2024-2025学年云南省曲靖市陆良县高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.图为氢原子的能级示意图，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，其辐射的光照射到逸出功为的金属上，则发生光电效应逸出光电子的最大初动能为( )
A. B. C. D.
2.图为某国产品牌电梯由静止开始竖直向上运行时的关系图像，下列说法正确的是( )
A. 内电梯处于静止状态
B. 内电梯的加速度竖直向上
C. 内电梯上升的高度为
D. 电梯在时与时的加速度大小之比为
3.如图所示，水平轻质弹簧一端固定在墙上，另一端与物块相连。的右端通过轻质细线连接物块，再与物块通过轻质细线跨接在定滑轮两端。已知、、的质量满足，、间以及与滑轮间的细线水平，不计所有摩擦，弹簧处于弹性限度内，初始时，、、均处于静止状态。现将、间的细线剪断，设剪断瞬间、的加速度大小分别为、，重力加速度大小为。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
4.“战绳训练”是常见的健身方式，健身爱好者甩动战绳，令其在竖直平面内形成简谐波。图甲为某次训练中时战绳的波形图，绳上质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 该波的波速为
C. 仅增大抖动的幅度，波速会增大
D. 质点再经将运动到图甲中的位置
5.我国计划在年前后发射天问三号并采集火星样品后返回地球。已知火星半径为，引力常量为，
若天问三号进入轨道高度的环火星圆轨道后，运行周期为，则火星的平均密度为( )
A. B. C. D.
6.我国特高压输电技术达到世界领先水平。在输电线及输电距离不变的情况下，采用超高压输电时，输电电压为，输电总功率为；采用特高压输电时，输电电压为，输电总功率为。已知两次输电效率相同，则和之比为( )
A. B. C. D.
7.如图甲所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一小滑块以一定的初速度从斜面底端沿斜面上滑，运动到最高点后返回，若以出发点为坐标原点，沿斜面向上为位移的正方向，且出发点为势能零点，小滑块运动过程中的机械能随位移变化的关系图像如图乙所示，已知，则小滑块与斜面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某静电透镜的示意图如图所示，图中实线、是电极板，板电势为，带孔的板电势为，虚线为等势线，从板中心附近水平向右发射的带电粒子最终都汇聚到点，不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是( )
A. 粒子可能是电子
B. 粒子可能是质子
C. 粒子从点运动到点的过程中，机械能守恒
D. 粒子在射出时的电势能和动能之和等于在点时的电势能和动能之和
9.如图所示，、、都为轻绳，绳水平，绳下悬挂一个可视为质点的小球。现对小球施加一水平力，使小球被缓慢拉高，此过程中、两绳位置不变，下列说法正确的是( )
A. 水平力不断增大 B. 绳的拉力不断增大
C. 绳的拉力不断增大 D. 绳的拉力不断增大
10.回旋加速器利用高频交变电压使带电粒子在电场中不断加速。如图所示，回旋加速器两形盒内存在垂直形盒的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，所加速粒子的比荷为，形盒的半径为，高频电源由振荡电路产生，振荡电路中电容器的电容为，电感线圈的自感系数为，下列说法正确的是( )
A. 为使回旋加速器正常工作，振荡电路中电感线圈的自感系数为
B. 为使回旋加速器正常工作，振荡电路中电感线圈的自感系数为
C. 带电粒子获得的最大速度为
D. 带电粒子获得的最大速度为
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
11.某同学利用如图所示的双缝干涉实验装置测量紫色光的波长，测得双缝之间的距离为，光屏与双缝之间的距离为，第条与第条紫色亮条纹中心间的距离为，试回答下列问题：
相邻两条亮条纹的间距为________；实验中测得的紫色光的波长为________；
若将图中滤光片换为红色，则干涉条纹间距将________填“变大”、“不变”或“变小”。
12.某学习小组设计了一个探究平抛运动特点的实验装置，在平抛点的正前方放一粘有米尺的竖直毛玻璃。将小球从点正对毛玻璃水平抛出，用光源照射小球，毛玻璃上会出现小球的投影。在毛玻璃正右边，用频闪相机记录小球在毛玻璃上影子的位置。如图甲所示，将一个点光源放在点照射，得到如图乙所示的照片。已知频闪相机的闪光周期为，点到毛玻璃的距离，取重力加速度大小，根据上述实验完成下列问题：
由图乙可知，小球在毛玻璃上的影子做______________填“匀速直线”或“匀加速直线”运动，影子的速度大小为_____结果保留两位有效数字。
小球平抛的初速度大小为_____结果保留两位有效数字。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，密闭容器竖直放置且分成和两部分，部分空气柱的长度为，空气柱的压强，水银柱的长度为，横截面积为；部分空气柱的长度为，水银柱的长度为，横截面积为。和两部分空气柱的热力学温度均为，现保持部分空气柱的温度不变，缓慢升高部分空气柱的温度，已知水银的密度为，重力加速度大小为。
当部分空气柱的长度为时，求部分空气柱的压强；
当部分空气柱的长度为时，求部分空气柱的热力学温度。
14.如图所示，将内壁光滑的细管弯成半径的圆形轨道且将其固定在水平面内，管内有两个可视为质点的小球，质量分别为，且。两小球位于圆形轨道一条直径的两端，开始时两小球均处于静止状态，现给球一个瞬时冲量使其获得沿圆形轨道的切线方向、大小的瞬时速度，两小球的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，求：
两小球第一次碰撞后球的速度大小；
两小球再次位于轨道一条直径的两端需要的最短时间。
