广西壮族自治区河池市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题
1．（2024高二下·河池期末）中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，则该合成云母（ ）
A．没有规则的外形 B．有固定的熔点
C．各原子都保持静止不动 D．是多晶体
【答案】B
【知识点】晶体和非晶体
【解析】【解答】本题考查了固体的相关问题，要了解单晶体与多晶体、非晶体的特性与区别。AB．由图可知，该合成云母中所含分子在三维空间中呈规则、周期性排列，是晶体，具有一定的几何外形，具有固定的熔点，故A错误，B正确；
C．组成物质的分子、原子或离子并不是静止不动的，他们在不停地振动，图中所画的点是他们振动的平衡位置，故C错误；
D．由于该云母片在融化石蜡过程中表现的导热性能的各向异性，可以判断该云母为单晶体，故D错误。
故选B。
【分析】根据单晶体、非晶体的的特点分析判断。
2．（2024高二下·河池期末）如图所示。将质量为m的小球悬挂在一轻质弹簧下端，静止后小球所在的位置为O点（图中未标出）。现将小球从O点向下拉至弹簧对小球的弹力大小为2mg（g为重力加速度），然后释放，已知小球在运动过程中弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。则小球位于最高点时弹簧的弹力大小为（ ）
A．2mg B．0 C．mg D．mg
【答案】B
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】回复力是指将振动的物体拉回到平衡位置的力，同向心力一样是按照力的作用效果来命名的。本题弹力和重力的合力充当向心力。小球处于最低点时弹簧的伸长量为，则有
释放瞬间对小球由牛顿第二定律可得
解得
小球运动到最高点时弹簧的形变量的大小，加速度大小为，根据对称性可得
在最高点对小球由牛顿第二定律可得
解得
故小球位于最高点时弹簧的弹力大小为0。
故选B。
【分析】最高点和最低见加速度大小相等，根据牛顿第二定律以及胡克定律列式求解。
3．（2024高二下·河池期末）实验室用交流发电机和理想变压器组合给阻值为12Ω的电阻R0供电，电路如图所示。交流发电机的线圈内阻为4Ω，导线电阻不计，当理想变压器原、副线圈匝数比为1∶3时，R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为（ ）
A．1∶1 B．3∶1 C．1∶3 D．1∶4
【答案】C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】本题关键是明确变压器的工作原理，知道理想变压器副线圈的电流之比等于匝数反比。原副线圈的电流之比为
根据
R0消耗的功率为
线圈内阻消耗的功率为
解得R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为
故选C。
【分析】根据线圈匝数比求解原副线圈的电流之比，结合电功率公式求解功率之比
4．（2024高二下·河池期末）关于光的性质与应用，下列说法正确的是（ ）
A．观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的衍射
B．内窥镜利用了多普勒效应
C．照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射现象引起的
D．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理
【答案】D
【知识点】光导纤维及其应用；光的偏振现象
【解析】【解答】该题考查光的偏振、全反射、薄膜干涉以及多普勒效应的应用，考查的知识点多，做好这一类的题目要注意平时的积累。A．观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的偏振现象，故A错误；
B．内窥镜利用了光的全反射原理，故B错误；
C．照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的干涉现象引起的，故C错误；
D．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理。故D正确。
故选D。
【分析】光是横波，自然光通过偏振片后形成偏振光；内窥镜的原理就是利用光的全反射；根据多普勒效应的应用分析；全息照片的拍摄，与光的干涉有关。
5．（2024高二下·河池期末）如图所示，L为直流电阻可忽略的线圈，R为定值电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）以及两极板间电势差Uab随时间变化的图像是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】本题考查了L-C振荡电路，知道该电路中电场能和磁场能之间的转化，电流、电量的变化。ABC．断开S后，电容器开始充电，b板带正电荷且逐渐增加，即负方向的电场强度逐渐增加；则两极板间电势差逐渐增大，且为负方向，故A正确，BC错误；
D．因为L为一电阻可忽略的线圈，可知当开关闭合时，电容器带电量为零，通过线圈L的电流向下；断开S后，电流在LC电路中开始振荡，电容器开始充电，电流方向沿逆时针方向（负方向）且电流大小逐渐减小，故D错误。
故选A。
【分析】根据电容器两端电势差的变化情况，判断电容器带电量的变化，再根据电容器的充放电与线圈自感应电动势，来确定电流的变化，从而即可求解。
6．（2024高二下·河池期末）“挤毛巾”和“液桥”都是国际空间站展示的有趣实验。宇航员先将干毛巾一端沾水后能使得整个毛巾完全浸湿，然后再用力拧毛巾，只见毛巾被挤出的水像一层果冻一样紧紧地吸附在毛巾的外表面，宇航员的手也粘有一层厚厚的水。我国宇航员王亚平在空间站做“液桥实验”的情形如图所示。下列关于这两个现象的描述正确的是（ ）
A．干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象
B．水对宇航员的手和液桥板都是不浸润的
C．“液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，是由于液桥板分子之间的相互吸引
D．在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为水不能浸润毛巾
【答案】A
【知识点】液体的表面张力；浸润和不浸润
