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2022-2023学年江西省抚州市高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析）
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这是一份2022-2023学年江西省抚州市高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1.在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法不符合历史事实的是( )
A. 玻尔将量子观念引入原子领域并解释了氢原子的光谱特征
B. 贝克勒尔通过对天然放射性的研究，揭示了原子核有复杂的结构
C. 爱因斯坦为解释光电效应现象而提出了光子说
D. 卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的“枣糕模型”
2.如图，将点燃的酒精灯置于肥皂薄膜前，薄膜上会出现明暗相间的条纹。这是光的( )
A. 干涉现象
B. 衍射现象
C. 反射现象
D. 折射现象
3.关于教材中几幅图片说法正确的是( )
A. 图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引
B. 图乙所描出的折线是固体小颗粒在水中运动的轨迹
C. 图丙氧气分子的速率分布图像中，温度T1小于T2对应的温度
D. 图丁玻璃板紧贴水面，弹簧测力计将其拉离水面时，拉力一定等于玻璃板的重力
4.如图甲所示，挖掘机的顶部垂下一个大铁球并让它小幅度地摆动，即可用来拆卸混凝土建筑，可视为单摆模型，它对应的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A. 单摆振动的周期是4sB. t=2s时，摆球的速度最大
C. 摆球的质量增大，周期变小D. 该单摆的摆长约为8m
5.如图所示，把一块不带电的锌板连接在验电器上。当用可见光照射锌板时，验电器指针不偏转。当用紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度( )
A. 若减小紫外线的强度，验电器的指针也会偏转
B. 若改用红光长时间照射，验电器的指针也会偏转
C. 用紫外线照射锌板时，锌板带正电，验电器带负电
D. 这个现象说明了光具有波动性
6.氢原子分能级示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示．
处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为( )
A. 红、蓝靛B. 黄、绿C. 红、紫D. 蓝靛、紫
7.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
8.我国月球车安装有 94238Pu核电池，其核过程方程为 94238Pu→92234U+24He，下列说法正确的是( )
A. 该过程属于α衰变反应
B. α射线能穿透几厘米厚的铅板
C. 温度升高， 94238Pu的半衰期变小
D. 92234U的比结合能比 94238Pu的比结合能大
9.如图所示，包含红、蓝两种颜色的一束复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖。在玻璃砖底面的入射角为i，经折射后射出到空气中。下列说法正确的是( )
A. a光为红光，b光为蓝光
B. 玻璃砖材料对a光的折射率小于对b光的折射率
C. 在该玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度
D. 若改变光束的入射方向使i角逐渐变大，则a光的折射光首先消失
10.如图所示，某种洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设封闭空气温度不变，若洗衣缸内水位升高，则细管内被封闭的空气( )
A. 压强增大
B. 分子运动的平均动能增大
C. 单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数增多
D. 外界一直对气体做正功
11.一列简谐横波，某时刻的图像如图甲所示，从该时刻开始计时，质点P的振动图像如图乙所示，则( )
A. 波沿x轴正方向传播
B. 波速是10m/s
C. 经过Δt=0.4s，质点P通过的路程是0.4m
D. 质点A比质点B先回到平衡位置
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
12.在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
(1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成______(选填“单层”或“多层”)分子油膜的特性。若将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径d=______。
(2)某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作：
①向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上；
②将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜；
③将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上；
④将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积。若图中正方形小方格的边长为2cm，则油酸薄膜的面积为______m2(计算结果保留2位有效数字)。
