2021-2022学年吉林省长春市农安县高二（下）期末物理试题含解析

2021-2022学年吉林省长春市农安县高二（下）期末物理试题一、选择题：（本题共12小题。每小题4分。共48分，1—9题单选，10—12题多选。选不全得2分，有错选的得零分）

1. 关于分子动理论，下列说法正确的是

A. 气体扩散的快慢与温度无关

B. 布朗运动是液体分子的无规则运动

C. 分子间同时存在着引力和斥力

D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大

【答案】C

【解析】

【详解】A、扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；

B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体小颗粒运动的无规则性，是液体分子运动的无规则性的间接反映，故B错误；

C、分子间斥力与引力是同时存在，而分子力是斥力与引力的合力，分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小；当分子间距小于平衡位置时，表现为斥力，即引力小于斥力，而分子间距大于平衡位置时，分子表现为引力，即斥力小于引力，但总是同时存在的，故C正确，D错误．

点睛：本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题；注意布朗运动和扩散都说明了分子在做永不停息的无规则运动，都与温度有关；分子间的斥力和引力总是同时存在的．

2. 下列说法正确的是（   ）

A. 晶体一定具有规则的几何外形

B. 叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用

C. 当氢气和氧气的温度相同时，其分子运动的平均速率相同

D. 气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数只与温度有关

【答案】B

【解析】

【详解】A．晶体内部分子排列规则，但宏观形状不一定具有规则的几何形状，故A错误。

B．液体表面分子间距大，分子间作用力为引力，宏观上表现为表面张力，故B正确。

C．氢气与氧气温度相同时，分子的平均动能相同，但分子量不同，分子平均速率不同，故C错误。

D．单位体积内的分子数越多，单位时间内单位面积器壁受到分子的碰撞次数越多；温度越高，分子运动越剧烈，单位面积器壁受到分子碰撞次数越多；气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关；故D错误。

故选B。

3. 一定质量的理想气体，在温度和下的压强与体积倒数的关系图像如图所示，气体由状态等压变化到状态的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 温度升高，吸收热量 B. 温度升高，放出热量

C. 温度降低，吸收热量 D. 温度降低，放出热量

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】根据

可知

则在图像中过原点的斜率越大，则温度越高，则气体由状态A等压变化到状态B的过程中，气体温度升高，内能增加，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量。

故选A。

4. 如图所示，一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中，活塞与容器间光滑接触，在图中三种稳定状态下的温度分别为，体积分别为且，则的大小关系为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】设三种稳定状态下气体的压强分别为，以活塞为研究对象，三种稳定状态下分别有

可以得出

根据理想气体的状态方程

由得

由得

即

所以选项B正确；ACD错误；

故选B。

5. 下列叙述正确的是（　　）

A. 康普顿效应和光电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，后者表明光子除具有能量之外还具有动量

B. 氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，放出光子，电子的动能减小，电势能增加

C. 从到，共发生7次α衰变和3次β衰变

D. 卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度偏转提出了原子的核式结构模型

【答案】D

【解析】

【详解】A. 康普顿效应和光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面，前者表明光子除具有能量之外还具有动量，后者表明光子具有能量，故A错误；

B. 氢原子核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，释放一定频率的光子，电场力正功，电子的动能增大，电势能减小，故B错误；

C．从到，发生α衰变的次数为

发生β衰变的次数为

所以发生β衰变的次数为4次，故C错误；

D．卢瑟福依据α粒子散射实验中极少数α粒子发生大角度偏转为主要依据提出了原子的核式结构模型，故D正确。

故选D。

6. 在研究光电效应现象时，先后用两种不同色光照射同一光电管，所得的光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 色光乙的频率小、光强大

B. 色光乙的频率大、光强大

C. 若色光乙的强度减为原来的一半，无论电压多大，色光乙产生的光电流一定比色光甲产生的光电流小

D. 若另一光电管所加的正向电压不变，色光甲能产生光电流，则色光乙一定能产生光电流

【答案】D

【解析】

【详解】AB．题中图像可得用色光乙照射光电管时遏止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，所以色光乙的频率大，光子的能量大。由题中图像可知，色光甲的饱和光电流大于色光乙的饱和光电流，故色光甲的光强大于色光乙的光强，AB错误；

