第=page11頁，共=sectionpages11頁2024-2025學(xué)年天津市南開區(qū)高二（下）期末物理試卷一、單選題：本大題共8小題，共32分。1.關(guān)于下列四幅圖所涉及的物理知識的論述正確的是(

)

A.甲圖中，水中射水魚看到的小昆蟲在昆蟲實際位置的下方

B.乙圖中，M、N是偏振片，P是光屏，固定偏振片M，緩慢轉(zhuǎn)動偏振片N時，光屏P上光的亮度發(fā)生變化，此現(xiàn)象說明光是縱波

C.丙圖中，彩色的肥皂泡是光的折射現(xiàn)象

D.丁圖中，“泊松亮斑”是光的衍射現(xiàn)象2.核電站利用核反應(yīng)堆工作時放能使水汽化以推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。核反應(yīng)堆中的“燃料”是??92235U，某次的核反應(yīng)方程為?92235U+01n→a90Sr+54A.a=28

B.b=145

C.鈾??92235U的結(jié)合能比產(chǎn)物鍶(Sr)的結(jié)合能大

3.一彈簧振子沿水平方向振動，某時刻開始計時，其位移x隨時間t變化的圖像如圖所示，下列說法正確的是(

)

A.t=2s時振幅為零

B.t=1s和t=3s時，振子所受的回復(fù)力相同

C.在3s～5s內(nèi)，振子速度先減小后增大

D.任意4s內(nèi)振子通過的路程為20cm4.如圖甲所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢在一個周期內(nèi)的圖像如圖乙所示，下列說法正確的是(

)A.t=0.01s時，金屬線框處于中性面位置

B.t=0.005s時穿過線框的磁通量最大

C.交變電流在1s內(nèi)方向變化30次

D.t=0.02s時，穿過金屬線框的磁通量變化率最大5.如圖(a)所示，倒掛的“彩虹”被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里隨機旋轉(zhuǎn)的大量六角片狀冰晶(直六棱柱)折射形成的。若一束白光從冰晶的上頂面進入后，經(jīng)折射從側(cè)面射出，如圖(b)所示。下列說法正確的是(

)

A.各色光從空氣進入冰晶后波長均不變

B.在冰晶中紅光和紫光的傳播速度相同

C.白光經(jīng)折射從側(cè)面射出后，紅光在紫光下方

D.當(dāng)入射角α減小，在側(cè)面最先發(fā)生全反射的是紫光6.光刻機是生產(chǎn)芯片的核心設(shè)備，目前世界上生產(chǎn)的光刻機主要利用紫外線作為光源。紫外線的光子能量范圍為3.1eV～124eV，現(xiàn)有一群處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時向外輻射光子，氫原子的能級圖如圖所示。下列說法正確的是(

)

A.最多可輻射出2種不同頻率的光子

B.輻射的光子中有2種不同頻率的紫外線

C.從n=3能級躍遷到n=1能級輻射的光子頻率最低

D.氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，電子的動能減小，原子的電勢能增加7.如圖甲所示，用三種單色光分別照射同一個光電管，得到三種光照射時光電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示，則(

)

A.三種光中頻率最大的是a光。

B.照射同一金屬b光產(chǎn)生的光電子最大初動能最大

C.用同一雙縫干涉裝置做實驗，c光相鄰亮條紋中心間距最小

D.若b光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光照射該金屬也一定發(fā)生光電效應(yīng)8.中國發(fā)布的“雙碳戰(zhàn)略”，計劃到2030年實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和。電力作為遠程輸送能量的載體，輸送清潔電能是實現(xiàn)碳中和的重要途徑之一。有一小型水電站發(fā)電機的輸出功率為50kW，發(fā)電機的輸出電壓為250V，通過升壓變壓器將電壓升為10kV后向遠處輸電，輸電線的總電阻R為10Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V，兩變壓器均視為理想變壓器。下列說法正確的是(

)

