a）所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图（b）所示的匀强磁场，t=0时磁场方向垂直纸面向里。在t=0到t=2t0的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处；t=2t0时，释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则（）A.在时，金属棒受到安培力的大小为B.在t=t0时，金属棒中电流的大小为C.在时，金属棒受到安培力的方向竖直向上D.在t=3t0时，金属棒中电流的方向向右【答案】BC【解析】AB．由图可知，在0~2t0时间段内产生的感应电动势为根据闭合电路欧姆定律有时磁感应强度为，所以此时安培力为，故A错误，B正确；C．由图可知在时间内，磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大，根据楞次定律可知，回路中产生顺时针方向的电流，根据左手定则可知，金属棒受到的安培力方向竖直向上，故C正确；D．由图可知在3t0时，磁场方向垂直纸面向外，金属棒向下运动过程中，根据右手定则可知，金属棒中的感应电流方向向左，故D错误。故选BC。第Ⅱ卷（非选择题共57分）二、非选择题：本题共5小题，共57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的油酸溶液配制成体积为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________。（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）【答案】（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（2）62（3）【解析】（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）顺序颠倒了。（2）正方形小方格面积，通过计算发现小格子有62个，则油酸膜的面积是（3）题意可得一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积则油酸分子直径12.小组同学用如图所示装置测量当地重力加速度。（1）实验测得小球直径，测得摆线长，则单摆摆长______cm。（2）拉动小球，使摆线伸直且与竖直方向的夹角为（），无初速度的释放小球，小球经过______（选填“最高”或“最低”）点时开始计时，记录小球做了30次全振动用时，则单摆周期______s，由此可得当地重力加速度______（保留三位有效数字，）。（3）如果小组同学测得的重力加速度的值偏大，可能的原因是（）。（填正确答案前的标号）A.测摆线长时摆线拉得过紧B.实验中将31次全振动误记为30次C.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了【答案】（1）80（2）最低1.809.88（3）A【解析】（1）单摆摆长（2）[1]为了便于测量时间，实验中应在小球经过最低点时开始计时；[2]小球做了30次全振动用时，则单摆周期[3]根据单摆周期公式有解得（3）A．测摆线长时摆线拉得过紧，导致摆长测量值偏大，结合上述可知，重力加速度的测量值偏大，故A正确；B．实验中将31次全振动误记为30次，导致周期测量值偏大，结合上述可知，重力加速度的测量值偏小，故B错误；C．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，即摆长测量值偏小，结合上述可知，重力加速度的测量值偏小，故C错误。故选A。13.图甲为市面上常见的气压式升降椅，它通过汽缸的上下运动支配座椅升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与座椅固定连接，横截面积的柱状支架与底座固定连接，可自由移动的汽缸与支架之间封闭一定质量的理想气体。质量的工作人员坐在座椅上（两脚悬空离地），稳定后封闭气体柱长度，已知汽缸与座椅的总质量，大气压强，室内温度。工作人员坐在座椅上打开空调，室内气温缓慢降至，汽缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦，g取。（1）求降温过程座椅高度的变化量；（2）若降温过程封闭气体内能变化了1.4J，求气体吸收或放出的热量。【答案】（1）0.4cm（2）放出热量5J【解析】（1）汽缸内气体压强一定，由盖—吕萨克定律得即解得则可得降温过程座椅下降了0.4cm（2）人坐在座椅上，由平衡条件得气体温度下降，内能减小；外界对缸内气体所做的功即根据热力学第一定律代入数据得此过程气体放出热量为5J14.在现代科学研究的微观粒子探测实验中，常常需要精确控制带电粒子的运动轨迹以实现对其各种物理性质的研究。在这个特定的实验装置里，有一套用于控制电子运动的系统。如图所示，宽度的虚线框内有垂直纸面方向的匀强磁场，匀强磁场左右边界竖直。电子枪发出的电子（初速度可以忽略）经、之间的加速电场加速后以一定的速度水平射出并进入偏转磁场。速度方向改变53°角后从右边界离开磁场最终打在荧光屏上，已知加速电压为，电子的比荷，电子重力不计，，。（1）求磁感应强度的方向及大小；（2）求电子在磁场中运动的时间；（结果用科学计数法表示，保留2位有效数字）（3）若撤去磁场，在虚线框中加一沿竖直方向的匀强偏转电场，从右边界离开电场也可使电子偏转53°角最终打在荧光屏上，求所加电场的电场强度的大小。（用分数表示）【答案】（1），方向垂直纸面向外（2）（3）【解析】（1）电子带负电，根据左手定则可知磁感应强度的方向垂直纸面向外，电子在磁场中的轨迹如图所示根据洛伦兹力提供向心力由几何关系可得电子经过电场加速过程，根据动能定理可得联立解得（2）电子在磁场中运动的周期电子在磁场中运动时间为（3）电子在电