河南省南阳市六校2024-2025学年高二（下）期末物理试卷

这是一份河南省南阳市六校2024-2025学年高二（下）期末物理试卷，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列关于各种物理现象的说法正确的是( )
A. 第二类永动机不可实现是因为其违背了热力学第一定律
B. 只有声波才有多普勒效应，光波或电磁波没有多普勒效应
C. 液体的表面张力是因为在液体表面层分子间的作用力表现为斥力
D. 方解石的双折射现象说明方解石为晶体
2.2025年3月，中国科学院物理研究所研制出二维金属材料(单原子层金属)。科研人员将金属铋在280℃的高温下熔化，之后通过范德华挤压技术给金属施压，经数小时冷却后就得到了二维金属，则金属铋在( )
A. 熔化的过程中，分子热运动的平均动能一直增加
B. 熔化的过程中，温度不变但内能增加
C. 温度升高时，每个分子的动能均增大
D. 冷却后，所有分子都停止热运动
3.2025年3月9日，我国科研人员成功研制碳14核电池“烛龙一号”，可为脑机接口、心脏起搏器等长久供电。碳14的半衰期长达5730年，其衰变方程为 614C→714N+X。已知 614C、 714N、X的质量分别为m0、m1、m2，真空中光速为c，则( )
A. 碳14发生的是α衰变
B. 614C的结合能大于 714N的结合能
C. 此衰变释放的能量为12(m0-m1-m2)c2
D. 1ml的 614C经过5730年后剩余0.5ml未衰变
4.玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，图中Hα、Hβ、Hγ为电子从较高的定态轨道跃迁到较低的定态轨道时释放的光子，它们的波长满足巴耳末公式1λ=R∞(122-1n2)，(R∞为里德伯常量，n=3，4，5⋯)，则( )
A. 氢原子光谱为连续谱B. Hα的能量最大
C. Hγ的行射现象最明显D. Hβ、Hγ的能量之比为2528
5.在核物理实验室中，科学家们使用电场加速氢的三种同位素氕( 11H)、氘( 12H)、氚( 13H)。若氕、氘、氚从静止开始经相同的电压加速(不考虑相对论效应)，则它们的德布罗意波长之比为( )
A. 1:1 2:1 3B. 1: 2: 3C. 1:2:3D. 3: 2:1
6.如图所示，光滑斜面上的轻弹簧一端固定，另一端与小球相连。弹簧处于原长时小球位于0点(O在A、B之间)。现用外力将小球沿斜面从O点缓慢推至A点，推力做功W。撤去推力，小球从A点出发经O点到达B点时速度为零，则此过程中，小球( )
A. 在O点时的动能最大B. 在O点时的动能一定大于W
C. 在A点时，弹簧的弹性势能可能大于WD. 在B点时，弹簧的弹性势能一定大于W
7.如图所示，一端封闭的竖直玻璃管开口向上，管内有一段高h=5cm的水银柱将长为l的空气柱密封在管中，水银上表面与管口齐平。现用注射器缓慢向管口继续滴入水银，直至水银与管口再次齐平。已知大气压强p0=76cmHg，玻璃管导热良好，环境温度不变，整个过程未有水银溢出，则初始时空气柱的长度l( )
A. 不能大于71cmB. 可以是80cmC. 可以是100cmD. 可以是任意值
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，将平板玻璃1放置在另一平板玻璃2之上，在一端加入两张纸片，用单色光从上面照射，可以观察到明暗相间的条纹。图中a、b为平板玻璃1的上、下表面，c、d为平板玻璃2的上、下表面，则( )
A. 明暗相间的条纹是由b、c面上的反射光干涉形成的
B. 明暗相间的条纹是由a、d面上的反射光干涉形成的
C. 若抽出一张纸，则条纹间距变大
D. 若抽出一张纸，则条纹间距变小
9.如图1为光电效应的实验装置示意图，初始时，滑片P位于滑动变阻器的中点O处。现保持入射光不变，分别用甲、乙两种金属作为K极进行光电效应实验，光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U的变化关系如图2所示，则( )
A. 实验时，P是向a端滑动的B. 实验时，P是向b端滑动的
C. 金属甲的截止频率小于乙D. 金属甲的截止频率大于乙
10.如图所示，一小球固定在半径为R的竖直圆盘边缘，并随圆盘以角速度ω逆时针做匀速圆周运动。现用竖直平行光线照射小球，以圆盘中心的投影点为坐标原点O，沿水平方向建立x轴，从图示位置开始计时，小球在水平面上的投影点，做简谐运动的( )
A. 振幅为2RB. 周期为2πω
C. 位移一时间关系为x=RsinωtD. 位移一时间关系为x=Rsin(ωt-π)
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.以下为“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的操作：
A.用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液
B.向浅盘中加入清水，并将爽身粉均匀地撒在水面上
C.向499mL酒精中加入1mL的油酸，配制成油酸酒精溶液
D.向1mL油酸中加入酒精，直至总量到达500mL，配制成油酸酒精溶液
E.待油膜形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，描下薄膜的形状
F.用注射器吸取0.3mL油酸酒精溶液，将其一滴一滴地滴入烧杯中，数出共100滴
(1)请选出正确的操作，并按步骤的先后排序 。
(2)如图为本次实验中画出的油膜轮廓，图中正方形小方格的边长为1cm，则油膜的面积为 cm2。
(3)根据以上数据估算油酸分子的直径为 m(结果保留1位有效数字)。
12.某同学用单摆测量当地重力加速度时发现，单摆的运动轨迹不严格在同一竖直面内。为提高测量精度，他使用图1所示的双线摆重新实验。两根等长的细线下端悬挂小球，上端分别固定在O1、O2两点，继续完成实验：
(1)除图1中的装置外，实验中还需要用到的器材有 (填选项标号)。
A.秒表
B.刻度尺
C.天平
D.打点计时器
(2)实验时，将摆球拉离平衡位置，使两细线所在平面与竖直方向间的夹角成θ(θ81cm，故选C。
8.【答案】AC
【解析】两平板玻璃之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，故A正确，B错误;设空气薄层的顶角为θ，两相邻亮条纹的间距为Δx，如图所示，两处光的路程差分别为δ1=2d1，δ2=2d2，由δ2-δ1=λ得d2-d1=λ2，由几何关系得Δx=(d2-d1)tanθ=λ2tanθ，若抽出一张纸，则tanθ变小，条纹间距Δx变大，C正确，D错误。
9.【答案】BC
【解析】由图2可知，U增大，光电子到达A极的动能增大，则A电势比K高，结合图1可知，P应向b端滑动，A错误，B正确;由图2可知，当外加电压为零时，光电子到达A极时，从金属甲逸出的光电子动能较大，说明甲的逸出功较小，又W0=hvc，所以金属甲的截止频率小于乙，故C正确，D错误。
10.【答案】BD
【解析】因为小球随圆盘转动的角速度为ω，所以周期为2πω，又因为小球逆时针转动，则其投影的位移x=Rsin(ωt-π)，故B、D正确，A、C错误。
11.【答案】(1)DFBAE
(2)120(±3)
(3)5×10-10