15.汽车减震器可以有效抑制车辆振动，某电磁阻尼减震器的简化原理图如图所示，匀强磁场的宽度，磁感应强度大小，方向竖直向下。一轻质弹簧处于原长，将它水平且垂直于磁场边界放置在光滑水平面上，弹簧右端固定，左端恰与磁场右边界平齐。一宽度、足够长的匝闭合矩形硬质金属线框水平固定在一塑料小车上图中小车未画出，线框右端与小车右端平齐，二者的总质量，线框的电阻，使小车带着线框以的速度沿光滑水平面垂直于磁场边界正对弹簧向右运动，边向右穿过磁场右边界后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。求：
线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小；
边在磁场中运动的过程中，线框产生的焦耳热；
小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能。
答案解析
1.【答案】
【解析】大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁，其中，直接跃迁至 能级辐射的光子能量最大，则有
根据光电效应方程有
解得 ，故C正确。
故选C。
2.【答案】
【解析】A.由图像可知，内电梯做匀速直线运动，故A错误；
B.由图像可知，内电梯向上做减速运动，加速度竖直向下，故B错误；
C.由图像可知，内电梯上升的高度为图像与坐标轴围成的面积 ，故C错误；
D.电梯在时处于加速阶段，加速度大小
电梯在时处于减速阶段，加速度
加速度大小之比为 ，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】剪断前、间的细线上的拉力大小为 ，弹簧对的弹力与、间的细线对的拉力等大反向，剪断瞬间弹簧的弹力不变，、的加速度大小相等，故
将、看作整体，则 ，故B正确。
故选B。
4.【答案】
【解析】A.由图乙可知，波源的振动周期为 ，所以波形图中 时点的振动与时刻相同。根据图乙，时刻时点向上振动，根据波动原理，可知波应向轴负方向传播，故A错误；
B.由图甲可知波长 ，根据波速公式，可求得 ，故B正确；
C.波速与介质有关，增大抖动的幅度只会增大振幅，对波速无影响，故 C错误；
D.点再过半个周期还能回到平衡位置， ，故D错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】解：已知天问三号的轨道高度，因此其轨道半径。根据万有引力定律和向心力公式，解得火星质量，火星的平均密度为质量与体积之比，火星体积，因此，代入，得，故B正确，ACD错误。
故选：。
根据万有引力提供向心力结合质量密度公式列式联立解答。
考查万有引力定律的应用，会根据题意进行准确分析解答。
6.【答案】
【解析】输电效率相同，即两次输电过程中损失的功率占总功率的比例相等。
设输电线电阻为 ，总功率为 ，输电电压为 ，则输电电流
功率损失
根据效率相同，
代入公式得
化简后
两边消去 ，得
即 ，故A正确。
故选A。
7.【答案】
【解析】小滑块向上运动时，根据能量守恒定律有
小滑块运动全程，根据能量守恒定律有
解得 ，故B正确。
故选B。
8.【答案】
【解析】粒子出板后，受电场力指向轴，沿电场线方向，电势逐渐降低，可知电场力与场强方向相反，则粒子带负电，可能是电子，故A正确，B错误；
C.粒子从点运动到点的过程中，电场力做正功，机械能增大，故C错误；
D.根据能量守恒定律可知，粒子在射出时的电势能和动能之和等于在点时的电势能和动能之和，故D正确。
故选AD。
9.【答案】
【解析】小球在重力、绳的拉力 和水平力的作用下处于动态平衡，如图甲所示
可知 和均增大，故A正确，D正确；
对结点进行分析，结点受绳的拉力 、绳的拉力 和绳的拉力 而处于动态平衡，如图乙所示，可知 不变，因 增大，所以 增大，故选项B正确，C错误。
故选ABD。
10.【答案】
【解析】被加速粒子在磁场中的运动周期为 ，
可得 ，
为使回旋加速器正常工作，粒子在磁场中的运动周期等于振荡电路的周期，即
联立解得振荡电路中电感线圈的自感系数为 ，故A正确，B错误。
当时，带电粒子获得的速度最大，即
可得 ，故C错误，D正确。
故选AD。
11.【答案】；
；
变大
【解析】【分析】
本题考查了用双缝干涉测光的波长；本题的关键要掌握双缝干涉条纹间距公式，要明确公式中各个量的含义，计算时要注意单位换算。
条亮条纹之间有个间距，相邻亮条纹的间距为；
根据双缝干涉条纹间距公式计算出单色光的波长；
根据分析干涉条纹间距变化。
【解答】
相邻两条干涉亮条纹间距；
根据，可得：；
红光的波长比紫光长，所以干涉条纹间距将变大。
12.【答案】匀速直线
【解析】由图乙可知，小球在毛玻璃上的影子做匀速直线运动，影子的速度大小为 。
由图可知
可得
则
解得 。
13.【答案】解：对部分空气柱有 ， ，由玻意耳定律
解得 。
当部分空气柱的长度为时，部分水银柱的长度增加了，部分水银柱的长度减少了，对部分空气柱有
，
，
解得 。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：以碰撞前球的速度方向为正方向，设球和球第一次碰撞后球的速度为，发生弹性碰撞，则有 ，
解得 ， 。
球与球第一次碰撞的时间
由知第一次碰后球反向运动，有 ，
解得 。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：线框刚进入磁场左边界时，根据牛顿第二定律有 ， ，
解得 。
根据
又 ， ，
设 边刚到磁场右边界时的速度大小为 ，根据动量定理有
联立可得
解得
根据能量守恒定律可得，线框产生的焦耳热 。
边从磁场右边界出来后压缩弹簧，通过线框的磁通量不变，故线框中不产生感应电流，根据能量守恒定律，可知线框的动能全部转化为弹簧的弹性势能，则弹簧获得的最大弹性势能
解得 。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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