广东省广州市执信中学2023-2024学年高二下学期期末物理试卷

这是一份广东省广州市执信中学2023-2024学年高二下学期期末物理试卷，共15页。试卷主要包含了 考生必须保持答题卡的整洁，1d，35m/s等内容，欢迎下载使用。
本试卷共6页，15 小题，满分100分。考试用时75 分钟。
注意事项:
1. 答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上。用 2B 铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上，并在答题卡相应位置上填涂考生号。
2. 作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动,用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3. 非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4. 考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
第一部分选择题(共46分)
一、单项选择题(共7题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1．科学家因在阿秒激光方面所做出的突出贡献获得2023年诺贝尔物理学奖。通过阿秒激光，可以像看电影的慢动作回放一样，观察电子在原子内部的运动。历史上，为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是（ ）
A．普朗克利用经典电磁理论，成功解释了图①的α粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型
B．图②表示的核反应属于重核裂变，裂变过程释放能量，裂变产生的子核的比结合能比铀235的比结合能小
C．③中向左偏转的是β粒子，向右偏转的是α粒子，不偏转的是γ粒子
D．锌的逸出功为3.34eV，用④中一群处于n＝4能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为9.41eV
2．汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。某一噪声信号的振动方程为，下列说法正确的是（ ）

A．抵消声波频率应为
B．抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等
C．抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等
D．汽车降噪过程应用的是声波的多普勒效应原理
3．对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（ ）
A．图甲中b光在玻璃球中的速度较大
B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面平整
D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化
4．医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．100个原子核在经过一个半衰期后，一定还剩50个
B．温度升高原子运动更剧烈，其半衰期将变小
C．原子与反应后生成的氧化物将不再具有放射性
D．的半衰期为115.1d
5．如图甲所示的充电器正在给手机充电。乙图是充电器的简化原理图，理想变压器原、副线圈匝数之比为55:2，原线圈接220V交流电，副线圈通过理想二极管连接手机。下列说法正确的是（ ）
A．通过手机的电流为直流电B．手机两端的电压为8V
C．副线圈的电流为8AD．拔掉手机，充电线两端电压为零
6．如图，A和B两单色光，以适当的角度向半圆形玻璃砖射入，出射光线都从圆心O沿OC方向射出，且这两种光照射同种金属，都能发生光电效应。那么在光电效应实验中（如图所示），调节这两束光的光强并分别照射相同的光电管。使实验中这两束光都能在单位时间内产生相同数量的光电子，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以A、B表示，则下列4图中可能正确的是哪些？（ ）
A．B．
C．D．
7．如图甲所示的漏斗在做简谐运动的同时，小付同学将下方的薄木板沿箭头方向匀加速拉出，漏斗3s内漏出的细沙在板上形成的曲线如图乙所示，当地重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．该沙摆的周期为3s
B．该沙摆的摆长约为2m
C．薄木板的加速度大小为
D．当图乙中的B点通过沙摆正下方时，薄木板的速度大小为0.35m/s
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分,在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分)
8．有一种在超市中常见的“强力吸盘挂钩”如图甲所示，图乙、图丙是其工作原理示意图。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图乙），然后把锁扣扳下（如图丙），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，使吸盘牢牢地被固定在墙壁上，若吸盘内气体可视为理想气体，且温度始终保持不变。则在把锁扣扳下的过程中（ ）

A．吸盘内气体要吸收热量B．吸盘内气体的密度增大
C．吸盘内气体内能增大D．吸盘内气体压强减小
9．据工信部2024年3月25日发布的数据显示，截至今年2月末，中国5G基站总数达350.9万个，5G移动电话用户达8.51亿户，占移动电话用户的48.8%。5G无线信号是由LC振荡电路产生的，该电路某时刻的工作状态如图甲所示，其电流变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中磁场的方向向下
B．电容器两极板间电场强度正在变小
C．电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小
D．甲图的时刻应该对应乙图中的0至0.5s时间段内
