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河南省新未来2023-2024学年高二下学期7月期末联考物理试题（Word版附解析）
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这是一份河南省新未来2023-2024学年高二下学期7月期末联考物理试题（Word版附解析），共26页。试卷主要包含了8L等内容，欢迎下载使用。
高二物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、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. 下列关于四幅插图的说法正确的是（ ）
A. 甲图为方解石双折射现象，说明方解石是非晶体
B. 乙图中制作防水衣时用左管材料的防水效果更好
C. 丙图为粒子的散射实验现象，其中J运动轨迹否定了汤姆孙的枣糕式原子模型
D. 丁图的绝热容器中，抽掉隔板，容器内气体温度降低
2. 物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置，进行电子干涉的实验被评为“十大最美物理实验”之一，从辐射源辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明（ ）
A. 光具有波动性
B. 光具有波粒二象性
C. 微观粒子本质是一种电磁波
D. 微观粒子具有波动性
3. 汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。下列说法正确的是（ ）
A. 抵消声波的相位与噪音声波的相位相同
B. 抵消声波的振幅与噪音声波的振幅相等
C. 抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等
D. 汽车降噪过程应用的是声波的衍射原理
4. 某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹，下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变大的是（ ）
A. 调用更粗的头发丝B. 调用紫色激光照双缝
C. 增大纸板与墙面的距离D. 减小光源与纸板的距离
5. 用中子轰击静止的锂核，核反应方程为。已知光子的频率为，锂核的比结合能为，氦核的比结合能为核的比结合能为，普朗克常量为，真空中光速为，下列说法中正确的是（ ）
A. 该核反应为衰变
B.
C. 释放的核能
D. 质量亏损
6. 如图所示为一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C、D后再回到状态A的图像，其中，和图线为双曲线的一部分，为绝热过程。下列说法正确的是（ ）
A. 过程中，气体可能向外界放出热量
B. 过程中，气体一定从外界吸收热量
C. 和过程中，气体压强都增大的微观机理不完全相同
D. 整个过程中气体向外界放出热量
7. 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为，不计空气对光的吸收，普朗克常量为，光在真空中传播速度为，眼睛能够看到这个光源的最远距离为（ ）
A. B. C. D.
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. “战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳端，使绳子振动起来（图甲），以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中时刻的波形，已知绳波的传播速度为4m/s，，，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻右手抖动的频率是2HzB. 时刻右手抖动的频率是1Hz
C. 手的起振方向向下D. 时刻质点P向上运动
9. 如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为、体积为0.02L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现在喷壶中装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次
B. 了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次
C. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L
D. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8L
10. 一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝，相距为，直径均为，折射率为。下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面反射至下端面，下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关（只考虑在被测物体表面反射一次的光线），测量时被测物体自上而下微小移动，激光在真空中的传播速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 激光在内传播的速度大小为
B. 从下端面出射的光与竖直方向的最大偏角的正弦值为
C. 下端面刚能接收反射激光时，玻璃丝下端面到被测物体的距离为
D. 下端面恰好全部被照亮时，玻璃丝下端面到被测物体的距离为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 一同学利用如图所示装置来测定当地的重力加速度。已知光滑圆弧凹槽ABC的半径为R，B为圆弧轨道最低点，A、C等高，θ很小。钢球的半径为r，当钢球经过圆弧轨道最低点B时，钢球的球心恰好经过光电门（图中未画出）。现将钢球从A点由静止释放，沿凹槽ABC自由往复运动，当光电门第一次被挡光时计数为“0”并开始计时，之后每挡光一次计数增加1，当计数为20时，计时为t。
