2024-2025学年广东省深圳市高二下学期7月期末考试物理试题 (解析版)

高级中学名校试卷PAGE2025学年广东省深圳市高二下学期7月期末物理试题1.人造太阳利用氘核与氚核聚变反应释放能量，聚变资源储量丰富，主要产物清洁安全，被称为“人类未来的理想能源”。氘核与氚核在高温高压环境下反应，生成氦核和一个中子 12A.该反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒B.因发生质量亏损，故反应后质量数小于反应前C.氦核的比结合能小于氚核的比结合能D.该反应属于重核裂变，需吸收能量才能发生【答案】A【解析】氘核与氚核聚变反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，A正确；因发生质量亏损，导致反应后质量小于反应前质量，质量数仍然守恒，B错误；该反应放出能量，生成物的比结合能大于反应物的比结合能，所以氦核的比结合能大于氚核的比结合能，C错误；该反应属于轻核聚变反应，需高温高压下才能发生，D错误。故选A。2.动能相同的氘核( 12H)与氚核( A.周期之比为1:1 B.速率之比为3:2

C.半径之比为2:3 D.【答案】C【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qvB=mv2r，周期T=2πrv，联立解得T=2πmqB，可知T氘T氚=m氘q氚m氚q氘=23，A错误；根据Ek=12m3.在打开香槟瓶塞的瞬间，瓶中的气体向外喷出，瓶口附近出现一团“白雾”，这一现象瞬间吸引了小明的注意，让他不禁好奇这背后的物理原理。关于香槟瓶被打开的瞬间瓶口附近突然出现一团“白雾”的现象，下列说法正确的是(  )A.这是瓶内香槟的扩散现象B.瓶内气体温度升高，蒸发加剧形成的蒸汽C.瓶内气体对外做功，内能减小，水蒸气凝结为小水珠D.瓶内气体对外做功等于从周围环境吸收的热量【答案】C【解析】瓶口的“白雾”是瓶内气体液化形成的小水珠，AB错误；瓶内气体在开瓶瞬间膨胀，来不及发生热交换，是近似的绝热过程。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，绝热膨胀过程Q≈0，气体对外做功，即W<0，解得ΔU<0，故内能减小，温度降低，C正确；D错误。故选4.开香槟的过程中，瓶中的气体的体积V与温度T的关系如图所示，已知A、B状态的气体压强分别为pA和pB(气体可视作理想气体)A.pA>pB B.pAV【答案】B【解析】开瓶过程气体体积增大，压强减小，温度降低，故V-T图像中，B状态为开瓶前，A状态为开瓶后，可知pA<pB，A错误；由理想气体状态方程pVT=C，且TA<TB，故pAVA光的行为曾令物理学家感到困惑。玻尔原子结构理论及光电效应实验，引发了具有深远意义的物理学革命。5.光的行为曾令物理学家感到困惑。玻尔原子结构理论及光电效应实验，引发了具有深远意义的物理学革命。根据玻尔原子结构理论，氦离子(He+)的能级结构如图所示。当He+从n=4能级向n=2能级发生跃迁时，发出的光子恰好能够使某金属发生光电效应。大量处于n=5A.4种 B.6种 C.8种 D.12种【答案】B【解析】根据玻尔理论的跃迁条件可知He+从n=4能级向n=2能级发生跃迁放出的光子能量为13.6eV−3.4eV=10.2eV，根据光电效应方程Ek=hν-W0可知若要使金属发生光电效应，光子能量需大于该能量。大量处于n=5激发态的氦离子向低能级跃迁时辐射的光子中，能量大于10.2eV的有n=5到n=1，n=4到n=1，n=3到n=1，n=2到n=1，n=5到n=2，n=4到n=26.光电倍增管是利用光电效应将微弱光信号转换为电信号的器件。如图所示，光照射光阴极时发射光电子，光电子经过打拿极间的电压U加速后在下一级打拿极激发出更多电子。经多级倍增后形成可检测的电流。已知光阴极材料的逸出功为W0，入射光频率为v，元电荷为e，普朗克常量为h，若忽略电子间的相互作用，下列说法正确的是(  )A.仅增大入射光频率，则检测到的电流将增大B.入射光频率低于截止频率，仍能产生光电流C.电子到达第一个打拿极时的动能一定等于hv−W0+eUD.光电子从光阴极表面逸出时的最大初动能为hν−W0【答案】D【解析】光电效应检测到的电流大小取决于单位时间内到达阳极A的光子数，与频率无直接关系，A错误；根据发生光电效应的条件可知入射光频率低于截止频率将不会发生光电效应，不能产生光电流，B错误；根据光电效应方程，光电子从光阴极表面逸出时的最大初动能Ekm=hν-W0，电子到达第一个打拿极时的动能小于或等于hv-W0+eU7.在学科节活动中展示的“激光传音”装置如图所示。将激光器通过数据线与音乐播放器相连，激光器根据音乐的节奏发射激光，激光照射在光电管阴极K上产生光电子，光电子经电场加速形成光电流，光电流经过放大电路放大并驱动扬声器工作。以下关于该装置说法中正确的是(  )A.图中a端连接的是电源的正极 B.扬声器发出声音的频率等于激光的频率