C．如果使色光乙的强度减半，则只是色光乙的饱和光电流减半，在特定的电压下，色光乙产生的光电流不一定比色光甲产生的光电流小，C错误；

D．色光乙的频率大于色光甲的，故另一个光电管加一定的正向电压，如果色光甲能使该光电管产生光电流，则色光乙一定能使该光电管产生光电流，D正确。

故选D。

7. 月面上空几乎没有空气，月夜的温度会降到，因此玉兔号月球车在月夜要休眠。为了使车内温度不至于降得太低而冻坏那些相对脆弱的设备，科学家们专门给月球车配备了一种特制的放射性同位素核能电池热源，使月球车在休眠时能稳定发热。这种核能电池中的核反应可能是（　　）

A.

B.

C.

D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．Ａ反应式是核聚变，需要高温才能反应，同时反应物也不是放射性元素，故不符合，A错误；

B．B反应式是核裂变，放出大量的热，不符合，B错误；

C．C是放射性材料发生β衰变，稳定释放热量，故C正确；

D．D是α粒子去轰击氮核反应，不符合，故D错误。

故选Ｃ。

8. 一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（　　）

A. 此刻a的加速度最小

B. 此刻b的速度最小

C. 若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动

D. 若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置

【答案】C

【解析】

【详解】由机械振动特点确定质点的加速度和速度大小，由“上下坡法”确定振动方向．

由波动图象可知，此时质点a位于波峰处，根据质点振动特点可知，质点a的加速度最大，故A错误，此时质点b位于平衡位置，所以速度为最大，故B错误，若波沿x轴正方向传播，由“上下坡法”可知，质点b向y轴正方向运动，故C正确，若波沿x轴负方向传播，由“上下坡法”可知，a质点沿y轴负方向运动，c质点沿y轴正方向运动，所以质点c比质点a先回到平衡位置，故D错误．

9. 一束单色光从真空斜射向某种介质表面，光路如图所示，下列说法中正确的是（    ）

A. 此介质的折射率等于1.5

B. 此介质的折射率等于

C. 入射角小于45°时可能发生全反射现象

D. 入射角小于30°时可能发生全反射现象

【答案】B

【解析】

【详解】AB．根据折射定律

故A错误B正确；

CD．光从真空斜射向某种介质的表面，是从光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，故CD错误。

故选B。

【点睛】根据折射定律求折射率，发生全反射的条件是从光密介质射向光疏介质。

10. 一简谐运动的振动方程为：。式中位移x的单位是cm，则（　　）

A. 振动的振幅为3cm B. 振动的频率为2.5Hz

C. 振动的初相为 D. 时的位移为2cm

【答案】ABC

【解析】

【详解】ABC．对比简谐运动表达式可知，振动的振幅为，，初相位，ABC正确；

D．时的位移为

D错误。

故选ABC。

11. 如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，则

A. 可以辐射6种不同频率的光

B. 波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的

C. 使n＝4能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量

D. 若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应

【答案】AC

【解析】

【详解】A．从n＝4的激发态向基态跃迁时可以辐射种不同频率的光，选项A正确；

B．波长最长的对应着频率最小的光，即从n＝4到n=3时产生的，选项B错误；

C．使n＝4能级的氢原子电离至少要0-(-0.85)=0.85 eV的能量，选项C正确；

D．从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能量为-3.4-（-13.6）=10.2eV；从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子能量为-1.51-（-3.4）=1.89eV，即若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子不一定能使该板发生光电效应，选项D错误．

12. 如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），s1的振幅A1=4cm，S2的振幅A2=3cm，则下列说法正确的是（　　）

A. 质点D是振动减弱点

B. 质点A、D在该时刻的高度差为14cm

C. 再过半个周期，质点B、C是振动加强点

D. 质点C的振幅为1cm

【答案】BD

【解析】

【详解】图是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况，实线和虚线分别表示波峰和波谷，则D点是波谷与波谷相遇点，A是波峰与波峰相遇点，B、C两点是波峰与波谷相遇点．则A、D两点是振动加强的，且B、C两点是振动减弱的． 质点D是振动加强点，故A错误；s1的振幅A1=4cm，S2的振幅A2=3cm，质点A是处于波峰叠加位置，相对平衡位置高度为7cm，而质点D处于波谷叠加位置，相对平衡位置为-7cm，因此质点A、D在该时刻的高度差为14cm，故B正确； B、C两点是振动减弱点，再过半个周期，质点B、C是振动仍是减弱点，故C错误； 质点C是波峰与波谷的叠加点，则其合振幅为1cm，故D正确．