【解析】【解答】浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也不会附着在这种固体的表面上的现象。A．水是可以浸润毛巾的，毛巾中有很多的小缝隙，就相当于有很多的玻璃管，水会往毛巾缝隙扩散，干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象，故A正确；
B．浸润指液体与固体发生接触时，液体附着在固体表面或渗透到固体内部的现象，此时对该固体而言，该液体叫做浸润液体。水对宇航员的手和液桥板都是浸润的，故B错误；
C．“液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，这是水的表面张力在起作用，故C错误；
D．水能浸润毛巾，在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为重力的作用，故D错误。
故选A。
【分析】根据浸润现象的定义及特点判断；液体表面张力的原因是液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力。
7．（2024高二下·河池期末）如图所示，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场，一质子从A点由静止释放，沿图示轨迹依次经过C、D两点。已知A、D两点在同一等势面上，不计质子重力。下列说法正确的是（ ）
A．质子从C到D，电场力做的是正功
B．D点的电势低于C点的电势
C．质子从A到C，洛伦兹力做正功
D．质子在A点所受的合力等于在D点所受的合力
【答案】D
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】本题考查了带电粒子在复合场中的运动，理解粒子在不同时刻的运动状态，合理选利用对称性是解决此类问题的关键。A．质子从C到D，质子逆着电场线运动，电场力做的是负功，故A错误；
B．顺着电场线，电势逐渐降低，故D点的电势高于C点的电势，故B错误；
C．质子从A到C，洛伦兹力始终与速度方向垂直，故洛伦兹力不做功，故C错误；
D．已知匀强电场中，A点和D点的场强相等，故A点和D点的电场力相等，由图的对称性可知，A点和D点的洛伦兹力均为零，故质子在A点所受的合力等于在D点所受的合力，故D正确。
故选D。
【分析】根据质子所受电场力水平向右，沿着电场线方向电势逐渐降低，洛伦兹力永不做功，结合对称性分析求解。
8．（2024高二下·河池期末）电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。关于涡流、互感和自感、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是（ ）
A．真空冶炼炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的
B．自感现象是特殊的电磁感应现象，同一线圈加铁芯后线圈自感系数增大
C．互感现象是变压器工作的基础，互感现象说明了磁场具有能量
D．阻尼摆摆动时产生的涡流不一定总是阻碍其运动
【答案】A,B,C
【知识点】自感与互感；涡流、电磁阻尼、电磁驱动；变压器原理
【解析】【解答】A． 线圈中的电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流。真空冶炼炉锅体中的涡流是由变化磁场产生的，故A错误；
B．自感现象是特殊的电磁感应现象，同一线圈加铁芯后线圈自感系数增大，故B正确；
C．互感现象是变压器工作的基础，互感现象说明了磁场具有能量，故C正确；
D．根据楞次定律可知，阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，故D错误。
故选BC。
【分析】根据涡流产生的原理，自感现象、自感现象、楞次定律等规律分析。
9．（2024高二下·河池期末）图甲是一列机械波在t=0时刻的波形图，该波沿x轴的正方向传播，图乙是质点A的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．该列波的传播速度为10m/s
B．质点A经过0.4s的时间将沿x轴传播4m
C．在t=0.2s时，质点A具有向下的最大加速度
D．在t=0.3s时，x=2m处质点位于处
【答案】A,D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】解决y-t图像和y-x图像综合问题，关键要明确两点：一是y-t图像描述的是哪个质点的振动；二是y-x图像是哪一时刻的图像，然后根据y-t图像确定这一时刻该点的位移和振动方向，最后根据y-x图像确定波的传播方向。A．由图甲和图乙可知，，，则该列波的传播速度为
故A正确；
B．质点A只是在平衡位置上下振动，并不会随波的传播方向迁移，故B错误；
C．由图乙可知，在t=0.2s时，质点A处于负向最大位移处，具有向上的最大加速度，故C错误；
D．由于该波沿x轴的正方向传播，根据波形平移法可知，t=0时刻，x=2m处质点在平衡位置向上振动，由于
可知在t=0.3s时，x=2m处质点位于处，故D正确。
故选AD。
【分析】根据同侧法可知波的传播方向，根据波速计算公式求解传播速度；质点不会随波迁移；根据特殊位置判断加速度大小；根据时间与周期的关系判断质点所在位置。
10．（2024高二下·河池期末）如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为、体积为0.02L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现在喷壶中装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（ ）
A．为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次
B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次
C．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L
D．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8L
【答案】B,D
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】A．气体温度不变，气体做等温变化，有
解得
次
故A错误；
B．为了保证喷壶安全，有
解得
次
故B正确；
CD．设可向外喷出水的体积为，则有