（1）钢球往复运动的周期为______；
（2）钢球在圆弧轨道上运动与单摆运动相似，根据“用单摆测量重力加速度”实验原理，可得当地的重力加速度的表达式为______。
（3）由于在计数时误将“19”计为“20”，由此测得重力加速度值与真实值相比是_____。（填“偏大”或者“偏小”）
12. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为_________（填字母）。
A. 控制变量法B. 理想化模型法C. 等效替代法
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________（填字母）。
A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 对油酸溶液起到稀释作用
（3）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______________
A. B. C.
D. E.
（4）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。该油酸分子的大小________m（结果保留2位有效数字）。
（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于__________（填字母）。
A. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴
D. 油酸未完全散开
13. 图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极金属的逸出功为。如图乙是氢原子的能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁发出的光照射极，求：
（1）有几种光可以使该金属发生光电效应，其中频率最大的光子能量是多少eV？
（2）从图示位置移动滑片P至某处，电压表示数为2.21V，光电子到达A极最大动能为多少eV？
14. 图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其取出进行研究。其示意图如图乙所示，将带有活塞的导热汽缸B放置在倾角为的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，横截面积为，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。
（1）求初始状态下汽缸内气体压强；
（2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已知该封闭气体的内能与温度之间存在关系，求该过程中气体吸收的热量；
（3）环境温度保持不变，某次骑行者骑山地车加速下坡（坡度为）时，产生的加速度大小为，避震装置仍如图乙所示放置，发现此时活塞到汽缸底部的距离，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若良好，请说明理由；若不良好，进气或漏气部分气体占原有气体的百分比为多少？
15. 如图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为的轻弹簧一端固定在桌面左端，另一耑与小球拴接。开始时，小球A用细线跨过光滑的定滑轮连接小球B，桌面上方的细线与桌面平行，系统处于静止状态，此时小球A的位置记为（图中未画出），A、B两小球质量均为。现用外力缓慢推小球A至弹簧原长后释放，在小球A向右运动至最远点时细线恰好断裂（此时小球B未落地），已知弹簧振子的振动周期，弹簧的弹性势能（为弹簧的形变量），重力加速度为，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）细线能承受的最大张力大小；
（2）细线断裂后，小球A到达点时的速度和加速度大小；
（3）从细线断裂开始计时，小球A经过点所用的时间。
绝密★启用前
2023~2024学年度下学期期末质量检测
高二物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、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. 下列关于四幅插图的说法正确的是（ ）
A. 甲图为方解石的双折射现象，说明方解石是非晶体
B. 乙图中制作防水衣时用左管材料的防水效果更好
C. 丙图为粒子的散射实验现象，其中J运动轨迹否定了汤姆孙的枣糕式原子模型
D. 丁图的绝热容器中，抽掉隔板，容器内气体温度降低
【答案】C
【解析】
【详解】A．方解石的双折射现象是光学各向异性的表现，说明方解石是单晶体，故A错误；
B．根据 情景，左侧附着层表现出斥力效果，右侧附着层表现出引力效果，可知，左管材料与水是浸润的，右管材料与水是不浸润的，则制作防水衣时用右管材料的防水效果更好，故B错误；
C．丙图为粒子的散射实验现象，其中J运动轨迹发生了大角度偏转，枣糕模型无法解释大角度散射的实验结果，故C正确；
D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，气体自由膨胀不对外做功，根据热力学第一定律，可知气体的内能不变，则气体温度不变，故D错误。
故选C。
2. 物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置，进行电子干涉的实验被评为“十大最美物理实验”之一，从辐射源辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明（ ）
A. 光具有波动性
B. 光具有波粒二象性
C. 微观粒子本质是一种电磁波
D. 微观粒子具有波动性
【答案】D
【解析】
【详解】干涉是波所特有的现象，电子的双缝干涉说明微观粒子具有波动性。
故选D。
3. 汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。下列说法正确的是（ ）
A. 抵消声波的相位与噪音声波的相位相同
B. 抵消声波的振幅与噪音声波的振幅相等
C. 抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等
D. 汽车降噪过程应用的是声波的衍射原理
【答案】B
【解析】
【详解】汽车降噪过程是通过发出与噪声相位相反，频率和振幅相同的声波，从而与噪声源形成干涉，相位抵消，达到降噪的目的，因此只有B正确。
故选B。
4. 某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹，下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变大的是（ ）
A. 调用更粗的头发丝B. 调用紫色激光照双缝
C. 增大纸板与墙面的距离D. 减小光源与纸板的距离
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据干涉条纹间距表达式有
当换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中央间距变小，故A错误；
B．结合上述，换用紫色激光照双缝，波长变短，则相邻两条亮纹中央间距变小，故B错误；
C．结合上述，增大纸板与墙面的距离，则相邻两条亮纹中央间距变大，故C正确；
D．结合上述，减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮纹中央间距，故D错误。
故选C。
5. 用中子轰击静止的锂核，核反应方程为。已知光子的频率为，锂核的比结合能为，氦核的比结合能为核的比结合能为，普朗克常量为，真空中光速为，下列说法中正确的是（ ）
A. 该核反应衰变
B.
