广东省清远市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（2024高二下·清远期末）北宋沈括在《梦溪笔谈》中有一段记录：“鼓其应弦，纸人跃，它弦即不动”，意思是将纸人粘在一张琴的一根弦上，当弹动另一张琴与它相同音的弦时，这个纸人会跳抖，表明弦线的振动．此现象为（ ）
A．全反射现象 B．干涉现象 C．共振现象 D．多普勒效应
2．（2024高二下·清远期末）下列叙述正确的是（ ）
A．人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程是
B．铀核裂变反应发生质量亏损吸收了能量，裂变产物原子核的比结合能小于铀核的比结合能
C．晶体熔化过程中要吸收热量，分子的平均动能变大
D．光电效应、康普顿效应说明光具有波动性，光的干涉、衍射现象说明光具有粒子性
3．（2024高二下·清远期末）对于分子动理论下列四幅插图的说法，正确的是（ ）
A．甲图中分子间距离为时，分子间斥力、引力都为零，分子势能也为零
B．乙图中欲使玻璃板离开水面，绳子对玻璃板的拉力大于玻璃板的重力
C．丙图中液体表面层分子间距离小于液体内部分子间的距离，分子间表现为斥力
D．丁图为同一气体不同温度下分子的速率分布图，温度时分子运动更剧烈，所以温度更高
4．（2024高二下·清远期末）在实际生活中，处处都有物理知识．下列表述正确的是（ ）
A．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是应用了光的干涉原理
B．提高柴油机内能转化率，最终可以实现柴油机的效率为100%
C．冬天阳光照入教室看到的灰尘无规则运动是布朗运动
D．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点
5．（2024高二下·清远期末）下列是关于原子核的衰变、聚变和裂变的四幅图，其中说法正确的是（ ）
A．图甲中甲、乙、丙三种射线分别为β、γ、α
B．图乙是氡衰变图，由图可知：氡的半衰期为3.8天，若取8个氡原子核，经7.6天后就只剩下2个氡原子核了
C．图丙中的链式反应就是太阳内部每时每刻发生的核反应
D．图丁是利用射线进行铝板厚度测量的装置，为了准确测量铝板的厚度，探测射线应该用α射线
6．（2024高二下·清远期末）研究光电效应现象中，氢原子的能级图如图甲所示．一群处于第4能级的氢原子向低能级跃迁过程中能发出几种不同频率的光，其中只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应．现分别用频率为或的三个光源a、b、c分别照射该光电管阴极K，测得光电流随电压变化的图像如图丙所示．下列说法正确的是（ ）
A．处于第4能级的氢原子向下跃迁时最多发出3种不同频率的光子
B．图线a、c对应的光频率相等，a对应的光强大于c对应的光强
C．图线c对应的光是氢原子由第4能级向第2能级跃迁发出的
D．图线b对应的光照射光电管时，光电子最大初动能最小
7．（2024高二下·清远期末）某些共享单车内部有一个小型发电机，骑行者的骑行踩踏，可以不断给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。如图所示，线圈处于匀强磁场中，磁感应强度为B。匝数为n、回路中总电阻为R，当面积为S的矩形线圈abcd在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω。下列说法正确的是（ ）
A．线圈在图示位置时通过线圈的磁通量为BS
B．从图示位置开始计时感应电动势瞬时值的表达式为
C．回路中电流的有效值为
D．若仅将角速度减小为原来的一半，回路中的电功率将减小为原来的一半
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8．（2024高二下·清远期末）振动是自然界中普遍存在的运动形式，简谐运动是最简单、最基本的振动。关于简谐运动，甲、乙图对应的说法正确的是（ ）
A．图甲是研究弹簧振子的运动实验图，弹簧振子在弹簧弹力作用下做匀变速直线运动
B．图甲是研究弹簧振子的运动实验图，弹簧振子偏离平衡位置时的加速度方向永远指向平衡位置O点
C．图乙是研究单摆的回复力实验图，单摆的回复力是摆球重力和细线拉力的合力
D．图乙中单摆的摆球运动到O点时速度最大，回复力最小
9．（2024高二下·清远期末）LC振荡电路是一种简单且常见电路，在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有着广泛的应用．如图甲所示的LC振荡电路中，电容器C极板上的带电量q随时间t变化的规律如图乙所示，则该振荡电路（ ）
A．电容器处于放电过程
B．电路充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小
C．增大电容器C的板间距，则周期会增大
D．时，电路中电流为零，磁场能最小
10．（2024高二下·清远期末）风力发电是一种绿色环保的发电方式，我市佛冈县近年来大力发展风力发电。若一风力发电装置的输出功率为、发电机的输出电压，经变压器升压后用总电阻的输电线向远处输电，在用户处的降压变压器输出电压。若升压变压器与降压变压器的匝数比满足，则以下说法正确的是（ ）
A．降压变压器输出的电流 B．输电的效率为88%
C．输电线损失电压 D．升压变压器的匝数比为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（2024高二下·清远期末）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率：
