2024屆清華大學(xué)中學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)學(xué)術(shù)能力診斷性測(cè)試物理高二第二學(xué)期期末調(diào)研試題含解析

2024屆清華大學(xué)中學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)學(xué)術(shù)能力診斷性測(cè)試物理高二第二學(xué)期期末調(diào)研試題注意事項(xiàng)1．考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請(qǐng)務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)用0．5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置．3．請(qǐng)認(rèn)真核對(duì)監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)與本人是否相符．4．作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對(duì)應(yīng)選項(xiàng)的方框涂滿、涂黑；如需改動(dòng)，請(qǐng)用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案．作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無效．5．如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫清楚，線條、符號(hào)等須加黑、加粗．一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖所示，質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿承受彈力的最大值一定，桿的A端用鉸鏈固定，光滑輕小滑輪在A點(diǎn)正上方，B端吊一重物G，現(xiàn)將繩的一端拴在桿的B端，用拉力F將B端緩縵上拉，在AB桿達(dá)到豎直前（均未斷），關(guān)于繩子的拉力F和桿受的彈力FN的變化，判斷正確的是（）A．F變大 B．F變小 C．FN變大 D．FN變小2、下列器件，利用電流的熱效應(yīng)工作的是（）A．變壓器 B．驗(yàn)鈔機(jī) C．電容器 D．電熱水壺3、一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4:1，原線圈接在一個(gè)交流電源上，電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示；副線圈所接的負(fù)載電阻是11Ω，則下列判斷中錯(cuò)誤的是()A．原線圈中的交變電流的頻率是50HzB．流過副線圈的電流是5AC．副線圈的輸出電壓為55VD．變壓器輸入、輸出的功率之比為4∶14、各種不同頻率范圍的電磁波按頻率由大到小的排列順序是A．γ射線、紫外線、可見光、紅外線B．γ射線、紅外線、紫外線、可見光C．紫外線、可見光、紅外線、γ射線D．紅外線、可見光、紫外線、γ射線5、氘核（H）和氚核（H）的核反應(yīng)方程如下：，設(shè)氘核的質(zhì)量為m1，氚核的質(zhì)量為m2，氦核的質(zhì)量為m3，中子的質(zhì)量為m4，則核反應(yīng)過程中釋放的能量為（）A．（m1+m2﹣m3）c2 B．（m1+m2﹣m4）c2C．（m1+m2﹣m3﹣m4）c2 D．（m3+m4﹣m1﹣m2）c26、如圖所示，A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場(chǎng)中一個(gè)正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為1V、6V和9V．則D、E、F三點(diǎn)的電勢(shì)分別為（）A．＋7V、＋2V和＋1VB．－7V、－2V和＋1VC．＋7V、＋2V和－1VD．＋7V、－2V和－1V二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、下列說法正確的是（）A．液體中懸浮的微粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著B．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大C．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，因?yàn)樗`反能量守恒定律D．一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)它的壓強(qiáng)、體積都增大時(shí)，其內(nèi)能一定增加E.因?yàn)橐后w表面層分子分布比內(nèi)部稀疏，因此液體表面有收縮趨勢(shì)8、有位同學(xué)做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),將三個(gè)普通的橡皮筋串在一起,一端系著一把門鎖,手拿著另一端使鎖處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)手在豎直方向快速上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),鎖幾乎不動(dòng);當(dāng)手運(yùn)動(dòng)的周期接近1s時(shí),鎖的振幅最大．在手上、下周期性運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說法正確的是（）A．橡皮筋和鎖相當(dāng)于一個(gè)豎直方向的“彈簧振子”B．鎖的振動(dòng)周期等于橡皮筋和鎖組成的“彈簧振子”的固有周期C．橡皮筋和鎖組成的“彈簧振子”的固有周期約為D．橡皮筋和鎖組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒9、如圖甲所示，長(zhǎng)木板A靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量m＝2kg的物體B以v0＝2m/s的水平速度滑上A的表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時(shí)間變化情況如圖乙所示，則下列說法中正確的是()A．木板獲得的動(dòng)能為1JB．系統(tǒng)損失的機(jī)械能為2JC．木板A的最小長(zhǎng)度為1mD．A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.210、如圖，將額定電壓為60V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上．閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表（均為理想電表）的示數(shù)分別為220V和2.2A．以下判斷正確的是A．變壓器輸入功率為484WB．通過原線圈的電流的有效值為0.6AC．通過副線圈的電流的最大值為2.2AD．變壓器原、副線圈的電流匝數(shù)比三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）為了測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r和定值電阻Ro的阻值，某同學(xué)利用DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路．