10．人体暴露于强烈的中子辐射中会在血浆中产生，可以通过测量的数量来确定患者吸收的辐射剂量。具有放射性，某次研究其放射特性的实验中，将孤立原子静置于匀强磁场中，衰变后在磁场中形成两条圆周径迹，如图所示，忽略重力和粒子间电场力作用。下列说法中正确的是（ ）
A．小圆对应的粒子的运动方向为逆时针方向
B．发生了β衰变
C．小圆和大圆的轨道半径之比为
D．两条轨迹对应的粒子的质量之和等于衰变前的质量
第一部分非选择题(共54分)
三、实验题(请将答案写在卷的相应空格处，共17分。)
11．（10分）油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有纯油酸0.6mL。现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL。若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为25mm，试问：
（1）让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为 油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的 ．上图中油酸膜的面积为 m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是 m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m．（所有结果均保留两位有效数字）
（2）实验中最终得到的计算结果偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是 。
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
12．（7分）“利用单摆测重力加速度”的实验中：
（1）某同学尝试用DIS测量周期。如图所示，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端A接到数据采集器上。使单摆做小角度摆动，若测得连续N（N从“0”开始计数）个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为 （地磁场和磁传感器的影响可忽略）。
（2）由于器材所限，无法测量磁性小球的直径，对实验进行了如下调整：让单摆在不同摆线长度的情况下做简谐运动，测量其中两次实验时摆线的长度l1、l2和对应的周期T1、T2，通过计算也能得到重力加速度大小的测量值。请你写出该测量值的表达式 。无法测量磁性小球的直径对实验结果造成的系统误差是 (请填“偏大”、“偏小”或“没有影响”) 。
四、计算题(3小题，共 37分，解答应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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．（8分）一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点。当光束与竖直方向成角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。
14．（13分）如图甲为汽车中使用的氮气减振器，汽缸中充入氮气后，能有效减少车轮遇到冲击时产生的高频振动。它的结构简图如图乙所示，汽缸活塞截面积，活塞及支架质量，汽缸缸体导热性良好。现为了测量减震器的性能参数，将减震器竖直放置，充入氮气后密闭，活塞被卡环卡住，缸体内氮气处于气柱长度、压强的状态A，此时弹簧恰好处于原长。现用外力F向下压活塞，使其缓慢下降，气体达到状态B。从状态A到B过程气体放出热量。汽缸内的氮气可视为理想气体，不计摩擦和外界温度变化，大气压强取，弹簧劲度系数，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）状态A到B过程外界对气体做的功W；
（2）状态B气体的压强；
（3）气体处于状态B时外力大小F。
15．（16分）如图甲所示，弯折成90°角的两根足够长金属导轨平行放置，形成左右两导轨平面，左导轨平面与水平面成53°角，右导轨平面与水平面成37°角，两导轨相距，电阻不计。质量均为，电阻均为的金属杆、与导轨垂直接触形成闭合回路，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为，整个装置处于磁感应强度大小为，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。时刻开始，杆以初速度v沿右导轨平面下滑，时刻开始，对杆施加一垂直杆且平行右导轨平面向下的力F，使开始做匀加速直线运动。杆运动的图像如图乙所示（其中第1s、第3s内图线为直线）。若杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，g取，，。求：
（1）在第1s内杆受到的安培力的大小。
（2）杆的初速度。
（3）若第2s内力F所做的功为9J，求第2s内杆所产生的焦耳热。
参考答案：
1．D
【解析】A．卢瑟福以核式结构模型为依据，利用经典的电磁理论，成功的解释了图①的α粒子散射实验现象，提出了原子核式结构模型，故A不符合题意；
B．图②表示的核反应属于重核裂变，裂变过程释放能量，裂变产生的子核的比结合能比铀235的比结合能大，故B不符合题意；
C．根据左手定则，β粒子带负电，所受洛伦兹力向右，即向右偏转的是β粒子；α粒子带正电，所受洛伦兹力向左，即向左偏转的是α粒子；γ粒子不带电，不受洛伦兹力，即沿直线运动不偏转，故C不符合题意；
D．一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，释放光子的最大能量为
锌的逸出功为3.34eV，根据爱因斯坦光电效应方程，则逸出光电子的最大初动能为
故D符合题意。
故选D。
2．C
【解析】A．抵消声波频率应为
故A不符合题意；
BD．汽车降噪过程应用的是声波的叠加原理，频率需相同，故BD不符合题意；
C．波速由介质决定，抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等，故C符合题意；
故选C。
3．B