C.声音频率大于光电管截止频率才能工作 D.变阻器滑片向右移动输出声音一定增大【答案】A【解析】由电路图和题意分析装置原理可知，若要有效利用光照强弱控制光电流大小，光电管需要加正向电压，a端连接的是电源的正极，使光电流接近或达到饱和电流效果最好，A正确；根据光电效应方程Ek=hν-W0可知激光的频率只会影响光电子的最大初动能，不会影响电流，故发出的声音频率与激光的频率无关，B错误；根据光电效应实验规律可知激光的频率大于截止频率才能工作，C错误；变阻器向右移动可增大正向电压，但如果电流已达饱和，则电流也不会增大，8.电磁原理正持续推动着各领域的技术革新。从微观层面的量子材料研究，到日常生活中的音乐设备音频信号转换，再到医疗领域的血流监测，其应用场景已深度渗透至科研、民生与医疗等多元维度。(1)科研团队在极端条件(近绝对零度，磁场为地磁10万倍)下研究量子材料。此时需考虑导线形状对安培力的影响。如图所示，一个半径为R的300°圆弧形超导线通有逆时针方向电流I，超导线置于磁感应强度为B的匀强磁场中，超导线所在平面与磁场方向垂直，若超导线中非常小的一段Δl受到的安培力为ΔF，整段超导线受到安培力为F，下列说法正确的有(  )A.F=BIRB.F=C.ΔF方向指向圆弧的圆心D.ΔF方向始终与F方向相同(2)电吉他的“声电转化”原理如图所示，金属琴弦被磁体磁化，通过琴弦振动，使线圈中产生感应电流。某次拨动琴弦后，琴弦振动频率为f，方向与纸面垂直，振幅逐渐减小。已知单匝线圈的感应电动势最大值为E0，线圈匝数为N。下列说法正确的有(  )A.产生感应电流频率为fB.感应电动势的有效值为2C.线圈的磁通量达到最大时，感应电流也达到最大D.琴弦靠近线圈时，线圈中的感应电流方向从c到d【答案】(1)AC(2)AD【解析】(1)计算非直导线安培力时应使用首尾相连的有效长度，即F=BIR，A正确；B错误；由左手定则可判断，非常小一段电流元Δl的安培力指向圆心，F为整段导线所受安培力的合力，二者方向不会始终相同，C正确；D错误。故选AC。(2)根据交流电的特性，振动频率与感应电流频率相同，且磁通量最大时，磁通变化率最小，A正确；C错误；由于题目并没有说明产生的电流是正(余)弦式交流电，加上题干说明电流逐渐减弱，每匝线圈距离磁体远近不同，产生的交变电流强弱也不同，因此计算有效值时不能直接用正弦交变电流有效值与最大值的关系式，B错误；琴弦靠近线圈时，线圈向右的磁通量增大，根据楞次定律结论“增反减同”可知，电流从c到d，D正确。故选AD。9.电磁血流量计可利用血管中存在的大量带电离子测量血流量Q(单位时间流过血管横截面的血液体积)。仪器提供大小恒定足够宽的匀强磁场B，方向垂直血管直径ab以及血液流速v，如图所示。血管直径为d，测得a、b间的电压为U。已知血管横截面均可视作标准圆，忽略重力影响，下列说法正确的有(  )A.a点比b点电势高B.血液的流速v=C.若血液中带电离子浓度变大，其他条件不变，电压U变大D.Q相同时，血管横截面积堵塞20%，则电压U为原来的1.25倍【答案】AB【解析】根据磁场方向结合左手定则，血液流动时，正离子向上流动，负离子向下流动，a点比b点电势高，A正确；流速稳定时，血液中离子处于平衡状态，所受电场力与洛伦兹力平衡，即qvB=qUd，解得v=UBd，B正确；由B分析可得U=Bvd，可知电压U与带电离子浓度无关，C错误；根据血流量表达式Q=Vt=Svtt=Sv，Q相同时，血管堵塞20%，即横截面积减小为原来的0.8倍，则血液的流速v变为原来的54倍，d减小为原来的25510.某实验小组用可拆变压器做“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”的实验。(1)保持输入电压以及原线圈的匝数不变，改变副线圈匝数，研究输出电压跟原副线圈匝数比的关系，该过程主要运用的科学方法是                  ；(2)以下给出的器材中，本实验可能需要用到的有                  (填选项前的字母)A.电池B.学生电源C.直流电压表D.多用电表(3)为研究变压器横梁的作用，把没有安装横梁跟安装了横梁的变压器进行对比实验，结果如下表所示。请根据实验结果分析横梁在其中起到的作用：                  。