2023-2024学年广东省广州市天河区高二（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年广东省广州市天河区高二（下）期末物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。

1.下列有关电磁场和电磁波的说法正确的是( )
A. 变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关
B. 只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
C. 电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联
D. 电磁波也可以传播能量，具有干涉、衍射现象，没有反射现象
2.物理知识在生活中有广泛的应用，下列说法正确的是( )
A. 如图甲，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的衍射产生的
B. 如图乙，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的
C. 如图丙，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光产生了多普勒效应
D. 如图丁，立体电影利用了光的干涉现象
3.密闭容器内封闭一定质量的理想气体，经历A→B的等压过程和B→C的绝热过程，下列说法正确的是( )
A. B→C过程中，气体内能增加
B. B→C过程中，分子平均动能不变
C. A→B过程中，气体从外界吸收热量
D. A→B过程单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子次数不变
4.如图所示为一款玩具“弹簧小人”，由头部、弹簧及底部组成，弹簧质量不计、开始弹簧小人静止于桌面上，现轻压头部后由静止释放，小人开始上下振动，头部上升至最高点时，底部不离开桌面，不计阻力，该过程可近似为简谐运动，下列判断中正确的是( )
A. 头部上升的时间比下降的时间短
B. 头部上升过程速度先变大再变小
C. 头部上升过程中所受合力越来越小
D. 头部处于平衡位置时弹簧弹性势能最小
5.我国自主研发的“华龙一号”反应堆技术利用铀235发生核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为 92235U+01n→56141Ba+3692Kr+k01n。光速取3.0×108m/s，若核反应的质量亏损为1g，释放的核能为ΔE，则k和ΔE的值分别为( )
A. 2，9.0×1016JB. 3，9.0×1013JC. 2，4.5×1016JD. 3，4.5×1013J
6.行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是( )
A. 增加了司机单位面积的受力大小
B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
7.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图(a)所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图(b)所示，下列判断正确的是( )
A. 从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B. 从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C. 从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D. 从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
8.如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为m的球C。重力加速度为g。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，下列说法正确的是( )
A. A、B两木块分离时，A、B的速度大小均为 2gL3
B. A、B两木块分离时，C的速度大小为 gL3
C. C球由静止释放到最低点的过程中，A对B的弹力的冲量大小为m gL3
D. C球由静止释放到最低点的过程中，木块A移动的距离为23L
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.某同学利用如图所示装置测量某种单色光波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。下列说法正确的是( )
A. A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间
B. A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间
C. 若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大
D. 若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以换用间距更小的双缝
10.大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是( )
A. 逸出光电子的最大初动能为10.80eV
B. n=3跃迁到n=1放出的光子能量最大
C. 用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态
D. 有2种频率的光子能使金属钠产生光电效应
11.绽放激情和力量，升腾希望与梦想。如图甲，“龙狮舞水城”表演中绸带宛如水波荡漾，展现水城特色，舞动的绸带可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，图乙为t=0时的波形图，此时质点P在平衡位置，质点Q在波谷位置，图丙为质点P的振动图像，则( )
A. 该波沿x轴负方向传播B. 0～1s内，质点Q沿x轴方向运动3m
C. 该波传播速度为3m/sD. t=1s时，质点P的加速度最大
12.如图所示，质量M=4kg的木板静止在光滑水平面上，木板上表面粗糙且左端连有一轻弹簧，一质量为m=2kg的小铁块以水平速度v0=6m/s从木板的右端沿板向左滑行，压缩弹簧后又被弹回，恰好能回到木板右端并与木板保持相对静止，在上述过程
中( )
A. 弹簧具有的最大弹性势能为12JB. 木板具有的最大速度为2m/s
C. 铁块具有的最小速度为2m/sD. 两者摩擦产生的总热量为24J
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
13.某同学用单摆周期公式测当地重力加速度的值，组装了几种实验装置。
(1)下列最合理的装置是______。

