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）
文档属性
| 名称 | 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） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 345.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-07-31 19:38:37 | ||
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文档简介
2023-2024学年广东省广州市天河区高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
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，经历的等压过程和的绝热过程，下列说法正确的是( )
A. 过程中，气体内能增加
B. 过程中，分子平均动能不变
C. 过程中，气体从外界吸收热量
D. 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”反应堆技术利用铀发生核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为。光速取，若核反应的质量亏损为，释放的核能为，则和的值分别为( )
A. ， B. ， C. ， D. ，
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，电流表示数如图所示，下列判断正确的是( )
A. 从到时间内，小车做匀速直线运动 B. 从到时间内，小车做匀加速直线运动
C. 从到时间内，小车做匀速直线运动 D. 从到时间内，小车做匀加速直线运动
8.如图所示，质量均为的木块和，并排放在光滑水平面上，上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线另一端系一质量为的球。重力加速度为。现将球拉起使细线水平伸直，并由静止释放球，下列说法正确的是( )
A. A、两木块分离时，、的速度大小均为
B. A、两木块分离时，的速度大小为
C. 球由静止释放到最低点的过程中，对的弹力的冲量大小为
D. 球由静止释放到最低点的过程中，木块移动的距离为
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. 处为单缝、处为双缝、滤光片在和之间
B. 处为单缝、处为双缝、滤光片在凸透镜和之间
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
B. 跃迁到放出的光子能量最大
C. 用的光子照射，氢原子跃迁到激发态
D. 有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轴方向传播的简谐横波，图乙为时的波形图，此时质点在平衡位置，质点在波谷位置，图丙为质点的振动图像，则( )
A. 该波沿轴负方向传播 B. 内，质点沿轴方向运动
C. 该波传播速度为 D. 时，质点的加速度最大
12.如图所示，质量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，一质量为的小铁块以水平速度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 B. 木板具有的最大速度为
C. 铁块具有的最小速度为 D. 两者摩擦产生的总热量为
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。
下列最合理的装置是______。
用游标卡尺测量小球直径，示数如图甲所示，则摆球的直径 ______。周期公式中的是单摆的摆长，其值等于摆线长与______之和用表示。
实验中多次改变摆线长度，并测得对应的周期，该同学误将摆线长度当成了摆长，作出图像如图乙，该图像的斜率为______填“”“”或“”。
14.如图，光电门、固定在气垫导轨上，滑块静置于光电门左侧，滑块静置于光电门、之间，现用该装置验证、碰撞前后系统动量守恒。完成下列相关实验内容。
实验原理
若气垫导轨水平，、质量分别为、；向右运动，遮光片通过光电门的遮光时间为，、碰后粘在一起运动，遮光片通过光电门的遮光时间为。当 ______用、表示时，系统动量守恒得到验证。
实验操作
调节气垫导轨水平：接通气源，仅将放置于光电门的左侧，轻推，若遮光片通过光电门的遮光时间大于通过光电门的遮光时间，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；
再将、如图放置，轻推，使、碰撞并粘在一起，记录、的值；
重复步骤，多次实验，记录多组、数据；
实验数据处理
把记录的数据在图中描点连线，作出图线，其斜率 ______保留两位有效数字；已知、，若定义，本次实验 ______保留位有效数字。
四、简答题：本大题共4小题，共37分。
15.一定质量的理想气体，从外界吸收热量，同时对外做功，则气体内能变化______。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。
分子间的作用力跟分子间距离的关系如图，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“”“”或“”，其中为“一直减小”，为“一直增大”，为“先减小后增大再减小”；当分子间距离为______填“”或“”时，分子间的吸引力与排斥力大小相等。