（1）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度 （填“大”或“小”）的玻璃砖来测量；
（2）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率 （用图中线段的字母表示）；
（3）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以为界面画光路图．则甲同学测得的折射率与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“不变”）．
12．（2024高二下·清远期末）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中使用的可拆式变压器如图所示，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“”的匝数。
（1）组装好可拆式变压器后，使用学生电源给原线圈供电，用多用电表测量副线圈两端的电压，下列操作正确的是（ ）
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
（2）在正确组装变压器后，甲乙丙三位同学分别利用控制变量法探究副线圈的电压与原线圈电压，原线圈的匝数，副线圈的匝数的关系，将实验数据绘制成甲、乙、丙三幅图像，哪个同学的实验结果有误 （填“甲”“乙”或“丙”）；
（3）小明同学正确组装变压器后，把36V的学生交流电源接到原线圈“2”，“14”接线柱，副线圈接线“0”，“4”接线柱，原、副线圈的匝数比为 ，在确认电路连接无误的情况下，接在副线圈两端的交流电压表的实际读数可能是 （填标号）。
A.16.0V B. 12.0V C. 11.8V D. 0V
（4）从实验数据分析原、副线圈上的电压之比并不等于它们的匝数之比，分析下列可能的原因，你认为正确的是______________（填标号）。
实验次数 /匝 /匝
1 200 100 8.2 4.0
2 200 100 6.1 2.9
3。 200 100 4.0 1.9
A．原、副线圈的电压不同步
B．变压器线圈中有电流通过时会发热
C．铁芯在交变磁场的作用下会发热
D．穿过副线圈的磁通量小于原线圈的磁通量
13．（2024高二下·清远期末）B超检查是医学上利用超声波对人体进行检查的一种诊断方法．图甲为某型号的B超仪在时发送的超声波波形图，图乙为人体内某质点Q的振动图像，求：
（1）此超声波的传播方向及在人体内传播速度v；
（2）从开始计时经过4s质点Q通过的路程s．
14．（2024高二下·清远期末）学校食堂采用高温消毒柜对公共餐具进行消毒，加热前柜内气体温度，压强与外部气压均为．若将柜门关好不漏气，加热一段时间后，柜内气体温度达到，此过程中气体吸收的热量为，求：
（1）求时柜内气体的压强；
（2）此过程中消毒柜内气体的内能的变化量；
（3）将消毒柜放气阀打开，缓慢放气至柜内气体与外界压强相同，忽略放气过程柜内气体温度的变化，求放出气体与柜内原来气体的质量比．
15．（2024高二下·清远期末）光纤通信具有通信容量大、传输距离远等优点．现有一长为，直径为的长直光纤，一束单色平行光从该光纤左端沿光纤方向射入，经过在光纤右端接收到该光束．已知光在真空中传播的速度，求：
（1）光纤的折射率n；
（2）若改变平行光的入射方向使从左端射入的光能够传送到右端（无损失），求光在光导纤维内传输的最长时间；
（3）如图所示该光纤绕圆柱转弯，若平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射，求该圆柱体半径R的最小值．
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】受迫振动和共振
【解析】【解答】当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体将会发生共振现象。文中提到的现象主要是指共振现象，故ABD错误，C正确。
故选：C。
【分析】当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体将会发生共振现象，否则不会发生共振现象。
2．【答案】A
【知识点】原子核的人工转变；光的波粒二象性；晶体和非晶体；结合能与比结合能
【解析】【解答】A．是人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程，即发现质子的方程，故A正确；
B．铀核裂变反应发生质量亏损释放能量，裂变产物原子核的比结合能大于铀核的比结合能，故B错误；
C．晶体熔化过程中要吸收热量，由于温度不变，则分子的平均动能不变，故C错误；
D．光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，故D错误。
故选：A。
【分析】是人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程；铀核裂变反应发生质量亏损释放能量，其产物原子核的比结合能大于铀核的比结合能；晶体熔化过程中要吸收热量；光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性。
3．【答案】B
【知识点】分子间的作用力；气体热现象的微观意义；液体的表面张力
【解析】【解答】A．甲图中，分子间距离为时，分子间斥力、引力都不为零，但分子合力为0，分子势能最小，分子势能的大小与零势能的规定有关，故A错误；
B．图乙中，由于玻璃板与液体间存在分子引力，所以玻璃板的拉力一定大于玻璃板的重力，故B正确；
