2024-2025学年吉林省长春市农安十中高二（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年吉林省长春市农安十中高二（下）期末物理试卷（含解析），共13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。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。关于应用传感器的实际情景，下列说法不正确的是( )
A. 电子秤所使用的测力装置是力传感器
B. 电视遥控接收器的主要元件是红外线传感器
C. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
D. 应变式力传感器通过测量电阻的变化来确定金属梁受力的大小
2.某同学利用如图所示的装置测量红光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，从目镜中可以观察到干涉条纹。已知光源所发的光为自然光。下列说法正确的是( )
A. 将滤光片由红色换成紫色，干涉条纹间距变宽
B. 减小双缝间距，干涉条纹间距变窄
C. 测量过程中误将7个条纹间距数成8个，波长测量值将偏大
D. 测量时测量头分划板的中心刻线应与条纹的中心对齐
3.一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是( )
A. 若振子的位移为正值，则其加速度一定为负值，速度不一定为负值
B. 振子在某段时间内位移越来越大，则振子正在靠近平衡位置
C. 振子通过同一位置时，加速度相同，速度也相同
D. 一次全振动指的是弹簧振子的动能第一次恢复到原来的大小所经历的过程
4.分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图像如图甲、乙所示(取无穷远处分子势能Ep=0)。下列说法正确的是( )
A. 甲图像为分子势能与分子间距离的关系图像
B. 当r=r0时，分子力为零
C. 随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大
D. 随着分子间距离的增大，分子势能先减小后增大再减小
5.玉兔二号月球车采用核电池来提供能量，其原理是将放射性同位素衰变时放出的核能转变为电能。玉兔二号月球车核电池的放射源是 ​94238Pu，其衰变方程为 94238Pu→X+24He， ​94238Pu的半衰期为88年。下列说法正确的是( )
A. X的中子数为92
B. 94238Pu形成不同化合物时其半衰期不变
C. 100个 94238Pu原子核经过88年，将有50个 94238Pu原子核发生衰变
D. 94238Pu的结合能比衰变产物X的结合能大，则比结合能也比X的大
6.关于热学知识，下列说法正确的是( )
A. 尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到−293℃
B. 单晶体的光学性质一定各向异性
C. 第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律
D. 若某固体气凝胶的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，在忽略分子间隙的情况下，每个气凝胶分子的直径为36MπρNA
7.我国太阳探测科学技术试验卫星羲和号在国际上首次成功实现空间太阳Ha波段光谱扫描成像。Ha和Hβ分别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线，如图所示，用Hβ对应的光照射某种金属表面，恰好能使该金属发生光电效应。下列说法正确的是( )
A. 用Ha对应的光照射该金属表面也能发生光电效应
B. 若照射光的频率大于Hβ对应的光的频率，则该金属的逸出功增大
C. 用Hβ对应的光照射处于n=4能级的氢原子，氢原子会发生电离
D. 从n=3能级跃迁到n=2能级的核外电子，其动能减小，电势能增大
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分，某时刻电流方向和电容器极板间电场方向如图所示，关于该时刻，下列说法正确的是( )
A. 电容器正在充电
B. 若仅增大电容器的电容，振荡频率增大
C. 线圈磁场能正在减小
D. a点电势比b点电势低