(3)若实验时痱子粉撒得太厚，则所测的分子直径会______(选填“偏大”或“偏小”)。
13.如图甲所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。如图乙所示，M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。
(1)在这个实验中，为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1______m2(选填“>”、“=”或“<”)；除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完成本实验还必须使用的两种器材是______。
A.秒表、天平
B.天平、刻度尺
C.秒表、刻度尺
D.天平、打点计时器
(2)下列有关实验操作的说法正确的有______。
A.安装轨道时，轨道末端必须水平
B.实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
C.实验过程中，复写纸和白纸可以根据需要移动
D.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
(3)在某次实验中，测量出两个小球的质量m1、m2，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，且测量出三个落点平均位置与O点距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式______(用测量出的量表示)，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。
(4)若实验中小球与斜槽之间存在摩擦，这对实验结果______(选填“有”或“没有”)影响。
四、简答题：本大题共3小题，共38分。
14.如图所示，深度为h、导热性能极好的汽缸，开口竖直向上固定在水平面上。现用一横截面积为S、质量为m的导热的活塞，从汽缸开口处将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞缓慢下降至距离汽缸底部某一高度处静止。已知活塞与缸内壁密切且光滑接触、不漏气，外界环境的热力学温度为T0，大气压强为p0，汽缸和活塞的厚度均可忽略不计，重力加速度为g。求：
(1)活塞静止时封闭气体的压强；
(2)若活塞静止时距离汽缸底部0.8h，大气压强不变、外界环境温度缓慢升高，当活塞恰好上升至汽缸顶端时，外界热力学温度为多少？
15.某同学做测玻璃折射率实验时，在白纸上放好上、下表面平行的玻璃砖，玻璃砖厚度为L，如图所示为实验记录得到的入射光线与折射光线(CD边出射光线未画出)。若入射角i=60∘，测出折射角r=30∘。已知光在真空中的传播速度为c，求：
(1)玻璃砖的折射率；
(2)光在玻璃砖中传播的速度；
(3)光在玻璃砖中传播的时间。
16.如图所示，质量M=1kg的长木板A静止在光滑水平面上，右端与一固定在地面上的半径R=0.4m的光滑四分之一圆弧槽紧靠在一起，圆弧槽的底端与木板上表面水平相切。质量m=2kg的滑块B(可视为质点)以初速度v0=1m/s从圆弧槽的顶端P沿圆弧下滑到底端Q，然后无碰撞地滑上木板A，最终滑块B与木板A一起匀速运动。不计空气阻力，g取10m/s2。求：
(1)滑块B运动到Q点时对圆弧槽的压力；
(2)滑块B与木板A一起匀速运动时的速度；
(3)若A、B间动摩擦因数μ=0.25，木板A的最小长度。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、玻尔将量子观念引入原子领域，并成功解释了氢原子光谱的特征，符合历史事实，故A正确；
B、天然放射现象首先是由贝克勒尔发现的，他的发现说明原子核具有复杂结构，符合历史事实，故B正确；
C、爱因斯坦提出了光子说，并成功解释了光电效应的规律，符合历史事实，故C正确；
D、卢瑟福通过α粒子散射实验，根据粒子的偏转情况，提出了原子的核式结构模型，故D错误。
本题选不符合历史事实的，故选：D。
本题根据物理学史进行解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论和实验要加强记忆，注意积累。
2.【答案】A
【解析】解：薄膜上会出现明暗相间的条纹，这是光的干涉现象。故A正确，BCD错误。
故选：A。
薄膜上会出现明暗相间的条纹。
解决本题的关键掌握干涉现象及发生明显衍射的条件以及知道全反射和光的直线传播在生活中的实际应用．解决此类题目，平常要善于积累．
3.【答案】C
【解析】解：A.图甲的扩散现象说明分子间有间隙和分子永不停息的无规则运动，故A错误；
B.图中的折线是固体小颗粒在不同时刻的位置的连线，即不是固体颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，故B错误；
C.温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数；图丙氧气分子的速率分布图像中，在T2状态下大多数分子的速率大于T1状态下大多数分子的速率，因此温度T1小于T2对应的温度，故C正确；
D.分子间距离大于平衡位置r0而小于10倍r0时，分子间表现为引力，玻璃板被拉起时，要受到水分子的引力，所以拉力大于玻璃板的重力，故D错误。
故选：C。
A.扩散现象说明分子间有间隙和分子永不停息的无规则运动；
B.布朗运动的研究画出的图线只反映运动的无规则性，不是运动轨迹；
C.温度越高，分子速率大占比大，结合不同温度下的分子速率分布曲线分析作答；
D.玻璃板被拉起时，要受到水分子的引力作用。
本题考查的是热学中几个记忆类的知识点，对于这类题目，应该注意加强理解记忆；理解分子运动速率的统计分布规律。
4.【答案】B
【解析】解：A.根据题意可知单摆振动的周期为8s。故A错误；
B.由题知，t=2s时，摆球处于平衡位置，此时摆球的速度最大。故B正确；
C.根据单摆周期公式
T=2π Lg
由此可知单摆周期与摆球的质量无关。故C错误；
D.同理，由单摆周期公式
