吉林省吉林地区普通高中友好学校联合体2023-2024学年高二下学期期末物理试题（解析版）

这是一份吉林省吉林地区普通高中友好学校联合体2023-2024学年高二下学期期末物理试题（解析版），共12页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。

物理试题共6页，全卷满分100分，考试时间为75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将答题卡交回。
一、单选题（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. 如图所示，一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（ ）
A. 小球每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同
B. 小球通过平衡位置时，速度为零，位移最大
C. 小球每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同
D. 若位移为负值，则加速度一定为负值
【答案】A
【解析】
【详解】A．小球每次通过同一位置时，位移相同，速度大小相等，但速度方向可能相同，也可能不同，故A正确；
B．当小球通过平衡位置时，位移为零，速度最大，故B错误；
C．小球每次通过平衡位置时，速度大小相等，方向不一定相同，但位移相同均为零，故C错误；
D．小球所受的回复力始终指向平衡位置，小球的位移为负值时，受到的力为正值，小球的加速度为正值，故D错误。
故选A。
2. 对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是（ ）
A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B. 乙图是薄膜干涉应用，用来检测平面的平整程度
C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到、的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮纹
D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图是小孔衍射的图样， 而“泊松亮斑”中央是亮点，选项A错误；
B．乙图是薄膜干涉应用，用来检测平面的平整程度，选项B正确；
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到、的路程差是半波长的奇数倍，则P处是暗纹；若P到、的路程差是波长的整数倍，则P处是亮纹，选项C错误；
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，因为是等厚干涉，则将出现水平干涉条纹，选项D错误。
故选B。
3. 如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子位于x轴上，可自由移动。甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中的曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。规定在无穷远处分子势能为零。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，其中位置c为图像与x轴的交点。现把乙分子从a处由静止释放，则（ ）
A. 在b位置时，两分子的分子势能最小且为零
B. 从a到c的过程中，分子力对乙先做正功后做负功
C. 从c到d的过程中，分子力对乙分子做负功
D. 到达c位置时，两分子间的作用力为零，分子势能也为零
【答案】C
【解析】
【详解】ABD．从a到c的过程中，分子力始终为引力，在引力作用下运动到c，运动方向和分子力方向相同，分子力做正功，动能增大，势能减小，在c处分子势能最小且为负值，故ABD错误；
C．从c到d的过程中，分子间为斥力，分子力对乙分子做负功，C正确。
故选C。
4. 在夏季，自行车内胎如果充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂，暴晒过程中内胎容积几乎不变，关于这一现象以下说法中不正确的是（ ）
A. 车胎爆裂是因为气体分子间斥力急剧增大的缘故
B. 在爆裂前的过程中，气体温度升高，气体压强增大
C. 在爆裂前的过程中，气体吸热，内能增加，分子热运动加剧
D. 在车胎突然爆裂的瞬间，气体对外做功，内能减少
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．气体分子间间距较大，分子力（斥力）可忽略不计，则车胎爆裂不是分子斥力的作用，故A符合题意；
B．自行车在爆裂前受暴晒的过程中，车胎内气体吸热温度升高，分子平均动能增加，而气体体积不变，单位体积内的分子数不变，因此气体压强增大，故B不符题意；
C．根据热力学第一定律，爆裂前气体吸热，内能增加，温度升高，分子的热运动加剧，故C不符题意；
D．突然爆裂的瞬间气体对外界做功，其内能应减少，故D不符题意；
故选A。
5. 对于有关中子的研究，下面说法正确的是（ ）
A. 中子等微观粒子都具有波粒二象性
B. 一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子裂变反应
C. 卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D. 核反应方程PXHe中的y=206，X中核子个数为124
【答案】A
【解析】
【详解】A．微观粒子都具有波粒二象性，故A正确；
B．裂变是较重的原子核分裂成较轻原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，故B错误；
C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过α粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子，故C错误；
D．根据质量数守恒可得y=210-4=206，X中核子个数为206，中子数为206-82=124，故D错误。
故选A。
6. 2023年11月6日，全球首座第四代核电站在山东石岛湾并网发电，这标志着我国在高温气冷堆核电技术领域领先全球。当前广泛应用的第三代核电站主要利用铀（）裂变产能，铀（）的一种典型裂变产物是钡（）和氪（）。下列说法正确的是（ ）
A. 有92个中子，143个质子
B. 铀原子核的结合能大于钡原子核的结合能
C. 重核裂变成中等大小的核，核的比结合能减小
D. 上述裂变反应方程为：
【答案】B
【解析】
【详解】A．有92个质子，143个中子，故A错误；
B．原子序数越大的原子核的结合能越大，所以铀原子核的结合能大于钡原子核的结合能，故B正确；
C．重核裂变成中等大小的核，中等大小的核更稳定，核的比结合能变大，故C错误；
D．根据质量数和电荷数守恒可知裂变反应方程为
故D错误。
故选B。
7. 关于电磁振荡、电磁波和传感器，以下说法中正确的是（ ）
A. 普朗克证实了麦克斯韦的电磁理论
B. 传感器一般是把电学量转化为非电学量来工作的
C. LC振荡电路中，即使没有电阻，也会有能量损失
D. 振荡电路中电磁振荡的周期越大，向外发射电磁波的本领就越大
【答案】C
【解析】
【详解】A．赫兹证实了麦克斯韦的电磁理论，故A错误；
B．传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的，故B错误；
C．LC振荡电路中，即使没有电阻，也会不断向外辐射电磁波，始终有能量的损失，故C正确；
D．振荡电路中电磁振荡的频率越大，周期越小，向外发射电磁波的本领就越大，故D错误。
故选C。
二、多选题（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，每题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. 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图（振动刚传到x=0.2m处），已知该波的周期为0.4s，a、b、c为沿波传播方向上的质点，则下列说法中不正确的是（ ）
A. 质点a比质点b先回到平衡位置
B. 在t=0.4s时，质点b的速度方向沿y轴负方向
C. 在t=0.6s时，质点c的速度达到最大值
D. 在t=0.8s时，质点d的加速度达到沿y轴负方向最大值
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．波沿x轴正方向传播，则质点a、b的振动方向均沿y轴正方向，则质点b比质点a先回到平衡位置，故A错误，符合题意；
B．在t=0.4s=T时，质点回到原来的位置，即b的速度方向沿y轴正方向，故B错误，符合题意；
C．在t=0.6s=1T时，质点c到达波峰，速度为零，故C错误，符合题意；
D．在t=0.8s=2T时，在t=0时刻的x=0.05m处的波峰恰传到d点，此时质点d在波峰位置，它的加速度达到沿y轴负方向最大值，故D正确，不符合题意。
故选ABC。
9. 如图所示，左端封闭、右侧开口的U形管内分别用水银封有两部分气体，右侧部分封闭气体的压强为p1，水银面高度差为h。当左侧部分气体温度升高较小的Δt，重新达到平衡后，h和p1的变化是（ ）
A. h变小B. h不变C. p1变小D. p1不变
【答案】AD
【解析】
【详解】CD．设大气压强为p0，右侧水银柱的高度为h1，则右侧部分封闭气体的压强
p1=p0+ρgh1
由于p0和h1均不变，所以p1不变，故C错误，D正确。
AB．设左侧气体压强为p2，当左侧部分气体温度升高时，假设气体体积不变，根据理想气体状态方程
=C
可知p2增大；由于
p1=ρgh+p2
可知h变小，故A正确，B错误。
故选AD。
10. 某金属在光的照射下发生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像如图所示。已知普朗克常量为h。则由图像可知 （ ）
A. 该金属的逸出功等于hν0
B. 该金属的逸出功等于eU
C. 普朗克常量h=
D. 当入射光频率为2ν0时遏止电压是2U
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．根据光电效应方程有
eUC=hν-W0
当UC=0时，有
hν0=W0
则该金属的逸出功等于hν0，故A正确；
B．图像中纵轴截止与公式中的常数项相对应，有
UC=