【解析】A．由图可得，b光的折射率大于a的折射率，根据
可得，b光在玻璃球中的传播速度较小，故A不符合题意；
B．由于条纹间距
可知只减小屏到挡板的距离L，相邻亮条纹间距离将减小，故B符合题意；
C．被检测件的上表面和样板件的下表面间的空气膜，形成一个空气劈，从空气劈上下表面反射的光线发生薄膜干涉，若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整，故C不符合题意；
D．自然光通过M后变成偏振光，若N的偏振方向与M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮；若N的偏振方向与M的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当M和N发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化，故D不符合题意。
故选B。
4．D
【解析】A．半衰期对大量原子核有统计意义，对少量原子核无法计算具体数量，故A不符合题意；
B．半衰期是原子核自身的性质，与外界物理因素无关，故B不符合题意；
C．原子与反应后生成的氧化物中核仍有放射线，故C不符合题意；
D．根据
代入图中数据可得
解得
故D符合题意。
故选D。
5．A
【解析】A．因二极管具有单向导电性，所以通过手机的电流为直流电，故A符合题意；
B．根据可得，副线圈输出电压为
经过二极管后，根据有效值定义可得
解得手机两端的电压为
故B不符合题意；
C．手机的电阻未知，根据题给条件无法求出副线圈的电流，故C不符合题意；
D．拔掉手机，充电线两端电压不为零，故D不符合题意。
故选A。
6．D
【解析】由光路的可逆性可知，单色光A的偏转程度较大，其折射率较大，频率较高，由
又
联立，解得
可知单色光A的遏制电压较大，根据
可知二者的饱和光电流相等。
如果所加的电压U=0，两束光在单位时间内产生相同数量的光电子，则相同时间到达阳极的光电子的数量相等，光电流相等。
故选D。
7．C
【解析】A．由题图乙知，该沙摆的周期为2s，选项A不符合题意；
B．沙摆的周期
解得
选项B不符合题意；
C．由题图乙中数据可知，木板在连续且相等的时间段内的位移差
解得
选项C符合题意；
D．匀变速直线运动在一段时间间隔的中间时刻的瞬时速度，等于这段时间内的平均速度，所以有
选项D不符合题意。
故选C。
8．AD
【解析】C．由于气体温度不变，所以气体内能不变，故C不符合题意；
A．吸盘内气体体积增大，气体对外做功
气体内能不变
根据热力学第一定律
可知
吸盘内气体要吸收热量，故A符合题意；
B．吸盘内气体分子数不变，而气体体积变大，则吸盘内气体分子的密度减小，故B不符合题意；
D．吸盘内气体温度不变而体积变大，由玻意耳定律
可知，吸盘内气体压强减小，故D符合题意。
故选AD。
9．AC
【解析】A．由甲图的电流方向可知该过程为充电过程，线圈中的电流越来越小，根据楞次定律可知感应电流与原电流方向相同，感应电流的磁场方向为向下，故A符合题意；
B．电容器正在充电，两极板电荷量在增多，极板间电场强度正在变大，故B不符合题意；
C．电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小，电容器的电场能在增大，故C符合题意；
D．甲图的时刻应该对应乙图中的0.5s至1s时间段内，故D不符合题意。
故选AC。
10．ABC
【解析】AB．由于衰变过程中动量守恒，因此衰变后的两部分物质速度方向相反，在磁场中运动的轨迹相切于一点，由洛伦兹力充当向心力有
可得
可知，电荷量越大，其运动时的轨迹半径越小，由此可知小圆对应的粒子所带电荷量更大，且其所带电荷为正电荷，根据左手定则可知，小圆对应的粒子的运动方向为逆时针方向，而根据左手定则结合轨迹可知，大圆对应的粒子带负电，则可确定该衰变为衰变，故AB符合题意；
C．根据以上分析，写出其衰变方程为
产生的新核与粒子的电荷量之比为，而根据
可知，粒子运动的轨迹半径之比等于其所带电荷量的反比，由此可知，小圆和大圆的轨道半径之比为，故C符合题意；
D．衰变过程中始终遵循质量数守恒和电荷数守恒，但在衰变过程中有能量释放，根据爱因斯坦的质能方程可知，衰败后两条轨迹对应的粒子的质量之和小于衰变前的质量，故D不符合题意。
故选ABC。
11． 单分子 直径 3.4×10-2 1.2×10-11 3.5×10-10 ACD
【解析】（1）这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。
油膜面积约占55小格，面积约为
一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为
油酸分子的直径约等于油膜的厚度
（2）由
可知，测量结果偏大有两个原因，一是体积比正常值偏大，二是面积比正常值偏小，故ACD正确，B错误。
故选ACD。
12． 没有影响
【解析】（1）根据题意可知，小球经过两次最低点为一个周期，则小球运动的周期为
（2）设小球的半径为，根据单摆的周期公式可得
根据题意有
，
联立解得
根据
g的值是根据两次摆长之差求得，无法测量磁性小球的直径不会影响 g的测量值。
13．，
【解析】当入射角达到45时，恰好到达临界角C，根据
可得液体的折射率
由于
可知激光在液体中的传播速度
14．（1）；（2）；（3）
【解析】（1）汽缸缸体导热性良好，可知从状态A到状态B，气体发生等温变化，气体内能不变，根据热力学第一定律可得
解得外界对气体做的功为
（2）汽缸缸体导热性良好，可知从状态A到状态B，气体发生等温变化，则有
解得状态B气体的压强为
（3）活塞和支架处于平衡状态，则有
代入数据解得
15．（1）0.2N；（2）1m/s；（3）3J
【解析】（1）杆沿右侧导轨下滑，根据右手定则可知，杆中感应电流由到，则杆中电流由到，根据左手定则可知，杆受到的安培力垂直于左侧导轨平面向下
根据题图乙可知，杆在第内的加速度
对杆受力分析，根据牛顿第二定律，有
解得
（2）第内，杆受到的安培力，由（1）中数据可知回路中电流
对杆，感应电动势
根据法拉第电磁感应定律有
解得杆的初速度
（3）根据题图乙可知，杆在第内做匀减速运动，加速度
对杆受力分析，根据牛顿第二定律，有
解得安培力
由
可得
时杆的速度
第内杆做匀加速运动，杆的位移
对杆，根据动能定理，有
解得安培力做功
回路中产生的焦耳热
解得第内杆所产生的焦耳热