A.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶4

B.輸電線上損失的功率為50W

C.降壓變壓器原、副線圈中的電流之比為22∶995

D.若僅用戶端并聯(lián)更多的燈泡，用戶端的電壓仍為220V二、多選題：本大題共4小題，共20分。9.生活中有很多情景都屬于振動和波的現(xiàn)象，下列關(guān)于四種情景中的說法正確的是(

)

A.甲圖中火車鳴笛通過站臺邊站著的工作人員時，工作人員聽到的笛聲音調(diào)先變高后變低

B.乙圖中如果孔的大小不變，使波源的頻率增大，能觀察到更明顯的衍射現(xiàn)象

C.丙圖中手掌摩擦龍洗盆盆耳使得水花飛濺，是因為摩擦力較大

D.丁圖為干涉型消聲器的結(jié)構(gòu)示意圖，同一聲波通過上下兩通道后相遇的路程差應(yīng)為該聲波半波長的奇數(shù)倍10.如圖是通過變壓器降壓給用戶供電的示意圖。變壓器輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負載變化時輸入電壓不會有大的波動，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用R0表示，若開關(guān)S閉合，相當(dāng)于接入電路中工作的用電器增加。如果變壓器上的能量損失可以忽略，則閉合開關(guān)S，下列說法正確的是(

)A.電壓表V1、V2示數(shù)均不變

B.電流表A1、A2示數(shù)均增大

C.原線圈輸入功率減小

D.電阻R1和R211.某同學(xué)從商場購買了一個質(zhì)量分布均勻的透明“水晶球”。該同學(xué)先測出了“水晶球”的直徑為15cm，并標(biāo)記了其中一條水平直徑對應(yīng)的兩端點A、B。該同學(xué)用激光沿平行直徑AOB方向照射“水晶球”，發(fā)現(xiàn)當(dāng)激光射到“水晶球”上的C點且入射角i=60°時，激光在球內(nèi)經(jīng)過一次反射后恰能從D點再次平行直徑AOB從“水晶球”射出。已知光在真空中的傳播速度為3×108m/s。下列說法正確的是(

)

A.該“水晶球”的折射率為3

B.光線射入“水晶球”時的折射角為45°

C.光從C點射入到從D點射出，光在“水晶球”中的傳播時間為1.5×10?9s

12.水袖是中國古典舞中用于情感表達和抒發(fā)的常用技巧，舞者的手有規(guī)律的振動傳導(dǎo)至袖子上，給人營造出一種“行云流水”的美感。某次表演過程中，舞者抖動水袖形成一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，P、Q是平衡位置x=0和x=3m的兩質(zhì)點，t=0時刻形成的波形圖如圖所示，t=4s時Q點恰好到達波峰。下列說法正確的是(

)

A.t=0時刻P點沿y軸負方向振動

B.該波的最小波速為2.5m/s

C.若周期T=16s，則t=14s時質(zhì)點P位于波峰

D.這列波2s內(nèi)傳播的距離可能為5m三、實驗題：本大題共2小題，共10分。13.“用單擺測定重力加速度”的實驗裝置如圖1所示。(1)如圖2所示，已知懸點對齊刻度尺的零刻度，測得的擺長L=_____cm；用秒表記錄的時間如圖3所示，則秒表的示數(shù)為t=_____s。(2)選用合適的器材組裝成單擺后，主要步驟如下：①將單擺上端固定在鐵架臺上。②測得單擺擺長L。③記錄小球完成n次全振動所用的總時間t。④根據(jù)單擺周期公式計算重力加速度g的大小。則重力加速度測量值表達式g=_____(用L、n、t表示)。(3)實驗中若采用圖像法計算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，三位同學(xué)作出的T2—L圖線分別如圖4中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點，圖線b對應(yīng)的A.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長LB.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次C.圖線c對應(yīng)的g值小于圖線b對應(yīng)的g值14.用如圖所示雙縫干涉實驗裝置來測量某單色光的波長(1)在組裝儀器時單縫和雙縫應(yīng)相互______(選填“垂直”或“平行”)放置。(2)該實驗需測量的“相鄰條紋間距Δx”應(yīng)為_______圖中所示。A.