閉合電鍵S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某方向移動(dòng)時(shí)，用電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測(cè)得數(shù)據(jù)，井根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)分別描繪了如圖乙所示的M、N兩條U-I直線，請(qǐng)回答下列問題(1)圖乙中的M、N兩條圖線，根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的是___________，根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)面得的是___________(填圖線M或圖線N)(2)圖乙中兩直線交點(diǎn)表示電路的工作狀態(tài)是___________.A．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到了最右端B．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到了最左端C．定值電阻Ro上消耗的功率為2.5WD．電源的輸出功率最大(3)根據(jù)圖乙可以求得定值電阻Ro=______Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E=______V，內(nèi)電阻r=______Ω.12．（12分）（1）如圖所示，某同學(xué)在做“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，先確定了上邊界和入射光線，豎直插好大頭針、，在畫邊界時(shí)不小心將玻璃磚向下平移一小段．然后玻璃磚保持在此位置繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，則測(cè)得的折射率_________（填“偏小”、“不變”、“偏大”）．（2）某同學(xué)想觀察白光的干涉圖樣，如圖甲所示已經(jīng)將光源置于光具座左側(cè)．為了完成實(shí)驗(yàn)，需要進(jìn)行下列操作①在雙縫前安裝單縫，在遮光筒右側(cè)安裝測(cè)量頭②調(diào)節(jié)撥桿使單、雙縫平行，直至目鏡中觀察到干涉圖樣③在光源的右側(cè)依次將透鏡、遮光筒安裝在水平光具座上，并使三者中心線共軸④在遮光筒左側(cè)安裝雙縫，調(diào)節(jié)光源位置和高低，通過遮光筒右側(cè)觀察，直至視野內(nèi)出現(xiàn)一條中心有亮點(diǎn)的亮線（保證光沿遮光筒軸線傳播）上述操作進(jìn)行正確的排序是____________；某次測(cè)量頭上游標(biāo)卡尺如圖乙所示（精度為），則讀數(shù)為______．圖甲圖乙四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）相距L＝1.2m的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量m1＝1kg的金屬棒ab和質(zhì)量m2＝0.54kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖（a）所示，虛線上方勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，虛線下方勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，兩處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同．a(chǎn)b棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.75，兩棒總電阻為1.8Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．a(chǎn)b棒在方向豎直向上、大小按圖（b）所示規(guī)律變化的外力F作用下，由靜止開始（t=0）沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)cd棒也由靜止釋放．（1）請(qǐng)說出在兩棒的運(yùn)動(dòng)過程中ab棒中的電流方向和cd棒所受的磁場(chǎng)力方向；（2）求ab棒加速度的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（3）試問cd棒從運(yùn)動(dòng)開始起經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間它的速度達(dá)到最大？（取重力加速度g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力）14．（16分）對(duì)于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)．（1）光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量．我們知道光子的能量，動(dòng)量，其中v為光的頻率，h為普朗克常量，λ為光的波長(zhǎng)．由于光子具有動(dòng)量，當(dāng)光照射到物體表面時(shí)，會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”，用I表示．一臺(tái)發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束頻率為的激光，光束的橫截面積為S．當(dāng)該激光束垂直照射到某物體表面時(shí)，假設(shè)光全部被吸收（即光子的末動(dòng)量變?yōu)?）．求：a．該激光器在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)N；b．該激光作用在物體表面時(shí)產(chǎn)生的光壓I．（2）從微觀角度看，氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)是大量氣體分子對(duì)容器壁的頻繁撞擊引起的．正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)的粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量為n．為簡(jiǎn)化問題，我們假定：粒子大小可以忽略；速率均為v，且與容器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等；與容器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與容器壁垂直，且速率不變．a(chǎn)．利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)，推導(dǎo)容器壁受到的壓強(qiáng)P與m、n和v的關(guān)系；b．我們知道，理想氣體的熱力學(xué)溫度T與分子的平均動(dòng)能成正比，即，式中α為比例常數(shù)．請(qǐng)從微觀角度解釋說明：一定質(zhì)量的理想氣體，體積一定時(shí)，其壓強(qiáng)與溫度成正比．15．（12分）如圖所示，一輕質(zhì)彈簧兩端連著物體A和B，放在光滑水平面上，物體A被水平速度為的子彈射中并嵌在其中，已知物體B的質(zhì)量為，物體A的質(zhì)量，子彈的質(zhì)量.求：（1）物體A被擊中后的速度；（2）子彈射入木塊后系統(tǒng)損失的機(jī)械能ΔE；（3）物體B在運(yùn)動(dòng)中的最大速度．