C. 释放的核能
D. 质量亏损
【答案】D
【解析】
【详解】A.衰变是由放射性元素自发进行的反应，该核反应不是衰变，故A错误；
B.核反应释放能量，比结合能增大
故B错误；
C.根据质量数和电荷数守恒可知核为，由比结合能概念可知，该核反应释放的核能为
故C错误；
D.，根据质能方程，质量亏损为
故D正确。
故选D。
6. 如图所示为一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C、D后再回到状态A的图像，其中，和图线为双曲线的一部分，为绝热过程。下列说法正确的是（ ）
A. 过程中，气体可能向外界放出热量
B. 过程中，气体一定从外界吸收热量
C. 和过程中，气体压强都增大的微观机理不完全相同
D. 整个过程中气体向外界放出热量
【答案】C
【解析】
【详解】A．过程中，体积增大，气体对外界做功，图线为双曲线，表明温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，故A错误；
B．和图线为双曲线的一部分，则这两过程均为等温过程，根据理想气体状态方程有
则有
可知，温度越高，等温线越远离坐标原点，由图像可知，等温线对应的温度大于等温线对应的温度，则过程中，温度降低，内能减小，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律不能够确定热传递是吸热还是放热，故B错误；
C．过程中，等温压缩，温度不变，气体分子运动的平均速率不变，单位体积内的分子数增多则，压强增大，过程中，绝热压缩，体积减小，分子内能增加，单位体积内的分子数增多，且分子运动的平均速率增大，导致压强增大，故两种气体压强都增大的微观机理不相同，故C正确；
D．图像与横坐标所围几何图形的面积表示做功，由图像可知，整个过程气体对外界做功，由热力学第一定律可知，整个过程中气体从外界吸收热量，故D错误。
故选C。
7. 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为，不计空气对光的吸收，普朗克常量为，光在真空中传播速度为，眼睛能够看到这个光源的最远距离为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】每个光子的能量是
每秒射人瞳孔引起视觉所需的最低能量是
瞳孔的面积为
以光源为球心，以光源到眼的距离为半径的球面积是
于是每秒射人瞳孔引起视觉所需的最低能量有
解得
故选B。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. “战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳端，使绳子振动起来（图甲），以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中时刻的波形，已知绳波的传播速度为4m/s，，，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻右手抖动的频率是2HzB. 时刻右手抖动的频率是1Hz
C. 手的起振方向向下D. 时刻质点P向上运动
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．时刻绳波的波长为
时刻右手抖动频率是
故A正确，B错误；
C．绳波向右传播，根据同侧法可知，时刻质点Q向上起振，质点的起振方向与波源的起振方向相同，故手的起振方向向上，故C错误；
D．绳波向右传播，根据同侧法可知，时刻质点P向上运动，故D正确。
故选AD。
9. 如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为、体积为0.02L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现在喷壶中装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次
B. 为了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次
C. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L
D. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水体积为0.8L
【答案】BD
【解析】
【详解】A．气体温度不变，气体做等温变化，为了保证喷水效果，设打气筒最少打气次，则有
其中
，
，
解得
次
故A错误；
B．为了保证喷壶安全，设打气筒最多打气次，则有
其中
解得
次
故B正确；
CD．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，设可向外喷出水的体积为，则有
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
10. 一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝，相距为，直径均为，折射率为。下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面反射至下端面，下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关（只考虑在被测物体表面反射一次的光线），测量时被测物体自上而下微小移动，激光在真空中的传播速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 激光在内传播的速度大小为
B. 从下端面出射的光与竖直方向的最大偏角的正弦值为
C. 下端面刚能接收反射激光时，玻璃丝下端面到被测物体的距离为
D. 下端面恰好全部被照亮时，玻璃丝下端面到被测物体的距离为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据光的折射定律可知，激光在内传播的速度大小为
A正确；
B．由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设光在下端与竖直方向的偏角为，此时
可得
又因为
所以
B错误；
C．根据题意要使下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示
当距离最近时有
其中
解得
C正确；
D．当距离最远时有
解得
D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 一同学利用如图所示装置来测定当地的重力加速度。已知光滑圆弧凹槽ABC的半径为R，B为圆弧轨道最低点，A、C等高，θ很小。钢球的半径为r，当钢球经过圆弧轨道最低点B时，钢球的球心恰好经过光电门（图中未画出）。现将钢球从A点由静止释放，沿凹槽ABC自由往复运动，当光电门第一次被挡光时计数为“0”并开始计时，之后每挡光一次计数增加1，当计数为20时，计时为t。