B．C.

D．(3)已知雙縫間距d=2.4×10?4m，雙縫到屏的距離L=0.7m，將測量頭的分劃板中心刻線與某一亮條紋的中心對齊，其示數(shù)分別如圖所示。則第1條時讀數(shù)為______mm，測得兩相鄰亮條紋間距離Δx=______mm，由以上數(shù)據(jù)可求得該光的波長為______m。(后兩空保留(4)為使條紋間距增大，在保持其他條件不變的前提下，以下操作可行的是_______A.僅增大雙縫到光屏的距離B.僅增大單縫與雙縫間的距離C.僅增大雙縫間距D.僅將紅色濾光片換成藍色濾光片四、計算題：本大題共3小題，共38分。15.如圖所示，半徑為R的光滑半圓軌道AB與光滑水平軌道BC相切于B點，質(zhì)量分別為m和2m的小球M、N之間壓縮一輕彈簧并鎖定(彈簧與兩小球均不拴連)。某時刻解除彈簧的鎖定，兩小球被彈開，小球M離開彈簧后恰好能沿半圓軌道通過最高點A，重力加速度為g。求：

(1)離開彈簧時小球M的速度大小vM(2)彈簧鎖定時所具有的彈性勢能Ep。16.一個小型應(yīng)急交流發(fā)電機，內(nèi)部為N=50匝、面積S=0.04m2的正方形線圈，線圈內(nèi)阻r=2Ω，線圈在磁感應(yīng)強度B=0.1T的勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動。發(fā)電機給一電阻R=8Ω的白熾燈供電，線路中其它電阻不計，若發(fā)電機轉(zhuǎn)動的角速度ω=100rad/s(1)從圖中位置開始計時，交流發(fā)電機的電動勢瞬時值e的表達式；(2)白熾燈10s產(chǎn)生的焦耳熱Q；(3)從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過90°的過程通過白熾燈的電荷量q。17.離子注入是芯片制造中的一道重要工序，簡化的注入過程原理如圖所示。靜止于A處的離子，經(jīng)電壓為U的電場加速后，沿圖中半徑為R的圓弧虛線通過磁分析器，然后從M點垂直CD進入矩形CDQS有界勻強電場中，最后恰好打在Q點。已知磁分析器截面是四分之一圓環(huán)，內(nèi)部為勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向里；勻強電場方向水平且與CD平行，DQ=d，MD=2d。整個裝置處于真空中，離子重力不計。求：(1)通過磁分析器的離子比荷qm(2)矩形區(qū)域內(nèi)勻強電場場強E。

答案解析1.【答案】D

【解析】A.甲圖中，水中射水魚看小昆蟲時，從空氣中經(jīng)過水面折射進入魚眼的光的折射角小于入射角，魚看到的昆蟲是沿折射光線的反向延長線的交點，可知，水中射水魚看到的小昆蟲在昆蟲實際位置的上方，故A錯誤；B.M、N是偏振片，P是光屏，固定偏振片M，緩慢轉(zhuǎn)動偏振片N時，光屏P上光的亮度發(fā)生變化，此現(xiàn)象說明光是橫波，故B錯誤；C.彩色的肥皂泡是光的干涉現(xiàn)象，故C錯誤；D.“泊松亮斑”指光照射在直徑恰當(dāng)?shù)男A板或圓珠時，會在之后的光屏上出現(xiàn)環(huán)狀的互為同心圓的衍射條紋，并且在所有同心圓的圓心處會出現(xiàn)一個極小的亮斑，即“泊松亮斑”是光的衍射現(xiàn)象，故D正確。故選D。2.【答案】C

【解析】解：AB、根據(jù)核反應(yīng)過程中的質(zhì)量數(shù)及電荷數(shù)守恒可得a=38，b=136，A、B選項錯誤;

C、核子個數(shù)越多結(jié)合能越大，鈾有235個核子，鍶有90個核子，故C選項正確;

