2024-2025学年湖北省七市州高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.物理学家通过发现物理规律，总结研究方法，推动了生产力的发展和人类文明的进步，下列陈述符合历史事实的是( )
A. 安培最早提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在
B. 奥斯特最早发现了电流的磁效应
C. 普朗克最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场
D. 赫兹通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量
2.下列关于机械波和电磁波的说法中，正确的是( )
A. 在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B. 波源停止振动，电磁波立即停止传播，机械波能继续传播
C. 电磁波和机械波都能产生干涉、衍射现象和多普勒效应
D. 机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时，波长保持不变
3.下列关于核反应的说法中正确的是( )
A. 是衰变方程，是核裂变方程
B. 是核裂变方程，也是链式反应的反应方程
C. 衰变为，经过次衰变，次衰变
D. 铝核被粒子击中后产生的反应生成物是磷核，同时放出一个质子
4.如图是电熨斗的结构图，下列说法正确的是( )
A. 双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属
B. 常温下，上下触点分离温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点接触
C. 需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮使升降螺丝上移并带动弹性铜片上移
D. 双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断
5.我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。如图所示，和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，下列说法正确的是( )
A. 的频率比的小
B. 在真空中的传播速度比的小
C. 分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的条纹间距更小
D. 若照射某金属时能发生光电效应，则照射该金属时一定也能发生光电效应
6.如图所示，、两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心，已知光刚好发生全反射，光的折射光线反射光线未画出刚好与光的反射光线重叠，且，下列说法中正确的是( )
A. 若将光沿光的光路射向点，光也能发生全反射
B. 用、单色光分别检查同一光学平面的平整度时，光呈现的明暗相间的条纹要宽些
C. 用、单色光分别照射同一光电管的阴极材料时，用光照射打出光电子的遏止电压更大
D. 用、单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，光发生的侧移小
7.在如图所示的理想变压器的电路中，变压器原、副线圈的匝数比为，电阻，电流表和电压表均为理想电表，若电流表的示数为，电压表的示数为，则电阻的大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.图甲是光电效应的实验装置图，图乙是通过改变电源极性得到的光电流与加在阴极和阳极上的电压的关系图像，下列说法正确的是( )
A. 由图甲可知，闭合开关，电子飞到阳极的动能比其逸出阴极表面时的动能大
B. 由图甲可知，闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片，电流表的读数一直增大
C. 由图乙可知，光子的频率小于光子的频率
D. 由图乙可知，是同种颜色的光，的光强比的大
9.一定质量的理想气体从状态开始，经过，最后回到初始状态，各状态参量如图所示。下列说法正确的是( )
A. 状态到状态气体吸收热量
B. 状态到状态气体分子的平均动能减小
C. 过程气体对外做功大于过程外界对气体做功
D. 气体在整个过程中从外界吸收的总热量为零
10.图甲是沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形图，、是位于轴上的两个质点，间距为，时刻该波刚好传播到点，为周期时的波形图如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的周期为
B. 该波的波速为
C. 处质点的振动方程为
D. 从时开始，该波传至处所用的时间为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图所示，接通电源使光源正常工作。
、、三个光学元件依次为__________。填字母
双缝、滤光片、单缝
滤光片、双缝、单缝
单缝、滤光片、双缝
滤光片、单缝、双缝
某同学测出记录的第条亮条纹中心到第条亮条纹中心的距离为，若双缝间距为，光屏与双缝间距离为，计算该单色光波长的表达式为__________用题中字母表示。
在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法有__________。填字母
改用蓝色激光 改用红色激光 增大双缝间距 将屏幕向远离双缝的位置移动
12.随着科技发展，智能手机不仅为我们的生活带来了便利，也可以利用它的摄像头和内部传感器协助我们完成物理实验。某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中，利用了智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验：