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】气体温度不变，气体做等温变化，根据玻意耳定律进行分析。
11．（2024高二下·河池期末）某同学用如图甲所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到最右侧，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强和体积；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。
（1）为使实验结果尽量准确，下列操作正确的是________（填字母）。
A．要尽可能保持环境温度不变
B．实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油
C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞
D．实验过程中应缓慢地推动活塞
（2）分别在环境温度为、（）时完成上述探究活动。下列各图最能正确且直观地反映实验过程中，气体压强随体积变化规律的是________（填字母）。
A． B．
C． D．
（3）该同学用此装置测量一小石子的密度。他先用天平测出其质量为，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度和压强传感器读数，根据实验测量数据，作出如图乙所示的图像，则石子密度为 。（用题及图中相关物理量的字母符号表示）
（4）求出石子的密度比真实值 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。
【答案】（1）A；B；D
（2）C
（3）
（4）偏大
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】本题主要考查了等温变化时压强与体积的关系实验，以及利用该实验装置测量石子密度的拓展应用，解题关系是明白实验原理，知道实验误差产生的原因。
（1）A．保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，要尽可能保持环境温度不变，故A正确；
B．为防止漏气，实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油，故B正确；
C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞，气体温度将升高，故C错误；
D．实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故D正确。
故选ABD。
（2）根据理想气体状态方程
整理得
可知为直观地反映实验过程中，应采用图像，图像的斜率为
则温度越高，对应的图线的斜率越大，故图C符合要求。
故选C。
（3）设石块的体积为，根据理想气体状态方程
整理得
石头的体积为
石头的密度为
（4）由于软管的存在，偏小，根据
可知石头密度偏大。
【分析】（1）根据实验原理和注意事项分析；
（2）根据理想气体状态方程得到函数关系式，根据关系式分析；
（3）根据理想气体状态方程得到石头的体积，结合密度公式求解密度；
（4）由于软管的存在，V0偏小，石头密度偏大。
（1）A．保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，要尽可能保持环境温度不变，故A正确；
B．为防止漏气，实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油，故B正确；
C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞，气体温度将升高，故C错误；
D．实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故D正确。
故选ABD。
（2）根据理想气体状态方程
整理得
可知为直观地反映实验过程中，应采用图像，图像的斜率为
则温度越高，对应的图线的斜率越大，故图C符合要求。
故选C。
（3）设石块的体积为，根据理想气体状态方程
整理得
石头的体积为
石头的密度为
（4）由于软管的存在，偏小，根据
可知石头密度偏大。
12．（2024高二下·河池期末）某同学利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。
（1）下列说法正确的是___________（填字母）。
A．测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态
B．摆长等于摆线的长度加上摆球的直径
C．测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时
D．如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球
（2）若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，可求出当地重力加速度大小 。
（3）某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出的值，再以l为横轴、为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图乙所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度 （用k表示）。
（4）地面上周期为2s的单摆经常被称为秒摆。若把该秒摆放在“天问一号”探测器中，则探测器刚发射离开地球表面时，此秒摆的周期 2s（填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】（1）A
（2）
（3）
（4）小于
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】本题主要考查了单摆测量重力加速度的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合单摆的周期公式和图像的斜率即可完成求解。
（1）A．测摆长时摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，否则，摆长的测量不准确。故A正确；
B．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径。故B错误；
C．测单摆的周期时，应从摆球经过平衡位置时开始计时。故C错误；