C．丙图中，液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，分子间表现为引力，故C错误；
D．丁图中，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，所以温度
则温度时分子运动更剧烈，故D错误。
故选：B。
【分析】分子在平衡位置时的分子势能最小；玻璃板与液体间存在分子引力；液体表面分子间的距离较大，分子间表现为引力；气体的温度越高，气体分子运动越剧烈。
4．【答案】D
【知识点】布朗运动；光的偏振现象；热力学第二定律；液晶
【解析】【解答】A．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是应用了光的偏振原理，故A错误；
B．高柴油机内能转化率，最终都不可能实现柴油机的效率为100%，故B错误；
C．冬天阳光照入教室看到的灰尘无规则运动是由于空气的对流引起的，并不是布朗运动，故C错误；
D．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D正确。
故选：D。
【分析】3D电影眼镜应用了光的偏振原理；根据热力学第二定律可知，不可能实现柴油机的效率为
100%；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点。
5．【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点；核裂变
【解析】【解答】A．甲图中，根据左手定则，可知甲、乙、丙三种射线分别为β、γ、α，故A正确；
B．半衰期只适用大量原子核发生衰变，不适用于少量原子核发生衰变，所以乙图中，8个氡原子核，经7.6天后不一定只剩下2个氡原子核，故B错误；
C．丙图中，太阳内部发生的轻核的聚变，故C错误；
D．图丁是利用射线进行铝板厚度测量的装置，为了准确测量铝板的厚度，探测射线应该用β射线，而不是α射线，故D错误。
故选：A。
【分析】结合甲图，根据左手定则，可判断甲、乙、丙三种射线的种类；半衰期只适用大量原子核发生衰变，不适用于少量原子核发生衰变；太阳内部发生的轻核的聚变；利用β射线测量铝板厚度。
6．【答案】B
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A．第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中，能发出不同频率的光的种类为
故A错误；
B．由光电效应方程
和
可知图线a、c对应的光频率相等，由于线a的饱和光电流大，所以a对应的光强大于c对应的光强，故B正确；
C．因为只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应，跃迁时发出的两种频率最大的光为4→1、3→1，由图丙及上述公式可知，图线a、c对应的光频率相等，小于图线b对应的光子频率，所以a、c是3→1跃迁发出的，b是4→1跃迁发出的，故C错误；
D．因为图线b对应的光子频率最大，所以图线b对应的光照射光电管时，光电子最大初动能最大，故D错误。
故选：B。
【分析】一群处于第n能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出种不同频率的光；由于a、c的遏止电压相同，所以对应入射光的频率相等；由于只有两种频率光可让光电管阴极K发生光电效应，只能是从4→1、3→1跃迁时发出的光，再根据遏止电压低的对应入射光的频率低去判断；入射光照射光电管时，光子频率越大，光电子最大初动能越大。
7．【答案】C
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．右图图示位置，线圈平面与磁场方向平行，则线圈在图示位置时通过线圈的磁通量为0Wb，则A错误；
B．图示位置穿过线圈的磁通量为0Wb，电动势的瞬时值达到最大，从图示位置开始计时感应电动势瞬时值的表达式为
故B错误；
C．电动势的有效值
回路中电流的有效值
联立以上两式，解得
故C正确；
D．回路的电功率
结合
解得
由此可知，若仅将角速度减小为原来的一半，回路中的电功率将减小为原来的，故D错误。
故选：C。
【分析】根据交变电流中中性面位置是磁通量最大的位置，同时产生的感应电动势为最小，结合峰值和有效值的关系，计算出功率。
8．【答案】B,D
【知识点】简谐运动；探究单摆的运动
【解析】【解答】A．图甲是研究弹簧振子的运动实验图，弹簧振子在弹簧弹力作用下做简谐运动，简谐运动是变加速运动，所以弹簧振子在弹簧弹力作用下做变加速运动，故A项错误；
B．弹簧振子在弹簧弹力作用下做加速度方向永远指向平衡位置O点的变速直线运动，故B项正确；
C．题图乙是研究单摆的回复力实验图，单摆的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力，故C项错误；
D．图乙中O点为单摆的平衡位置，在该位置单摆的回复力最小为零，且该点处速度最大，故D项正确。
故选：BD。
【分析】弹簧振子在弹簧弹力作用下做简谐运动；弹簧振子在弹簧弹力作用下做加速度方向永远指向平衡位置O点的变加速直线运动；单摆的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力；单摆在最低点时，其速度最大，回复力最小且为零。
9．【答案】A,D
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】A.由图乙知，0 1×10 6s电荷量减少，所以电容器处于放电过程，故A正确；
