2024-2025学年吉林市吉林地区普通高中友好学校联合体高二（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年吉林市吉林地区普通高中友好学校联合体高二（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，简答题，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。
1.一个小球与弹簧连接套在光滑水平细杆上，在A、B间做简谐运动，O点为AB的中点。以O点为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标系，得到小球振动图像如图所示。下列结论正确的是( )
A. 小球振动的频率是2HzB. t=1.5s时，小球在B位置
C. 小球在通过O位置时，速度最大D. 如果小球的振幅增大，则振动周期也增大
2.关于下列说法正确的是( )
A. 晶体一定具有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体
B. 液晶显示器的成像应用了光的偏振原理
C. 产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力
D. 浸润现象中附着层分子密度增大，分子间引力占主导
3.以下四幅图中，图甲为“共振曲线”，图乙为“水波的干涉图样”，图丙为“用干涉法检测工件表面平整度”实验，图丁为“研究光的偏振现象”实验，针对这四幅图，下列说法中正确的是( )
A. 由图甲可知，驱动力频率越大，能量越大，受迫振动的振动幅度越大
B. 由图乙可知，两列频率相同的水波相遇后，振动加强点始终处于波峰位置
C. 图丙中，若将薄片向左移动，条纹间距将变小
D. 图丁中，当M固定不动，将N从图示位置开始顺时针绕水平轴在竖直面内缓慢转动90°的过程中，光屏P上的光亮度逐渐减小
4.彩虹是由太阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的。下图为彩虹形成的示意图，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条单色光线。则( )
A. a光的频率小于b光的频率
B. a、b光在由空气进入水滴后波长变长
C. 从同一介质射向空气，a光比b光容易发生全反射
D. 通过同一双缝干涉装置，a光的相邻条纹间距比b光的大
5.如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流方向规定为正方向，则下列说法正确的是( )
A. 在0∼t1时间内，电容器放电，电场能增大
B. 若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大
C. 若仅减小电容器的电容，振荡频率减小
D. 在t3∼t4时间内，电容器C的上极板带正电
6.极光的形成是高能带电粒子进入地球的高层大气(通常在80至500公里的高度)时，与大气中的原子和分子发生碰撞。这些碰撞导致大气分子被激发到高能态，随后它们会回落到更稳定的低能态，释放出能量并产生可见光。如图为氢原子的能级示意图，现有大量氢原子处于n=3的激发态，当原子向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，若氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时所辐射出的光正好使某种金属A发生光电效应。则下列说法正确的是( )
A. 频率最小的光是由n=3能级跃迁到n=1能级产生的
B. 最容易发生衍射现象的光是由n=3能级跃迁到n=2能级产生的
C. 这些氢原子总共可辐射出2种不同频率的光
D. 这群氢原子辐射出的光中共有3种频率的光能使金属A发生光电效应
7.我国深空探测器采用钚−238( 94238Pu)核电池作为长效能源。其衰变方程为 94238Pu→234U+X+τ 。利用衰变释放的波长为λ的γ射线，照射探测器表面涂覆的新型钙钛矿材料(逸出功为W0)引发光电效应为设备供电。已知普朗克常量为ℎ，光速为c。下列说法中正确的是( )
A. 衰变方程中的X为正电子
B. 探测器在宇宙空间航行时钚−238的半衰期将会变长
C. 92234U的比结合能比 94238Pu的比结合能小
D. γ射线照射钙钛矿材料逸出光电子的最大初动能Ekm=ℎcλ−W0
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，最后变化到状态C，V−T图像如图所示。已知该气体在状态B时的压强为1.0×105Pa。下列说法正确的是( )
A. 状态A时的气体压强为2.0×105PaB. A→B过程气体放热
C. B→C过程气体压强增大D. B→C过程气体对外做功
9.下列关于分子动理论知识，说法正确的是( )
A. 图甲中茶叶蛋的蛋清呈灰黑色，原因是酱油的色素分子通过扩散运动到了蛋清中
B. 图乙为封闭容器内气体分子运动的示意图，若瓶内气体温度升高，则每个气体分子的动能都增加
C. 图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图可知状态③时的温度比状态①、②时都高
D. 图丁为分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化的关系图线，其中②表示分子间作用力随分子间距离r的变化关系图线，①表示分子势能随分子间距离r的变化关系图线
10.1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角变大
B. 根据图乙可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关
C. 图丙中，若电子的电荷量用e表示，ν1、U1、普朗克常量ℎ已知，则该金属的截止频率为ν1−eU1ℎ
D. 图丁中，由光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像可知该金属的逸出功为E或ℎν0
