湖南省岳阳市岳阳县第一中学2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题（解析版）

这是一份湖南省岳阳市岳阳县第一中学2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题（解析版），共18页。试卷主要包含了选择题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1. 关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A. 两热力学系统达到热平衡的标志是内能相同
B. 气体温度上升时，每个分子的热运动都变得更剧烈
C. 气体从外界吸收热量，其内能可能不变
D. 布朗运动是液体分子的无规则运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．两热力学系统达到热平衡的标志是温度相同，选项A错误；
B．气体温度上升时，分子的平均动能变大，但不是每个分子的热运动都变得更剧烈，选项B错误；
C．气体从外界吸收热量，若同时对外做功，则其内能可能不变，选项C正确；
D．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的具体表现，选项D错误。
故选C。
2. 如图所示，有一个长为12cm的线光源AB，其表面可以朝各个方向发光，现将AB封装在一个半球形透明介质的底部，AB中点与球心O重合。半球形介质的折射率为1.5，为使AB发出的所有光都能射出球面，不考虑二次反射，则球半径R至少为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示
在半球面上任选一点P，根据几何关系可知，若此时线状光源B点发出的光能够射出P点，则线状光源其他点发出的光也一定能够射出P点，所以只要B点发出的所有光线能够射出球面，则光源发出的所有光均能射出球面，在中，根据正弦定理有
解得
当时，有最大值
为使光线一定能从P点射出，根据全反射应有
所以
故选C。
3. 常见的气压式水枪玩具内部原理如图所示。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水立即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内温度始终保持不变，则罐内气体（ ）
A. 压强变大B. 内能减少C. 对外做功D. 对外放热
【答案】C
【解析】
【详解】A．喷水过程中，气体体积增大，根据等温变化
罐内气体压强减小，故A错误；
B．温度不变，内能不变，故B错误；
C．气体体积增大，气体对外做功，故C正确；
D．根据热力学第一定律
内能不变，气体对外做功，则气体吸收热量，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子从处静止释放后仅在分子间相互作用力下滑到x轴运动，两分子间的分子势能与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示，图中分子势能最小值，若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是（ ）
A. 乙分子时，加速度最大B. 乙分子在时，其动能最大
C. 乙分子在时，动能等于D. 甲乙分子的最小距离一定大于
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】ABC．乙分子在时，分子势能最小，分子间距离为平衡距离，分子力为零，故加速度为零，此时速度最大，动能最大，由于从处静止释放后仅在分子间相互作用力下滑到x轴运动，故分子势能和动能之和不变，则此时的动能等于，故C正确，AB错误；
D．当乙分子运动到时，其分子势能为零，其分子动能也为零，此时两分子的距离最小，而后向分子间距变大的方向运动，因此甲乙分子的最小距离一定等于，故D错误。
故选C。
5. 如图，开口向上且足够长的玻璃管竖直放置，管内长为5cm的水银柱封闭了一段长为6cm的气柱。保持温度不变，将管缓慢转动至水平位置，气柱长度变为（大气压强为75cmHg）（ ）
A. 5.6cmB. 6.0cmC. 6.4cmD. 7.1cm
【答案】C
【解析】
【详解】初状态气体压强为
末状态气体压强为
由玻意耳定律得
解得
故ABD错误，C正确
故选C。
6. 一根长20m的软绳拉直后放置在光滑水平地板上，以绳中点为坐标原点，以绳上各质点的平衡位置为x轴建立图示坐标系。两人在绳端P、Q沿y轴方向不断有节奏地抖动，形成两列振幅分别为10cm、20cm的相向传播的机械波。已知P的波速为2m/s，t=0时刻的波形如图所示。下列判断正确的有（ ）
A. 两波源的起振方向相反
B. 两列波的频率均为2Hz，叠加区域有稳定干涉图样
C. t=6s时，两波源间（不含波源）有5个质点的位移为－10cm
D. 叠加稳定时两波源间（不含波源）有10个质点的振幅为30cm
【答案】AC
【解析】
【详解】A．P起振方向沿y轴负方向，而Q起振方向沿y轴正方向，因此起振方向相反，A正确；
B．由于波长
波速由介质决定的，因此两列波的速度相等，根据
可知
，
因此两列波的频率均为0.5Hz，叠加区域有稳定干涉图样，B错误；
C．t=6s时，两列波都向前传播了12m，波形如图所示
当两列波叠加时，合振动等于两个振动的矢量和，由图象可知，在x=-7m，x=-1m，x=3m处位移都是-10cm，且在6~8m间还有两个点位移是-10cm，因此有5个点位移为-10cm，C正确；
D．振动稳定后，某时刻振动图象图所示
从图中可知，在叠加稳定时两波源间（不含波源）有9个质点的振幅为30cm，D错误。
故选AC。
7. 如图所示是卢瑟福的粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（ ）
A. 该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B. 该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C. 粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D. 绝大多数的粒子发生大角度偏转
【答案】A
【解析】
【详解】AD．α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据，故A正确，D错误；
B．α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，故B错误。
C．发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，故C错误；
故选A.
