2023-2024学年上海市华东师大二附中高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年上海市华东师大二附中高二（下）期末物理试卷，共19页。试卷主要包含了振动和波，光学及电磁波，热学，原子物理，电磁学综合等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）小球（半径很小可忽略）在光滑的圆槽内作简谐振动，为了使振动周期变为原来的2倍，可采取的方法是（ ）
A．将小球质量减为原来的一半
B．将其振幅变为原来的2倍
C．将圆槽半径变为原来的2倍
D．将圆槽半径变为原来的4倍
（多选）2．（4分）如图所示是产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。下列说法中正确的是（ ）
A．该图表示的是多普勒现象
B．此时波源正在向A观测者靠近
C．C、D两位观测者此时接收到的频率和波源发出的频率相等
D．B观测者此时接收到的频率小于波源发出的频率
3．（4分）如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，实线为t＝0时刻的波形，虚线为t＝0.15s时的波形，P为平衡位置在x＝3m处的质点，Q为平衡位置在x＝9m处的质点。0.15s时间内，质点P运动的路程小于8cm，则该波的波速为 m/s；x＝10m处的质点运动到平衡位置的时刻为t＝ 。
二、光学及电磁波（第4、5、6题3分，第7题4分，第8题3分，共16分）
4．（3分）用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A．相邻干涉条纹之间的距离相等
B．中央明纹宽度是两边明纹宽度的两倍
C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大
D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
5．（3分）如图所示，P、Q是两个相干光源，由它们发出的光在图中平面内产生干涉．那么，能表示相干结果相同点的轨迹的图线是（ ）
A．B．
C．D．
6．（3分）两支激光笔分别发射红、蓝两种激光，两者发射波长之比为7：5，发射功率之比为1：3，则红色激光器每秒发射的光子数约为蓝色激光器的（ ）
A．0.24倍B．0.47倍C．2.1倍D．4.2倍
（多选）7．（4分）电磁波可应用与卫星通信，下列说法中正确的是（ ）
A．当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，振荡电流的振幅最大，接收到的能量最大
B．电磁波的频率越高，越趋近于直线传播，衍射能力越差，在传播中的衰减也越大
C．为了有效地发射电磁波，可降低LC开放电路的振荡频率
D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站
8．（3分）现要测量一玻璃圆盘的折射率，但是由于手边没有角度测量工具，一同学想到用表盘辅助测量。使一束单色光从11点处水平射入，发现从7点处水平射出，玻璃折射率n＝ 。
三、热学（第9-12题4分，第13题10分，第14题7分，共33分）
（多选）9．（4分）关于液体和固体的性质，下列说法正确的是（ ）
A．可以利用有无固定熔点来判断物质是晶体还是非晶体
B．有时缝衣针能浮在水面上不下沉，是由液体的表面张力引起的
C．单晶体和多晶体都表现为各向异性，非晶体则表现为各向同性
D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和单晶体相似，具有各向异性
（多选）10．（4分）同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细B管入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况．若固体A和毛细管B很干净，则（ ）
A．固体A和毛细管B可能是同种材料
B．固体A和毛细管B一定不是同种材料
C．固体A的分子对液体附着层分子的引力比毛细管B的分子对液体附着层分子的引力大
D．液体对毛细管B浸润
（多选）11．（4分）夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看作理想气体。则上升过程中，以下说法正确的是（ ）
A．气泡内气体对外界做功
B．气泡内每个气体分子的动能都变大
C．气泡内气体从外界吸收热量
D．气泡内气体的压强可能不变
（多选）12．（4分）一定质量的理想气体由状态a经状态b、c又回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示，变化过程有等容、等温和绝热过程，则下列说法正确的是（ ）
A．①过程可能为等温变化
B．全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量
C．③过程气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增加
D．因为气体返回状态a时体积不变，所以外界对气体不做功
13．（10分）实验：如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐次连接起来；
②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；
③重复上述步骤②，多次测量并记录；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。
（1）实验过程中，下列说法正确的 。