D．摆球选择质量大一些，体积小一些的小球，如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用铜球作摆球。故D错误。
故选A。
（2）根据
解得
（3）根据
解得
结合乙图，可得
解得
（4）探测器刚发射离开地球表面时处于超重状态，等效重力加速度g变大，由
可得周期变小，即秒摆的周期小于2s。
【分析】（1）根据实验原理掌握正确的实验操作；
（2）根据单摆的周期公式化简即可
（3）根据单摆的周期公式结合图像的斜率得出g的数值；
（4）根据超重的原理结合单摆周期公式分析。
（1）A．测摆长时摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，否则，摆长的测量不准确。故A正确；
B．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径。故B错误；
C．测单摆的周期时，应从摆球经过平衡位置时开始计时。故C错误；
D．摆球选择质量大一些，体积小一些的小球，如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用铜球作摆球。故D错误。
故选A。
（2）根据
解得
（3）根据
解得
结合乙图，可得
解得
（4）探测器刚发射离开地球表面时处于超重状态，等效重力加速度g变大，由
可得周期变小，即秒摆的周期小于2s。
13．（2024高二下·河池期末）有一块半径为R，折射率为的半圆形玻璃砖，OO'是垂直于AB的半径，一束单色光沿着与玻璃砖的AB面成30°角的方向射到P点，经玻璃砖折射后射到D点且恰好发生全反射，如图所示，已知光在真空的传播速度大小为c，求：
（1）OP的长度；
（2）光从P点传播到D点的时间（计算结果保留根号）。
【答案】（1）作出光路图如图所示
由几何关系，可得
由折射定律
可得
，
因为光到D点且恰好发生全反射，则
由正弦定理
解得OP的长度为
（2）由余弦定理可知
解得
由光的折射定律，光在玻璃砖中的传播速度为
光从P点传播到D点的时间为
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】（1）作出光路图，根据几何关系求解入射角，光到D点且恰好发生全反射，结合正弦定理求解OP的长度；
（2）由余弦定理可知可得PD长度，由光的折射定律，光在玻璃砖中的传播速度为，光程除以光速等于时间。
14．（2024高二下·河池期末）某实验小组设计了简易的气压传动装置。如图甲所示，面积为SA=6cm2的活塞A静止，与汽缸右端相距L1=2cm。用力缓慢右移活塞A，通过压缩气体顶起竖直放置的面积SB=3cm2的活塞B和上方高h=4cm的水银柱，最终活塞A移到最右端，如图乙所示，活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变。气体视为理想气体，大气压强为p0=76cmHg，忽略弯管中的气体体积，装置不漏气，水银不溢出，不计摩擦和两活塞质量。
（1）求活塞B移动前活塞A移动的距离：
（2）若（1）过程活塞A对封闭气体做功，则此过程中气体对外吸热还是放热，并求出该部分的热量Q；
（3）求最终活塞B上升的高度L2。
【答案】（1）初始时，封闭气体压强
活塞B刚要移动时，封闭气体的压强
由玻意耳定律
解得
A移动的距离
（2）封闭气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律
其中
得
则此过程气体向外放出的热量
（3）初始时，活塞A静止，封闭气体的压强为
最终封闭气体的压强大小为
活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变，由玻意耳定律可知
解得
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）求出初末状态的压强，根据玻意耳定律分析；
（2） 根据活塞A对封闭气体做功 ，再根据热力学第一定律求解。
（3）根据平衡关系求解活塞B稳定后封闭气体的压强，再根据玻意耳定律求解；
15．（2024高二下·河池期末）如图所示，左侧圆弧光滑导轨与右侧足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中虚线de右侧存在方向竖直向上、范围足够大的匀强磁场，绝缘棒a垂直于圆弧导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h=1.8m，之后与静止在虚线de处的金属棒b发生弹性碰撞，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞，已知金属棒b和绝缘棒a的质量均为m=3kg，金属棒c质量是金属棒b质量的一半，重力加速度取g=10m/s2，求：
（1）绝缘棒a与金属棒b碰撞后瞬间两棒的速度大小；
（2）金属棒b进入磁场后，其加速度为最大加速度的一半时的速度大小；
（3）整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热。
【答案】（1）绝缘棒a从静止释放到与属棒b碰撞前过程，根据动能定理可得
解得碰撞前瞬间绝缘棒a的速度大小为
绝缘棒a与金属棒b发生弹性碰撞过程，根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得碰撞后瞬间两棒的速度大小分别为
，
（2）金属棒b刚进入磁场时，加速度最大，则有
设金属棒b进入磁场后，其加速度为最大加速度的一半时，金属棒b、c的速度大小分别为、，金属棒b、c组成的系统满足动量守恒，则有
此时回路的总电动势为
根据题意有
联立解得
（3）当金属棒b、c速度相等时，回路的总电动势为0，回路电流为0，金属棒受到安培力为0，可知最终两棒以相同的速度做匀速直线运动，根据动量守恒可得
解得最终共同速度为
根据能量守恒可知，整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热为
解得
【知识点】碰撞模型；电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1）根据动能定理求解碰撞前1的速度大小，根据动量守恒定律和机械能守恒定律求解碰撞后瞬间1棒、2棒的速度大小；
（2）金属棒2刚进入磁场时，加速度最大，根据牛顿第二定律列方程；再根据动量守恒定律、法拉第电磁感应定律结合牛顿第二定律列方程求解；
（3）最终两棒以相同的速度做匀速直线运动，根据动量守恒、能量守恒列方程求解整个过程两金属棒2、3上产生的总焦耳热。