（1）钢球往复运动的周期为______；
（2）钢球在圆弧轨道上的运动与单摆运动相似，根据“用单摆测量重力加速度”实验原理，可得当地的重力加速度的表达式为______。
（3）由于在计数时误将“19”计为“20”，由此测得重力加速度值与真实值相比是_____。（填“偏大”或者“偏小”）
【答案】（1）
（2）
（3）偏大
【解析】
【小问1详解】
根据题意可得
解得钢球往复运动的周期为
【小问2详解】
根据题意可知，单摆的摆长，
结合单摆周期公式有
结合上述解得
【小问3详解】
由于计数失误使测量的周期偏小，根据上述可知，测得重力加速度值与真实值相比是偏大。
12. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为_________（填字母）。
A. 控制变量法B. 理想化模型法C. 等效替代法
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________（填字母）。
A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 对油酸溶液起到稀释作用
（3）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______________。
A. B. C.
D. E.
（4）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。该油酸分子的大小________m（结果保留2位有效数字）。
（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于__________（填字母）。
A. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴
D. 油酸未完全散开
【答案】（1）B （2）D
（3）CAEDB （4）
（5）A
【解析】
【小问1详解】
实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。
故选B。
【小问2详解】
实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用。
故选D。
【小问3详解】
“用油膜法测油酸分子的大小”的实验步骤为：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积：往浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。则实验操作顺序为CAEDB。
【小问4详解】
一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为
正方形小格的面积为，根据超过半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，大约有61个小格，则油酸的面积为，则油酸分子的直径为
【小问5详解】
某同学在该实验中，计算结果明显偏小，根据
A．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，则代入计算的浓度偏小，一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏小，则直径的测量值偏小，故A正确；
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故B错误；
C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，则一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏大，直径的测量值偏大，故C错误；
D．油酸未完全散开，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故D错误。
故选A。
13. 图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极金属的逸出功为。如图乙是氢原子的能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁发出的光照射极，求：
（1）有几种光可以使该金属发生光电效应，其中频率最大的光子能量是多少eV？
（2）从图示位置移动滑片P至某处，电压表示数为2.21V，光电子到达A极的最大动能为多少eV？
【答案】（1）2种，；（2）或
【解析】
【详解】（1）大量处于能级的氢原子跃迁发出的光子能量分别为
，，
其中光子能量大于逸出功为的有2种，频率最大的光子能量是
（2）结合上述可知，光电子最大初动能为
由图甲可知，当向右移动滑片时，极电势低于极，两极间为加速电压，根据动能定理有
解得光电子到达极的最大动能为
向左移动滑片时，极电势高于极，两极间为减速电压，根据动能定理有
解得光电子到达极的最大动能为
14. 图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其取出进行研究。其示意图如图乙所示，将带有活塞的导热汽缸B放置在倾角为的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，横截面积为，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。
（1）求初始状态下汽缸内气体压强；
（2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已知该封闭气体的内能与温度之间存在关系，求该过程中气体吸收的热量；
（3）环境温度保持不变，某次骑行者骑山地车加速下坡（坡度为）时，产生的加速度大小为，避震装置仍如图乙所示放置，发现此时活塞到汽缸底部的距离，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若良好，请说明理由；若不良好，进气或漏气部分气体占原有气体的百分比为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）不良好；
【解析】
【详解】（1）对汽缸分析有
代入数据解得
（2）汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中封闭气体的压强不变，则有
该过程中内能增大
气体对外做功
根据热力学第一定律有
解得
（3）根据牛顿第二定律有
解得
若不漏气，根据
可知此时
说明气密性不良。气体进入汽缸