B．电路充电时电流逐渐减少，放电时电流逐渐增大，故B错误；
C．根据电容器的决定式
可知，增大电容器C的板间距，电容C减小，根据LC振荡电路的周期公式
可知周期会减小，故C错误；
D．在t=4×10 6s时，电荷量最大，电路中电流为零，磁场能最小，故D正确；
故选：AD。
【分析】根据电容器电量的变化判断电容器是处于充电还是放电过程；当电容器极板上电荷量最大时磁场能最小；根据分析周期的变化，利用q-t图线的斜率判断电流大小。
10．【答案】B,C
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】设
则有
对升压变压器有
，
对降压变压器，有
联立各式解得
，，，
A．根据降压变压器的电流关系，可知
故A错误；
B．输电的效率为
故B正确；
C．输电线损失电压为
故C正确；
D．升压变压器的匝数比为
故D错误。
故选：BC。
【分析】根据功率公式求发电机输出电流，结合理想变压器电流与线圈匝数成反比关系解得用户的电流，由电功率公式求降压器的功率，以此来求输电效率，根据损失功率求出线圈的电流，再由电压关系求升压变压器原线圈两端电流，进而求匝数比。
11．【答案】（1）大
（2）
（3）偏小；不变
【知识点】测定玻璃的折射率
【解析】【解答】（1）为了减小折射角的测量误差，应使折射光线适当长些，即应选用宽度大的玻璃砖来测量；
（2）玻璃的折射率为
（3）甲同学所作折射光线（蓝色）与实际折射光线（红色）如图所示，此时所测折射角比实际折射角偏大，所以甲同学测得的折射率与真实值相比偏小；
虽然乙同学所用的是梯形玻璃砖，但在操作正确的情况下不影响入射角和折射角的测量，所以乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
故答案为：（1）大；（2） ；（3）偏小； 不变。
【分析】（1）应选用宽度大的玻璃砖来测量，来减小折射角的测量误差；
（2）根据甲图几何关系以及折射定律可用字母表示出玻璃的折射率；
（3）比较实际光线和甲同学所作光线，可知甲同学测得的折射率与真实值的关系；比较实际光线和乙同学所作光线，可知乙同学测得的折射率与真实值的关系。
12．【答案】（1）D
（2）乙
（3）；C
（4）
【知识点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【解析】【解答】（1）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，电源应使用交流电源，电压需要用交流电压表来测量，故ABC错误，D正确；故选D。
（2）由理想变压器的变压规律，有
整理得
或或
结合题图可知，乙同学的图像是错误的。
（3）由题意可知，原线圈的匝数为
副线圈为
故理想变压器原副线圈匝数比为
设副线圈的电压为，有
解得
因为变压器不是理想变压器，会有“漏磁”的情况出现，所以副线圈的电压表读数应该小于12V，即有可能是11.8V，故ABD错误，C正确；故选C。
（4）从实验数据分析，原副线圈上的电压之比不等于他们的匝数之比，所以变压器并不是理想变压器，能量损失主要来源三个方面，分别是变压器线圈中有电流通过时会发热（铜损）、铁芯在交变磁场的作用下产生涡流发热（铁损）和穿过副线圈的磁通量小于原线圈的磁通量（磁损），故A错误，BCD正确；故选BCD。
故答案为：（1）D；（2）乙；（3） ； C （4）BCD。
【分析】（1）副线圈上的感应电动势，是通过两个线圈间的互感现象产生的，所以原线圈上的电流应该是变化的，电流应为交流电流，电压为交流电压，用交流电压表来测量；
（2）本实验采用控制变量法的方法，结合变压器电压与匝数比的关系分析作答；
（3）由理想变压器变压规律可得原副线圈匝数比以及副线圈的电压表读数；
（4）变压器不改变交流电的频率，据此分析作答；变压器并非理想变压器，能量损失主要来源于三个方面：分别是绕制线圈的铜导线发热损耗(俗称铜损)、铁芯中的涡流发热损耗(俗称铁损)、铁芯对磁场的约束不严密损耗(俗称磁损)，据此分析作答。
13．【答案】解：（1）由波形图和振动图可知t=0s质点Q在平衡位置沿y轴负方向振动，根据同侧法可知波沿x轴负向传播；波的周期为
波长为
在人体内传播速度
（2）因为时间
质点Q从t = 0s开始从平衡位置经过一个周期的振动的路程为4个振幅，故总路程为
【知识点】横波的图象
【解析】【分析】（1）根据波形图和振动图像，可知波的周期和波长，再根据可求波速；
（2）根据s=vt以及波的振动特点可求从0s开始计时经过4s质点Q通过的路程。
14．【答案】解：（1）升温过程为等容变化，根据查理定律
解得
（2）因为体积不变，所以气体不做功
根据热力学第一定律
可得
（3）以柜内所有气体为研究对象，放气过程视为等温变化，根据玻意耳定律
解得
压强和温度相同的气体密度相同，体积比即为质量比，放出气体与柜内剩余气体的质量比
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】(1)根据玻意耳定律即可求解柜内气体的压强；
(2)根据热力学第一定律求解气体的内能的变化量；
(3)将气体视为等温变化处理，求出体积然后求出体积变化即可求解。
15．【答案】解：（1）光在长直光纤中传输
光纤的折射率
（2）当光射到芯层与包层分界面的入射角等于临界角时，光在光导纤维内传输的时间最长，此时光传播的路程为
又
则最长时间
（3）如图所示，当光纤中最下面的光线发生全反射，则平行光在弯曲处全部发生全反射
由几何关系可知
解得
【知识点】光的全反射；光导纤维及其应用
【解析】【分析】（1）根据速度公式和即可求出光纤的折射率；
（2）由几何关系求出光传播的路程，再由临界角公式以及速度公式求出最长时间；