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1．（2024高二下·河池期末）中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，则该合成云母（ ）
A．没有规则的外形 B．有固定的熔点
C．各原子都保持静止不动 D．是多晶体
2．（2024高二下·河池期末）如图所示。将质量为m的小球悬挂在一轻质弹簧下端，静止后小球所在的位置为O点（图中未标出）。现将小球从O点向下拉至弹簧对小球的弹力大小为2mg（g为重力加速度），然后释放，已知小球在运动过程中弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。则小球位于最高点时弹簧的弹力大小为（ ）
A．2mg B．0 C．mg D．mg
3．（2024高二下·河池期末）实验室用交流发电机和理想变压器组合给阻值为12Ω的电阻R0供电，电路如图所示。交流发电机的线圈内阻为4Ω，导线电阻不计，当理想变压器原、副线圈匝数比为1∶3时，R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为（ ）
A．1∶1 B．3∶1 C．1∶3 D．1∶4
4．（2024高二下·河池期末）关于光的性质与应用，下列说法正确的是（ ）
A．观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的衍射
B．内窥镜利用了多普勒效应
C．照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射现象引起的
D．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理
5．（2024高二下·河池期末）如图所示，L为直流电阻可忽略的线圈，R为定值电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）以及两极板间电势差Uab随时间变化的图像是（ ）
A． B．
C． D．
6．（2024高二下·河池期末）“挤毛巾”和“液桥”都是国际空间站展示的有趣实验。宇航员先将干毛巾一端沾水后能使得整个毛巾完全浸湿，然后再用力拧毛巾，只见毛巾被挤出的水像一层果冻一样紧紧地吸附在毛巾的外表面，宇航员的手也粘有一层厚厚的水。我国宇航员王亚平在空间站做“液桥实验”的情形如图所示。下列关于这两个现象的描述正确的是（ ）
A．干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象
B．水对宇航员的手和液桥板都是不浸润的
C．“液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，是由于液桥板分子之间的相互吸引
D．在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为水不能浸润毛巾
7．（2024高二下·河池期末）如图所示，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场，一质子从A点由静止释放，沿图示轨迹依次经过C、D两点。已知A、D两点在同一等势面上，不计质子重力。下列说法正确的是（ ）
A．质子从C到D，电场力做的是正功
B．D点的电势低于C点的电势
C．质子从A到C，洛伦兹力做正功
D．质子在A点所受的合力等于在D点所受的合力
8．（2024高二下·河池期末）电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。关于涡流、互感和自感、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是（ ）
A．真空冶炼炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的
B．自感现象是特殊的电磁感应现象，同一线圈加铁芯后线圈自感系数增大
C．互感现象是变压器工作的基础，互感现象说明了磁场具有能量
D．阻尼摆摆动时产生的涡流不一定总是阻碍其运动
9．（2024高二下·河池期末）图甲是一列机械波在t=0时刻的波形图，该波沿x轴的正方向传播，图乙是质点A的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．该列波的传播速度为10m/s
B．质点A经过0.4s的时间将沿x轴传播4m
C．在t=0.2s时，质点A具有向下的最大加速度
D．在t=0.3s时，x=2m处质点位于处
10．（2024高二下·河池期末）如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为、体积为0.02L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现在喷壶中装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（ ）
A．为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次
B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次
C．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L
D．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8L
11．（2024高二下·河池期末）某同学用如图甲所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到最右侧，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强和体积；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。
（1）为使实验结果尽量准确，下列操作正确的是________（填字母）。
A．要尽可能保持环境温度不变
B．实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油
C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞
D．实验过程中应缓慢地推动活塞
（2）分别在环境温度为、（）时完成上述探究活动。下列各图最能正确且直观地反映实验过程中，气体压强随体积变化规律的是________（填字母）。
A． B．
C． D．