将摆线上端固定在铁架台上，下端系在小球上，做成图所示的单摆。在测量单摆的摆长时，先用毫米
刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长从悬点到摆球的最上端，再用螺旋测微器测得摆球的直径为读数如图
所示。从图可知，摆球的直径为_________。
将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方，打开智能手机的磁传感器，准备测量磁感应强度的变化。将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图所示。由图可知，单摆的周期为 。
经测量得到组不同的摆长和对应的周期，画出图线，然后在图线上选取、两个点，坐标如图所示。则当地重力加速度的表达式_________。图中图像不过原点的原因是__________。
A.计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径
B.计算摆长时用的是摆线长度加上小球直径
另一同学只通过一次实验测量出重力加速度，但由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比__________填“偏大”、“偏小”、“不变”。
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13.近年来随着中国汽车工业的飞速发展，新能源汽车已经越来越多走进了我们的生活，它们具有节能、环保、智能化程度高、舒适、噪音小等优点。现有我国自主生产的某品牌新能源汽车，其后轮胎标准胎压为，容积为。当车外温度显示为，胎压监测系统显示一条后轮胎压刚好为，在某高寒地带测试车辆时，车外温度显示为，发现仪表盘上显示该轮胎胎压为。假设车胎内气体可看作理想气体，车胎容积视为不变，取。
通过计算说明，这条轮胎是否有漏气；
如果漏气，把漏气位置修复后，要使该车胎胎压恢复到，需要充入温度、压强的理想气体，求充入气体的体积至少需要多少假设充气过程中车胎内温度视为不变？
14.如图所示，两根电阻不计的平行金属导轨和放置在水平面内，间接有阻值为的电阻，导轨相距，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。一根质量为，电阻为的导体棒垂直于导轨放置，并与导轨接触良好。用平行于的恒力向右拉动，受的摩擦阻力恒为。求：
运动的最大速度大小
当达到最大速度后，电阻消耗的电功率是多少
当的速度为最大速度的一半时，加速度的大小。
15.如图所示，平面直角坐标系中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为的匀强磁场。第一、四象限内磁场方向垂直纸面向里，第二象限内磁场方向垂直纸面向外。第三象限存在沿轴正方向的匀强电场。质量为、电荷量为的粒子从点以一定初速度释放，初速度方向与轴正方向的夹角为，从点垂直轴进入第四象限，然后从点垂直轴进入第一象限。不计粒子重力，求：
粒子经过点时的速度的大小
若仅将第二象限磁场大小变成，求粒子第次经过轴时的纵坐标
若撤去所有的电场和磁场，仅在第四象限的某一矩形区域内加一方向垂直于平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，该粒子释放后仍能垂直轴进入第一象限，试求所加矩形磁场区域最小面积的可能值。
答案解析
1.【答案】
【解析】A、麦克斯韦提出的电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故A错误；
B、奥斯特最早发现电流的磁效应，开启了人类研究电磁联系的新篇章，故B正确；
C、法拉第最早引入了电场和磁场的概念，并提出用电场线表示电场，故C错误；
D、美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】A、变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场，故 A错误；
B、波源停止振动，机械波继续传播，电磁波也继续传播，故 B错误；
C、当两列波频率相等时可以发生干涉现象，当障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多时产生衍射现象，多普勒效应是波动过程共有的特征，无论是机械波、电磁波还是光波都会发生多普勒效应，机械波和电磁波都能产生干涉、衍射现象和多普勒效应，故 C正确；
D、机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时频率保持不变，波速发生变化，由知波长也发生改变，故 D错误；
故选C。
3.【答案】
【解析】解：、是衰变方程，是衰变方程，故A错误。
B、是核裂变方程，也是链式反应的反应方程，故B正确。
C、衰变为，经过衰变次数为：次，衰变次数为：次，故C错误。
D、根据质量数守恒及核电荷数守恒，该核反应方程式为：，故放出的是中子而非质子，故D错误。
4.【答案】
【解析】、平常温度低，双金属片都不变，上下触点接触在一起；电热丝通电加热，双金属片温度升高，双金属片膨胀系数上层大下层小，温度升到一定时双金属片向下弯曲使触点断开，双金属片温度传感器在电路中的作用相当于开关，控制电路的通断，故AB错误、D正确。
C、需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移，这时使触点断开双金属片向下弯曲程度要大一些温度要更高一些。故C错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】A.氢原子由至的能级差小于由至的能级差，故的频率比的小，故A正确
B.在真空中的传播速度与在真空中的传播速度相同，都为光速，故B错误
C.因的频率比的小，根据可知的波长比的大，根据可知分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更小，故C错误