（3）根据题意画出光路图，结合几何关系求出圆柱体半径R的最小值。
广东省清远市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（2024高二下·清远期末）北宋沈括在《梦溪笔谈》中有一段记录：“鼓其应弦，纸人跃，它弦即不动”，意思是将纸人粘在一张琴的一根弦上，当弹动另一张琴与它相同音的弦时，这个纸人会跳抖，表明弦线的振动．此现象为（ ）
A．全反射现象 B．干涉现象 C．共振现象 D．多普勒效应
【答案】C
【知识点】受迫振动和共振
【解析】【解答】当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体将会发生共振现象。文中提到的现象主要是指共振现象，故ABD错误，C正确。
故选：C。
【分析】当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体将会发生共振现象，否则不会发生共振现象。
2．（2024高二下·清远期末）下列叙述正确的是（ ）
A．人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程是
B．铀核裂变反应发生质量亏损吸收了能量，裂变产物原子核的比结合能小于铀核的比结合能
C．晶体熔化过程中要吸收热量，分子的平均动能变大
D．光电效应、康普顿效应说明光具有波动性，光的干涉、衍射现象说明光具有粒子性
【答案】A
【知识点】原子核的人工转变；光的波粒二象性；晶体和非晶体；结合能与比结合能
【解析】【解答】A．是人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程，即发现质子的方程，故A正确；
B．铀核裂变反应发生质量亏损释放能量，裂变产物原子核的比结合能大于铀核的比结合能，故B错误；
C．晶体熔化过程中要吸收热量，由于温度不变，则分子的平均动能不变，故C错误；
D．光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，故D错误。
故选：A。
【分析】是人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程；铀核裂变反应发生质量亏损释放能量，其产物原子核的比结合能大于铀核的比结合能；晶体熔化过程中要吸收热量；光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性。
3．（2024高二下·清远期末）对于分子动理论下列四幅插图的说法，正确的是（ ）
A．甲图中分子间距离为时，分子间斥力、引力都为零，分子势能也为零
B．乙图中欲使玻璃板离开水面，绳子对玻璃板的拉力大于玻璃板的重力
C．丙图中液体表面层分子间距离小于液体内部分子间的距离，分子间表现为斥力
D．丁图为同一气体不同温度下分子的速率分布图，温度时分子运动更剧烈，所以温度更高
【答案】B
【知识点】分子间的作用力；气体热现象的微观意义；液体的表面张力
【解析】【解答】A．甲图中，分子间距离为时，分子间斥力、引力都不为零，但分子合力为0，分子势能最小，分子势能的大小与零势能的规定有关，故A错误；
B．图乙中，由于玻璃板与液体间存在分子引力，所以玻璃板的拉力一定大于玻璃板的重力，故B正确；
C．丙图中，液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，分子间表现为引力，故C错误；
D．丁图中，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，所以温度
则温度时分子运动更剧烈，故D错误。
故选：B。
【分析】分子在平衡位置时的分子势能最小；玻璃板与液体间存在分子引力；液体表面分子间的距离较大，分子间表现为引力；气体的温度越高，气体分子运动越剧烈。
4．（2024高二下·清远期末）在实际生活中，处处都有物理知识．下列表述正确的是（ ）
A．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是应用了光的干涉原理
B．提高柴油机内能转化率，最终可以实现柴油机的效率为100%
C．冬天阳光照入教室看到的灰尘无规则运动是布朗运动
D．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点
【答案】D
【知识点】布朗运动；光的偏振现象；热力学第二定律；液晶
【解析】【解答】A．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是应用了光的偏振原理，故A错误；
B．高柴油机内能转化率，最终都不可能实现柴油机的效率为100%，故B错误；
C．冬天阳光照入教室看到的灰尘无规则运动是由于空气的对流引起的，并不是布朗运动，故C错误；
D．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D正确。
故选：D。
【分析】3D电影眼镜应用了光的偏振原理；根据热力学第二定律可知，不可能实现柴油机的效率为
100%；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点。
5．（2024高二下·清远期末）下列是关于原子核的衰变、聚变和裂变的四幅图，其中说法正确的是（ ）
A．图甲中甲、乙、丙三种射线分别为β、γ、α
B．图乙是氡衰变图，由图可知：氡的半衰期为3.8天，若取8个氡原子核，经7.6天后就只剩下2个氡原子核了
C．图丙中的链式反应就是太阳内部每时每刻发生的核反应
D．图丁是利用射线进行铝板厚度测量的装置，为了准确测量铝板的厚度，探测射线应该用α射线