(2)用游标卡尺测量小球直径，示数如图甲所示，则摆球的直径d= ______mm。周期公式中的l是单摆的摆长，其值等于摆线长与______之和(用d表示)。

(3)实验中多次改变摆线长度，并测得对应的周期T，该同学误将摆线长度当成了摆长，作出T2−l图像如图乙，该图像的斜率为______(填“1g”“4π2g”或“g4π2”)。
14.如图(a)，光电门1、2固定在气垫导轨上，滑块A静置于光电门1左侧，滑块B静置于光电门1、2之间，现用该装置验证A、B碰撞前后系统动量守恒。完成下列相关实验内容。

(1)实验原理
若气垫导轨水平，A、B质量分别为mA、mB；A向右运动，遮光片通过光电门1的遮光时间为Δt1，A、B碰后粘在一起运动，遮光片通过光电门2的遮光时间为Δt2。当Δt1Δt2= ______(用mA、mB表示)时，系统动量守恒得到验证。
(2)实验操作
①调节气垫导轨水平：接通气源，仅将A放置于光电门1的左侧，轻推A，若遮光片通过光电门1的遮光时间大于通过光电门2的遮光时间，则需要适当______(填“升高”“降低”)导轨左端，反复调节使气垫导轨水平；
②再将A、B如图(a)放置，轻推A，使A、B碰撞并粘在一起，记录Δt1、Δt2的值；
③重复步骤②，多次实验，记录多组Δt1、Δt2数据；
(3)实验数据处理
把记录的数据在图(b)中描点连线，作出Δt1−Δt2图线，其斜率k= ______(保留两位有效数字)；已知mA=176.0g、mB=170.0g，若定义δ=|测量值−真实值真实值|×100%，本次实验δ= ______%(保留1位有效数字)。
四、简答题：本大题共4小题，共37分。
15.(1)一定质量的理想气体，从外界吸收热量500J，同时对外做功100J，则气体内能变化______J。利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程______(填“是”或“不是”)自发过程。
(2)分子间的作用力跟分子间距离的关系如图1，随着分子间距离由零开始逐渐增大，分子力大小的变化情况为______(填“A”“B”或“C”，其中A为“一直减小”，B为“一直增大”，C为“先减小后增大再减小”)；当分子间距离为______(填“r1”或“r2”)时，分子间的吸引力与排斥力大小相等。
(3)一枚在空中飞行的火箭质量为m，(如图2)在某时刻的速度大小为v，方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块，其中质量为13m的一块沿着与v相反的方向飞去，速度大小为14v。则炸裂后另一块的速度大小为______。
16.如图所示，常用碗的底部都有一个凹陷空间，当碗底沾有少量水放到平整桌面时，会把少量空气密封在碗底部凹陷处。此时往碗中倒入热水时，碗会被密封的气体顶离桌面发生侧向漂移。设室温t0=27℃，碗底气体初始压强p0=1.0×105Pa与环境压强相同。试解答下列问题：