T=2π Lg
解得：L≈16m，故D错误。
故选：B。
根据题意得出单摆的周期，结合单摆的周期公式得出单摆的摆长；
根据图像得出t=2s时刻摆球的位置，从而分析出速度的特点。
本题主要考查了单摆的相关应用，理解图像的物理意义，结合单摆的周期公式即可完成分析。
5.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查光电效应，实验是通过紫外线照射锌板，发生光电效应，锌板失去电子带正电，光电效应说明光具有粒子性．
解决本题的关键知道光电效应的实质以及光电效应的条件，知道锌板失去电子带正电是解答的关键，基础题．
【解答】
A、根据光电效应的条件可知发生光电效应与光的强度无关，若改用强度更小的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转，故A正确；
B、用可见光照射锌板时，验电器指针不偏转，根据光电效应的条件可知若改用红外线照射锌板，一定不能发生光电效应，所以验电器的指针一定不会发生偏转，故B错误；
C、用紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电，故C错误；
D、光电效应说明光具有粒子性，故D错误。
6.【答案】A
【解析】解：如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三种光子，只有1.89eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六种光子，1.89eV和2.55eV属于可见光，1.89eV的光子为红光，2.55eV的光子为蓝-靛，A正确。
故选：A。
当原子从高能级向低能级跃迁时，发射的光子数目为：n(n−1)2，同时计算出各种光子能量然后和表格中数据进行对比，便可解决本题．
本题难度不大，要求能熟练求出光子数目和对应的光子能量即可．
7.【答案】
【解析】
8.【答案】AD
【解析】解：A.该过程放射出α粒子(24He)，属于α衰变，故A正确；
B.α射线电离本领很强，穿透能力很差，故B错误；
C.放射性元素的半衰期不随温度、状态及化学变化而变化，是由原子核内部本身决定的，故C错误；
D.生成物的比结合能大于反应物的比结合能，所以 92234U的比结合能比 94238Pu的比结合能大，故D正确。
故选：AD。
根据核反应中的生成物判断辐射类型；根据三种射线的性质判断；半衰期是一种统计规律，不受外界条件的影响；衰变的过程中释放能量，比结合能增大。
该题考查衰变、半衰期以及结合能与比结合能灯概念，属于对基础知识的考查，在平时的学习中多加积累即可。
9.【答案】CD
【解析】解：ABC.光线a的偏折程度大，根据光路可逆结合折射定律公式可得
n=sinγsini
其中γ是折射角，可知a光的折射率大，同时根据公式v=cn可知a光在玻璃中的传播速度小。
而a光的折射率大，说明a光的频率高，根据波速、频率和波长的关系可知：
c=λf
因为a光在真空中的波长较短，所以a光为蓝光，b光为红光，故C正确，AB错误；
D.若改变光束的入射方向使i角逐渐变大，则折射光线a的折射角先达到90∘，故a光先发生全反射，折射光线先消失，故D正确。
故选：CD。
根据光路可逆的特点结合折射定律得出折射率的大小，进而得出光在玻璃中的传播速度的大小关系；
根据波长、波速和频率的关系式得出波长较短的光，结合题目选项完成分析；
根据折射角的变化趋势分析出折射光线先消失的光。
本题主要考查了光的折射定律，理解光传播的特点，结合折射定律和全反射的临界角公式即可完成分析。
10.【答案】ACD
【解析】解：ABC.封闭空气温度不变，分子运动的平均动能不变。若洗衣缸内水位升高，洗衣缸与细管内水面的高度差增大，细管内气体的压强增大，单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数增多，故AC正确，B错误；
D.洗衣缸内水位升高，根据玻意耳定律p1V1=p2V2可知细管内被封闭的空气体积减小，则外界一直对气体做正功，故D正确。
故选：ACD。
细管中封闭一定质量的空气，气体的温度始终与外界的温度相同，所以气体做的是等温变化，根据玻意耳定律可以分析得出气体的体积的变化，再根据气体压强的微观意义可以判断单位时间内撞击容器壁单位面积的次数变化；温度是分子平均动能的标志；气体体积减小，气体对外界做负功。
本题考查了理想气体状态方程、气体压强的微观意义等知识点。CD为易错项，热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义，ΔU的正表示内能增加，Q为正表示物体吸热，W为正表示外界对物体做功。
11.【答案】BC
【解析】解：A.从该时刻开始计时，质点P的振动图像如图乙所示，可知质点P处于平衡位置向下振动，结合图甲，根据同侧法可知波沿x轴负方向传播，故A错误；
B.由图甲可知波长为8m，由图乙知周期为0.8s，根据运动学公式可得波速为
v=λT=80.8m/s=10m/s，故B正确；
C.经过Δt=0.4s=T2，根据简谐横波在竖直方向上的振动特点可知质点P通过的路程为
S=2A=2×0.2m=0.4m，故C正确；
D.波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知此时质点A和质点B均向平衡位置振动，但质点B离平衡位置更近，因此质点B比质点A先回到平衡位置，故D错误。
故选：BC。
根据同侧法分析出简谐横波的传播方向；
根据运动学公式结合简谐横波在竖直方向上的运动特点完成分析。
本题主要考查了简谐横波的相关应用，理解简谐横波的运动特点，结合同侧法和运动学公式即可完成分析。
12.【答案】单层 VS 4.1×10−2 偏大
【解析】解：(1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性；
油酸分子的直径：d=VS
(2)根据图中信息，不足一半的方格舍去，超过一半的当作整体，则小方格的总数为103个，则油膜的面积为：S=103×2×2cm2=412cm2=4.1×10−2m2