【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点；核裂变
【解析】【解答】A．甲图中，根据左手定则，可知甲、乙、丙三种射线分别为β、γ、α，故A正确；
B．半衰期只适用大量原子核发生衰变，不适用于少量原子核发生衰变，所以乙图中，8个氡原子核，经7.6天后不一定只剩下2个氡原子核，故B错误；
C．丙图中，太阳内部发生的轻核的聚变，故C错误；
D．图丁是利用射线进行铝板厚度测量的装置，为了准确测量铝板的厚度，探测射线应该用β射线，而不是α射线，故D错误。
故选：A。
【分析】结合甲图，根据左手定则，可判断甲、乙、丙三种射线的种类；半衰期只适用大量原子核发生衰变，不适用于少量原子核发生衰变；太阳内部发生的轻核的聚变；利用β射线测量铝板厚度。
6．（2024高二下·清远期末）研究光电效应现象中，氢原子的能级图如图甲所示．一群处于第4能级的氢原子向低能级跃迁过程中能发出几种不同频率的光，其中只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应．现分别用频率为或的三个光源a、b、c分别照射该光电管阴极K，测得光电流随电压变化的图像如图丙所示．下列说法正确的是（ ）
A．处于第4能级的氢原子向下跃迁时最多发出3种不同频率的光子
B．图线a、c对应的光频率相等，a对应的光强大于c对应的光强
C．图线c对应的光是氢原子由第4能级向第2能级跃迁发出的
D．图线b对应的光照射光电管时，光电子最大初动能最小
【答案】B
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A．第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中，能发出不同频率的光的种类为
故A错误；
B．由光电效应方程
和
可知图线a、c对应的光频率相等，由于线a的饱和光电流大，所以a对应的光强大于c对应的光强，故B正确；
C．因为只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应，跃迁时发出的两种频率最大的光为4→1、3→1，由图丙及上述公式可知，图线a、c对应的光频率相等，小于图线b对应的光子频率，所以a、c是3→1跃迁发出的，b是4→1跃迁发出的，故C错误；
D．因为图线b对应的光子频率最大，所以图线b对应的光照射光电管时，光电子最大初动能最大，故D错误。
故选：B。
【分析】一群处于第n能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出种不同频率的光；由于a、c的遏止电压相同，所以对应入射光的频率相等；由于只有两种频率光可让光电管阴极K发生光电效应，只能是从4→1、3→1跃迁时发出的光，再根据遏止电压低的对应入射光的频率低去判断；入射光照射光电管时，光子频率越大，光电子最大初动能越大。
7．（2024高二下·清远期末）某些共享单车内部有一个小型发电机，骑行者的骑行踩踏，可以不断给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。如图所示，线圈处于匀强磁场中，磁感应强度为B。匝数为n、回路中总电阻为R，当面积为S的矩形线圈abcd在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω。下列说法正确的是（ ）
A．线圈在图示位置时通过线圈的磁通量为BS
B．从图示位置开始计时感应电动势瞬时值的表达式为
C．回路中电流的有效值为
D．若仅将角速度减小为原来的一半，回路中的电功率将减小为原来的一半
【答案】C
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．右图图示位置，线圈平面与磁场方向平行，则线圈在图示位置时通过线圈的磁通量为0Wb，则A错误；
B．图示位置穿过线圈的磁通量为0Wb，电动势的瞬时值达到最大，从图示位置开始计时感应电动势瞬时值的表达式为
故B错误；
C．电动势的有效值
回路中电流的有效值
联立以上两式，解得
故C正确；
D．回路的电功率
结合
解得
由此可知，若仅将角速度减小为原来的一半，回路中的电功率将减小为原来的，故D错误。
故选：C。
【分析】根据交变电流中中性面位置是磁通量最大的位置，同时产生的感应电动势为最小，结合峰值和有效值的关系，计算出功率。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8．（2024高二下·清远期末）振动是自然界中普遍存在的运动形式，简谐运动是最简单、最基本的振动。关于简谐运动，甲、乙图对应的说法正确的是（ ）
A．图甲是研究弹簧振子的运动实验图，弹簧振子在弹簧弹力作用下做匀变速直线运动
B．图甲是研究弹簧振子的运动实验图，弹簧振子偏离平衡位置时的加速度方向永远指向平衡位置O点
C．图乙是研究单摆的回复力实验图，单摆的回复力是摆球重力和细线拉力的合力
D．图乙中单摆的摆球运动到O点时速度最大，回复力最小
【答案】B,D
【知识点】简谐运动；探究单摆的运动
【解析】【解答】A．图甲是研究弹簧振子的运动实验图，弹簧振子在弹簧弹力作用下做简谐运动，简谐运动是变加速运动，所以弹簧振子在弹簧弹力作用下做变加速运动，故A项错误；
B．弹簧振子在弹簧弹力作用下做加速度方向永远指向平衡位置O点的变速直线运动，故B项正确；
C．题图乙是研究单摆的回复力实验图，单摆的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力，故C项错误；
D．图乙中O点为单摆的平衡位置，在该位置单摆的回复力最小为零，且该点处速度最大，故D项正确。