一枚在空中飞行的火箭质量为，如图在某时刻的速度大小为，方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块，其中质量为的一块沿着与相反的方向飞去，速度大小为。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，碗底气体初始压强与环境压强相同。试解答下列问题：
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；
若碗底凹陷处空气与桌面接触的面积为，碗和热水总质量为。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，重力加速度取。
17.为提升公园水池的观赏效果，工作人员在池底的点处安装了一盏彩灯彩灯可视为点光源。已知池深，点到水池右侧的水平距离为。当水池装满水时，距离池边的工作人员恰能看到彩灯，工作人员眼部离地的高度为。已知光在真空中的速度。
求水的折射率；
求光在水中的速度；
如果想让彩灯的光也能从水池左侧的点射出水面，则点与点的水平距离不能超过多少？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边反弹进入球洞，这种进球方式被称为“翻袋”进球法。已知两球质量均为，且可视为质点，球间距离为，目标球与挡壁间的虚线长度为，目标球被挡壁反弹后向球洞运动方向与挡壁间夹角为，，球与桌面间阻力为球重力的，球与挡壁碰撞过程中损失的动能，取。结果可用根号表示
若某次击打后母球获得的初速度为，且杆头与母球的接触时间为，求母球受到杆头的平均冲击力大小；
若另一次瞬间击打后母球获得速度，求目标球被碰撞后瞬间的速度大小；
若能到达球洞上方且速率小于的球均可进洞，通过计算判断问中的目标球能否进洞。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14. 降低
15. 不是
16.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，由可知压强变大。
碗恰好被顶离桌面，由平衡条件得，解得，根据等容变化
其中，代入数据可得
答：往碗中倒入热水后，碗底的气体内能增大，压强增大；
倒入热水后被密封的气体温度升到时，才能使碗恰好被顶离桌面。
17.解：设彩灯光线从水底射出水面时，入射角为，出射角为，由题目所给的信息得
由折射定律
解得池水的折射率为
由光速与介质的关系，得
解得
若彩灯光线恰能从点射出，则彩灯光线在点恰能发生全反射，设临界角为，则
由几何关系得
解得
由此可得，点与点得水平距离不能超过
答：水的折射率为；
光在水中的速度为；
点与点的水平距离不能超过。
18.解：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
解得
母球与目标球碰撞前，做匀减速直线运动，由动能定理可得
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
联立解得目标球被碰撞后的速度大小为
目标球前进到挡壁，做匀减速直线运动，由动能定理可得
解得
目标球与挡壁碰撞，以目标球运动方向为正方向，根据题意有
即
目标球运动到球洞过程，由动能定理可得
解得
则目标球能进洞。
答：母球受到杆头的平均冲击力大小；
目标球被碰撞后瞬间的速度大小；
目标球能进洞。
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一、单选题：本大题共8小题，共32分。
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，经历的等压过程和的绝热过程，下列说法正确的是( )
A. 过程中，气体内能增加
B. 过程中，分子平均动能不变
C. 过程中，气体从外界吸收热量
D. 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”反应堆技术利用铀发生核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为。光速取，若核反应的质量亏损为，释放的核能为，则和的值分别为( )
A. ， B. ， C. ， D. ，
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，电流表示数如图所示，下列判断正确的是( )
A. 从到时间内，小车做匀速直线运动 B. 从到时间内，小车做匀加速直线运动
C. 从到时间内，小车做匀速直线运动 D. 从到时间内，小车做匀加速直线运动
8.如图所示，质量均为的木块和，并排放在光滑水平面上，上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线另一端系一质量为的球。重力加速度为。现将球拉起使细线水平伸直，并由静止释放球，下列说法正确的是( )
A. A、两木块分离时，、的速度大小均为
B. A、两木块分离时，的速度大小为
C. 球由静止释放到最低点的过程中，对的弹力的冲量大小为
D. 球由静止释放到最低点的过程中，木块移动的距离为
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. 处为单缝、处为双缝、滤光片在和之间
B. 处为单缝、处为双缝、滤光片在凸透镜和之间
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
B. 跃迁到放出的光子能量最大
C. 用的光子照射，氢原子跃迁到激发态
D. 有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轴方向传播的简谐横波，图乙为时的波形图，此时质点在平衡位置，质点在波谷位置，图丙为质点的振动图像，则( )
A. 该波沿轴负方向传播 B. 内，质点沿轴方向运动
C. 该波传播速度为 D. 时，质点的加速度最大