D.若照射某金属时发生光电效应，说明的频率大于该金属的极限频率，由于的频率比的小，故的频率与该金属极限频率的大小关系无法确定，所以照射该金属时不一定能发生光电效应，故 D错误。
6.【答案】
【解析】A、光恰好能发生全反射，临界角为，则光的折射率 ，
根据折射定律，光的折射率 ，因为，所以 ，
根据 可知光的临界角大，若将 光沿 光的光路射向 点， 光不会发生全反射，故A错误；
B.光的折射率比光更大，能量和频率都比光大，波长小，若用、单色光分别检查同一光学平面的平整度时，光呈现的明暗相间的条纹要更窄，故 B错误
D.若用、单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，光发生的偏折更大，发生的侧移也大，故D错误
C.根据爱因斯坦光电效应方程，，可见频率越大，遏止电压越大，若用、单色光分别照射同一光电管的阴极材料时，用光照射打出光电子的遏止电压更大，故选 C。
7.【答案】
【解析】【分析】
根据部分电路的欧姆定律和串并联电路的特点、以及电压与匝数成正比，电流与匝数成反比即可求得结论。
本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。
【解答】
原副线圈电压之比
已知，故
通过的电流
副线圈上的电流，又，
知
所以流过电流表的电流为：
故
解得：
故有：
故选A。
8.【答案】
【解析】A.图甲所示光电管中的电场方向水平向右，电子从金属板逸出后，受到的电场力水平向左，电子做加速运动，所以电子飞到阳极的动能比其逸出阴极表面时的动能大，选项A正确；
B.向右移动滑动变阻器滑片，光电管中电压增大，当光电管中的电流达到饱和光电流时，电流表示数将不再增大，选项 B错误
C.根据光电效应方程，结合遏止电压，整理得，
遏止电压大于遏止电压，所以光子的频率大于光子的频率，选项C错误
D.遏止电压相同，光的频率相同，所以是同种颜色的光，的饱和光电流大于的饱和光电流，的光强比的大，选项 D正确。
故选：
9.【答案】
【解析】A.根据理想气体状态方程有，可得，
则状态到状态的内能增大，又此过程气体膨胀对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸热，故A正确
B.根据理想气体状态方程有，可得，
则状态气体分子平均动能大于状态气体分子平均动能，故B正确
C.根据图像中图线与横轴围成图形的面积表示做功大小，则过程气体对外做功满足，过程，外界对气体做功，可知过程气体对外做功小于过程外界对气体做功，故C错误
D.气体从状态开始，经过，最后回到初始状态，由于气体的内能变化为，根据热力学第一定律可知，气体在整个过程中从外界吸收的总热量等于气体对外界做的功，即可以用的面积来表示，故 D错误。
10.【答案】
【解析】设处质点振动方程为
当时，处质点由图甲知，质点沿轴负方向运动，有
解得
时，由图乙知处质点，，
解得，
则质点的振动方程为
B.由图可知，该波波长为，则波速大小
D.由图乙知时波传播到处，从时开始，该波传至处所用的时间为
11.【答案】；；
【解析】光从透镜射出后，经过滤光片，增强光的单色性，然后经过单缝，使光的平行性更好，最后经过双缝，发生干涉现象，故D正确，、、C错误。
由公式可得，可得该单色光波长的表达式为．
由上式可知，要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可改用波长更长的红色激光、减小双缝间距或将屏幕向远离双缝的位置移动增加像屏与双缝间距离，故B、D正确，、C错误。
故答案为：；；
12.【答案】；
；
；；
偏大。
【解析】由图可知，摆球的直径为
实验中，磁性小球经过最低点时测得的磁感应强度 最大，根据图有
解得周期为
根据
解得
结合 图像，可得
解得
结合上述可知，考虑磁性小球的半径时
图像过会过原点，其中
同理，若没有考虑磁性小球的半径时
故图中图像不过原点的原因是没有考虑磁性小球的半径，故选A。
以 表示摆线长， 表示摆线与竖直方向的夹角， 表示摆球的质量， 表示摆线对摆球的拉力， 表示摆球圆锥摆运动的周期，如图
由牛顿第二定律得
在竖直方向，由平衡条件得
解得
单摆的周期公式
单摆运动的等效摆长 小于单摆摆长 ，则单摆周期的测量值偏小，根据单摆周期公式求出的重力加速度 偏大，即重力加速度的测量值大于真实值。
13.【答案】已知 ， ， ，
假设轮胎没有漏气，由查理定律得
解得
可知该轮胎漏气。
已知轮胎容积为 ，假设充气过程中车胎内温度视为不变，根据理想气体状态方程，充气过程温度不变，可得
代入数据解得充入气体的体积至少为
【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】解：设导体棒的运动速度为，则产生的感应电动势为：
根据闭合电路欧姆定律有：
则安培力为：
据题意分析，当时，最大，有：
联立以上各式得：
棒速度最大时，同理有：
而
联立得：
当速度为时有：
据牛顿第二定律有：
联立得：
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：粒子在第四象限内的磁场中由洛伦兹力提供向心力，
根据几何关系有
解得；
结合粒子的运动轨迹可得：粒子在第一象限运动，由洛伦兹力提供向心力
可得粒子在第一象限运动的轨道半径为，直径为；
粒子在第二象限内的磁场中，由洛伦兹力提供向心力
可得粒子在第二象限运动的轨道半径为，直径为；
则粒子第次经过轴时的纵坐标：；
由题意得，粒子释放时速度大小为
在磁场中运动时，有，解得
若磁场方向垂直纸面向里，轨迹如图甲所示，
最小矩形磁场的边界长为，宽为，面积为；
若磁场方向垂直纸面向外，轨迹如图乙所示，最小矩形磁场的边界长为，宽为，面积为。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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