解得
W0=eU
故B正确；
C．图像中斜率与公式中的自变量前面系数相对应，有
=|k|=
解得
h=
故C正确；
D．对当入射光频率为2ν0时，有
eUC=h×2ν0-W0
解得
UC==U
故D错误。
故选ABC。
三、实验题（共2小题，每空2分，共14分）
11. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴人量筒中，记下量筒内每增加定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。待水面稳定后将痱子粉撒在水面上；
③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；
④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，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；
（1）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是（ ）
A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 对油酸溶液起到稀释作用
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
（2）待水面稳定后，测得所形成的油膜的形状如图所示。已知油酸酒精混合溶液的浓度为0.1%，用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到1.0mL为止，恰好滴了50滴。坐标中正方形小方格的边长为20mm，求：
①油酸膜的面积是__________
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__________mL；
③根据上述数据，估测出油酸分子的直径是__________m。（以上结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）B （2） ①. ②. ③.
【解析】
【小问1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，进一步减小油酸的面密度，更能保证形成单分子油膜；
故选B。
【小问2详解】
①[1]油膜轮廓中面积超过一半的小正方形的个数为58个，则油酸膜的面积约为
②[2]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
③[3]把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为
12. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），并选用缝间距为d的双缝屏，滤光片为红色滤光片。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。
（1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则 。
A. 可观察到水平方向的干涉条纹
B. 可观察到竖直方向的干涉条纹
C. 看不到干涉现象
（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中 。
A. 观察不到干涉条纹
B. 可观察到明暗相间的白条纹
C. 可观察到彩色条纹
（3）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图2所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图2中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2（x1【答案】（1）B （2）C
（3）
【解析】
【小问1详解】
组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则可观察到竖直方向的干涉条纹；
故选B；
【小问2详解】
若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则各种颜色的单色光将发生干涉，则在目镜中可观察到彩色条纹；
故选C。
【小问3详解】
相邻两条纹间距为
根据
可得入射的单色光波长的计算表达式为
四、解答题（13题12分，14题13分，15题15分，共40分）
13. 图中的是一列正弦波在某时刻的波形曲线，是后它的波形曲线。试求这列波可能的传播速度。
【答案】若波向右传播，波传播速度，(n=0,1,2,3……)；若波向做传播，波传播的速度，(n=0,1,2,3……)
【解析】
【详解】由图知，波的波长
若波向右传播，根据题意在t=0.2s波传播了，n=0，1，2，3……
则波传播的速度
，(n=0，1，2，3……)
若波向左传播，根据题意在t=0.2s波传播了，n=0，1，2，3……
则波传播的速度
，(n=0，1，2，3……)
14. 在某种透明液体中有一单色点光源，光源距液面的距离为R，在液面上方可以观察到有光射出的部分是半径为R的圆面。已知光在真空中的传播速度为c。求：
（1）液体对该光折射率n；
（2）射出的光线在液体中传播的最短时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由题意可得，该单色光在液面发生全反射时的临界角为
液体对该光的折射率为
（2）该单色光在液体中的传播速度为
当光的路程最短时，射出的光线在液体中传播的最短时间
15. 有一教室，上午8时温度为，下午2时的温度为，假定大气压强无变化，则下午2时与上午8时教室内的空气质量的比值为多大？
【答案】
【解析】
【详解】设上午8时教室内的空气质量为m，下午2时教室内的空气质量为，以上午8时教室内的空气为研究对象，由盖—吕萨克定律，有
解得
所以有