2024届清华大学中学生标准学术能力诊断性测试物理高二第二学期期末调研试题含解析

2024届清华大学中学生标准学术能力诊断性测试物理高二第二学期期末调研试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，杆的A端用铰链固定，光滑轻小滑轮在A点正上方，B端吊一重物G，现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓缦上拉，在AB杆达到竖直前（均未断），关于绳子的拉力F和杆受的弹力FN的变化，判断正确的是（）A．F变大 B．F变小 C．FN变大 D．FN变小2、下列器件，利用电流的热效应工作的是（）A．变压器 B．验钞机 C．电容器 D．电热水壶3、一理想变压器的原、副线圈的匝数比为4:1，原线圈接在一个交流电源上，电压u随时间t变化的规律如图所示；副线圈所接的负载电阻是11Ω，则下列判断中错误的是()A．原线圈中的交变电流的频率是50HzB．流过副线圈的电流是5AC．副线圈的输出电压为55VD．变压器输入、输出的功率之比为4∶14、各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是A．γ射线、紫外线、可见光、红外线B．γ射线、红外线、紫外线、可见光C．紫外线、可见光、红外线、γ射线D．红外线、可见光、紫外线、γ射线5、氘核（H）和氚核（H）的核反应方程如下：，设氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，中子的质量为m4，则核反应过程中释放的能量为（）A．（m1+m2﹣m3）c2 B．（m1+m2﹣m4）c2C．（m1+m2﹣m3﹣m4）c2 D．（m3+m4﹣m1﹣m2）c26、如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为1V、6V和9V．则D、E、F三点的电势分别为（）A．＋7V、＋2V和＋1VB．－7V、－2V和＋1VC．＋7V、＋2V和－1VD．＋7V、－2V和－1V二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、下列说法正确的是（）A．液体中悬浮的微粒越大，布朗运动越显著B．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大C．第二类永动机不可能制成，因为它违反能量守恒定律D．一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增加E.因为液体表面层分子分布比内部稀疏，因此液体表面有收缩趋势8、有位同学做过这样一个实验,将三个普通的橡皮筋串在一起,一端系着一把门锁,手拿着另一端使锁处于静止状态．当手在竖直方向快速上、下往复运动时,锁几乎不动;当手运动的周期接近1s时,锁的振幅最大．在手上、下周期性运动时,下列说法正确的是（）A．橡皮筋和锁相当于一个竖直方向的“弹簧振子”B．锁的振动周期等于橡皮筋和锁组成的“弹簧振子”的固有周期C．橡皮筋和锁组成的“弹簧振子”的固有周期约为D．橡皮筋和锁组成的系统机械能守恒9、如图甲所示，长木板A静止在光滑的水平面上，质量m＝2kg的物体B以v0＝2m/s的水平速度滑上A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法中正确的是()A．木板获得的动能为1JB．系统损失的机械能为2JC．木板A的最小长度为1mD．A、B间的动摩擦因数为0.210、如图，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220V和2.2A．以下判断正确的是A．变压器输入功率为484WB．通过原线圈的电流的有效值为0.6AC．通过副线圈的电流的最大值为2.2AD．变压器原、副线圈的电流匝数比三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）为了测定电源电动势E、内电阻r和定值电阻Ro的阻值，某同学利用DIS(数字化信息系统)设计了如图甲所示的电路．闭合电键S1，调节滑动变阻器的滑动触头P向某方向移动时，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，井根据测量数据计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条U-I直线，请回答下列问题(1)图乙中的M、N两条图线，根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的是___________，根据电压传感器2和电流传感器的数据面得的是___________(填图线M或图线N)(2)图乙中两直线交点表示电路的工作状态是___________.A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端B．滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端C．定值电阻Ro上消耗的功率为2.5WD．电源的输出功率最大(3)根据图乙可以求得定值电阻Ro=______Ω，电源电动势E=______V，内电阻r=______Ω.12．（12分）（1）如图所示，某同学在做“测定玻璃的折射率”实验中，先确定了上边界和入射光线，竖直插好大头针、，在画边界时不小心将玻璃砖向下平移一小段．然后玻璃砖保持在此位置继续实验，则测得的折射率_________（填“偏小”、“不变”、“偏大”）．（2）某同学想观察白光的干涉图样，如图甲所示已经将光源置于光具座左侧．为了完成实验，需要进行下列操作①在双缝前安装单缝，在遮光筒右侧安装测量头②调节拨杆使单、双缝平行，直至目镜中观察到干涉图样③在光源的右侧依次将透镜、遮光筒安装在水平光具座上，并使三者中心线共轴④在遮光筒左侧安装双缝，调节光源位置和高低，通过遮光筒右侧观察，直至视野内出现一条中心有亮点的亮线（保证光沿遮光筒轴线传播）上述操作进行正确的排序是____________；某次测量头上游标卡尺如图乙所示（精度为），则读数为______．图甲图乙四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）相距L＝1.2m的足够长金属导轨竖直放置，质量m1＝1kg的金属棒ab和质量m2＝0.54kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（a）所示，虚线上方匀强磁场方向垂直纸面向外，虚线下方匀强磁场方向竖直向上，两处磁场的磁感应强度大小相同．ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数μ＝0.75，两棒总电阻为1.8Ω，导轨电阻不计．ab棒在方向竖直向上、大小按图（b）所示规律变化的外力F作用下，由静止开始（t=0）沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放．（1）请说出在两棒的运动过程中ab棒中的电流方向和cd棒所受的磁场力方向；（2）求ab棒加速度的大小和磁感应强度B的大小；（3）试问cd棒从运动开始起经过多长时间它的速度达到最大？（取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力）14．（16分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．（1）光电效应和康普顿效应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还具有动量．我们知道光子的能量，动量，其中v为光的频率，h为普朗克常量，λ为光的波长．由于光子具有动量，当光照射到物体表面时，会对物体表面产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I表示．一台发光功率为P0的激光器发出一束频率为的激光，光束的横截面积为S．当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收（即光子的末动量变为0）．求：a．该激光器在单位时间内发出的光子数N；b．该激光作用在物体表面时产生的光压I．（2）从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁撞击引起的．正方体密闭容器中有大量运动的粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量为n．为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；速率均为v，且与容器壁各面碰撞的机会均等；与容器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与容器壁垂直，且速率不变．a．利用所学力学知识，推导容器壁受到的压强P与m、n和v的关系；b．我们知道，理想气体的热力学温度T与分子的平均动能成正比，即，式中α为比例常数．请从微观角度解释说明：一定质量的理想气体，体积一定时，其压强与温度成正比．15．（12分）如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑水平面上，物体A被水平速度为的子弹射中并嵌在其中，已知物体B的质量为，物体A的质量，子弹的质量.求：（1）物体A被击中后的速度；（2）子弹射入木块后系统损失的机械能ΔE；（3）物体B在运动中的最大速度．

