广东省华附、省实、广雅、深中四校2024年高二下学期期末联考物理试题+答案_2024-2025高二（7-7月题库）_2024年07月试卷

华附、省实、广雅、深中 2022级高二下学期四校联考 物 理 命题学校：广东广雅中学 本试卷分选择题和非选择题两部分，共8页，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校名、姓名、考号、座位号等相关信息填写 在答题卡指定区域内，并用2B铅笔填涂相关信息。 2.选择题每小题选出答案后，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；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的相应位置 上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求 作答的答案无效。 4.考生必须保持答题卡的整洁。 第一部分 选择题(共 46分) 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，只有一个选项 正确. 1.对下列四幅图涉及的相关物理知识的描述正确的是 A.图甲为布朗运动产生原因的示意图，颗粒越大，布朗运动越明显 B.从图乙可知当分子间的距离小于r₀时，分子间距变小，分子势能变大 C.图丙所示的液体表面层，分子之间只存在相互作用的引力 D.图丁中为第一类永动机的其中一种设计方案，其不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二 定律 2.在塑料瓶的侧面开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出.让激光透过瓶子水平射向小孔，如图 所示，激光将在水流内传播，关于这一现象描述正确的是 A.激光在水流内传播是因为激光在水流与空气的分界面发生了折射 B.激光在水中的传播速度大于其在空气中的传播速度 C.瓶中液体折射率越大，越容易实现激光在液体内传播 D.激光器距水瓶越近，越容易实现激光在水流内传播 第 1 页 共 8 页3. Am(镅)是一种半衰期长达 433 年的放射性金属，通过衰变释放射线而被用于烟雾探测器，其衰变 24 方 3 程为 在该烟雾探测器中装有大约0.3 微克的媚241，其释放的射线可以使 241 237 4 腔内空气 95电 𝐴𝐴 离𝑚𝑚， → 从93而 𝑁𝑁 在𝑝𝑝+ 探2𝐻𝐻 测𝑒𝑒腔 + 内 𝛾𝛾, 加有低压的电极间形成微小电流.一旦烟雾进入探测器，就会阻挡部 分射线而使电流减小引发警报.下列说法中正确的是 A. 是α粒子，有很强的贯穿本领 4 2𝐻𝐻𝑒𝑒 B.γ是光子，不具有能量 C. 0.3 微克的铝经过 866年剩余 的质量为 241 0.075 微克 95 𝐴𝐴𝑚𝑚 D. 媚241衰变过程要放出能量，故34Am的比结合能比 的大 237 4.根据图示，对下列四个实验相关描述，正确的是 93 𝑁𝑁𝑝𝑝 A.图甲“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来 代替整块硅钢铁芯，是为了增大涡流，提高变压器的效率 B.图乙“探究气体等温变化的规律”实验中，在活塞上涂润滑油只是为了减小摩擦力，便于气体 压强的测量 C.图丙“插针法测定玻璃的折射率”，若有多块平行玻璃砖可选，应选择宽度最小的玻璃砖 D.图丁“用单摆测重力加速度”实验中，若某同学直接把摆线长度当作摆长，用多组数据做出 图像，并根据图像得出g的测量值，该同学认为这样操作对g的测量值没有影响 𝑇𝑇² 5.飞机失−事𝐿𝐿后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在 30天内能以一定的频率自动发 出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置.