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、B【解題分析】試題分析：以B點(diǎn)為研究對(duì)象，分析受力情況：重物的拉力T（等于重物的重力G）、輕桿的支持力FN和繩子的拉力F，作出受力圖如圖：由平衡條件得知，F(xiàn)N和F的合力與T（G）大小相等，方向相反，根據(jù)三角形相似可得，解得：FN=G，F(xiàn)=G；使∠BAO緩慢變小時(shí)，AB、AO保持不變，BO變小，則FN保持不變，F(xiàn)變小，故B正確，ACD錯(cuò)誤．故選B。考點(diǎn)：共點(diǎn)力的平衡條件2、D【解題分析】

利用電流的熱效應(yīng)工作的是純電阻電路；ABC．變壓器、驗(yàn)鈔機(jī)、電容器都不是電阻，不發(fā)熱，則都不是利用電流的熱效應(yīng)工作，選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤；D．電熱水壺是純電阻電路，利用電流的熱效應(yīng)工作，選項(xiàng)D正確；故選D.3、D【解題分析】

A.根據(jù)圖像可看出交流電的周期為0.02s，所以原線圈中的交變電流的頻率是50Hz，故A正確；BC.原線圈的電流為U=3112=220V，根據(jù)電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系可知副線圈的電壓為U2=D.根據(jù)變壓器的原理可知變壓器輸入、輸出的功率之比為1∶1，故D錯(cuò)誤；本題選不正確的，故選D4、A【解題分析】在電磁波譜中，各電磁波按照頻率從小到大的排列順序是：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、α射線、γ射線，所以選項(xiàng)A正確．電磁波譜【方法技巧】本題需要記得電磁波譜按照波長(zhǎng)或頻率的排列順序，按照這個(gè)順序就可以分析出答案．5、C【解題分析】

核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損：△m＝m1+m2﹣m3﹣m4，由愛因斯坦的質(zhì)能方程可知，核反應(yīng)釋放的能量：E＝△mc2＝（m1+m2﹣m3﹣m4）c2；A.（m1+m2﹣m3）c2，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.（m1+m2﹣m4）c2，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.（m1+m2﹣m3﹣m4）c2，與結(jié)論相符，選項(xiàng)C正確；D.（m3+m4﹣m1﹣m2）c2，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；6、C【解題分析】

根據(jù)題意，有：φA=1V，φB=6V，φC=9V，設(shè)φD=xV，由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿著任意平行的方向前進(jìn)相同距離，電勢(shì)的降落必定相等，由于從A到D方向平行于BC方向，且AD間距等于BC間距的兩倍，故有φD-φA=2（φC-φB），代入數(shù)據(jù)解得φD=φA+2（φC-φB）=1+2×（9-6）=7V，AB間的電勢(shì)差等于ED間的電勢(shì)差，即有：φA-φB=φE-φD，得φE=φA-φB+φD=1-6+7=2V；EF間電勢(shì)差等于CB間電勢(shì)差，有：φE-φF=φC-φB，得φF=φE-φC+φB=2-9+6=-1V，故φD=7V，φE=2V，φF=-1V，故C正確，ABD錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、BDE【解題分析】

A．溫度越高，液體中懸浮的微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，故A錯(cuò)誤B．當(dāng)分子表現(xiàn)為引力時(shí)，分子之間的距離增大，則需要克服分子力做功，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大，故B正確；C．第二永動(dòng)機(jī)并未違反能量的轉(zhuǎn)化與守恒，而是違反了熱力學(xué)第二定律，故C錯(cuò)誤；D．一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)壓強(qiáng)、體積都增大時(shí)，根據(jù)可知?dú)怏w的溫度一定升高，則分子總動(dòng)能一定增大，因理想氣體分子勢(shì)能不計(jì)，故氣體內(nèi)能一定增加；故D正確；E．因液體分子表面層分子分布比內(nèi)部稀疏，故分子間作用力表現(xiàn)為引力，液體表面有收縮趨勢(shì)，故E正確；故選BDE．8、AC【解題分析】