12.如图所示，质量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，一质量为的小铁块以水平速度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 B. 木板具有的最大速度为
C. 铁块具有的最小速度为 D. 两者摩擦产生的总热量为
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。
下列最合理的装置是______。
用游标卡尺测量小球直径，示数如图甲所示，则摆球的直径 ______。周期公式中的是单摆的摆长，其值等于摆线长与______之和用表示。
实验中多次改变摆线长度，并测得对应的周期，该同学误将摆线长度当成了摆长，作出图像如图乙，该图像的斜率为______填“”“”或“”。
14.如图，光电门、固定在气垫导轨上，滑块静置于光电门左侧，滑块静置于光电门、之间，现用该装置验证、碰撞前后系统动量守恒。完成下列相关实验内容。
实验原理
若气垫导轨水平，、质量分别为、；向右运动，遮光片通过光电门的遮光时间为，、碰后粘在一起运动，遮光片通过光电门的遮光时间为。当 ______用、表示时，系统动量守恒得到验证。
实验操作
调节气垫导轨水平：接通气源，仅将放置于光电门的左侧，轻推，若遮光片通过光电门的遮光时间大于通过光电门的遮光时间，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；
再将、如图放置，轻推，使、碰撞并粘在一起，记录、的值；
重复步骤，多次实验，记录多组、数据；
实验数据处理
把记录的数据在图中描点连线，作出图线，其斜率 ______保留两位有效数字；已知、，若定义，本次实验 ______保留位有效数字。
四、简答题：本大题共4小题，共37分。
15.一定质量的理想气体，从外界吸收热量，同时对外做功，则气体内能变化______。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。
分子间的作用力跟分子间距离的关系如图，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“”“”或“”，其中为“一直减小”，为“一直增大”，为“先减小后增大再减小”；当分子间距离为______填“”或“”时，分子间的吸引力与排斥力大小相等。
一枚在空中飞行的火箭质量为，如图在某时刻的速度大小为，方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块，其中质量为的一块沿着与相反的方向飞去，速度大小为。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，碗底气体初始压强与环境压强相同。试解答下列问题：
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；
若碗底凹陷处空气与桌面接触的面积为，碗和热水总质量为。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，重力加速度取。
17.为提升公园水池的观赏效果，工作人员在池底的点处安装了一盏彩灯彩灯可视为点光源。已知池深，点到水池右侧的水平距离为。当水池装满水时，距离池边的工作人员恰能看到彩灯，工作人员眼部离地的高度为。已知光在真空中的速度。
求水的折射率；
求光在水中的速度；
如果想让彩灯的光也能从水池左侧的点射出水面，则点与点的水平距离不能超过多少？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边反弹进入球洞，这种进球方式被称为“翻袋”进球法。已知两球质量均为，且可视为质点，球间距离为，目标球与挡壁间的虚线长度为，目标球被挡壁反弹后向球洞运动方向与挡壁间夹角为，，球与桌面间阻力为球重力的，球与挡壁碰撞过程中损失的动能，取。结果可用根号表示
若某次击打后母球获得的初速度为，且杆头与母球的接触时间为，求母球受到杆头的平均冲击力大小；
若另一次瞬间击打后母球获得速度，求目标球被碰撞后瞬间的速度大小；
若能到达球洞上方且速率小于的球均可进洞，通过计算判断问中的目标球能否进洞。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14. 降低
15. 不是
16.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，由可知压强变大。
碗恰好被顶离桌面，由平衡条件得，解得，根据等容变化
其中，代入数据可得
答：往碗中倒入热水后，碗底的气体内能增大，压强增大；
倒入热水后被密封的气体温度升到时，才能使碗恰好被顶离桌面。
17.解：设彩灯光线从水底射出水面时，入射角为，出射角为，由题目所给的信息得
由折射定律
解得池水的折射率为
由光速与介质的关系，得
解得
若彩灯光线恰能从点射出，则彩灯光线在点恰能发生全反射，设临界角为，则
由几何关系得
解得
由此可得，点与点得水平距离不能超过
答：水的折射率为；
光在水中的速度为；
点与点的水平距离不能超过。
18.解：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
解得
母球与目标球碰撞前，做匀减速直线运动，由动能定理可得
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
联立解得目标球被碰撞后的速度大小为
目标球前进到挡壁，做匀减速直线运动，由动能定理可得
解得
目标球与挡壁碰撞，以目标球运动方向为正方向，根据题意有
即
目标球运动到球洞过程，由动能定理可得
解得
则目标球能进洞。
答：母球受到杆头的平均冲击力大小；
目标球被碰撞后瞬间的速度大小；
目标球能进洞。
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