(3)实验过程中，若油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由d=VS可知，实验测量的油酸分子的直径偏大。
故答案为：(1)单层、VS；(2)4.1×10−2；(3)偏大。
(1)根据实验原理分析判断；
(2)根据浓度计算每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积；根据体积公式计算油酸分子直径；
(3)半格左右的油膜都算成了一格，面积偏大，分子直径偏小。
本题关键是掌握实验原理和注意事项，掌握油酸体积、油膜面积和分子直径的计算。
13.【答案】(1)>；B(2)AD(3)m1OP=m1OM+m2ON(4)没有
【解析】(1)实验中为了避免碰撞过程发生反弹，则两个小球的质量应满足m1大于m2；
为了测量小球平抛运动水平分位移，需要刻度尺，实验中还需要测量小球的质量，因此还需要天平，即本实验还必须使用的两种器材是天平和刻度尺。
故选：B。
(2)A、为了确保小球飞出斜槽的初速度方向水平，实验中安装轨道时，轨道末端必须水平，故A正确；
B、根据平抛运动的规律有：h=12gt2，x=vt
解得：v=x g2h，小球平抛运动竖直高度相等，则能够用水平分位移间接表示平抛初速度，即实验中不需要测出斜槽末端距地面的高度，故B错误；
C、实验过程中，通过小球击打复写纸在白纸上显现出落点的位置，可知复写纸可以根据需要移动，白纸不能够移动，故C错误；
D、为减小实验误差，实验中确定落点的位置时，应该用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故D正确。
故选：AD。
(3)碰撞后，A球速度减小，B球速度增大，可知P为A单独滚下的落地点，M为A碰后的落地点，N为B碰后的落地点，根据动量守恒有：m1v0=m1v1+m2v2
根据上述，小球平抛初速度分别为
v0=OP g2h，v1=OM g2h，v2=ON g2h
解得：m1OP=m1OM+m2ON
(4)若实验中小球与斜槽之间存在摩擦，由于小球每次均是从斜槽同一位置静止释放，则小球下滑过程克服摩擦力做功相同，每次飞出斜槽末端的初速度大小仍然相同，即实验中小球与斜槽之间存在摩擦对实验没有影响。
故答案为：(1)>；B；(2)AD；(3)m1OP=m1OM+m2ON；(4)没有。
(1)根据实验原理分析出两个质量的大小关系及需要选择的实验仪器；
(2)根据实验原理掌握正确的实验操作；
(3)根据平抛运动的特点结合动量守恒定律分析出需要满足的关系式；
(4)根据实验原理分析出摩擦力对实验是否有影响并说明原因。
本题主要考查了动量守恒定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合平抛运动在水平方向上匀速直线运动的特点完成表达式的分析，对学生的要求较高，难度较大。
14.【答案】解：(1)对活塞，根据共点力平衡条件有
mg+p0S=p1S
解得：p1=mgS+p0
(2)活塞上升过程中，封闭气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律可知
0.8hST0=hST2
解得：T2=1.25T0
答：(1)活塞静止时封闭气体的压强为mgS+p0；
(2)当活塞恰好上升至汽缸顶端时，外界热力学温度为1.25T0。
【解析】(1)根据对活塞的受力分析，根据平衡条件得出气体的压强；
(2)气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律得出外界的热力学温度。
本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，熟悉物体的受力分析，结合盖-吕萨克定律即可完成分析。
15.【答案】解：(1)根据折射率公式可得
n=sinisinr= 3212= 3
(2)光在玻璃砖中传播的速度为
v=cn= 33c
(3)光在玻璃砖中传播的路程为
s=Lcsr=2 33L
光在玻璃砖中传播的时间为
t=sv
解得：t=2Lc
答：(1)玻璃砖的折射率为 3；
(2)光在玻璃砖中传播的速度为 33c；
(3)光在玻璃砖中传播的时间为2Lc。
【解析】(1)根据光的折射定律得出折射率的大小；
(2)根据折射率的大小得出光在玻璃砖中的传播速度；
(3)根据运动学公式得出光在玻璃砖中的传播时间。
本题主要考查了光的折射定律，理解光的传播特点，结合折射定律和运动学公式即可完成分析。
16.【答案】解：(1)滑块B从圆弧槽的顶端P沿圆弧下滑到底端Q过程，只有重力做功，由动能定理可得：mgR=12mvQ2−12mvP2
滑块B运动到Q点时，支持力与重力的合力提供向心力，即：FN−mg=mvQ2R
联立，解得：FN=65N，vQ=3m/s
根据牛顿第三定律，可知滑块B运动到Q点时对圆弧槽的压力大小为65N。
(2)滑块B与木板A组成的系统所受合外力为零，动量守恒，有：mvQ=(M+m)v
解得：v=2m/s
(3)滑块B恰好不从木板A左侧脱落时，其相对木板A的位移为木板A的最小长度，有：Q=μmgL
根据能量守恒定律，可得：Q=12mvQ2−12(M+m)v2
联立解得：L=0.6m
答：(1)滑块B运动到Q点时对圆弧槽的压力是65N；
(2)滑块B与木板A一起匀速运动时的速度是2m/s；
(3)若A、B间动摩擦因数μ=0.25，木板A的最小长度是0.6m。
【解析】(1)根据牛顿第二定律，求得滑块B运动到Q点时对圆弧槽的压力大小；
(2)滑块B下滑时只有重力做功，根据机械能守恒定律求得滑块B到圆弧底端时的速度大小，B在A上滑行过程，系统的合外力为零，根据动量守恒定律，由此求得A与B共同速度；
(3)滑块B恰好不会从A板左侧脱落，根据能量守恒定律求解木板A的长度L。
本题考查的是圆周运动与板块模型，根据题意分析清楚物体的运动过程是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律、机械能守恒定律或动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律即可解题。色光