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、B【解题分析】试题分析：以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力T（等于重物的重力G）、轻杆的支持力FN和绳子的拉力F，作出受力图如图：由平衡条件得知，FN和F的合力与T（G）大小相等，方向相反，根据三角形相似可得，解得：FN=G，F=G；使∠BAO缓慢变小时，AB、AO保持不变，BO变小，则FN保持不变，F变小，故B正确，ACD错误．故选B。考点：共点力的平衡条件2、D【解题分析】

利用电流的热效应工作的是纯电阻电路；ABC．变压器、验钞机、电容器都不是电阻，不发热，则都不是利用电流的热效应工作，选项ABC错误；D．电热水壶是纯电阻电路，利用电流的热效应工作，选项D正确；故选D.3、D【解题分析】

A.根据图像可看出交流电的周期为0.02s，所以原线圈中的交变电流的频率是50Hz，故A正确；BC.原线圈的电流为U=3112=220V，根据电压与匝数之间的关系可知副线圈的电压为U2=D.根据变压器的原理可知变压器输入、输出的功率之比为1∶1，故D错误；本题选不正确的，故选D4、A【解题分析】在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线，所以选项A正确．电磁波谱【方法技巧】本题需要记得电磁波谱按照波长或频率的排列顺序，按照这个顺序就可以分析出答案．5、C【解题分析】

核反应过程中质量亏损：△m＝m1+m2﹣m3﹣m4，由爱因斯坦的质能方程可知，核反应释放的能量：E＝△mc2＝（m1+m2﹣m3﹣m4）c2；A.（m1+m2﹣m3）c2，与结论不相符，选项A错误；B.（m1+m2﹣m4）c2，与结论不相符，选项B错误；C.（m1+m2﹣m3﹣m4）c2，与结论相符，选项C正确；D.（m3+m4﹣m1﹣m2）c2，与结论不相符，选项D错误；6、C【解题分析】