15. 如图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为的轻弹簧一端固定在桌面左端，另一耑与小球拴接。开始时，小球A用细线跨过光滑的定滑轮连接小球B，桌面上方的细线与桌面平行，系统处于静止状态，此时小球A的位置记为（图中未画出），A、B两小球质量均为。现用外力缓慢推小球A至弹簧原长后释放，在小球A向右运动至最远点时细线恰好断裂（此时小球B未落地），已知弹簧振子的振动周期，弹簧的弹性势能（为弹簧的形变量），重力加速度为，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）细线能承受的最大张力大小；
（2）细线断裂后，小球A到达点时的速度和加速度大小；
（3）从细线断裂开始计时，小球A经过点所用的时间。
【答案】（1）；（2）；g；（3）
【解析】
【详解】（1）A静止于点平衡时，有
A、B系统的简谐振动中，振幅为
由对称性，小球向右运动至最远点时，对有
对B有
联立解得
（2）细线断裂后，小球A到达点时，有
解得
根据牛顿第二定律有
（3）细线断裂后球单独做简谐振动，振幅变
则球单独做简谐振动的振动方程为
有
当小球向左经过点时可得
当小球向右经过点时，可得
高二物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、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. 下列关于四幅插图的说法正确的是（ ）
A. 甲图为方解石双折射现象，说明方解石是非晶体
B. 乙图中制作防水衣时用左管材料的防水效果更好
C. 丙图为粒子的散射实验现象，其中J运动轨迹否定了汤姆孙的枣糕式原子模型
D. 丁图的绝热容器中，抽掉隔板，容器内气体温度降低
2. 物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置，进行电子干涉的实验被评为“十大最美物理实验”之一，从辐射源辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明（ ）
A. 光具有波动性
B. 光具有波粒二象性
C. 微观粒子本质是一种电磁波
D. 微观粒子具有波动性
3. 汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。下列说法正确的是（ ）
A. 抵消声波的相位与噪音声波的相位相同
B. 抵消声波的振幅与噪音声波的振幅相等
C. 抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等
D. 汽车降噪过程应用的是声波的衍射原理
4. 某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹，下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变大的是（ ）
A. 调用更粗的头发丝B. 调用紫色激光照双缝
C. 增大纸板与墙面的距离D. 减小光源与纸板的距离
5. 用中子轰击静止的锂核，核反应方程为。已知光子的频率为，锂核的比结合能为，氦核的比结合能为核的比结合能为，普朗克常量为，真空中光速为，下列说法中正确的是（ ）
A. 该核反应为衰变
B.
C. 释放的核能
D. 质量亏损
6. 如图所示为一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C、D后再回到状态A的图像，其中，和图线为双曲线的一部分，为绝热过程。下列说法正确的是（ ）
A. 过程中，气体可能向外界放出热量
B. 过程中，气体一定从外界吸收热量
C. 和过程中，气体压强都增大的微观机理不完全相同
D. 整个过程中气体向外界放出热量
7. 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为，不计空气对光的吸收，普朗克常量为，光在真空中传播速度为，眼睛能够看到这个光源的最远距离为（ ）
A. B. C. D.
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. “战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳端，使绳子振动起来（图甲），以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中时刻的波形，已知绳波的传播速度为4m/s，，，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻右手抖动的频率是2HzB. 时刻右手抖动的频率是1Hz
C. 手的起振方向向下D. 时刻质点P向上运动
9. 如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为、体积为0.02L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现在喷壶中装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次
B. 了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次
C. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L
D. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8L
10. 一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝，相距为，直径均为，折射率为。下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面反射至下端面，下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关（只考虑在被测物体表面反射一次的光线），测量时被测物体自上而下微小移动，激光在真空中的传播速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 激光在内传播的速度大小为
B. 从下端面出射的光与竖直方向的最大偏角的正弦值为
C. 下端面刚能接收反射激光时，玻璃丝下端面到被测物体的距离为
D. 下端面恰好全部被照亮时，玻璃丝下端面到被测物体的距离为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 一同学利用如图所示装置来测定当地的重力加速度。已知光滑圆弧凹槽ABC的半径为R，B为圆弧轨道最低点，A、C等高，θ很小。钢球的半径为r，当钢球经过圆弧轨道最低点B时，钢球的球心恰好经过光电门（图中未画出）。现将钢球从A点由静止释放，沿凹槽ABC自由往复运动，当光电门第一次被挡光时计数为“0”并开始计时，之后每挡光一次计数增加1，当计数为20时，计时为t。