如图甲是黑匣 子中电磁波发射电路中的LC 电磁振荡电路，图乙为电容器的电荷量q随时间t变化的图像，t=0 时刻电容器的M板带正电.下列关于 LC 电磁振荡电路的说法中正确的是 A.若减小电容器的电容，则发射的电磁波波长变长 B. 0~t₁时间内，线圈中的磁场方向向下 时间内，线圈的磁场能不断减小 𝐶𝐶.0∼𝑡𝑡₁ 时间内，电容器N板带正电，电容器正在 𝐷𝐷.𝑡𝑡₁ 充 ∼ 电 𝑡𝑡₂ 第 2 页 共 8 页6.最新研究成果表示氮原子被电离一个核外电子后，形成类氢结构的氦离子 He⁺，其能级跃迁遵循玻尔 原子结构理论，能级图如甲图所示.若大量处于 n=3能级的氦离子跃迁并释放光，用释放的所有光照 射光电管 K极，调节滑片 P使电流表示数恰好为零，如图乙.已知 K 极板的逸出功为 4.54eV，下列 说法正确的是 A.氦离子跃迁时，可以产生2种不同频率的光 B. 处于n =1能级的氦离子, 只要吸收13.6eV 的能量就 能发生电离 C.氦离子跃迁时，辐射出的光均可使光电管 K 极板发 生光电效应 D. 图乙中电压表的读数1.5V 7.钓鱼可以修身养性，颇受人们喜爱.如图甲为某鱼漂的示意图，鱼漂上部可视为圆柱体.当鱼漂受到扰 动后会上下振动，忽略水的阻力和水面波动影响，以竖直向下为正方向，某一时刻开始鱼漂的振动 图像如图乙所示，则鱼漂 A.在t₁时刻加速度为零 B.振动过程中机械能守恒 C. 在t₂时刻动量最小 D.在t₂到t₃过程所受到合外力的冲量方向竖直 向下 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.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分. 8.下列说法正确的是 A.图甲为一单摆做受迫振动的共振曲线(振幅 A与驱动力频率 f的关系)， 可知此 单摆的摆长约为1m 𝑔𝑔=10𝑚𝑚/𝑠𝑠², B.图乙所示的急救车疾驰而过时，听到其笛声的音调会变化，是由于多普勒效应引起声源频率 发生变化 C.图丙为工业上利用放射性同位素射线的穿透能力来检测金属板或塑料板的厚度 D.图丁为核反应堆的原理图，将镉棒插入深一些，可以加快链式反应的速度 第 3 页 共 8 页9.如图甲，战绳训练是当下一种火热的健身方式，健身员晃动战绳一端，使战绳的一端上下振动(可视 为简谐振动).如图乙所示是某次训练中t=0.2s时战绳的波形图，绳上质点 P 的振动图像如图丙所示.下 列说法正确的是 A.该波沿x轴正方向传播 B.若增大抖动的幅度，波速会增大 C. 从t=0.2s到t=0.6s, 质点 P 通过的路程为 300cm D. P 点的振动方程为 10.风能是可再生的清洁能源，储量大、分布广，在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源得 𝑦𝑦=50𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠5𝜋𝜋𝑡𝑡(𝑐𝑐𝑚𝑚) 到开发利用.如图为风力发电机的简化模型，风带动叶片转动，使叶片的转速为 n 转/秒，升速齿轮 箱的转速比为1：k，高速转轴使匝数为 N 的发电机线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电通 过理想变压器后向用户端的m盏灯泡供电，其中A灯为指示灯，A灯与用户端的灯泡相同，额定 电压均为 U，所有灯泡正常发光，已知匀强磁场的磁感应强度为 B，线圈电阻不计.下列说法正确 的是 A.用户端的交变电流的频率为 B.变压器原副线圈的匝数比为1：m 𝑘𝑘𝑠𝑠 C.发电机线圈的面积为 √2(𝑚𝑚+1)𝑈𝑈 D.