（3）该同学用此装置测量一小石子的密度。他先用天平测出其质量为，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度和压强传感器读数，根据实验测量数据，作出如图乙所示的图像，则石子密度为 。（用题及图中相关物理量的字母符号表示）
（4）求出石子的密度比真实值 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。
12．（2024高二下·河池期末）某同学利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。
（1）下列说法正确的是___________（填字母）。
A．测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态
B．摆长等于摆线的长度加上摆球的直径
C．测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时
D．如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球
（2）若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，可求出当地重力加速度大小 。
（3）某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出的值，再以l为横轴、为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图乙所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度 （用k表示）。
（4）地面上周期为2s的单摆经常被称为秒摆。若把该秒摆放在“天问一号”探测器中，则探测器刚发射离开地球表面时，此秒摆的周期 2s（填“大于”“小于”或“等于”）。
13．（2024高二下·河池期末）有一块半径为R，折射率为的半圆形玻璃砖，OO'是垂直于AB的半径，一束单色光沿着与玻璃砖的AB面成30°角的方向射到P点，经玻璃砖折射后射到D点且恰好发生全反射，如图所示，已知光在真空的传播速度大小为c，求：
（1）OP的长度；
（2）光从P点传播到D点的时间（计算结果保留根号）。
14．（2024高二下·河池期末）某实验小组设计了简易的气压传动装置。如图甲所示，面积为SA=6cm2的活塞A静止，与汽缸右端相距L1=2cm。用力缓慢右移活塞A，通过压缩气体顶起竖直放置的面积SB=3cm2的活塞B和上方高h=4cm的水银柱，最终活塞A移到最右端，如图乙所示，活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变。气体视为理想气体，大气压强为p0=76cmHg，忽略弯管中的气体体积，装置不漏气，水银不溢出，不计摩擦和两活塞质量。
（1）求活塞B移动前活塞A移动的距离：
（2）若（1）过程活塞A对封闭气体做功，则此过程中气体对外吸热还是放热，并求出该部分的热量Q；
（3）求最终活塞B上升的高度L2。
15．（2024高二下·河池期末）如图所示，左侧圆弧光滑导轨与右侧足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中虚线de右侧存在方向竖直向上、范围足够大的匀强磁场，绝缘棒a垂直于圆弧导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h=1.8m，之后与静止在虚线de处的金属棒b发生弹性碰撞，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞，已知金属棒b和绝缘棒a的质量均为m=3kg，金属棒c质量是金属棒b质量的一半，重力加速度取g=10m/s2，求：
（1）绝缘棒a与金属棒b碰撞后瞬间两棒的速度大小；
（2）金属棒b进入磁场后，其加速度为最大加速度的一半时的速度大小；
（3）整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】晶体和非晶体
【解析】【解答】本题考查了固体的相关问题，要了解单晶体与多晶体、非晶体的特性与区别。AB．由图可知，该合成云母中所含分子在三维空间中呈规则、周期性排列，是晶体，具有一定的几何外形，具有固定的熔点，故A错误，B正确；
C．组成物质的分子、原子或离子并不是静止不动的，他们在不停地振动，图中所画的点是他们振动的平衡位置，故C错误；
D．由于该云母片在融化石蜡过程中表现的导热性能的各向异性，可以判断该云母为单晶体，故D错误。
故选B。
【分析】根据单晶体、非晶体的的特点分析判断。
2．【答案】B
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】回复力是指将振动的物体拉回到平衡位置的力，同向心力一样是按照力的作用效果来命名的。本题弹力和重力的合力充当向心力。小球处于最低点时弹簧的伸长量为，则有
释放瞬间对小球由牛顿第二定律可得
解得
小球运动到最高点时弹簧的形变量的大小，加速度大小为，根据对称性可得
在最高点对小球由牛顿第二定律可得
解得
故小球位于最高点时弹簧的弹力大小为0。
故选B。
【分析】最高点和最低见加速度大小相等，根据牛顿第二定律以及胡克定律列式求解。
3．【答案】C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】本题关键是明确变压器的工作原理，知道理想变压器副线圈的电流之比等于匝数反比。原副线圈的电流之比为
根据
R0消耗的功率为
线圈内阻消耗的功率为
解得R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为
故选C。
【分析】根据线圈匝数比求解原副线圈的电流之比，结合电功率公式求解功率之比
4．【答案】D
【知识点】光导纤维及其应用；光的偏振现象
【解析】【解答】该题考查光的偏振、全反射、薄膜干涉以及多普勒效应的应用，考查的知识点多，做好这一类的题目要注意平时的积累。A．观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的偏振现象，故A错误；
B．内窥镜利用了光的全反射原理，故B错误；
C．照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的干涉现象引起的，故C错误；
D．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理。故D正确。
故选D。