A.題中給的橡皮筋和鎖組成的系統(tǒng)，接近彈簧振子的理想模型條件：空氣阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鎖的重力，可以忽略不計(jì)；鎖的尺寸較小可以看成質(zhì)點(diǎn)；鎖的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橡皮筋，橡皮筋質(zhì)量可以忽略不計(jì)．故該系統(tǒng)可以看成一個(gè)接近理想狀態(tài)的“彈簧振子”，故A正確；B.該系統(tǒng)的鎖做的受迫振動(dòng)，它的周期應(yīng)和驅(qū)動(dòng)力的周期相等，故B錯(cuò)誤；C.當(dāng)手運(yùn)動(dòng)的周期為1s時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到了共振狀態(tài)，故根據(jù)共振條件可知，系統(tǒng)的固有周期為1s，故C正確；D.系統(tǒng)做受迫振動(dòng)，克服阻力做功，消耗機(jī)械能，損失的機(jī)械能得到了驅(qū)動(dòng)力源源不斷的補(bǔ)充，符合能量守恒的規(guī)律，但不能說是機(jī)械能守恒，故D錯(cuò)誤.故選AC．9、ABC【解題分析】

A．設(shè)木板的質(zhì)量為M，由動(dòng)量守恒得mv0=（M+m）v，木板獲得的速度為v=1B．系統(tǒng)損失的機(jī)械能為ΔE=μmBgL=2C．由圖得到：0-1s內(nèi)B的位移為xB=12×（2+1）×1m=1.5D．由斜率大小等于加速度大小，得到B的加速度大小為a=ΔvΔt=2-11=1m10、BD【解題分析】

變壓器的輸出功率為P2=U2I2=60×2.2=132W，所以輸入功率P1=P2=132W，故A錯(cuò)誤；根據(jù)變壓規(guī)律，變流規(guī)律，解得原線圈的電流的有效值為I1=0.6A，所以BD正確；2.2A是有效值，C錯(cuò)誤．三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、NMBD2.51.51.25【解題分析】

（1）[1][2]．從電路連接可以看出，電流表A的讀數(shù)增大時(shí)，電壓傳感器1的讀數(shù)減小，電壓傳感器2的讀數(shù)增大．故圖線N是電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪制的圖象，圖線M是電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪制的圖象（2）[3]．圖象中兩直線的交點(diǎn)表示電壓傳感器1的讀數(shù)與電壓傳感器2的讀數(shù)相等，即滑動(dòng)變阻器的阻值為0，故滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P滑到了最左端，故A錯(cuò)誤，B正確；圖象可以得出電阻R0的阻值大于電源的內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器的阻值減小，電源的輸出功率增大，兩直線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)滑動(dòng)變阻器的阻值為0，即電源的輸出功率最大，故D正確；、定值電阻R0消耗功率為：P=U2I=1.0×0.4W=0.4W，故C錯(cuò)誤；所以選擇BD．（3）[4][5][6]．從圖象a的斜率可以得出定值電阻R0的阻值為：；從甲同學(xué)的圖象可以得出圖象在U軸上的截距為1.50V，即電源的電動(dòng)勢(shì)為：E=1.50V，圖象斜率的絕對(duì)值為：即電源的內(nèi)阻為：r=1.25Ω．【題目點(diǎn)撥】（1）從電路連接結(jié)合電流表和電壓表的讀數(shù)變化判斷描繪的圖線的含義．（2）由圖可知，圖象由縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電動(dòng)勢(shì)；由圖象與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)利用閉合電路歐姆定律可求得內(nèi)電阻．（3）圖象中兩直線的交點(diǎn)表示電壓傳感器1的讀數(shù)與電壓傳感器2的讀數(shù)相等，即滑動(dòng)變阻器的阻值為0，根據(jù)圖象求解．12、偏?、邰堍佗?.56【解題分析】（1）做出光路圖，可知在O點(diǎn)的折射角的測(cè)量值偏大，根據(jù)可知，折射率的測(cè)量值偏??；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程，實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行正確的排序是：③④①②；游標(biāo)卡尺讀數(shù)為：0.7cm+0.02mm×28=7.56mm.四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)ab棒中的電流方向向右（a→b），cd棒所受的磁場(chǎng)力方向垂直于紙面向里．(2)，B＝1.5T(3)4s【解題分