D、核反應(yīng)過程中放出的核能表達式為ΔE=(mU?3.【答案】D

【解析】A.振幅是偏離平衡位置的最大距離，t=2s時振幅為5cm，故A錯誤；

B.由圖可知，t=1s和t=3s時，振子所受的回復(fù)力的大小相等，方向不同；故B錯誤；

C.由圖可知，在3s～5s內(nèi)，振子速度先增大后減小，故C錯誤；

D.振子的周期為4s，則任意4s內(nèi)，即一個周期內(nèi)振子通過的路程為4×5cm=20cm，故D正確。4.【答案】A

【解析】A.t=0.01s時，金屬線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，則處于中性面位置，選項A正確；B.t=0.005s時感應(yīng)電動勢最大，此時穿過線框的磁通量變化率最大，磁通量為零，選項B錯誤；C.交變電流周期0.02s，則在1s=50T，一個周期內(nèi)電流方向改變2次，可知1s內(nèi)方向變化100次，選項C錯誤；D.t=0.02s時，感應(yīng)電動勢為零，則穿過金屬線框的磁通量變化率為零，選項D錯誤。故選A。5.【答案】D

【解析】A.各色光從空氣進入冰晶后頻率f不變，波速v發(fā)生變化，由v=λf可知，波長λ均變化，故A錯誤；B.紅光和紫光折射率不同，根據(jù)

v=cn

可知，在冰晶中紅光和紫光的傳播速度不相同，故C.白光經(jīng)折射從側(cè)面射出后，因紫光折射率最大，則紫光偏折程度最大，則紫光在紅光下方，故C錯誤；D.紫光的折射率最大，根據(jù)

sinC=1n

可知，紫光臨界角最小，可知當(dāng)入射角α故選D。6.【答案】B

【解析】A.一群處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時最多可輻射出

C32=3

B.輻射的光子中有2種不同頻率的紫外線，對應(yīng)于3→1(光子能量12.09eV)和2→1(光子能量10.2eV)，選項B正確；C.從n=3能級躍遷到n=1能級輻射的光子能量最大，則頻率最高，選項C錯誤；D.氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，電子的動能增加，原子的電勢能減小，總能量減小，選項D錯誤。故選B。7.【答案】B

【解析】AB.根據(jù)

UCe=Ekm=?ν?W逸出功

可知，三種光中b的截止電壓最大，可知頻率最大的是bC.因b光頻率最大，則波長最短，根據(jù)

Δx=ldλ

可知，用同一雙縫干涉裝置做實驗，bD.因b光頻率最大，若b光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則a光照射該金屬不一定發(fā)生光電效應(yīng)，選項D錯誤。故選B。8.【答案】C

【解析】A.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為

n1n2=B.輸電線上的電流

I則輸電線損失的功率為

P損=I線C.降壓變壓器初級電壓

U降壓變壓器原、副線圈中的匝數(shù)比

n則電流之比為

I3I4=D.若僅用戶端并聯(lián)更多的燈泡，則用戶消耗的功率變大，輸電線上的電流變大，導(dǎo)線上的電壓損失變大，降壓變壓器初級電壓減小，則次級電壓也減小，則用戶端的電壓小于220V，故D錯誤。故選C。9.【答案】AD

【解析】A.甲圖中火車鳴笛通過站臺邊站著的工作人員時，火車與人的間距先減小后增加，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，工作人員聽到的笛聲音調(diào)先變高后變低，選項A正確；B.乙圖中如果孔的大小不變，使波源的頻率增大，波長變小，則不能觀察到更明顯的衍射現(xiàn)象，選項B錯誤；C.丙圖中用雙手摩擦盆耳，起初頻率非常低，逐漸提高摩擦的頻率，當(dāng)摩擦的頻率等于水的固有頻率時，會發(fā)生共振現(xiàn)象，此時振幅最大，使水花飛濺，故C錯誤；D.丁圖為干涉型消聲器的結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)波的干涉原理，波長為λ的同一聲波通過上下兩通道后相遇的路程差應(yīng)該為半波長的奇數(shù)倍，疊加后振動減弱，起到消聲的目的，故D正確。故選AD。10.【答案】AB