A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B．活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值
C．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分
（2）某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图乙所示，则产生的可能原因是 。
A．实验过程中气体温度升高
B．实验过程中气体温度降低
C．实验过程中有漏气现象
（3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，环境温度分别为T1、T2，且T1＞T2。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是 （选填选项前下的字母）。
A．
B．
C．
D．
14．（7分）如图所示，左侧封闭、右侧开口的粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左右两竖直管等长，长度均为65cm，底部长10cm，玻璃管横截面积S＝3cm2，用20cm长的水银柱密封一段空气柱，管中两侧水银柱高度均为5cm，玻璃管导热良好，环境温度为27℃，若取大气压强p0＝75cmHg＝1.0×105Pa，不考虑玻璃管拐角处的影响。
（1）环境的热力学温度为多少时，水银柱恰好全部在竖直管内？
（2）当水银柱恰好全部在右侧竖直管内时，缓慢升高温度，直到水银柱上表面到达管口为止，此过程空气柱内能增加了10J，求空气柱吸收或放出的热量。
四、原子物理（第15、16题3分，第17题14分，共20分）
15．（3分）“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星的半径为r，离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，则下列说法不正确的是（ ）
A．每个光子的动量
B．每个光子的能量
C．太阳辐射硬X射线的总功率
D．卫星每秒接收到个该种光子
16．（3分）如图所示为一价氦离子（He+）的能级图，根据玻尔原子理论，下列说法正确的是（ ）
A．能级越高，氦离子越稳定
B．n＝1时，氦离子处于第一激发态
C．从n＝2跃迁到n＝1比从n＝3跃迁到n＝2辐射出的光子动量小
D．一个处于n＝4能级的氦离子跃迁到基态的过程中，可能辐射两种频率的光子
17．（14分）用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用。
（1）带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失。其原因是 。
A．射线的贯穿作用
B．射线的电离作用
C．射线的物理、化学作用
D．以上三个选项都不是
（2）如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图。如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是 射线。（选填A．α、B．β、C．γ）
（3）有一块手表，夜光材料是镭和硫化锌混合物，镭的衰变方程为。下列说法正确的是 。
A．镭的衰变为β衰变
B．镭在高温时衰变比在低温时衰变更快
C．X的质量数比其核电荷数大2
D．X能穿透1cm厚的纸板
（4）居里夫人一份约120年前的手稿被保存在法国国立图书馆，记载了放射性元素钋和镭的发现，手稿中残留的镭至今仍具有放射性，因此存放在铅盒里。已知镭的半衰期是1620年。如图所示表示镭含量的直方图中，“今年”表示今年手稿上镭的含量，则可以表示当年手稿上镭含量的是 。
A．①
B．②
C．③
D．④
（5）嫦娥四号探测器上安装了一块核电池，利用放射性同位素发射的高能射线照射热电元件，将热能转化为电能，符合这种核电池原理的核反应方程是 。
A．
B．
C．
D．
五、电磁学综合（第18题3分，第19题4分，第20题13分，共20分）
18．（3分）和一起放入回旋加速器中，忽略在电场中加速时间，加速完成3次时，和动能之比为（ ）
A．1：9B．1：3C．9：1D．3：1
19．（4分）如图，光滑绝缘水平面上一正方形线圈以某初速度滑过一有界匀强磁场。磁场宽度大于线圈宽度。线圈滑入和滑出磁场的过程中，通过线圈横截面的电量分别为q1和q2，产生的焦耳热分别为Q1和Q2。则q1 q2，Q1 Q2（均选填“＜”、“＝”或“＞”）。
20．（13分）电热器、微波炉、电磁炉都可用来加热物体，但原理各不相同。
（1）如图所示为某科创小组设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表格所示。
①吹冷风时触片P与 两点相接触，吹热风时触片P与 接触。
A．ab
B．bc
C．cd
②变压器原、副线圈的匝数比n1：n2为 。
③求小风扇的内阻R＝ 及吹热风时通过电热丝的电流IQ＝ （保留2位有效数字）。
（2）一个可视为定值纯电阻的电热器，分别通以如图（a）所示的方波交变电流和如图（b）所示的正弦交变电流。计算电热器两次通电的电功率之比PA：PB为 。
2023-2024学年上海市华东师大二附中高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、振动和波（第1题3分，第2题4分，第3题4分，共11分）
1．（3分）小球（半径很小可忽略）在光滑的圆槽内作简谐振动，为了使振动周期变为原来的2倍，可采取的方法是（ ）
A．将小球质量减为原来的一半
B．将其振幅变为原来的2倍
C．将圆槽半径变为原来的2倍
D．将圆槽半径变为原来的4倍
【答案】D