根据题意，有：φA=1V，φB=6V，φC=9V，设φD=xV，由于匀强电场中沿着任意平行的方向前进相同距离，电势的降落必定相等，由于从A到D方向平行于BC方向，且AD间距等于BC间距的两倍，故有φD-φA=2（φC-φB），代入数据解得φD=φA+2（φC-φB）=1+2×（9-6）=7V，AB间的电势差等于ED间的电势差，即有：φA-φB=φE-φD，得φE=φA-φB+φD=1-6+7=2V；EF间电势差等于CB间电势差，有：φE-φF=φC-φB，得φF=φE-φC+φB=2-9+6=-1V，故φD=7V，φE=2V，φF=-1V，故C正确，ABD错误。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BDE【解题分析】

A．温度越高，液体中悬浮的微粒越小，布朗运动越显著，故A错误B．当分子表现为引力时，分子之间的距离增大，则需要克服分子力做功，分子势能随分子间距离的增大而增大，故B正确；C．第二永动机并未违反能量的转化与守恒，而是违反了热力学第二定律，故C错误；D．一定质量的理想气体，当压强、体积都增大时，根据可知气体的温度一定升高，则分子总动能一定增大，因理想气体分子势能不计，故气体内能一定增加；故D正确；E．因液体分子表面层分子分布比内部稀疏，故分子间作用力表现为引力，液体表面有收缩趋势，故E正确；故选BDE．8、AC【解题分析】

A.题中给的橡皮筋和锁组成的系统，接近弹簧振子的理想模型条件：空气阻力远远小于锁的重力，可以忽略不计；锁的尺寸较小可以看成质点；锁的质量远远大于橡皮筋，橡皮筋质量可以忽略不计．故该系统可以看成一个接近理想状态的“弹簧振子”，故A正确；B.该系统的锁做的受迫振动，它的周期应和驱动力的周期相等，故B错误；C.当手运动的周期为1s时，系统达到了共振状态，故根据共振条件可知，系统的固有周期为1s，故C正确；D.系统做受迫振动，克服阻力做功，消耗机械能，损失的机械能得到了驱动力源源不断的补充，符合能量守恒的规律，但不能说是机械能守恒，故D错误.故选AC．9、ABC【解题分析】

A．设木板的质量为M，由动量守恒得mv0=（M+m）v，木板获得的速度为v=1B．系统损失的机械能为ΔE=μmBgL=2C．由图得到：0-1s内B的位移为xB=12×（2+1）×1m=1.5D．由斜率大小等于加速度大小，得到B的加速度大小为a=ΔvΔt=2-11=1m10、BD【解题分析】

变压器的输出功率为P2=U2I2=60×2.2=132W，所以输入功率P1=P2=132W，故A错误；根据变压规律，变流规律，解得原线圈的电流的有效值为I1=0.6A，所以BD正确；2.2A是有效值，C错误．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、NMBD2.51.51.25【解题分析】

（1）[1][2]．从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压传感器1的读数减小，电压传感器2的读数增大．故图线N是电压传感器1和电流传感器的数据绘制的图象，图线M是电压传感器2和电流传感器的数据绘制的图象（2）[3]．图象中两直线的交点表示电压传感器1的读数与电压传感器2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，故滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，故A错误，B正确；图象可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，故D正确；、定值电阻R0消耗功率为：P=U2I=1.0×0.4W=0.4W，故C错误；所以选择BD．（3）[4][5][6]．从图象a的斜率可以得出定值电阻R0的阻值为：；从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50V，即电源的电动势为：E=1.50V，图象斜率的绝对值为：即电源的内阻为：r=1.25Ω．【题目点拨】（1）从电路连接结合电流表和电压表的读数变化判断描绘的图线的含义．（2）由图可知，图象由纵坐标的交点为电动势；由图象与横坐标的交点利用闭合电路欧姆定律可求得内电阻．（3）图象中两直线的交点表示电压传感器1的读数与电压传感器2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，根据图象求解．12、偏小③④①②7.56【解题分析】（1）做出光路图，可知在O点的折射角的测量值偏大，根据可知，折射率的测量值偏小；（2）根据实验过程，实验操作进行正确的排序是：③④①②；游标卡尺读数为：0.7cm+0.02mm×28=7.56mm.四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)ab棒中的电流方向向右（a→b），cd棒所受的磁场力方向垂直于纸面向里．(2)，B＝1.5T(3)4s【解题分