（1）钢球往复运动的周期为______；
（2）钢球在圆弧轨道上运动与单摆运动相似，根据“用单摆测量重力加速度”实验原理，可得当地的重力加速度的表达式为______。
（3）由于在计数时误将“19”计为“20”，由此测得重力加速度值与真实值相比是_____。（填“偏大”或者“偏小”）
12. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为_________（填字母）。
A. 控制变量法B. 理想化模型法C. 等效替代法
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________（填字母）。
A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 对油酸溶液起到稀释作用
（3）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______________
A. B. C.
D. E.
（4）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。该油酸分子的大小________m（结果保留2位有效数字）。
（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于__________（填字母）。
A. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴
D. 油酸未完全散开
13. 图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极金属的逸出功为。如图乙是氢原子的能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁发出的光照射极，求：
（1）有几种光可以使该金属发生光电效应，其中频率最大的光子能量是多少eV？
（2）从图示位置移动滑片P至某处，电压表示数为2.21V，光电子到达A极最大动能为多少eV？
14. 图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其取出进行研究。其示意图如图乙所示，将带有活塞的导热汽缸B放置在倾角为的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，横截面积为，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。
（1）求初始状态下汽缸内气体压强；
（2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已知该封闭气体的内能与温度之间存在关系，求该过程中气体吸收的热量；
（3）环境温度保持不变，某次骑行者骑山地车加速下坡（坡度为）时，产生的加速度大小为，避震装置仍如图乙所示放置，发现此时活塞到汽缸底部的距离，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若良好，请说明理由；若不良好，进气或漏气部分气体占原有气体的百分比为多少？
15. 如图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为的轻弹簧一端固定在桌面左端，另一耑与小球拴接。开始时，小球A用细线跨过光滑的定滑轮连接小球B，桌面上方的细线与桌面平行，系统处于静止状态，此时小球A的位置记为（图中未画出），A、B两小球质量均为。现用外力缓慢推小球A至弹簧原长后释放，在小球A向右运动至最远点时细线恰好断裂（此时小球B未落地），已知弹簧振子的振动周期，弹簧的弹性势能（为弹簧的形变量），重力加速度为，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）细线能承受的最大张力大小；
（2）细线断裂后，小球A到达点时的速度和加速度大小；
（3）从细线断裂开始计时，小球A经过点所用的时间。
绝密★启用前
2023~2024学年度下学期期末质量检测
高二物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、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. 下列关于四幅插图的说法正确的是（ ）
A. 甲图为方解石的双折射现象，说明方解石是非晶体
B. 乙图中制作防水衣时用左管材料的防水效果更好
C. 丙图为粒子的散射实验现象，其中J运动轨迹否定了汤姆孙的枣糕式原子模型
D. 丁图的绝热容器中，抽掉隔板，容器内气体温度降低
【答案】C
【解析】
【详解】A．方解石的双折射现象是光学各向异性的表现，说明方解石是单晶体，故A错误；
B．根据 情景，左侧附着层表现出斥力效果，右侧附着层表现出引力效果，可知，左管材料与水是浸润的，右管材料与水是不浸润的，则制作防水衣时用右管材料的防水效果更好，故B错误；
C．丙图为粒子的散射实验现象，其中J运动轨迹发生了大角度偏转，枣糕模型无法解释大角度散射的实验结果，故C正确；
D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，气体自由膨胀不对外做功，根据热力学第一定律，可知气体的内能不变，则气体温度不变，故D错误。
故选C。
2. 物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置，进行电子干涉的实验被评为“十大最美物理实验”之一，从辐射源辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明（ ）
A. 光具有波动性
B. 光具有波粒二象性
C. 微观粒子本质是一种电磁波
D. 微观粒子具有波动性
【答案】D
【解析】
【详解】干涉是波所特有的现象，电子的双缝干涉说明微观粒子具有波动性。
故选D。
3. 汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。下列说法正确的是（ ）
A. 抵消声波的相位与噪音声波的相位相同
B. 抵消声波的振幅与噪音声波的振幅相等
C. 抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等
D. 汽车降噪过程应用的是声波的衍射原理
【答案】B
【解析】
【详解】汽车降噪过程是通过发出与噪声相位相反，频率和振幅相同的声波，从而与噪声源形成干涉，相位抵消，达到降噪的目的，因此只有B正确。
故选B。
4. 某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹，下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变大的是（ ）
A. 调用更粗的头发丝B. 调用紫色激光照双缝
C. 增大纸板与墙面的距离D. 减小光源与纸板的距离
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据干涉条纹间距表达式有
当换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中央间距变小，故A错误；
B．结合上述，换用紫色激光照双缝，波长变短，则相邻两条亮纹中央间距变小，故B错误；
C．结合上述，增大纸板与墙面的距离，则相邻两条亮纹中央间距变大，故C正确；
D．结合上述，减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮纹中央间距，故D错误。
故选C。
5. 用中子轰击静止的锂核，核反应方程为。已知光子的频率为，锂核的比结合能为，氦核的比结合能为核的比结合能为，普朗克常量为，真空中光速为，下列说法中正确的是（ ）
A. 该核反应衰变
B.