（多选）2．（4分）如图所示是产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。下列说法中正确的是（ ）
A．该图表示的是多普勒现象
B．此时波源正在向A观测者靠近
C．C、D两位观测者此时接收到的频率和波源发出的频率相等
D．B观测者此时接收到的频率小于波源发出的频率
【答案】ABD
3．（4分）如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，实线为t＝0时刻的波形，虚线为t＝0.15s时的波形，P为平衡位置在x＝3m处的质点，Q为平衡位置在x＝9m处的质点。0.15s时间内，质点P运动的路程小于8cm，则该波的波速为 20 m/s；x＝10m处的质点运动到平衡位置的时刻为t＝ 0.05s 。
【答案】20，0.05s。
二、光学及电磁波（第4、5、6题3分，第7题4分，第8题3分，共16分）
4．（3分）用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A．相邻干涉条纹之间的距离相等
B．中央明纹宽度是两边明纹宽度的两倍
C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大
D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
【答案】A
5．（3分）如图所示，P、Q是两个相干光源，由它们发出的光在图中平面内产生干涉．那么，能表示相干结果相同点的轨迹的图线是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
6．（3分）两支激光笔分别发射红、蓝两种激光，两者发射波长之比为7：5，发射功率之比为1：3，则红色激光器每秒发射的光子数约为蓝色激光器的（ ）
A．0.24倍B．0.47倍C．2.1倍D．4.2倍
【答案】B
（多选）7．（4分）电磁波可应用与卫星通信，下列说法中正确的是（ ）
A．当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，振荡电流的振幅最大，接收到的能量最大
B．电磁波的频率越高，越趋近于直线传播，衍射能力越差，在传播中的衰减也越大
C．为了有效地发射电磁波，可降低LC开放电路的振荡频率
D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站
【答案】ABD
8．（3分）现要测量一玻璃圆盘的折射率，但是由于手边没有角度测量工具，一同学想到用表盘辅助测量。使一束单色光从11点处水平射入，发现从7点处水平射出，玻璃折射率n＝ 。
【答案】。
三、热学（第9-12题4分，第13题10分，第14题7分，共33分）
（多选）9．（4分）关于液体和固体的性质，下列说法正确的是（ ）
A．可以利用有无固定熔点来判断物质是晶体还是非晶体
B．有时缝衣针能浮在水面上不下沉，是由液体的表面张力引起的
C．单晶体和多晶体都表现为各向异性，非晶体则表现为各向同性
D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和单晶体相似，具有各向异性
【答案】ABD
（多选）10．（4分）同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细B管入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况．若固体A和毛细管B很干净，则（ ）
A．固体A和毛细管B可能是同种材料
B．固体A和毛细管B一定不是同种材料
C．固体A的分子对液体附着层分子的引力比毛细管B的分子对液体附着层分子的引力大
D．液体对毛细管B浸润
【答案】BD
（多选）11．（4分）夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看作理想气体。则上升过程中，以下说法正确的是（ ）
A．气泡内气体对外界做功
B．气泡内每个气体分子的动能都变大
C．气泡内气体从外界吸收热量
D．气泡内气体的压强可能不变
【答案】AC
（多选）12．（4分）一定质量的理想气体由状态a经状态b、c又回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示，变化过程有等容、等温和绝热过程，则下列说法正确的是（ ）
A．①过程可能为等温变化
B．全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量
C．③过程气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增加
D．因为气体返回状态a时体积不变，所以外界对气体不做功
【答案】BC
13．（10分）实验：如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐次连接起来；
②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；
③重复上述步骤②，多次测量并记录；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。
（1）实验过程中，下列说法正确的 C 。
A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B．活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值
C．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分
（2）某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图乙所示，则产生的可能原因是 A 。