9.2024年3月25日中国队某运动员勇夺2024FIG艺术体操世界杯棒操金牌。该运动员在某次艺术体操的带操表演中持细棒抖动彩带的一端，彩带随之波浪翻卷。现将彩带上的波浪简化为沿x轴方向传播的简谐横波、t=1s时的波形如图甲所示，质点P、Q的横坐标分别为2.5m、5m；x=0处质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的传播方向沿x轴负方向
B. 1s～2.5s内质点Q通过的路程为3m
C. t=1s时起质点P比质点Q先回到平衡位置
D. 质点Q的振动方程为y=10cs(πt)cm
10.“回热式热机”的热循环过程可等效为一定质量的理想气体经a→b→c→d→a的过程，其p→V图像如图所示，其中a→b、c→d为等温过程，b→c、d→a为等容过程，则下列说法正确的是( )
A. a状态气体内能比b状态小
B. b→c、d→a两过程气体放、吸热绝对值相等
C. c状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比d状态少
D. 整个循环过程，气体从外界吸收热量
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.张同学和家人一起登山游玩，闲暇时张同学用细线拴好一块不规则的小石块将其做成一个简易单摆，以测量山顶处的重力加速度，实验装置如图甲所示，该同学还随身携带有卷尺、电子手表等器材。
(1)该同学首先测出悬点O到石块最上方结点A的距离(记为L)，然后将石块拉开一个小角度，由静止释放，使石块在竖直平面内摆动，并用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t，并计算出单摆周期T。该同学应在石块经过______(填“释放点”或“最低点”)瞬间开始计时。
(2)张同学改变O、A间细线的长度，多次实验，并记录相应的L和T，接着以T2为纵轴，以O、A间细线的长度L为横轴，利用实验数据绘制的图像应为图乙中的______(填“a”“b”或“c”)。
(3)若该同学在图乙中绘制的图像的斜率为k，则山顶处的重力加速度可表示为g= ______(用k表示)。
12.刘同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验。
(1)该同学先取1.0mL的油酸注入1000mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到1000mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。然后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，滴了50滴时量筒恰好达到1.0mL。则一滴溶液中含有纯油酸的体积为______mL。
(2)接着该同学在边长约为50cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴油酸酒精溶液，待水面上的油酸膜尽可能铺开且稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状。
(3)将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有65个，大于半格的有15个，小于半格的有20个。则计算油酸分子直径时油膜的面积为______cm2，油酸分子的直径约为______m。(结果均保留两位有效数字)
(4)该同学分析实验时查阅资料，发现自己所测的数据偏大，关于出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是______。
A.油酸未完全散开
B.油酸溶液的浓度低于实际值
C.计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.“水袖”来自戏曲舞蹈中，不仅肢体动作得以延伸，更是扩展了身体的表现力和延伸了内在感情，体现了中华民族精神气质和韵味。某次表演中演员甩出水袖的波浪，在某段时间内可简化为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形图如图所示。质点Q的横坐标为4m，t=9s时质点Q第3次到达波峰。求：
(1)波的传播速度大小；
(2)x=10m处的质点在t=10s时的位移。
14.如图所示为某透明介质制成的棱镜截面，该截面由半圆构成，O为圆心，直径AB水平，C为半圆最低点，已知半径OA=R，一细光束由平面上的A点斜射入棱镜，细光束在D点刚好发生全反射，已知弧长AC等于弧长DC的3倍，光在真空中的速度为c。求：
(1)该透明介质的折射率；
(2)光束在A点入射角的正弦值；
(3)光束从A点射入到第一次射到圆弧BC的时间。