8. 关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）
A. α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强
B. β射线是原子核外电子电离形成电子流，它具有中等的穿透能力
C. γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强
D. γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱
【答案】C
【解析】
【详解】A．α射线的穿透能力最弱，故A错误；
B．β射线是核内中子衰变为质子时放出的电子形成的，与核外电子无关，故B错误；
CD．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强，故C正确，D错误。
故选C。
二、多选题（共2小题，共10分）
9. 关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A. 某种物体的温度为0 ℃，说明该物体中所有分子的动能均为零
B. 物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大
C. 当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，所以分子力表现为引力
D. 10 g 100 ℃水的内能小于10 g 100 ℃水蒸气的内能
【答案】BD
【解析】
【详解】A．某种物体的温度是0 ℃，内能不为0，所以物体中分子的平均动能不为零，故A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，内能的大小还与物质的多少以及分子势能有关，所以内能不一定增大，故B正确；
C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，斥力减小得快，当分子间距小于r0时，分子间的斥力大于引力，分子力表现为斥力，当分子间距大于r0时，分子间的斥力小于引力表现为引力，故C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，所以10 g、100 ℃的水的分子平均动能等于10 g、100 ℃的水蒸气的分子平均动能，同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量，所以100 ℃水的内能小于100 ℃的相同质量的水蒸气的内能，故D正确。
故选BD。
10. 浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为kg/ml），阿伏加德罗常数为，则下列说法正确的是（ ）
A. a千克气凝胶所含的分子数
B. 气凝胶的摩尔体积
C. 每个气凝胶分子的体积
D. 每个气凝胶分子的直径
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．气凝胶的摩数为
则气凝胶所含有的分子数为
A正确；
B．气凝胶摩尔体积为
故B正确；
B正确，
C．气凝胶中包含个分子，故每个气凝胶分子的体积为
C正确：
D．设每个气凝胶分子的直径为d，则有
解得
D错误。
故选ABC。
三、实验题（共2小题，共20分）
11. （1）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线AO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。下面关于该实验的说法正确的是_______；
A．插上大头针P3，使P3挡住P2和P1的像
B．插上大头针P4，使P4挡住P3、P2和P1的像
C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当大些
D．为减小测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好
E．若将该玻璃砖换为半圆形玻璃砖，仍可用此方法测玻璃的折射率
在“测玻璃的折射率”实验中∶
（2）小朱同学在实验桌上看到方木板上有一张白纸，白纸上有如图甲所示的实验器材，他认为除了量角器外还缺少一种器材，请你写出所缺器材的名称：_____________。老师将器材配齐后，他进行实验，图乙是他在操作过程中的一个状态，透过玻璃砖观察，调整视线方向，插上第四枚大头针P4应使其遮挡住___________。
（3）为取得较好的实验效果，下列操作正确的是_____________。
A．必须选用上下表面平行的玻璃砖
B．选择的入射角应尽量小些
C．大头针应垂直地插在纸面上
D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些
（4）小朱同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，用圆规以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图丙所示，若他测得AB=7.5cm，CD=5cm，则可求出玻璃的折射率n=_____________。
（5）某同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系如图所示，他的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。则该同学测得的折射率测量值_____________真实值（填“大于、小于、等于”）
【答案】 ①. ABCE ②. 刻度尺 ③. 挡住P1、P2的像以及P3 ④. CD ⑤. 1.5 ⑥. 小于
【解析】
【详解】（1）[1]AB．确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，故AB正确；
C．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，故P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度，故C正确；
D．入射角θ1即P1和P2的连线与法线的夹角尽量大些，即P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角适当小些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，故D错误。
E．本实验中采用挡像法进行测量，对于半圆形玻璃砖同样可以确定入射光线和折射光线，故可以确定折射率，故E正确。
故选ABCE。
（2）[2]缺少的器材为：刻度尺；
[3]运用两点一线的原理确定光线方向，观察的这一侧插两枚大头针应使P4挡住P1、P2的像以及P3；