赤
橙
黄
绿
蓝-靛
紫
光子能量范围(eV)
1.61∼2.00
2.00∼2.07
2.07∼2.14
2.14∼2.53
2.53∼2.76
2.76∼3.10
1.在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法不符合历史事实的是( )
A. 玻尔将量子观念引入原子领域并解释了氢原子的光谱特征
B. 贝克勒尔通过对天然放射性的研究，揭示了原子核有复杂的结构
C. 爱因斯坦为解释光电效应现象而提出了光子说
D. 卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的“枣糕模型”
2.如图，将点燃的酒精灯置于肥皂薄膜前，薄膜上会出现明暗相间的条纹。这是光的( )
A. 干涉现象
B. 衍射现象
C. 反射现象
D. 折射现象
3.关于教材中几幅图片说法正确的是( )
A. 图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引
B. 图乙所描出的折线是固体小颗粒在水中运动的轨迹
C. 图丙氧气分子的速率分布图像中，温度T1小于T2对应的温度
D. 图丁玻璃板紧贴水面，弹簧测力计将其拉离水面时，拉力一定等于玻璃板的重力
4.如图甲所示，挖掘机的顶部垂下一个大铁球并让它小幅度地摆动，即可用来拆卸混凝土建筑，可视为单摆模型，它对应的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A. 单摆振动的周期是4sB. t=2s时，摆球的速度最大
C. 摆球的质量增大，周期变小D. 该单摆的摆长约为8m
5.如图所示，把一块不带电的锌板连接在验电器上。当用可见光照射锌板时，验电器指针不偏转。当用紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度( )
A. 若减小紫外线的强度，验电器的指针也会偏转
B. 若改用红光长时间照射，验电器的指针也会偏转
C. 用紫外线照射锌板时，锌板带正电，验电器带负电
D. 这个现象说明了光具有波动性
6.氢原子分能级示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示．
处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为( )
A. 红、蓝靛B. 黄、绿C. 红、紫D. 蓝靛、紫
7.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
8.我国月球车安装有 94238Pu核电池，其核过程方程为 94238Pu→92234U+24He，下列说法正确的是( )
A. 该过程属于α衰变反应
B. α射线能穿透几厘米厚的铅板
C. 温度升高， 94238Pu的半衰期变小
D. 92234U的比结合能比 94238Pu的比结合能大
9.如图所示，包含红、蓝两种颜色的一束复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖。在玻璃砖底面的入射角为i，经折射后射出到空气中。下列说法正确的是( )
A. a光为红光，b光为蓝光
B. 玻璃砖材料对a光的折射率小于对b光的折射率
C. 在该玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度
D. 若改变光束的入射方向使i角逐渐变大，则a光的折射光首先消失
10.如图所示，某种洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设封闭空气温度不变，若洗衣缸内水位升高，则细管内被封闭的空气( )
A. 压强增大
B. 分子运动的平均动能增大
C. 单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数增多
D. 外界一直对气体做正功
11.一列简谐横波，某时刻的图像如图甲所示，从该时刻开始计时，质点P的振动图像如图乙所示，则( )
A. 波沿x轴正方向传播
B. 波速是10m/s
C. 经过Δt=0.4s，质点P通过的路程是0.4m
D. 质点A比质点B先回到平衡位置
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
12.在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
(1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成______(选填“单层”或“多层”)分子油膜的特性。若将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径d=______。
(2)某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作：
①向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上；
②将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜；
③将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上；
④将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积。若图中正方形小方格的边长为2cm，则油酸薄膜的面积为______m2(计算结果保留2位有效数字)。
(3)若实验时痱子粉撒得太厚，则所测的分子直径会______(选填“偏大”或“偏小”)。
13.如图甲所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。如图乙所示，M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。