15.在夏季，汽车静止在温度为27℃的环境时，系统显示右前轮的胎压为p1=2.70atm；到了冬季，汽车静止在温度为−13℃的环境时，系统显示右前轮的胎压变为p2=2.25atm。在夏季到冬季的这段时间，该轮胎一直没有充过气。已知轮胎内气体体积V=30L，轮胎内气体可视为理想气体且体积不变，大气压强为p0=1.0atm。
(1)通过计算判断这段时间内该轮胎是否漏气？若漏气，计算出漏出的气体占轮胎内原有气体质量的比值。
(2)为了安全，在−13℃的环境下需充气使该轮胎的静态胎压达到2.60atm。假设充气过程中轮胎内气体的温度与环境相同且不变，求充入气体在大气压强下的体积。
答案解析
1.【答案】C
【解析】解：A、电子秤所使用的测力装置是力传感器，传感器输出的电压表示力F的大小，故A正确；
B、电视遥控接收器的主要元件是红外线传感器，故B正确；
C、话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故C错误；
D、在梁的自由端施加向下的力F，上应变片长度变长，电阻变大，下应变片长度变短，电阻变小，通过测量电阻的变化来确定金属梁受力的大小，故D正确。
本题选不正确的，故选：C。
传感器将其他信号转换为电信号，根据各种传感器的原理逐一分析。
能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置，叫传感器。
2.【答案】D
【解析】解：A.将滤光片由红色换成紫色，频率增大，波长减小，由干涉条纹间距公式Δx=Ldλ可知干涉条纹间距变宽窄，故A错误；
B.减小双缝间距，由干涉条纹间距公式Δx=Ldλ可知干涉条纹间距变宽，故B错误；
C.测量过程中误将7个条纹间距数成8个，会使相邻明条纹间距减小，由干涉条纹间距公式Δx=Ldλ可知波长测量值将偏小，故C错误；
D.测量时测量头分划板的中心刻线应与条纹的中心对齐，以减小实验误差，故D正确。
故选：D。
根据干涉条纹间距公式分析判断。
本题关键掌握实验装置和干涉条纹间距公式。
3.【答案】A
【解析】解：A.若振子的位移为正值，则其回复力和加速度一定为负值，速度不一定为负值，故A正确；
B.振子在某段时间内位移越来越大，则振子正在远离平衡位置，故B错误；
C.振子通过同一位置时，加速度相同，速度不一定相同，故C错误；
D.一次全振动指的是弹簧振子的状态第一次恢复到原来的大小所经历的过程，故D错误。
故选：A。
根据弹簧振子运动的位移、回复力和加速度、速度等知识进行分析解答。
考查弹簧振子运动的位移、回复力和加速度、速度等知识，会根据题意进行准确分析解答。
4.【答案】B
【解析】解：AB、当r=r0时，分子力为零，分子势能最小，所以甲图是分子力与分子间距离的关系图像，乙图是分子势能与分子间距离的关系图像，故A错误，B正确；
CD、当r>r0时，随着分子间距离的增大，分子力先增大后减小，分子势能一直增大；当rTc。，因此a状态气体温度比c状态高，a状态气体内能比c状态大，故A错误；
B.b→c、d→a两个过程都发生等容变化，根据热力学第一定律ΔU=W+Q，吸收或放出的热量都用来改变物体的内能，由于内能的变化量相同，因此气体放、吸热的绝对值相等，故B正确；
C.由图可知pc>pd，而Tc=Td，根据压强的微观解释，可知d状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比c状态多，故C正确；
D.在p−V图像中，图像与横轴围成的面积等于气体做的功，可知整个循环过程，气体对外做功，而内能没变，因此吸收热量，故D正确。
故选：BCD。
根据题干中信息，结合图片内容，利用等容，等温变化过程，分析各个选项。
本题考查了热力学中等容，等温变化过程，需要学生对玻意耳定律和查理定律的比较熟悉，同时要掌握热力学变化中的图像分析方法。
11.【答案】最低点； a； 4π2k
【解析】(1)为减小实验误差，应在石块经过最低点时开始计时。
(2)悬点到石块重心间的距离是摆长，设线与石块接触点到石块重心的距离为r，则摆长l=L+r，
根据单摆的周期公式T=2π lg，解得T2=4π2gL+4π2rg，则T2−L图像斜率的纵轴截距是正的，则图像应是a。
(3)由图示T2−L图像可知，图像的斜率k=4π2g，解得g=4π2k。
故答案为：(1)最低点；(2)a；(3)4π2k。
(1)应在石块经过最低点时开始计时。
(2)悬点到石块重心间的距离是摆长，根据图示图像分析答题。
(3)根据单摆周期公式求出图像的函数解析式，根据图示图像求解。
知道实验注意事项，理解实验原理，应用单摆周期公式即可解题。
12.【答案】2×10−5； 80，2.5×10−9； A