C. 释放的核能
D. 质量亏损
【答案】D
【解析】
【详解】A.衰变是由放射性元素自发进行的反应，该核反应不是衰变，故A错误；
B.核反应释放能量，比结合能增大
故B错误；
C.根据质量数和电荷数守恒可知核为，由比结合能概念可知，该核反应释放的核能为
故C错误；
D.，根据质能方程，质量亏损为
故D正确。
故选D。
6. 如图所示为一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C、D后再回到状态A的图像，其中，和图线为双曲线的一部分，为绝热过程。下列说法正确的是（ ）
A. 过程中，气体可能向外界放出热量
B. 过程中，气体一定从外界吸收热量
C. 和过程中，气体压强都增大的微观机理不完全相同
D. 整个过程中气体向外界放出热量
【答案】C
【解析】
【详解】A．过程中，体积增大，气体对外界做功，图线为双曲线，表明温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，故A错误；
B．和图线为双曲线的一部分，则这两过程均为等温过程，根据理想气体状态方程有
则有
可知，温度越高，等温线越远离坐标原点，由图像可知，等温线对应的温度大于等温线对应的温度，则过程中，温度降低，内能减小，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律不能够确定热传递是吸热还是放热，故B错误；
C．过程中，等温压缩，温度不变，气体分子运动的平均速率不变，单位体积内的分子数增多则，压强增大，过程中，绝热压缩，体积减小，分子内能增加，单位体积内的分子数增多，且分子运动的平均速率增大，导致压强增大，故两种气体压强都增大的微观机理不相同，故C正确；
D．图像与横坐标所围几何图形的面积表示做功，由图像可知，整个过程气体对外界做功，由热力学第一定律可知，整个过程中气体从外界吸收热量，故D错误。
故选C。
7. 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为，不计空气对光的吸收，普朗克常量为，光在真空中传播速度为，眼睛能够看到这个光源的最远距离为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】每个光子的能量是
每秒射人瞳孔引起视觉所需的最低能量是
瞳孔的面积为
以光源为球心，以光源到眼的距离为半径的球面积是
于是每秒射人瞳孔引起视觉所需的最低能量有
解得
故选B。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. “战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳端，使绳子振动起来（图甲），以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中时刻的波形，已知绳波的传播速度为4m/s，，，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻右手抖动的频率是2HzB. 时刻右手抖动的频率是1Hz
C. 手的起振方向向下D. 时刻质点P向上运动
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．时刻绳波的波长为
时刻右手抖动频率是
故A正确，B错误；
C．绳波向右传播，根据同侧法可知，时刻质点Q向上起振，质点的起振方向与波源的起振方向相同，故手的起振方向向上，故C错误；
D．绳波向右传播，根据同侧法可知，时刻质点P向上运动，故D正确。
故选AD。
9. 如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为、体积为0.02L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现在喷壶中装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次
B. 为了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次
C. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L
D. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水体积为0.8L
【答案】BD
【解析】
【详解】A．气体温度不变，气体做等温变化，为了保证喷水效果，设打气筒最少打气次，则有
其中
，
，
解得
次
故A错误；
B．为了保证喷壶安全，设打气筒最多打气次，则有
其中
解得
次
故B正确；
CD．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，设可向外喷出水的体积为，则有
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
10. 一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝，相距为，直径均为，折射率为。下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面反射至下端面，下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关（只考虑在被测物体表面反射一次的光线），测量时被测物体自上而下微小移动，激光在真空中的传播速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 激光在内传播的速度大小为
B. 从下端面出射的光与竖直方向的最大偏角的正弦值为
C. 下端面刚能接收反射激光时，玻璃丝下端面到被测物体的距离为
D. 下端面恰好全部被照亮时，玻璃丝下端面到被测物体的距离为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据光的折射定律可知，激光在内传播的速度大小为
A正确；
B．由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设光在下端与竖直方向的偏角为，此时
可得
又因为
所以
B错误；
C．根据题意要使下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示
当距离最近时有
其中
解得
C正确；
D．当距离最远时有
解得
D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 一同学利用如图所示装置来测定当地的重力加速度。已知光滑圆弧凹槽ABC的半径为R，B为圆弧轨道最低点，A、C等高，θ很小。钢球的半径为r，当钢球经过圆弧轨道最低点B时，钢球的球心恰好经过光电门（图中未画出）。现将钢球从A点由静止释放，沿凹槽ABC自由往复运动，当光电门第一次被挡光时计数为“0”并开始计时，之后每挡光一次计数增加1，当计数为20时，计时为t。