若增多用户端的灯泡数𝑆𝑆量=， 2𝜋𝜋 且 𝜋𝜋𝜋𝜋 叶 𝜋𝜋𝜋𝜋 片的转速不变，则 A灯变亮(设灯泡不会被烧坏)，其余灯泡的 亮度变暗 第二部分 非选择题 (共 54分) 三、实验题：把答案填在答题卡对应横线上.本题共2题，共16分. 11. (8分)某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长.实验时，光源正常发光，调整仪器从目 镜中可以观察到干涉条纹. (1)该同学在测量相邻亮条纹的间距△x 时，并不是直接测量某相邻亮条纹的间距，而是先测量多个 亮条纹的间距再求出Δx.下列测量采用了类似方法的有 A. “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量 B. “探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量 C. “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量 (2)该同学转动手轮，使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第 1条亮纹，此时 手轮上的示数如图乙所示：然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐，记 下此时手轮上的示数，如图丙所示为 mm，求得相邻亮纹的间距△x为 mm(计算结果保留 三位有效数字). 第 4 页 共 8 页(3)若相邻亮条纹的间距为 Δx、单缝与屏的距离为 Δx，双缝与屏的距离为 L₂，单缝宽为 d₁，双 缝间距为d₂，则光的波长用上述部分物理量可表示为 (4)关于此实验，下面几种说法正确的是 𝜆𝜆 = . A.仅撤掉滤光片，光屏仍能观察到干涉图样 B.仅将单缝移近双缝，光屏上观察到的条纹数变少 C.单、双缝相平行，两缝与光屏上的条纹相垂直 D.仅撤掉双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的条纹 12.(8分)某物理兴趣小组欲利用压力传感器制作成“苹果自动分拣装置”. (1)已知某型号的压力传感器 RN，在不同压力下，其阻值约为十几千欧~几十千欧之间.为了精 确测量传感器在不同压力下的阻值，实验室提供了以下器材： 电源E(电动势为3V、内阻未知) 电流表A₁(量程250μA、内阻约为50Ω) 电流表 A₂(量程10mA、内阻约为5Ω) 电压表 V₁(量程3V、内阻约为3kΩ) 电压表 V₂(量程15V、内阻约为15kΩ) 滑动变阻器R₁(阻值0~10Ω、额定电流为2A) 滑动变阻器R₂(阻值0~1000Ω、额定电流为0.5A) ①为了尽可能提高测量的准确性，电流表应选 ，电压表应选 ，滑动变阻器应选 .(填写器材名称代号) ②选出最合理的实验电路 . 第 5 页 共 8 页(2)某物理兴趣小组通过多次实验测得传感器的阻值RN随压力 F变化的关系图像如图甲所示，并 利用该压力传感器设计了如图乙所示的“苹果自动分拣装置”.该装置能把大小不同的苹果，按 一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果.装置中托盘置于压力传感器， 上，托盘重力不 计，苹果经过托盘时对 RN 产生压力.初始状态衔铁水平，当 R₀两端电压( 时可激励放 𝑅𝑅𝑁𝑁 大电路使电磁铁工作，吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸 𝑈𝑈 ≥ 2𝑉𝑉 合状态.已知电源电动势 E=6V，内阻不计，重力加速度取 𝑔𝑔 = 10𝑚𝑚/𝑠𝑠². 若要将质量大于等于200g和质量小于200g的苹果分拣开，应将R₀的阻值调为 (保留 3位有效数字)，此时质量小于200g的苹果将通过 (选填“上通道”、“下通道”). 𝑘𝑘𝑘𝑘 四、计算题：本题共 3 题，共 38 分.