二、实验题（共20分。每空4分，选择4分）

13. 如图所示，在“测量玻璃的折射率”的实验中，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找到跟入射光线AO对应的出射光线，从而确定玻璃中的折射光线。

（1）在图中标记了四个角，分别为、、、，则玻璃的折射率___________。

（2）下列措施中，能减小实验误差的是___________。

A．玻璃砖界面与间的距离越小越好

B．入射角不能太小

C．针与、与的间距要适当远些

D．针与、与的间距要适当近些

【答案】    ①.     ②. BC##CB

【解析】

【详解】（1）[1]根据折射定律知该玻璃的折射率为

（2）[2]A．为了减小实验的相对误差，玻璃砖界面与间的距离要适当大些，这样由于相同视觉距离误差所引起的角度误差要小一些，故A错误；

B．如果入射角太小，则对角度的测量产生的误差较大，故角度不能太小，故B正确；

CD．针与、与的间距要适当远些，这样可减小标记入射光线以及折射光线时所引起的误差，故C正确，D错误。

故选BC。

14. 如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，现要利用这套装置来测量某种单色光的波长。

(1)装置示意图中有三个电学元件的名称空缺，关于它们的说法正确的是_____。

A．①是双缝，③是滤光片

B．②是双缝，③是单缝

C．②是单缝，③是双缝

(2)用20分度的游标卡尺测量双缝间距如图乙所示，双缝间距d=_____mm。

(3)图丙为实验得到的干涉条纹，用测量头测出了第1条和第6条亮纹中心间的距离为，已知双缝到光屏的距离为l，则所测单色光波长的计算式为_____（用题中所给的字母表示）。

【答案】    ①. C    ②. 2.05    ③.

【解析】

【详解】(1)[1]为获取单色线光源，光源后面要有滤光片、单缝、双缝，则①是滤光片，②是单缝，③是双缝，故AB错误，C正确。

故选C

(2)[2]游标卡尺读数

(3)[3]相邻两亮条纹间距为，由干涉条纹与波长间的关系可知

得

三、解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位（共32分）

15. 如图所示，圆柱形的气缸上部有小挡板，可以阻止活塞滑离气缸，气缸内部的高度为d，质量不计的薄活塞将一定质量的气体封闭在气缸内。开始时活塞离底部高度为，温度为t1=27 °C ，外界大气压强为p0=1 atm ，现对气体缓缓加热，求：

（1）当气体温度升高到t2=127 °C时，活塞升高了多少?

（2）当气体温度升高到t3=357 °C时，缸内气体压强。

【答案】（1）；（2）1.4 atm

【解析】

【详解】(1)设活塞面积为S，h为升高的高度，由题意得

，，，

由盖·吕萨克定律

解得

(2)由题意得

，

设活塞刚好到达顶部时气体温度为T3；此时有

由盖·吕萨克定律

解得

当气体温度高于T3后，缸内气体做等容变化。当温度升到

设此时气体的压强为p，由查理定律

解得

16. 如图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是后的波形图线。

（1）若波向左传播，求它传播的距离及最小距离；

（2）若波向右传播，求它的周期及最大周期。

【答案】（1）；；（2）；

【解析】

【详解】（1）由题图知

若波向左传播，传播的距离为

当时，传播的距离最小，此时

（2）若波向右传播，有

所用时间为

故

所以当时周期最大，此时

17. 如图所示，一细光束照射到圆形玻璃砖上A点，经折射后折射光线刚好照到玻璃砖底边的右端C点，入射光线与BC平行，入射角为60°，圆的半径为R，光在真空中的传播速度为c，求：

（1）玻璃砖的折射率；

（2）光从A传播到C所用时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】(1)由题知

入射角i=60°，由几何关系可知，折射角r=30°，由折射定律知

(2)由几何关系可知，AC的长度L=2Rcos30°，光在玻璃中的传播速度

则光从A到C传播时间