（1）钢球往复运动的周期为______；
（2）钢球在圆弧轨道上的运动与单摆运动相似，根据“用单摆测量重力加速度”实验原理，可得当地的重力加速度的表达式为______。
（3）由于在计数时误将“19”计为“20”，由此测得重力加速度值与真实值相比是_____。（填“偏大”或者“偏小”）
【答案】（1）
（2）
（3）偏大
【解析】
【小问1详解】
根据题意可得
解得钢球往复运动的周期为
【小问2详解】
根据题意可知，单摆的摆长，
结合单摆周期公式有
结合上述解得
【小问3详解】
由于计数失误使测量的周期偏小，根据上述可知，测得重力加速度值与真实值相比是偏大。
12. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为_________（填字母）。
A. 控制变量法B. 理想化模型法C. 等效替代法
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________（填字母）。
A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 对油酸溶液起到稀释作用
（3）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______________。
A. B. C.
D. E.
（4）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。该油酸分子的大小________m（结果保留2位有效数字）。
（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于__________（填字母）。
A. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴
D. 油酸未完全散开
【答案】（1）B （2）D
（3）CAEDB （4）
（5）A
【解析】
【小问1详解】
实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。
故选B。
【小问2详解】
实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用。
故选D。
【小问3详解】
“用油膜法测油酸分子的大小”的实验步骤为：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积：往浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。则实验操作顺序为CAEDB。
【小问4详解】
一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为
正方形小格的面积为，根据超过半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，大约有61个小格，则油酸的面积为，则油酸分子的直径为
【小问5详解】
某同学在该实验中，计算结果明显偏小，根据
A．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，则代入计算的浓度偏小，一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏小，则直径的测量值偏小，故A正确；
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故B错误；
C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，则一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏大，直径的测量值偏大，故C错误；
D．油酸未完全散开，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故D错误。
故选A。
13. 图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极金属的逸出功为。如图乙是氢原子的能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁发出的光照射极，求：
（1）有几种光可以使该金属发生光电效应，其中频率最大的光子能量是多少eV？
（2）从图示位置移动滑片P至某处，电压表示数为2.21V，光电子到达A极的最大动能为多少eV？
【答案】（1）2种，；（2）或
【解析】
【详解】（1）大量处于能级的氢原子跃迁发出的光子能量分别为
，，
其中光子能量大于逸出功为的有2种，频率最大的光子能量是
（2）结合上述可知，光电子最大初动能为
由图甲可知，当向右移动滑片时，极电势低于极，两极间为加速电压，根据动能定理有
解得光电子到达极的最大动能为
向左移动滑片时，极电势高于极，两极间为减速电压，根据动能定理有
解得光电子到达极的最大动能为
14. 图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其取出进行研究。其示意图如图乙所示，将带有活塞的导热汽缸B放置在倾角为的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，横截面积为，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。
（1）求初始状态下汽缸内气体压强；
（2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已知该封闭气体的内能与温度之间存在关系，求该过程中气体吸收的热量；
（3）环境温度保持不变，某次骑行者骑山地车加速下坡（坡度为）时，产生的加速度大小为，避震装置仍如图乙所示放置，发现此时活塞到汽缸底部的距离，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若良好，请说明理由；若不良好，进气或漏气部分气体占原有气体的百分比为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）不良好；
【解析】
【详解】（1）对汽缸分析有
代入数据解得
（2）汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中封闭气体的压强不变，则有
该过程中内能增大
气体对外做功
根据热力学第一定律有
解得
（3）根据牛顿第二定律有
解得
若不漏气，根据
可知此时
说明气密性不良。气体进入汽缸
15. 如图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为的轻弹簧一端固定在桌面左端，另一耑与小球拴接。开始时，小球A用细线跨过光滑的定滑轮连接小球B，桌面上方的细线与桌面平行，系统处于静止状态，此时小球A的位置记为（图中未画出），A、B两小球质量均为。现用外力缓慢推小球A至弹簧原长后释放，在小球A向右运动至最远点时细线恰好断裂（此时小球B未落地），已知弹簧振子的振动周期，弹簧的弹性势能（为弹簧的形变量），重力加速度为，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）细线能承受的最大张力大小；
（2）细线断裂后，小球A到达点时的速度和加速度大小；
（3）从细线断裂开始计时，小球A经过点所用的时间。
【答案】（1）；（2）；g；（3）
【解析】
【详解】（1）A静止于点平衡时，有
A、B系统的简谐振动中，振幅为
由对称性，小球向右运动至最远点时，对有
对B有
联立解得
（2）细线断裂后，小球A到达点时，有
解得
根据牛顿第二定律有
（3）细线断裂后球单独做简谐振动，振幅变
则球单独做简谐振动的振动方程为
有
当小球向左经过点时可得
当小球向右经过点时，可得
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