故选：BD。
【分析】弹簧振子在弹簧弹力作用下做简谐运动；弹簧振子在弹簧弹力作用下做加速度方向永远指向平衡位置O点的变加速直线运动；单摆的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力；单摆在最低点时，其速度最大，回复力最小且为零。
9．（2024高二下·清远期末）LC振荡电路是一种简单且常见电路，在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有着广泛的应用．如图甲所示的LC振荡电路中，电容器C极板上的带电量q随时间t变化的规律如图乙所示，则该振荡电路（ ）
A．电容器处于放电过程
B．电路充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小
C．增大电容器C的板间距，则周期会增大
D．时，电路中电流为零，磁场能最小
【答案】A,D
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】A.由图乙知，0 1×10 6s电荷量减少，所以电容器处于放电过程，故A正确；
B．电路充电时电流逐渐减少，放电时电流逐渐增大，故B错误；
C．根据电容器的决定式
可知，增大电容器C的板间距，电容C减小，根据LC振荡电路的周期公式
可知周期会减小，故C错误；
D．在t=4×10 6s时，电荷量最大，电路中电流为零，磁场能最小，故D正确；
故选：AD。
【分析】根据电容器电量的变化判断电容器是处于充电还是放电过程；当电容器极板上电荷量最大时磁场能最小；根据分析周期的变化，利用q-t图线的斜率判断电流大小。
10．（2024高二下·清远期末）风力发电是一种绿色环保的发电方式，我市佛冈县近年来大力发展风力发电。若一风力发电装置的输出功率为、发电机的输出电压，经变压器升压后用总电阻的输电线向远处输电，在用户处的降压变压器输出电压。若升压变压器与降压变压器的匝数比满足，则以下说法正确的是（ ）
A．降压变压器输出的电流 B．输电的效率为88%
C．输电线损失电压 D．升压变压器的匝数比为
【答案】B,C
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】设
则有
对升压变压器有
，
对降压变压器，有
联立各式解得
，，，
A．根据降压变压器的电流关系，可知
故A错误；
B．输电的效率为
故B正确；
C．输电线损失电压为
故C正确；
D．升压变压器的匝数比为
故D错误。
故选：BC。
【分析】根据功率公式求发电机输出电流，结合理想变压器电流与线圈匝数成反比关系解得用户的电流，由电功率公式求降压器的功率，以此来求输电效率，根据损失功率求出线圈的电流，再由电压关系求升压变压器原线圈两端电流，进而求匝数比。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（2024高二下·清远期末）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率：
（1）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度 （填“大”或“小”）的玻璃砖来测量；
（2）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率 （用图中线段的字母表示）；
（3）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以为界面画光路图．则甲同学测得的折射率与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“不变”）．
【答案】（1）大
（2）
（3）偏小；不变
【知识点】测定玻璃的折射率
【解析】【解答】（1）为了减小折射角的测量误差，应使折射光线适当长些，即应选用宽度大的玻璃砖来测量；
（2）玻璃的折射率为
（3）甲同学所作折射光线（蓝色）与实际折射光线（红色）如图所示，此时所测折射角比实际折射角偏大，所以甲同学测得的折射率与真实值相比偏小；
虽然乙同学所用的是梯形玻璃砖，但在操作正确的情况下不影响入射角和折射角的测量，所以乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
故答案为：（1）大；（2） ；（3）偏小； 不变。
【分析】（1）应选用宽度大的玻璃砖来测量，来减小折射角的测量误差；
（2）根据甲图几何关系以及折射定律可用字母表示出玻璃的折射率；
（3）比较实际光线和甲同学所作光线，可知甲同学测得的折射率与真实值的关系；比较实际光线和乙同学所作光线，可知乙同学测得的折射率与真实值的关系。
12．（2024高二下·清远期末）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中使用的可拆式变压器如图所示，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“”的匝数。
（1）组装好可拆式变压器后，使用学生电源给原线圈供电，用多用电表测量副线圈两端的电压，下列操作正确的是（ ）
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
（2）在正确组装变压器后，甲乙丙三位同学分别利用控制变量法探究副线圈的电压与原线圈电压，原线圈的匝数，副线圈的匝数的关系，将实验数据绘制成甲、乙、丙三幅图像，哪个同学的实验结果有误 （填“甲”“乙”或“丙”）；