【分析】光是横波，自然光通过偏振片后形成偏振光；内窥镜的原理就是利用光的全反射；根据多普勒效应的应用分析；全息照片的拍摄，与光的干涉有关。
5．【答案】A
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】本题考查了L-C振荡电路，知道该电路中电场能和磁场能之间的转化，电流、电量的变化。ABC．断开S后，电容器开始充电，b板带正电荷且逐渐增加，即负方向的电场强度逐渐增加；则两极板间电势差逐渐增大，且为负方向，故A正确，BC错误；
D．因为L为一电阻可忽略的线圈，可知当开关闭合时，电容器带电量为零，通过线圈L的电流向下；断开S后，电流在LC电路中开始振荡，电容器开始充电，电流方向沿逆时针方向（负方向）且电流大小逐渐减小，故D错误。
故选A。
【分析】根据电容器两端电势差的变化情况，判断电容器带电量的变化，再根据电容器的充放电与线圈自感应电动势，来确定电流的变化，从而即可求解。
6．【答案】A
【知识点】液体的表面张力；浸润和不浸润
【解析】【解答】浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也不会附着在这种固体的表面上的现象。A．水是可以浸润毛巾的，毛巾中有很多的小缝隙，就相当于有很多的玻璃管，水会往毛巾缝隙扩散，干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象，故A正确；
B．浸润指液体与固体发生接触时，液体附着在固体表面或渗透到固体内部的现象，此时对该固体而言，该液体叫做浸润液体。水对宇航员的手和液桥板都是浸润的，故B错误；
C．“液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，这是水的表面张力在起作用，故C错误；
D．水能浸润毛巾，在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为重力的作用，故D错误。
故选A。
【分析】根据浸润现象的定义及特点判断；液体表面张力的原因是液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力。
7．【答案】D
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】本题考查了带电粒子在复合场中的运动，理解粒子在不同时刻的运动状态，合理选利用对称性是解决此类问题的关键。A．质子从C到D，质子逆着电场线运动，电场力做的是负功，故A错误；
B．顺着电场线，电势逐渐降低，故D点的电势高于C点的电势，故B错误；
C．质子从A到C，洛伦兹力始终与速度方向垂直，故洛伦兹力不做功，故C错误；
D．已知匀强电场中，A点和D点的场强相等，故A点和D点的电场力相等，由图的对称性可知，A点和D点的洛伦兹力均为零，故质子在A点所受的合力等于在D点所受的合力，故D正确。
故选D。
【分析】根据质子所受电场力水平向右，沿着电场线方向电势逐渐降低，洛伦兹力永不做功，结合对称性分析求解。
8．【答案】A,B,C
【知识点】自感与互感；涡流、电磁阻尼、电磁驱动；变压器原理
【解析】【解答】A． 线圈中的电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流。真空冶炼炉锅体中的涡流是由变化磁场产生的，故A错误；
B．自感现象是特殊的电磁感应现象，同一线圈加铁芯后线圈自感系数增大，故B正确；
C．互感现象是变压器工作的基础，互感现象说明了磁场具有能量，故C正确；
D．根据楞次定律可知，阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，故D错误。
故选BC。
【分析】根据涡流产生的原理，自感现象、自感现象、楞次定律等规律分析。
9．【答案】A,D
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】解决y-t图像和y-x图像综合问题，关键要明确两点：一是y-t图像描述的是哪个质点的振动；二是y-x图像是哪一时刻的图像，然后根据y-t图像确定这一时刻该点的位移和振动方向，最后根据y-x图像确定波的传播方向。A．由图甲和图乙可知，，，则该列波的传播速度为
故A正确；
B．质点A只是在平衡位置上下振动，并不会随波的传播方向迁移，故B错误；
C．由图乙可知，在t=0.2s时，质点A处于负向最大位移处，具有向上的最大加速度，故C错误；
D．由于该波沿x轴的正方向传播，根据波形平移法可知，t=0时刻，x=2m处质点在平衡位置向上振动，由于
可知在t=0.3s时，x=2m处质点位于处，故D正确。
故选AD。
【分析】根据同侧法可知波的传播方向，根据波速计算公式求解传播速度；质点不会随波迁移；根据特殊位置判断加速度大小；根据时间与周期的关系判断质点所在位置。
10．【答案】B,D
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】A．气体温度不变，气体做等温变化，有
解得
次
故A错误；
B．为了保证喷壶安全，有
解得
次
故B正确；
CD．设可向外喷出水的体积为，则有
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】气体温度不变，气体做等温变化，根据玻意耳定律进行分析。
11．【答案】（1）A；B；D
（2）C
（3）
（4）偏大
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】本题主要考查了等温变化时压强与体积的关系实验，以及利用该实验装置测量石子密度的拓展应用，解题关系是明白实验原理，知道实验误差产生的原因。
（1）A．保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，要尽可能保持环境温度不变，故A正确；
B．为防止漏气，实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油，故B正确；
C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞，气体温度将升高，故C错误；
D．实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故D正确。
故选ABD。
（2）根据理想气体状态方程
整理得
可知为直观地反映实验过程中，应采用图像，图像的斜率为
则温度越高，对应的图线的斜率越大，故图C符合要求。
故选C。
（3）设石块的体积为，根据理想气体状态方程
整理得
石头的体积为
石头的密度为
（4）由于软管的存在，偏小，根据
可知石头密度偏大。