A．实验过程中气体温度升高
B．实验过程中气体温度降低
C．实验过程中有漏气现象
（3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，环境温度分别为T1、T2，且T1＞T2。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是 BC （选填选项前下的字母）。
A．
B．
C．
D．
【答案】（1）C；（2）A；（3）BC。
14．（7分）如图所示，左侧封闭、右侧开口的粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左右两竖直管等长，长度均为65cm，底部长10cm，玻璃管横截面积S＝3cm2，用20cm长的水银柱密封一段空气柱，管中两侧水银柱高度均为5cm，玻璃管导热良好，环境温度为27℃，若取大气压强p0＝75cmHg＝1.0×105Pa，不考虑玻璃管拐角处的影响。
（1）环境的热力学温度为多少时，水银柱恰好全部在竖直管内？
（2）当水银柱恰好全部在右侧竖直管内时，缓慢升高温度，直到水银柱上表面到达管口为止，此过程空气柱内能增加了10J，求空气柱吸收或放出的热量。
【答案】（1）环境的热力学温度为165K或475K时，水银柱恰好全部在竖直管内；
（2）空气柱吸收或放出的热量27.1J。
四、原子物理（第15、16题3分，第17题14分，共20分）
15．（3分）“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星的半径为r，离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，则下列说法不正确的是（ ）
A．每个光子的动量
B．每个光子的能量
C．太阳辐射硬X射线的总功率
D．卫星每秒接收到个该种光子
【答案】D
16．（3分）如图所示为一价氦离子（He+）的能级图，根据玻尔原子理论，下列说法正确的是（ ）
A．能级越高，氦离子越稳定
B．n＝1时，氦离子处于第一激发态
C．从n＝2跃迁到n＝1比从n＝3跃迁到n＝2辐射出的光子动量小
D．一个处于n＝4能级的氦离子跃迁到基态的过程中，可能辐射两种频率的光子
【答案】D
17．（14分）用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用。
（1）带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失。其原因是 B 。
A．射线的贯穿作用
B．射线的电离作用
C．射线的物理、化学作用
D．以上三个选项都不是
（2）如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图。如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是 B 射线。（选填A．α、B．β、C．γ）
（3）有一块手表，夜光材料是镭和硫化锌混合物，镭的衰变方程为。下列说法正确的是 C 。
A．镭的衰变为β衰变
B．镭在高温时衰变比在低温时衰变更快
C．X的质量数比其核电荷数大2
D．X能穿透1cm厚的纸板
（4）居里夫人一份约120年前的手稿被保存在法国国立图书馆，记载了放射性元素钋和镭的发现，手稿中残留的镭至今仍具有放射性，因此存放在铅盒里。已知镭的半衰期是1620年。如图所示表示镭含量的直方图中，“今年”表示今年手稿上镭的含量，则可以表示当年手稿上镭含量的是 B 。
A．①
B．②
C．③
D．④
（5）嫦娥四号探测器上安装了一块核电池，利用放射性同位素发射的高能射线照射热电元件，将热能转化为电能，符合这种核电池原理的核反应方程是 C 。
A．
B．
C．
D．
【答案】（1）B；（2）B；（3）C；（4）B；（5）C。
五、电磁学综合（第18题3分，第19题4分，第20题13分，共20分）
18．（3分）和一起放入回旋加速器中，忽略在电场中加速时间，加速完成3次时，和动能之比为（ ）
A．1：9B．1：3C．9：1D．3：1
【答案】D
19．（4分）如图，光滑绝缘水平面上一正方形线圈以某初速度滑过一有界匀强磁场。磁场宽度大于线圈宽度。线圈滑入和滑出磁场的过程中，通过线圈横截面的电量分别为q1和q2，产生的焦耳热分别为Q1和Q2。则q1 ＝ q2，Q1 ＞ Q2（均选填“＜”、“＝”或“＞”）。
【答案】＝；＞。
20．（13分）电热器、微波炉、电磁炉都可用来加热物体，但原理各不相同。
（1）如图所示为某科创小组设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表格所示。
①吹冷风时触片P与 B 两点相接触，吹热风时触片P与 A 接触。
A．ab
B．bc
C．cd
②变压器原、副线圈的匝数比n1：n2为 11：3 。
③求小风扇的内阻R＝ 8.0 及吹热风时通过电热丝的电流IQ＝ 1.8 （保留2位有效数字）。
（2）一个可视为定值纯电阻的电热器，分别通以如图（a）所示的方波交变电流和如图（b）所示的正弦交变电流。计算电热器两次通电的电功率之比PA：PB为 5：4 。
【答案】（1）①B；A；②11：3；③8.0；1.8；（2）5：4。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/1/8 9:53:40；用户：秦子政；邮箱：13669037329；学号：41037197热风时输入功率
460W
冷风时输入功率
60W
小风扇额定电压
60V
正常工作时小风扇输出功率
52W
题号
1
4
5
6
15
16
18
答案
D
A
B
B
D
D
D
热风时输入功率
460W
冷风时输入功率
60W
小风扇额定电压
60V
正常工作时小风扇输出功率
52W