(1)在这个实验中，为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1______m2(选填“>”、“=”或“<”)；除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完成本实验还必须使用的两种器材是______。
A.秒表、天平
B.天平、刻度尺
C.秒表、刻度尺
D.天平、打点计时器
(2)下列有关实验操作的说法正确的有______。
A.安装轨道时，轨道末端必须水平
B.实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
C.实验过程中，复写纸和白纸可以根据需要移动
D.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
(3)在某次实验中，测量出两个小球的质量m1、m2，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，且测量出三个落点平均位置与O点距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式______(用测量出的量表示)，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。
(4)若实验中小球与斜槽之间存在摩擦，这对实验结果______(选填“有”或“没有”)影响。
四、简答题：本大题共3小题，共38分。
14.如图所示，深度为h、导热性能极好的汽缸，开口竖直向上固定在水平面上。现用一横截面积为S、质量为m的导热的活塞，从汽缸开口处将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞缓慢下降至距离汽缸底部某一高度处静止。已知活塞与缸内壁密切且光滑接触、不漏气，外界环境的热力学温度为T0，大气压强为p0，汽缸和活塞的厚度均可忽略不计，重力加速度为g。求：
(1)活塞静止时封闭气体的压强；
(2)若活塞静止时距离汽缸底部0.8h，大气压强不变、外界环境温度缓慢升高，当活塞恰好上升至汽缸顶端时，外界热力学温度为多少？
15.某同学做测玻璃折射率实验时，在白纸上放好上、下表面平行的玻璃砖，玻璃砖厚度为L，如图所示为实验记录得到的入射光线与折射光线(CD边出射光线未画出)。若入射角i=60∘，测出折射角r=30∘。已知光在真空中的传播速度为c，求：
(1)玻璃砖的折射率；
(2)光在玻璃砖中传播的速度；
(3)光在玻璃砖中传播的时间。
16.如图所示，质量M=1kg的长木板A静止在光滑水平面上，右端与一固定在地面上的半径R=0.4m的光滑四分之一圆弧槽紧靠在一起，圆弧槽的底端与木板上表面水平相切。质量m=2kg的滑块B(可视为质点)以初速度v0=1m/s从圆弧槽的顶端P沿圆弧下滑到底端Q，然后无碰撞地滑上木板A，最终滑块B与木板A一起匀速运动。不计空气阻力，g取10m/s2。求：
(1)滑块B运动到Q点时对圆弧槽的压力；
(2)滑块B与木板A一起匀速运动时的速度；
(3)若A、B间动摩擦因数μ=0.25，木板A的最小长度。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、玻尔将量子观念引入原子领域，并成功解释了氢原子光谱的特征，符合历史事实，故A正确；
B、天然放射现象首先是由贝克勒尔发现的，他的发现说明原子核具有复杂结构，符合历史事实，故B正确；
C、爱因斯坦提出了光子说，并成功解释了光电效应的规律，符合历史事实，故C正确；
D、卢瑟福通过α粒子散射实验，根据粒子的偏转情况，提出了原子的核式结构模型，故D错误。
本题选不符合历史事实的，故选：D。
本题根据物理学史进行解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论和实验要加强记忆，注意积累。
2.【答案】A
【解析】解：薄膜上会出现明暗相间的条纹，这是光的干涉现象。故A正确，BCD错误。
故选：A。
薄膜上会出现明暗相间的条纹。
解决本题的关键掌握干涉现象及发生明显衍射的条件以及知道全反射和光的直线传播在生活中的实际应用．解决此类题目，平常要善于积累．
3.【答案】C
【解析】解：A.图甲的扩散现象说明分子间有间隙和分子永不停息的无规则运动，故A错误；
B.图中的折线是固体小颗粒在不同时刻的位置的连线，即不是固体颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，故B错误；
C.温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数；图丙氧气分子的速率分布图像中，在T2状态下大多数分子的速率大于T1状态下大多数分子的速率，因此温度T1小于T2对应的温度，故C正确；
D.分子间距离大于平衡位置r0而小于10倍r0时，分子间表现为引力，玻璃板被拉起时，要受到水分子的引力，所以拉力大于玻璃板的重力，故D错误。
故选：C。
A.扩散现象说明分子间有间隙和分子永不停息的无规则运动；
B.布朗运动的研究画出的图线只反映运动的无规则性，不是运动轨迹；
C.温度越高，分子速率大占比大，结合不同温度下的分子速率分布曲线分析作答；
D.玻璃板被拉起时，要受到水分子的引力作用。
本题考查的是热学中几个记忆类的知识点，对于这类题目，应该注意加强理解记忆；理解分子运动速率的统计分布规律。
4.【答案】B
【解析】解：A.根据题意可知单摆振动的周期为8s。故A错误；
B.由题知，t=2s时，摆球处于平衡位置，此时摆球的速度最大。故B正确；
C.根据单摆周期公式
T=2π Lg
由此可知单摆周期与摆球的质量无关。故C错误；
D.同理，由单摆周期公式
T=2π Lg
解得：L≈16m，故D错误。
故选：B。
根据题意得出单摆的周期，结合单摆的周期公式得出单摆的摆长；
根据图像得出t=2s时刻摆球的位置，从而分析出速度的特点。
本题主要考查了单摆的相关应用，理解图像的物理意义，结合单摆的周期公式即可完成分析。