按题目要求在答题卡的指定区域内作答，超出答题框的不给 分.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，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.(10 分)空气悬挂减震(气体弹簧)正在广泛应用于各类车辆悬挂减震，不断提升汽车乘坐舒适 性.某新型国产轿车上的气体弹簧减震装置简化结构如图所示.直立圆柱形密闭气缸导热良好， 缸内气体温度与环境温度保持一致，横截面积为 S 的活塞通过连杆与车轮轴连接.初始时气 缸内密闭一段长度为 L₀，压强为 p₁的理想气体.气缸与活塞间的摩擦忽略不计.某次汽车检测 时，车辆载重，相当于在气缸顶部加一个重物(图中未画出)，活塞固定不动，稳定时气缸下 降了0.5L₀.已知环境温度保持不变，重力加速度为g. (1)气缸下降过程中，缸内气体是吸热还是放热，请说明你的判 断依据. (2)求重物的质量. (3)为使气缸升到原位置，需向缸内充入与缸内气体温度相同、 压强为p₁、体积为多少的空气? (此过程气体温度保持不变) 第 6 页 北 9页14.(12分)2024年 5月 8日下午，我国第三艘航空母舰福建舰圆满完成为期 8天的首次航行试 验任务.福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，配置电磁阻拦装置，其原 理是在飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止.为研究问题的方便，我们将其简化为如图 所示的模型.在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ 固定在水平面内，相距为L、轨道端点MP间接有电阻R.一根长为L、质量为m、电阻为r 的导体棒ab垂直于 MN、PQ 静止放在轨道上，与轨道接触良好.质量为 M 的飞机着舰后立 即关闭动力系统，以水平速度 迅速钩住导体棒 ab，并立即与 ab 获得共同的速度，仅在 电磁作用力下很快停下来.不计其他电阻及摩擦阻力，求： 𝑣𝑣₀ (1)飞机钩住ab棒后获得的共同速度 的大小； (2)从飞机与ab棒共速到它们停下来的过程中，电阻R产生的焦耳热； 𝑣𝑣 (3)从飞机与ab棒共速到它们停下来的过程中，飞机运动的距离x. 第 7 页 共 8 页15.(16 分)某研究团队设计了一种粒子加速器的模型，如图甲所示.“加速装置”为一对平行金 属板，两极板间的电势差为 U；“循环部分”由 4 个圆形磁场区域组成(其磁感应强度大 小可调)；“测速装置”用于测量粒子是否达到预期速度.一束质量为 m、电荷量为 e 的负 电粒子流，通过“引入装置”无初速飘入加速装置，经加速装置加速 n次后从“引出装置” 引出，并保持速度大小不变从 AD 中点 O 进入一边长为L 的正方形匀强磁场(边界处无 磁场)，磁感应强度大小 (其中 k>0 且可调节、 如图丙所示，不 1 2𝑚𝑚𝑈𝑈 计粒子重力、粒子间的相𝐵𝐵互₁作=用𝑘𝑘𝐵𝐵力₀ 及碰撞，计算结果可以𝐵𝐵保0留=根𝐿𝐿�号.𝑒𝑒 ), (1)求粒子离开“引出装置”时的速度大小 . (2) “测速装置”是一个长、宽、高分别为 、、的长方体中空装置，如图乙所示，其中 𝑣𝑣₀ 上、下两面为导电板，前、后两面为绝缘板，左、右两面开放，两导电板间有磁感 𝑎𝑎 𝑑𝑑 𝑐𝑐 应强度为 、方向向里的匀强磁场.调节加在两导电板的电压，可以使粒子每次经 过“测速装置”时均做匀速直线运动.求粒子最后一次经过装置时，加在两导电板的电 𝐵𝐵₂ 压 (3)由于扰动，导致粒子流以发散角 POQ(在纸面内)从 O 点进入正方形匀强磁场(速度大 𝑈𝑈₁. 小相等)，如图丙所示，其中 若要求所有粒子均能从AB 边射 出(不含A、B点)，求k的取值范围. ∠𝑃𝑃𝑃𝑃𝐷𝐷 = ∠𝑄𝑄𝑃𝑃𝐴𝐴 = 30°. 