(1)请判断往碗中倒入热水后，碗底的气体内能和压强如何变化；
(2)若碗底凹陷处空气与桌面接触的面积为S=20cm2，碗和热水总质量为m=0.4kg。则倒入热水后被密封的气体温度升到多高时，才能使碗恰好被顶离桌面？忽略碗底与桌面间水的粘滞力，重力加速度g取10m/s2。
17.为提升公园水池的观赏效果，工作人员在池底的P点处安装了一盏彩灯(彩灯可视为点光源)。已知池深H=2.0m，P点到水池右侧的水平距离为x1=1.5m。当水池装满水时，距离池边x2=2.4m的工作人员恰能看到彩灯，工作人员眼部离地的高度为ℎ=1.8m。已知光在真空中的速度c=3×108m/s。
(1)求水的折射率n；
(2)求光在水中的速度v；
(3)如果想让彩灯的光也能从水池左侧的B点射出水面，则B点与P点的水平距离L不能超过多少？(结果用根号表示)
18.台球是深受大众喜爱的娱乐健身活动。如图，运动员采用“点杆”击球法(当球杆杆头水平接触母球的瞬间，迅速将杆抽回，母球离杆后与目标球发生对心正碰，视为弹性碰撞)击打母球，使得目标球被碰撞后经CD边反弹进入球洞A，这种进球方式被称为“翻袋”进球法。已知两球质量均为0.2kg，且可视为质点，球间距离为0.8m，目标球与CD挡壁间的虚线长度为0.2m，目标球被CD挡壁反弹后向球洞A运动方向与AC挡壁间夹角为30°，AC= 3m，球与桌面间阻力为球重力的14，球与挡壁碰撞过程中损失34的动能，g取10m/s2。(结果可用根号表示)
(1)若某次击打后母球获得的初速度为1m/s，且杆头与母球的接触时间为0.1s，求母球受到杆头的平均冲击力大小；
(2)若另一次瞬间击打后母球获得速度v0=10m/s，求目标球被碰撞后瞬间的速度大小；
(3)若能到达球洞上方且速率小于6m/s的球均可进洞，通过计算判断(2)问中的目标球能否进洞。
参考答案
1.A
2.B
3.C
4.B
5.B
6.D
7.D
8.C
9.BC
10.BD
11.AC
12.AD
13.D 21.25 d2 4π2g
14.mAmA+mB 降低 0.49 3
15.400 不是 C r1 138v
16.(1)往碗中倒入热水后，碗底的气体温度升高，内能增大，分子平均动能增大，体积不变，由pVT=C可知压强变大。
(2)碗恰好被顶离桌面，由平衡条件得mg+p0S=pS，解得p=1.02×105Pa，根据等容变化p0T0=pT
其中T0=300K，代入数据可得T=306K=33℃
答：(1)往碗中倒入热水后，碗底的气体内能增大，压强增大；
(2)倒入热水后被密封的气体温度升到33℃时，才能使碗恰好被顶离桌面。
17.解：(1)设彩灯光线从水底射出水面时，入射角为α，出射角为β，由题目所给的信息得
sinα=x1 x12+H2
sinβ=x2 x22+ℎ2
由折射定律n=sinβsinα
解得池水的折射率为n=43
(2)由光速与介质的关系，得v=cn
解得v=2.25×108m/s
(3)若彩灯光线恰能从B点射出，则彩灯光线在B点恰能发生全反射，设临界角为C，则
sinC=1n
由几何关系得
sinC=L L2+H2
解得L=6 77m
由此可得，B点与P点得水平距离不能超过6 77m
答：(1)水的折射率为43；
(2)光在水中的速度为2.25×108m/s；
(3)B点与P点的水平距离L不能超过6 77m。
18.解：(1)杆头击打母球，取沿杆方向为正方向，对母球由动量定理可得
(F−f)t=mv−0
解得
F=2.5N
(2)母球与目标球碰撞前，做匀减速直线运动，由动能定理可得
12mv2−12mv02=−14mgx1
母球与目标球碰撞前后，取母球运动方向为正方向，根据动量守恒定理和机械能守恒定律有
mv=mv1+mv2
12mv2=12mv12+12mv22
联立解得目标球被碰撞后的速度大小为
v2=v=4 6m/s
(3)目标球前进到CD挡壁，做匀减速直线运动，由动能定理可得
12mv32−12mv22=−14mgs2
解得
v3= 95m/s
目标球与CD挡壁碰撞，以目标球运动方向为正方向，根据题意有
14×12mv32=12mv42
即
v4=12v3= 952m/s
目标球运动到A球洞过程，由动能定理可得
12mv52−12mv42=−14mg⋅sACcs30∘
解得
v5= 552m/s <6m/s
则目标球能进洞。
答：(1)母球受到杆头的平均冲击力大小2.5N；
(2)目标球被碰撞后瞬间的速度大小4 6m/s；
(3)目标球能进洞。