（3）小明同学正确组装变压器后，把36V的学生交流电源接到原线圈“2”，“14”接线柱，副线圈接线“0”，“4”接线柱，原、副线圈的匝数比为 ，在确认电路连接无误的情况下，接在副线圈两端的交流电压表的实际读数可能是 （填标号）。
A.16.0V B. 12.0V C. 11.8V D. 0V
（4）从实验数据分析原、副线圈上的电压之比并不等于它们的匝数之比，分析下列可能的原因，你认为正确的是______________（填标号）。
实验次数 /匝 /匝
1 200 100 8.2 4.0
2 200 100 6.1 2.9
3。 200 100 4.0 1.9
A．原、副线圈的电压不同步
B．变压器线圈中有电流通过时会发热
C．铁芯在交变磁场的作用下会发热
D．穿过副线圈的磁通量小于原线圈的磁通量
【答案】（1）D
（2）乙
（3）；C
（4）
【知识点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【解析】【解答】（1）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，电源应使用交流电源，电压需要用交流电压表来测量，故ABC错误，D正确；故选D。
（2）由理想变压器的变压规律，有
整理得
或或
结合题图可知，乙同学的图像是错误的。
（3）由题意可知，原线圈的匝数为
副线圈为
故理想变压器原副线圈匝数比为
设副线圈的电压为，有
解得
因为变压器不是理想变压器，会有“漏磁”的情况出现，所以副线圈的电压表读数应该小于12V，即有可能是11.8V，故ABD错误，C正确；故选C。
（4）从实验数据分析，原副线圈上的电压之比不等于他们的匝数之比，所以变压器并不是理想变压器，能量损失主要来源三个方面，分别是变压器线圈中有电流通过时会发热（铜损）、铁芯在交变磁场的作用下产生涡流发热（铁损）和穿过副线圈的磁通量小于原线圈的磁通量（磁损），故A错误，BCD正确；故选BCD。
故答案为：（1）D；（2）乙；（3） ； C （4）BCD。
【分析】（1）副线圈上的感应电动势，是通过两个线圈间的互感现象产生的，所以原线圈上的电流应该是变化的，电流应为交流电流，电压为交流电压，用交流电压表来测量；
（2）本实验采用控制变量法的方法，结合变压器电压与匝数比的关系分析作答；
（3）由理想变压器变压规律可得原副线圈匝数比以及副线圈的电压表读数；
（4）变压器不改变交流电的频率，据此分析作答；变压器并非理想变压器，能量损失主要来源于三个方面：分别是绕制线圈的铜导线发热损耗(俗称铜损)、铁芯中的涡流发热损耗(俗称铁损)、铁芯对磁场的约束不严密损耗(俗称磁损)，据此分析作答。
13．（2024高二下·清远期末）B超检查是医学上利用超声波对人体进行检查的一种诊断方法．图甲为某型号的B超仪在时发送的超声波波形图，图乙为人体内某质点Q的振动图像，求：
（1）此超声波的传播方向及在人体内传播速度v；
（2）从开始计时经过4s质点Q通过的路程s．
【答案】解：（1）由波形图和振动图可知t=0s质点Q在平衡位置沿y轴负方向振动，根据同侧法可知波沿x轴负向传播；波的周期为
波长为
在人体内传播速度
（2）因为时间
质点Q从t = 0s开始从平衡位置经过一个周期的振动的路程为4个振幅，故总路程为
【知识点】横波的图象
【解析】【分析】（1）根据波形图和振动图像，可知波的周期和波长，再根据可求波速；
（2）根据s=vt以及波的振动特点可求从0s开始计时经过4s质点Q通过的路程。
14．（2024高二下·清远期末）学校食堂采用高温消毒柜对公共餐具进行消毒，加热前柜内气体温度，压强与外部气压均为．若将柜门关好不漏气，加热一段时间后，柜内气体温度达到，此过程中气体吸收的热量为，求：
（1）求时柜内气体的压强；
（2）此过程中消毒柜内气体的内能的变化量；
（3）将消毒柜放气阀打开，缓慢放气至柜内气体与外界压强相同，忽略放气过程柜内气体温度的变化，求放出气体与柜内原来气体的质量比．
【答案】解：（1）升温过程为等容变化，根据查理定律
解得
（2）因为体积不变，所以气体不做功
根据热力学第一定律
可得
（3）以柜内所有气体为研究对象，放气过程视为等温变化，根据玻意耳定律
解得
压强和温度相同的气体密度相同，体积比即为质量比，放出气体与柜内剩余气体的质量比
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】(1)根据玻意耳定律即可求解柜内气体的压强；
(2)根据热力学第一定律求解气体的内能的变化量；
(3)将气体视为等温变化处理，求出体积然后求出体积变化即可求解。
15．（2024高二下·清远期末）光纤通信具有通信容量大、传输距离远等优点．现有一长为，直径为的长直光纤，一束单色平行光从该光纤左端沿光纤方向射入，经过在光纤右端接收到该光束．已知光在真空中传播的速度，求：
（1）光纤的折射率n；
（2）若改变平行光的入射方向使从左端射入的光能够传送到右端（无损失），求光在光导纤维内传输的最长时间；
（3）如图所示该光纤绕圆柱转弯，若平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射，求该圆柱体半径R的最小值．
【答案】解：（1）光在长直光纤中传输
光纤的折射率
（2）当光射到芯层与包层分界面的入射角等于临界角时，光在光导纤维内传输的时间最长，此时光传播的路程为
又
则最长时间
（3）如图所示，当光纤中最下面的光线发生全反射，则平行光在弯曲处全部发生全反射
由几何关系可知
解得
【知识点】光的全反射；光导纤维及其应用
【解析】【分析】（1）根据速度公式和即可求出光纤的折射率；
（2）由几何关系求出光传播的路程，再由临界角公式以及速度公式求出最长时间；
（3）根据题意画出光路图，结合几何关系求出圆柱体半径R的最小值。