5.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查光电效应，实验是通过紫外线照射锌板，发生光电效应，锌板失去电子带正电，光电效应说明光具有粒子性．
解决本题的关键知道光电效应的实质以及光电效应的条件，知道锌板失去电子带正电是解答的关键，基础题．
【解答】
A、根据光电效应的条件可知发生光电效应与光的强度无关，若改用强度更小的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转，故A正确；
B、用可见光照射锌板时，验电器指针不偏转，根据光电效应的条件可知若改用红外线照射锌板，一定不能发生光电效应，所以验电器的指针一定不会发生偏转，故B错误；
C、用紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电，故C错误；
D、光电效应说明光具有粒子性，故D错误。
6.【答案】A
【解析】解：如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三种光子，只有1.89eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六种光子，1.89eV和2.55eV属于可见光，1.89eV的光子为红光，2.55eV的光子为蓝-靛，A正确。
故选：A。
当原子从高能级向低能级跃迁时，发射的光子数目为：n(n−1)2，同时计算出各种光子能量然后和表格中数据进行对比，便可解决本题．
本题难度不大，要求能熟练求出光子数目和对应的光子能量即可．
7.【答案】
【解析】
8.【答案】AD
【解析】解：A.该过程放射出α粒子(24He)，属于α衰变，故A正确；
B.α射线电离本领很强，穿透能力很差，故B错误；
C.放射性元素的半衰期不随温度、状态及化学变化而变化，是由原子核内部本身决定的，故C错误；
D.生成物的比结合能大于反应物的比结合能，所以 92234U的比结合能比 94238Pu的比结合能大，故D正确。
故选：AD。
根据核反应中的生成物判断辐射类型；根据三种射线的性质判断；半衰期是一种统计规律，不受外界条件的影响；衰变的过程中释放能量，比结合能增大。
该题考查衰变、半衰期以及结合能与比结合能灯概念，属于对基础知识的考查，在平时的学习中多加积累即可。
9.【答案】CD
【解析】解：ABC.光线a的偏折程度大，根据光路可逆结合折射定律公式可得
n=sinγsini
其中γ是折射角，可知a光的折射率大，同时根据公式v=cn可知a光在玻璃中的传播速度小。
而a光的折射率大，说明a光的频率高，根据波速、频率和波长的关系可知：
c=λf
因为a光在真空中的波长较短，所以a光为蓝光，b光为红光，故C正确，AB错误；
D.若改变光束的入射方向使i角逐渐变大，则折射光线a的折射角先达到90∘，故a光先发生全反射，折射光线先消失，故D正确。
故选：CD。
根据光路可逆的特点结合折射定律得出折射率的大小，进而得出光在玻璃中的传播速度的大小关系；
根据波长、波速和频率的关系式得出波长较短的光，结合题目选项完成分析；
根据折射角的变化趋势分析出折射光线先消失的光。
本题主要考查了光的折射定律，理解光传播的特点，结合折射定律和全反射的临界角公式即可完成分析。
10.【答案】ACD
【解析】解：ABC.封闭空气温度不变，分子运动的平均动能不变。若洗衣缸内水位升高，洗衣缸与细管内水面的高度差增大，细管内气体的压强增大，单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数增多，故AC正确，B错误；
D.洗衣缸内水位升高，根据玻意耳定律p1V1=p2V2可知细管内被封闭的空气体积减小，则外界一直对气体做正功，故D正确。
故选：ACD。
细管中封闭一定质量的空气，气体的温度始终与外界的温度相同，所以气体做的是等温变化，根据玻意耳定律可以分析得出气体的体积的变化，再根据气体压强的微观意义可以判断单位时间内撞击容器壁单位面积的次数变化；温度是分子平均动能的标志；气体体积减小，气体对外界做负功。
本题考查了理想气体状态方程、气体压强的微观意义等知识点。CD为易错项，热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义，ΔU的正表示内能增加，Q为正表示物体吸热，W为正表示外界对物体做功。
11.【答案】BC
【解析】解：A.从该时刻开始计时，质点P的振动图像如图乙所示，可知质点P处于平衡位置向下振动，结合图甲，根据同侧法可知波沿x轴负方向传播，故A错误；
B.由图甲可知波长为8m，由图乙知周期为0.8s，根据运动学公式可得波速为
v=λT=80.8m/s=10m/s，故B正确；
C.经过Δt=0.4s=T2，根据简谐横波在竖直方向上的振动特点可知质点P通过的路程为
S=2A=2×0.2m=0.4m，故C正确；
D.波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知此时质点A和质点B均向平衡位置振动，但质点B离平衡位置更近，因此质点B比质点A先回到平衡位置，故D错误。
故选：BC。
根据同侧法分析出简谐横波的传播方向；
根据运动学公式结合简谐横波在竖直方向上的运动特点完成分析。
本题主要考查了简谐横波的相关应用，理解简谐横波的运动特点，结合同侧法和运动学公式即可完成分析。
12.【答案】单层 VS 4.1×10−2 偏大
【解析】解：(1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性；
油酸分子的直径：d=VS
(2)根据图中信息，不足一半的方格舍去，超过一半的当作整体，则小方格的总数为103个，则油膜的面积为：S=103×2×2cm2=412cm2=4.1×10−2m2
(3)实验过程中，若油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由d=VS可知，实验测量的油酸分子的直径偏大。
故答案为：(1)单层、VS；(2)4.1×10−2；(3)偏大。
(1)根据实验原理分析判断；