第 8 页 共 8 页华附、省实、广雅、深中 2022级高二下学期四校联考 物理·参考答案及评分标准 一、二选择题(共46分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C C D D C D AC AD ACD 三、实验题(共16分) 11. (1) C (2分) (2) 11.652 2.28(每空1分) (2分) (4) AD(2分) 𝛥𝛥𝛥𝛥⋅𝑑𝑑2 12(. 3(1)) ①𝐿𝐿2A₁ V₁ R₁ (每空1分) ②D(1分) (2) 12.0(11.5~12.5均可) 上通道 (每空2分) 四、计算题 (共38分) 13. (10分) 解:(1)缸内气体温度不变,故△U=0;体积减小,故W>0. 由△U=W+Q, 可知Q<0, 故气体放热. (2分) (2) 设气缸下降0.5L₀后, 缸内气体压强为P₂ 对缸内气体，有 (2分) 1 𝑝𝑝1 解 𝑆𝑆𝐿𝐿 得0 = 𝑝𝑝22𝑆𝑆𝐿𝐿0 设大气压强为 p₀、气缸质量为m₀ 𝑝𝑝₂= 2𝑝𝑝₁ 未载重时，对气缸，有 (1分) 载重时，对气缸和重物，有 𝑚𝑚₀𝑔𝑔+𝑝𝑝₀𝑆𝑆 = 𝑝𝑝₁𝑆𝑆 (1分) 解得 (1分) 𝑚𝑚₀𝑔𝑔+𝑝𝑝₀𝑆𝑆+𝑚𝑚𝑔𝑔 = 𝑝𝑝₂𝑆𝑆 𝑝𝑝1𝑆𝑆 (3)设充入𝑚𝑚的=气 𝑔𝑔 体体积为 V，有 (2分) 解得 (1分) 𝑝𝑝₁(𝐿𝐿₀𝑆𝑆+𝑉𝑉)= 𝑝𝑝₂𝐿𝐿₀𝑆𝑆 14. (12分) 𝑉𝑉 =𝐿𝐿₀𝑆𝑆 解：(1)飞机迅速钩住导体棒ab的过程，系统动量守恒，有 (2分) 解得 (1分) 𝑀𝑀𝑣𝑣₀ = (𝑀𝑀+𝑚𝑚)𝑣𝑣 𝑀𝑀𝑣𝑣0 𝑣𝑣 = 𝑀𝑀+𝑚𝑚 (2)从飞机与ab棒共速到它们停下来的过程中，回路产生的总焦耳热为 (2分) 1 2 𝑄𝑄 = 2(𝑀𝑀+𝑚𝑚)𝑣𝑣 学科网（北京）股份有限公司设电阻R产生的焦耳热为QR，由 得 𝑄𝑄 = 𝐼𝐼²𝑅𝑅𝑡𝑡 (1分) 𝑄𝑄𝑅𝑅 𝑅𝑅 𝑄𝑄 =𝑅𝑅+𝑟𝑟 解得 (1分) 2 (𝑀𝑀𝑣𝑣0) 𝑅𝑅 𝑄𝑄𝑅𝑅 =2(𝑀𝑀+𝑚𝑚)(𝑅𝑅+𝑟𝑟) (3)从飞机与ab棒共速到它们停下来的过程中，由动量定理得 (2分) −𝐵𝐵𝐼𝐼𝐿𝐿̅ ⋅𝛥𝛥𝑡𝑡 = 0−(𝑀𝑀+𝑚𝑚)𝑣𝑣 对回路，有 (1分) 𝛥𝛥𝛥𝛥 𝐵𝐵𝐿𝐿𝛥𝛥 故𝐸𝐸� 感=应𝛥𝛥𝑡𝑡电=流𝛥𝛥平𝑡𝑡 均值为 (1分) 𝐸𝐸� 𝐼𝐼̅得= 𝑅𝑅+𝑟𝑟 𝐵𝐵𝐿𝐿𝛥𝛥 联立解𝐼𝐼得̅𝛥𝛥𝑡𝑡 =(𝑅𝑅+𝑟𝑟) (1分) 𝑀𝑀𝑣𝑣0(𝑅𝑅+𝑟𝑟) 2 2 15. (16分) 𝛥𝛥 = 𝜋𝜋 𝐿𝐿 解：(1)在粒子加速器中加速的全过程，有 (2分) 1 2 解𝑠𝑠得𝑒𝑒：𝑈𝑈 = 2𝑚𝑚𝑣𝑣0 −0 (2分) 2𝑠𝑠𝑒𝑒𝑈𝑈 (2)最后一 𝑣𝑣 次 0 = 经 � 过测𝑚𝑚速装置，有 (2分) 𝑈𝑈1 解𝑒𝑒得𝑣𝑣：0𝐵𝐵 2 = 𝑒𝑒 𝑐𝑐 (2分) 𝐵𝐵2𝑐𝑐 (3)设 k 的𝑈𝑈最1 =小𝑚𝑚值为√2𝑠𝑠k𝑒𝑒₁，𝑈𝑈𝑚𝑚此时磁场最小，只要满足沿 OP 方向 射入磁场的粒子，轨迹与 BC 边界相切(如图甲所示)， 则其它方向射入磁场的粒子均能从AB边界射出.轨迹与 BC 边界相切时，有 (1分) 𝑟𝑟₁+𝑟𝑟₁𝑐𝑐𝑐𝑐𝑠𝑠30 =𝐿𝐿 解得 𝑟𝑟1 =2�2−√3�𝐿𝐿 又 (1分) 2 𝑣𝑣0 解得𝑒𝑒𝑣𝑣 0𝑘𝑘1𝐵𝐵0=𝑚𝑚𝑟𝑟1 (1分) �2+√3�√𝑠𝑠 𝑘𝑘1 = 2 学科网（北京）股份有限公司设k的最大值为k₂，此时磁场最大，只要满足沿OQ 方向射入磁场的粒子，轨迹经过A点(如图乙所示)，则 其它方向射入磁场的粒子均能从AB边界射出. 轨迹经过 A点时，有 (1分) 𝐿𝐿 又 𝑟𝑟2 =2 (1分) 2 𝑣𝑣0 𝑒𝑒𝑣𝑣0𝑘𝑘2𝐵𝐵0=𝑚𝑚𝑟𝑟2 解得 (1分) 𝑘𝑘2 =2 𝑠𝑠 √ 综上所述，要求所有的粒子均从 AB 边射出磁场，k值应满足： (2分) �2+√3�√𝑠𝑠 2 <𝑘𝑘<2 √ 𝑠𝑠 学科网（北京）股份有限公司