【解析】(1)由于分子间有间隙，故在配置油酸酒精溶液时，应向1mL油酸中加入酒精，直至总量到达500 mL。
(2)计算轮廓范围内正方形的个数，不足半格的舍去，多于半格的算一格，数得总数为120格。
(3)油酸酒精溶液的浓度C=1500，则1滴溶液中纯油酸的体积V=C⋅0.3100mL=6×10-6mL，油酸分子的直径d=VS=6×10-6×10-6120×10-4m=5×10-10m。
12.【答案】(1)AB
(2)最低点
(3)4π2T2 l02-(x02)2
(4)4π2 l02-(x2)2 无论是否考虑小球半径，对图像的斜率均无影响
【解析】(1)由单摆周期公式T=2π Lg可知，若要测量重力加速度，需要测周期和摆长，故需要秒表和刻度尺，选 AB。
(2)摆球经过最低点的位置时速度最大，测得的周期误差最小，应该在摆球摆至最低点时开始计时。
(3)由单摆周期公式T=2π lg可知，重力加速度g=4π2T2l=4π212 l02-(x02)2。
(4)以T2为横轴，则由单摆周期公式T=2π lg可得，4π2l=gT2，若小球半径为r，则4π2 l02-(x2)2=gT2-4π2r，无论是否考虑小球半径，对图像的斜率均无影响。
13.【答案】解：(1)由理想气体状态方程可知paVaTa=pbVbTb
由图像可知pa=pb=2p0
2Va=Vb=2V0
又Tb-Ta=300K
联立求解得Ta=300K
(2)设全过程中，外界对气体做功为W
W=-12p0V0
由热力学第一定律ΔU=Q+W
由于温度不变，气体的内能不变，即ΔU=0
则Q=-W=12p0V0>0
故整个过程气体吸收了12p0V0的热量
14.【答案】(1)如图，设经Q点反射的光线以入射角i从P点射入光纤，折射角为r，且恰好发生全反射
sinC=1n
n=sinisinr
r+C=π2
联立解得sini= n2-1
由勾股定理得O'P= (Rsini)2-R2=R 2-n2n2-1
(2)由几何关系可知，光线的传播距离x=Lcsr
由(1)可知csr=1n
又光在光导纤维中传播的速度v=cn
光线在光导纤维中传播所用时间t=xv=n2lc

15.【答案】(1)由图2可知，λ2π⋅5π6=52，解得波长λ=6m
由图3可知，周期T=2s
则波速v=λT=3m/s
(2)由图2可知，t=0时，S1的波前端到达l0=2.5+3=5.5m处
A、B之间的距离l=l0+2vt
代入数据l=11.5m
(3)t=1s时，波形平移了x=vt=3m，AB间波形如图所示
(4)两列波叠加后，M点的振幅A=5cm
t=1s时，M点开始振动，t=3.25s时，M点振动了118T
18T时间，M点的路程为 22A
则M点的路程s=4A+ 22A=(20+5 22)cm