（3）[4]A．测玻璃的折射率的原理是折射玻璃上下表面不平行也能测出折射率，故A错误；
B．选择的入射角应尽量大一些，以减小测量误差，故B错误；
C．大头针应垂直地插在纸面上，防止产生误差，故C正确；
D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，可减小确定光线时产生的误差，故D正确。
故选CD。
（4）[5]玻璃的折射率
（5）[6]如图为在图中分别作出的实际光路图（图中实线）和以aa′、bb′为界面、以大头针留的痕迹作为出射光线画的实验光路图（图中虚线）
比较实际光路图的折射角与实验光路图的折射角关系可知：折射角测量值偏大，则折射率偏小。
12. 油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中含有油酸0.6mL，现用滴管向量筒内滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为1cm，试问：
（1）这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。
（2）利用题中所给数据并结合上图，估测出油酸分子的直径是_______m（结果保留一位有效数字）。
（3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是_________。
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油酸模面积时，只数了完整的方格数；
D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
（4）若阿伏伽德罗常数为，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是___________。
A．1kg油酸所含有分子数为 B．1油酸所含分子数为
C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为
【答案】 ①. 单分子 ②. ③. ACD ④. B
【解析】
【详解】（1）[1]这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜。
（2）[2]根据题意可知，一滴油酸酒精溶液中的油酸的体积为
由图可知，图中每个小格面积为
由图可知，面积超过一半的按一个算，小于一半的舍掉，则油酸膜占125个小格，则油酸膜面积为
则估测出油酸分子的直径是
（3）[3]A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，测量体积偏大，则分子直径偏大，故A正确；
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，测量面积偏大，则分子直径偏小，故B错误；
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数，测量面积偏小，则分子直径偏大，故C正确；
D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，测量面积偏小，则分子直径偏大，故D正确。
故选ACD。
（4）[4]A．1kg油酸所含有分子数
A错误；
B．1油酸所含分子数
B正确；
C．1个油酸分子的质量
C错误；
D．把油酸分子看作一个个球紧密排列，则有
解得
D错误。
故选B。
四、解答题（共3小题，共48分）
13. 如图所示为沿x轴传播的简谐横波，实线为时的波形图，经时波形图为虚线所示。求：
（1）该波的波速为多少？
（2）若波速为时，从时重新开始计时，写出坐标为处的质点的振动方程。
【答案】（1）（，1，2，3…）或（，1，2，3…）；（2）
【解析】
【详解】（1）由图可知波的振幅为、波长为，时坐标为处的位移为
若波沿x轴正方向传播，则
（，1，2，3…）
解得
（，1，2，3…）
波速为
（，1，2，3…）
若波沿x轴负方向传播，则
（，1，2，3…）
解得
（，1，2，3…）
波速为
（，1，2，3…）
（2）结合（1）的解析可知，当波速为时，波沿x轴的负方向传播，处的质点振动方向沿y轴的正向。周期为
则
处的振动方程为
开始计时时，处的位移为，解得
则开始计时时，处的振动方程为
14. 如图所示，小物块A的质量=1kg，与A相距s=1m，质量=2kg的小物块B静止在水平桌面边缘，桌面离水平地面的高度h=1.25m，小物块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，在水平向右的推力F=4N的作用下，由静止开始沿桌面做匀加速直线运动，并与物块B发生弹性正碰，设碰撞时间极短且在即将碰撞的瞬间撤去推力，g=10m/s²，求：
（1）碰前小物块A的速度大小；
（2）碰后小物块B的速度大小
（3）碰后物块小B落地的水平位移大小；
【答案】（1）2m/s；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设碰前小物块A的速度大小为，由动能定理可得
解得
=2m/s
（2）设物块A与物块B发生碰撞后的速度为，物块B的速度为，由动量守恒定律及能量关系得
解得
（3）碰后物块B的速度为，由平抛运动规律有：
解得
15. 间距为的两根平行光滑金属导轨MN、PQ固定放置在同一水平面内，两导轨间存在大小为、方向垂直导轨平面的匀强磁场，导轨左端串接一阻值为的定值电阻，导体棒垂直于导轨放在导轨上，如图所示。当水平圆盘匀速转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在水平方向往复运动，T形支架进而驱动导体棒在水平面内做简谐运动，以水平向右为正方向，其位移x与运动时间t的关系为和t的单位分别是米和秒）。已知导体棒质量为，总是保持与导轨接触良好，除定值电阻外其余电阻均忽略不计，空气阻力忽略不计，不考虑电路中感应电流的磁场，求：
（1）在时间内，通过导体棒的电荷量；
（2）在时间内，T形支架对导体棒做的功；
（3）当T形支架对导体棒的作用力为0时，导体棒的速度。
【答案】（1）0.25C；（2）；（3）或
【解析】
【详解】（1）设简谐运动周期为，根据
和 ，得
在 内，导体棒运动的位移大小
感应电动势的平均值
感应电流的平均值
通过导体棒的电荷量
联立解得
q=0.25C
（2）根据关系式，可得t时刻导体棒的速度
①
通过导体棒的感应电流
联立解得
②
根据①②可知
，
在 内，设T形支架对导体棒做功为，电阻R上产生的热量为Q。根据功能关系，有
联立解得
（3）根据①式，可得t时刻导体棒的加速度
导体棒受到的安培力
分析可知，导体棒在平衡位置的右侧向右运动的某一时刻，T形支架对导体棒的作用力可以为0，此时，根据牛顿第二定律，有
联立解得
根据简谐运动的对称性可知，导体棒在平衡位置的左侧向左运动的某一时刻，T形支架对导体棒的作用力也可以为0，此时