【解析】(1)一滴溶液中含有纯油酸的体积为：V=1.01000×1.050mL=2×10−5mL
(3)油膜轮廓包含的方格数为65+15=80(个)
油膜的面积为：S=80×1.0×1.0cm2=80cm2
油酸分子的直径约为：d=VS=2×10−5×10−680×10−4m=2.5×10−9m
(4)A.油酸未完全散开，油膜面积偏小，由d=VS可知测量数据偏大，故A正确；
B.油酸溶液的浓度低于实际值，计算出的一滴溶液中含有纯油酸的体积偏小，由d=VS可知测量数据偏小，故B错误；
C.计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格，油膜面积偏大，由d=VS可知测量数据偏小，故C错误。
故选：A。
故答案为：(1)2×10−5；(3)80，2.5×10−9；(4)A。
(1)根据浓度计算一滴溶液中含有纯油酸的体积；
(3)根据油膜轮廓包含的方格数计算油膜的面积，根据体积公式计算油酸分子的直径；
(4)根据体积公式分析判断。
本题关键掌握用油膜法估测分子的大小的实验原理和数据的处理方法。
13.【答案】波的传播速度大小为2m/s；
x=10m处的质点在t=10s时的位移为−40cm
【解析】(1)波沿x轴正方向传播，t=9s时质点Q第3次到达波峰，则有：(2+14)T=9s
解得周期：T=4s
波的传播速度大小为：v=λT=84m/s=2m/s；
(2)t=10s时波传播的距离为：x=vt=2×10m=20m=2λ+4m
根据“推波法”可知，在t=10s时，x=10m处的质点处于波谷，位移为−40cm。
答：(1)波的传播速度大小为2m/s；
(2)x=10m处的质点在t=10s时的位移为−40cm。
(1)根据t=9s时质点Q第3次到达波峰求解周期，再根据波速计算公式求解波速；
(2)求t=10s时波传播的距离，根据“推波法”进行分析。
本题主要是考查了波的图像；解答本题的关键是掌握波速的计算公式，能够根据“推波法”解决问题。
14.【答案】该透明介质的折射率是2 33；
光束在A点入射角的正弦值是 33；
光束从A点射入到第一次射到圆弧BC的时间是4 3R3c
【解析】(1)做光线在D点的法线如图
由于弧长AC等于弧长DC的3倍，则∠COD=30°，∠AOD=60°
所以△AOD是等边三角形，可得C=60°
介质的折射率n=1sinC=1sin60∘=2 33
(2)光束在A点的折射角r=90°−∠DAO=90°−60°=30°
根据折射定律n=sinisinr
代入数据可得sini= 33
(3)光在D点发生全反射，达到CB界面的P点位置如图，由几何关系可知DP=AD=R
速度与折射率的关系有：v=cn
光束从A点射入到第一次射到圆弧BC的时间t=AD+DPv
解得t=4 3R3c
答：(1)该透明介质的折射率是2 33；
(2)光束在A点入射角的正弦值是 33；
(3)光束从A点射入到第一次射到圆弧BC的时间是4 3R3c。
(1)根据几何关系求出光在D处的入射角，即临界角，由sinC=求出折射率；
(2)根据几何关系求出光在A处的折射角，然后由折射定律求出光束在A点入射角的正弦值；
(3)由几何知识求出光在介质中传播路程，由光速与折射率的关系求出光在介质中的速度，由运动学的公式求光从A点射入到第一次射到圆弧BC的时间。
解决本题的关键要画出光路图，运用数学知识求出光程，再结合折射定律进行处理。
15.【答案】这段时间内该轮胎漏气；漏出的气体占轮胎内原有气体质量的比值是126
充入气体在大气压强下的体积是10.5L
【解析】(1)假设轮胎不漏气，设在冬季轮胎内气体的压强为p2′，
在夏季右前轮内的气体p1=2.70atm，T1=(273+27)K=300K，
在夏季右前轮内的气体p2=2.25atm，T2=(273−13)K=260K，
由查理定律得：p1T1=p2′T2
代入数据解得：p2′=2.34×105Pa>p2，有漏气
设轮胎内气体在温度为T2、压强为p2时漏出气体的体积为ΔV
对轮胎内的气体，由理想气体状态方程得：p1VT1=p2(V+ΔV)T2
漏出气体的质量Δm与轮胎内原有气体的质量m之比Δmm=ΔVV+ΔV
解得：Δmm=126
(2)设充入轮胎的空气的体积为V1，由玻意耳定律得：p2V+p0V1=p3V
代入数据解得：V1=10.5L
答：(1)这段时间内该轮胎漏气；漏出的气体占轮胎内原有气体质量的比值是126。
(2)充入气体在大气压强下的体积是10.5L。
(1)假设不漏气，应用查理定律求出气体的压强，判断是否漏气；应用理想气体状态方程求解。
(2)气体温度不变，应用玻意耳定律求解。
本题考查了气体状态方程的应用，根据题意分析清楚气体状态变化过程，求出气体状态参量，应用气体状态方程即可解题。