【解析】A.依題意，負載變化時輸入電壓不會有大的波動，即

U1

不變，

V1由

U得

U2

不變，

V2

不變，B.由

I=得

I如圖可知，開關(guān)

S

閉合時，接入電路的用電器的總電阻

R12

減小，得

I2

增大，

A由

I1I2=n2n1

知，

IC.由

P=UI得

P1=U1D.將變壓器和

R0

看作等效電源，

U2

為等效電源的電動勢，

R0

為等效電源的內(nèi)阻，

R1

和

R2

為外電路的電阻，根據(jù)電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系可知，當(dāng)外電阻的總電阻等于內(nèi)阻時電源的輸出功率最大，當(dāng)外電路的總電阻小于內(nèi)阻時電源的輸出功率隨外電阻增大而增大，當(dāng)外電路的總電阻大于內(nèi)阻時電源的輸出功率隨外電阻增大而減小，題中沒有給出

R0

、

R1

和

R2

的大小關(guān)系，故無法判斷電阻R1故選AB。11.【答案】AC

【解析】AB.激光射到“水晶球”上的C點入射角i=60°，由幾何關(guān)系可知折射角為r=30°，則該“水晶球”的折射率為

n=sinisinr=C.光從C點射入到從D點射出，光在“水晶球”中的傳播速度

v=時間為

t=4Rcos30D.因光線射到B點時的入射角等于C點的折射角，則若增大入射角i，因為入射角i<90°，所以C點的折射角r小于臨界角C，即光線射到B點時的入射角小于臨界角，故光不會在“水晶球”中發(fā)生全反射，故D錯誤。故選AC。12.【答案】ACD

【解析】A.由于該橫波沿x軸正方向傳播，根據(jù)“同側(cè)法”可知，P點向下振動，A正確；B.由題意可知，質(zhì)點Q經(jīng)過4秒從平衡位置移動到波峰，根據(jù)運動規(guī)律可得

1解得周期

T=根據(jù)

v=可知波速

v=當(dāng)n取0時，波速最小且

v=12m/s

C.設(shè)該橫波的表達式為

y=A由公式可知

ω=2πλ=π解得

y=A由此解得P點0時刻的縱坐標(biāo)為

設(shè)P點的振動方程為

y=A由題可得

ω=2πT=π8

解得P點的振動方程為

y=A當(dāng)時間

t=14s

，

y=A

，則P點處于波峰，C正確；D.傳播距離

x=vt=代入數(shù)據(jù)可知，當(dāng)

x=5m

時

n=1

，D正確。故選ACD。13.【答案】(1)?98.50?75.3(2)

4(3)B

【解析】(1)[1]根據(jù)刻度尺的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為98.50cm；[2]根據(jù)秒表的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為60s+15.3s=75.3s(2)小球完成n次全振動所用的總時間t，則周期

T=根據(jù)周期公式有

T=2π解得

g=(3)A．a(chǎn)沒有經(jīng)過原點，在L等于0時，周期不等于0，表明出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球上端的距離記為擺長L，故A錯誤；B.b和c都過原點，表明擺長測量的是懸點到小球球心之間的間距，由于圖線b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?，表明b測量的周期準(zhǔn)確，在擺長L一定時，c的周期測量值比準(zhǔn)確值偏小，表明出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次，故B正確；C.結(jié)合上述有

T圖像斜率表示

4π2g

，c圖像斜率偏小，則圖線c對應(yīng)的g值大于圖線b對應(yīng)的g故選B。14.【答案】(1)平行(2)D(3)

0.362(0.363、0.364)

1.95

6.69×1(4)A

【解析】(1)在組裝儀器時單縫和雙縫應(yīng)相互平行放置。(2)條紋間距應(yīng)該為相鄰明紋或暗紋間距，則選D。(3)[1]第1條時讀數(shù)為0.01mm×36.2