(2)根据浓度计算每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积；根据体积公式计算油酸分子直径；
(3)半格左右的油膜都算成了一格，面积偏大，分子直径偏小。
本题关键是掌握实验原理和注意事项，掌握油酸体积、油膜面积和分子直径的计算。
13.【答案】(1)>；B(2)AD(3)m1OP=m1OM+m2ON(4)没有
【解析】(1)实验中为了避免碰撞过程发生反弹，则两个小球的质量应满足m1大于m2；
为了测量小球平抛运动水平分位移，需要刻度尺，实验中还需要测量小球的质量，因此还需要天平，即本实验还必须使用的两种器材是天平和刻度尺。
故选：B。
(2)A、为了确保小球飞出斜槽的初速度方向水平，实验中安装轨道时，轨道末端必须水平，故A正确；
B、根据平抛运动的规律有：h=12gt2，x=vt
解得：v=x g2h，小球平抛运动竖直高度相等，则能够用水平分位移间接表示平抛初速度，即实验中不需要测出斜槽末端距地面的高度，故B错误；
C、实验过程中，通过小球击打复写纸在白纸上显现出落点的位置，可知复写纸可以根据需要移动，白纸不能够移动，故C错误；
D、为减小实验误差，实验中确定落点的位置时，应该用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故D正确。
故选：AD。
(3)碰撞后，A球速度减小，B球速度增大，可知P为A单独滚下的落地点，M为A碰后的落地点，N为B碰后的落地点，根据动量守恒有：m1v0=m1v1+m2v2
根据上述，小球平抛初速度分别为
v0=OP g2h，v1=OM g2h，v2=ON g2h
解得：m1OP=m1OM+m2ON
(4)若实验中小球与斜槽之间存在摩擦，由于小球每次均是从斜槽同一位置静止释放，则小球下滑过程克服摩擦力做功相同，每次飞出斜槽末端的初速度大小仍然相同，即实验中小球与斜槽之间存在摩擦对实验没有影响。
故答案为：(1)>；B；(2)AD；(3)m1OP=m1OM+m2ON；(4)没有。
(1)根据实验原理分析出两个质量的大小关系及需要选择的实验仪器；
(2)根据实验原理掌握正确的实验操作；
(3)根据平抛运动的特点结合动量守恒定律分析出需要满足的关系式；
(4)根据实验原理分析出摩擦力对实验是否有影响并说明原因。
本题主要考查了动量守恒定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合平抛运动在水平方向上匀速直线运动的特点完成表达式的分析，对学生的要求较高，难度较大。
14.【答案】解：(1)对活塞，根据共点力平衡条件有
mg+p0S=p1S
解得：p1=mgS+p0
(2)活塞上升过程中，封闭气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律可知
0.8hST0=hST2
解得：T2=1.25T0
答：(1)活塞静止时封闭气体的压强为mgS+p0；
(2)当活塞恰好上升至汽缸顶端时，外界热力学温度为1.25T0。
【解析】(1)根据对活塞的受力分析，根据平衡条件得出气体的压强；
(2)气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律得出外界的热力学温度。
本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，熟悉物体的受力分析，结合盖-吕萨克定律即可完成分析。
15.【答案】解：(1)根据折射率公式可得
n=sinisinr= 3212= 3
(2)光在玻璃砖中传播的速度为
v=cn= 33c
(3)光在玻璃砖中传播的路程为
s=Lcsr=2 33L
光在玻璃砖中传播的时间为
t=sv
解得：t=2Lc
答：(1)玻璃砖的折射率为 3；
(2)光在玻璃砖中传播的速度为 33c；
(3)光在玻璃砖中传播的时间为2Lc。
【解析】(1)根据光的折射定律得出折射率的大小；
(2)根据折射率的大小得出光在玻璃砖中的传播速度；
(3)根据运动学公式得出光在玻璃砖中的传播时间。
本题主要考查了光的折射定律，理解光的传播特点，结合折射定律和运动学公式即可完成分析。
16.【答案】解：(1)滑块B从圆弧槽的顶端P沿圆弧下滑到底端Q过程，只有重力做功，由动能定理可得：mgR=12mvQ2−12mvP2
滑块B运动到Q点时，支持力与重力的合力提供向心力，即：FN−mg=mvQ2R
联立，解得：FN=65N，vQ=3m/s
根据牛顿第三定律，可知滑块B运动到Q点时对圆弧槽的压力大小为65N。
(2)滑块B与木板A组成的系统所受合外力为零，动量守恒，有：mvQ=(M+m)v
解得：v=2m/s
(3)滑块B恰好不从木板A左侧脱落时，其相对木板A的位移为木板A的最小长度，有：Q=μmgL
根据能量守恒定律，可得：Q=12mvQ2−12(M+m)v2
联立解得：L=0.6m
答：(1)滑块B运动到Q点时对圆弧槽的压力是65N；
(2)滑块B与木板A一起匀速运动时的速度是2m/s；
(3)若A、B间动摩擦因数μ=0.25，木板A的最小长度是0.6m。
【解析】(1)根据牛顿第二定律，求得滑块B运动到Q点时对圆弧槽的压力大小；
(2)滑块B下滑时只有重力做功，根据机械能守恒定律求得滑块B到圆弧底端时的速度大小，B在A上滑行过程，系统的合外力为零，根据动量守恒定律，由此求得A与B共同速度；
(3)滑块B恰好不会从A板左侧脱落，根据能量守恒定律求解木板A的长度L。
本题考查的是圆周运动与板块模型，根据题意分析清楚物体的运动过程是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律、机械能守恒定律或动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律即可解题。色光
赤
橙
黄
绿
蓝-靛
紫
光子能量范围(eV)
1.61∼2.00
2.00∼2.07
2.07∼2.14
2.14∼2.53
2.53∼2.76
2.76∼3.10
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