n1n2UU没有横梁1002004.00V4.68V装上横梁1002004.00V7.99V【答案】(1)控制变量法；(2)BD(3)变压器横梁用于形成闭合磁路，减少漏磁和磁阻，从而尽可能准确得出变压器线圈两端的电压与匝数的关系。【解析】(1)根据实验原理可知，保持输入电压以及原线圈的匝数不变，改变副线圈匝数，研究输出电压跟原副线圈匝数比的关系，该过程主要运用的科学方法是控制变量法。(2)根据变压器工作原理是互感，可知本实验原线圈需要连接低压交流电源，所以需要学生电源；需要用交流电压表测量副线圈的输出电压，所以需要多用电表(交流电压挡)。故选BD。(3)根据没有安装横梁跟安装了横梁的变压器进行对比实验数据可知，变压器横梁用于形成闭合磁路，减少漏磁和磁阻，从而尽可能准确得出变压器线圈两端的电压与匝数的关系。11.某物理实验小组用图乙所示的实验装置探究温度不变的情况下气体的体积与压强的关系。装置主要由带刻度的玻璃圆筒、活塞、托盘和砝码组成。用天平测量活塞的质量m1，砝码盘的质量为m2，以及单个砝码的质量m0。查阅当地重力加速度g(1)用游标卡尺测量圆筒的内径，如图甲所示，则其内径为D=                  cm。(2)把活塞插入圆筒，在圆筒中封闭一定质量空气，并在活塞上端安装砝码盘，待气体状态稳定后，读取气体的体积V0=                  mL(如图乙所示)，计算此时气体的压强p。在砝码盘上增加砝码，记录气体相应的体积及压强。当砝码盘中有n个砝码时圆筒内气体的压强pn=                  (3)根据实验数据绘制出V-1p图像如图丙。图中气体体积为V1、V2时对应的温度分别为T1、T2，则可以判断T1                  T2(选填“>”、“<”或A.操作时长时间用手紧握玻璃圆筒；B.为防止气体与外界进行热交换采用绝热材料包裹玻璃圆筒；C.在活塞上涂上润滑油，保持玻璃圆筒的气密性良好。【答案】(1)5.090；(2)52.5，p0+4(nm0【解析】(1)甲图中，20分度的游标卡尺，精确度为0.05mm，则其内径为D=50(2)乙图中，待气体状态稳定后，读取气体的体积V0=52.5ml，活塞处于平衡状态,根据平衡条件，有pn(3)根据理想气体状态方程pVT=C，变形得pV=CT，可知pV乘积越大温度越高，结合丙图可知T1<T2。用手握住圆筒会使圆筒温度升高，符合题意，A正确；使用绝热材料，增加砝码时压缩气体，对气体做功，根据热力学第一定律ΔU=Q+W12.用于精准调控气体的状态的AI智能气室系统示意图如图所示。气缸A和B通过带有智能阀门的细管连通，气缸A内有一定质量的理想气体，气缸B带有轻质活塞，活塞右侧与大气连通。初始时，阀门关闭，活塞静置于气缸B最左端，气缸A中气体压强为10p0，温度为27℃，体积为1.0L。现通过AI系统控制阀门，使气体通过阀门并推动活塞缓慢向右移动，直至气室内气体与大气平衡，此时锁定活塞。整个过程中气体体积增大了ΔV=8.0L，气体吸收热量Q0(1)活塞被锁定时，气室内气体的温度；(2)活塞被锁定后，气室内的智能温控装置将气体温度恢复27℃，气体吸收的热量。【答案】(1)T=270K；(2)【解析】(1)取气缸A中气体为研究对象，根据理想气体状态方程10其中V1=1.0L，解得T=270(2)气体的体积增大ΔV的过程中，由于轻质活塞缓慢移动，处于动态平衡状态，因此外界对气体做的功设气体从外界吸收了热量Q0，根据热力学第一定律可得温控装置对气体加热过程体积不变，外界不对气体做功，即W温度恢复到初始温度，由于内能只与温度有关，因此Δ根据热力学第一定律可得Δ可知吸收的热量Q13.某粒子控制装置的示意图如图甲所示，在Oxy平面内存在垂直平面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场以及竖直方向的交变电场，电场强度E与t的关系如图乙所示，其中竖直向上为正方向，E0和T0均未知。一质量为m、电荷量为q的带电粒子在t=0时，从O点沿x轴正方向水平入射，在012T0(1)带电粒子电性以及E0的大小；(2)带电粒子的入射速度v0以及交变电场周期T0的大小；【答案】(1)带电粒子带正电；E0(2)v0=2mgqB；T0=4nπmqB，其中【解析】(1)由题意可知，在01解得E0(2)由乙图可知，在12T解得v根据左手定则可知，在012T0时间内，带电粒子必须做完整的圆周运动，即12T0=nT洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，可得q又T=联立，解得T0=4nπmqB，其中n=1