【分析】（1）根据实验原理和注意事项分析；
（2）根据理想气体状态方程得到函数关系式，根据关系式分析；
（3）根据理想气体状态方程得到石头的体积，结合密度公式求解密度；
（4）由于软管的存在，V0偏小，石头密度偏大。
（1）A．保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，要尽可能保持环境温度不变，故A正确；
B．为防止漏气，实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油，故B正确；
C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞，气体温度将升高，故C错误；
D．实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故D正确。
故选ABD。
（2）根据理想气体状态方程
整理得
可知为直观地反映实验过程中，应采用图像，图像的斜率为
则温度越高，对应的图线的斜率越大，故图C符合要求。
故选C。
（3）设石块的体积为，根据理想气体状态方程
整理得
石头的体积为
石头的密度为
（4）由于软管的存在，偏小，根据
可知石头密度偏大。
12．【答案】（1）A
（2）
（3）
（4）小于
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】本题主要考查了单摆测量重力加速度的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合单摆的周期公式和图像的斜率即可完成求解。
（1）A．测摆长时摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，否则，摆长的测量不准确。故A正确；
B．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径。故B错误；
C．测单摆的周期时，应从摆球经过平衡位置时开始计时。故C错误；
D．摆球选择质量大一些，体积小一些的小球，如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用铜球作摆球。故D错误。
故选A。
（2）根据
解得
（3）根据
解得
结合乙图，可得
解得
（4）探测器刚发射离开地球表面时处于超重状态，等效重力加速度g变大，由
可得周期变小，即秒摆的周期小于2s。
【分析】（1）根据实验原理掌握正确的实验操作；
（2）根据单摆的周期公式化简即可
（3）根据单摆的周期公式结合图像的斜率得出g的数值；
（4）根据超重的原理结合单摆周期公式分析。
（1）A．测摆长时摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，否则，摆长的测量不准确。故A正确；
B．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径。故B错误；
C．测单摆的周期时，应从摆球经过平衡位置时开始计时。故C错误；
D．摆球选择质量大一些，体积小一些的小球，如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用铜球作摆球。故D错误。
故选A。
（2）根据
解得
（3）根据
解得
结合乙图，可得
解得
（4）探测器刚发射离开地球表面时处于超重状态，等效重力加速度g变大，由
可得周期变小，即秒摆的周期小于2s。
13．【答案】（1）作出光路图如图所示
由几何关系，可得
由折射定律
可得
，
因为光到D点且恰好发生全反射，则
由正弦定理
解得OP的长度为
（2）由余弦定理可知
解得
由光的折射定律，光在玻璃砖中的传播速度为
光从P点传播到D点的时间为
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】（1）作出光路图，根据几何关系求解入射角，光到D点且恰好发生全反射，结合正弦定理求解OP的长度；
（2）由余弦定理可知可得PD长度，由光的折射定律，光在玻璃砖中的传播速度为，光程除以光速等于时间。
14．【答案】（1）初始时，封闭气体压强
活塞B刚要移动时，封闭气体的压强
由玻意耳定律
解得
A移动的距离
（2）封闭气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律
其中
得
则此过程气体向外放出的热量
（3）初始时，活塞A静止，封闭气体的压强为
最终封闭气体的压强大小为
活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变，由玻意耳定律可知
解得
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）求出初末状态的压强，根据玻意耳定律分析；
（2） 根据活塞A对封闭气体做功 ，再根据热力学第一定律求解。
（3）根据平衡关系求解活塞B稳定后封闭气体的压强，再根据玻意耳定律求解；
15．【答案】（1）绝缘棒a从静止释放到与属棒b碰撞前过程，根据动能定理可得
解得碰撞前瞬间绝缘棒a的速度大小为
绝缘棒a与金属棒b发生弹性碰撞过程，根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得碰撞后瞬间两棒的速度大小分别为
，
（2）金属棒b刚进入磁场时，加速度最大，则有
设金属棒b进入磁场后，其加速度为最大加速度的一半时，金属棒b、c的速度大小分别为、，金属棒b、c组成的系统满足动量守恒，则有
此时回路的总电动势为
根据题意有
联立解得
（3）当金属棒b、c速度相等时，回路的总电动势为0，回路电流为0，金属棒受到安培力为0，可知最终两棒以相同的速度做匀速直线运动，根据动量守恒可得
解得最终共同速度为
根据能量守恒可知，整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热为
解得
【知识点】碰撞模型；电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1）根据动能定理求解碰撞前1的速度大小，根据动量守恒定律和机械能守恒定律求解碰撞后瞬间1棒、2棒的速度大小；
（2）金属棒2刚进入磁场时，加速度最大，根据牛顿第二定律列方程；再根据动量守恒定律、法拉第电磁感应定律结合牛顿第二定律列方程求解；
（3）最终两棒以相同的速度做匀速直线运动，根据动量守恒、能量守恒列方程求解整个过程两金属棒2、3上产生的总焦耳热。
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