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学用单摆测量重力加速度。
(1)为了减少测量误差，下列做法正确的是( )
A.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆角较大
B.测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为t99
C.摆线尽量细些、长些、伸缩性小些
D.计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处
(2)组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度L，用螺旋测微器测量摆球直径d，记摆长l=L+d2。多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的摆球摆动周期T，并作出l−T2图像，如右图所示。根据图线斜率可计算重力加速度g=_____m/s2(结果保留三位有效数字，π2取9.87)。
(3)若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲装置测量红光的波长：
(1)图甲中标示的器材“A”应为 ；
(2)图乙中测量头的读数为 mm；
(3)下列图示中条纹间距表示正确的是 。
(4)某同学利用“插针法”测定平行玻璃砖的折射率。在坐标纸上记录的情况如图丙所示。虚线是以入射点O为圆心作出的圆，由此计算出玻璃砖的折射率为 。(结果保留两位有效数字)
四、简答题：本大题共1小题，共10分。
13.如图所示，AB为空气与某介质的界面，直线MN垂直于界面AB。已知，该介质的折射率n= 2，光在空气中的传播速度约为：3×108m/s。求：
(1)光以i=45°入射角由空气射入该介质时的折射角r；
(2)光在该介质中的传播速度v；
(3)光由该介质射向空气，发生全反射的临界角C。
五、计算题：本大题共2小题，共30分。
14.波源位于原点O的简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波刚好传播到P点，波形图如图所示，P点的平衡位置为xP=1.2m，Q点的平衡位置为xQ=4.0m，此后经过Δt=3s质点Q第一次出现在波峰位置。求：
(1)该列波的传播速度大小v；
(2)Δt时间内，质点P通过的路程s；
(3)从图示时刻开始计时，写出质点M的振动方程；
15.电动自行车骑行时必须保持合适的轮胎气压。某人用打气筒给闲置很久的电动自行车打气，内胎的容积为V=2.0L，胎内原来空气压强为p1=1.2×105Pa，温度为室温27℃，设每打一次可打入压强为一个标准大气压的空气V0=100cm3。打气过程中由于压缩气体做功和摩擦生热，打了n=36次后胎内温度升高到35℃。(一个标准大气压为p0=1×105Pa)
(1)假设车胎因膨胀而增大的体积可以忽略不计，则此时车胎内空气压强为多少；
(2)电动自行车轮胎气压在室温情况下的标准压强为p=2.5×105Pa，如果此次打气恢复常温后胎压过大(未超过车胎承受范围)，需要放出一部分气体，使车胎内气压在室温情况下达到标准压强，试求放出气体的质量与轮胎内剩余气体质量的比值。
答案解析
1.【答案】C
【解析】解：A、由小球振动图像可知，振动周期T=2s，所以小球振动的频率是f=1T=12Hz=0.5Hz，故A错误；
B、由小球振动图像可知，t=1.5s时，小球在负向位移最大处，水平向右为正方向，所以小球在A点，故B错误；
C、小球在O位置时，处于平衡位置，弹簧处于原长，加速度为0，弹性势能全部转化为动能，速度最大，故C正确；
D、小球振动的周期与振幅无关，故D错误。
故选：C。
根据小球振动图像求出周期以及运动位置，根据f=1T计算周期，根据所处位置分析加速度和速度，小球振动的周期与振幅无关。
本题考查简谐振动相关内容，比较简单，要能够将振动图像和物体实际运动过程一一对应。
2.【答案】B
【解析】A.单晶体一定具有规则的几何形状，多晶体和非晶体没有规则的几何形状，形状不规则的金属是多晶体，故 A错误;
B.液晶显示器的成像应用了光的偏振原理，故 B正确;
C.产生表面张力的原因是表面层内液体分子间引力大于斥力，分子力表现为引力，故C错误;
D.浸润现象中附着层分子密度增大，分子间斥力占主导，故 D错误。
故选B。
3.【答案】D
【解析】A.由图甲可知，驱动力频率越靠近物体的固有频率 f0 时，能量越大，受迫振动的振动幅度越大，故A错误；
B.由图乙可知，两列频率相同的水波相遇后，振动加强点始终加强，该点的位置在波谷与波峰之间周期性变化，并不是始终处于波峰位置，故B错误；
C.图丙中，令薄膜厚度为d，明条纹位置有 2d=nλ (n=1,2,3…)
若将薄片向左移动，即空气膜层厚度的最大值减小，即条纹数目减小，由于膜层的长度增大，则条纹间距将变大，故C错误；
D.图丁中，当M固定不动，此时两偏振片的透振方向平行，屏上的光最亮，将N从图示位置开始顺时针绕水平轴在竖直面内缓慢转动90°的过程中，光屏P上的光亮度逐渐减小，故D正确。
故选D。
4.【答案】C
【解析】A.由光路图可知， a 光的偏折程度大于 b 光，可知水滴对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率，所以 a 光的频率大于 b 光的频率，故A错误；
B. a 、 b 光在由空气进入水滴后波速变小，频率不变，根据 λ=vf，可知波长变短，故B错误；
C.根据 sinC=1n 可知， a 光的临界角小于 b 光的临界角，即 a 光比 b 光容易发生全反射，故C正确；
D.由于 a 光的频率大于 b 光的频率，所以 a 光的波长小于 b 光的波长，根据 Δx=ldλ 可知，通过同一双缝干涉装置， a 光干涉的相邻条纹间距比 b 光的小，故D错误。
故选C。
5.【答案】D
【解析】A.在0∼ t1 内，回路中的电流顺时针方向增大，则电容器正在放电，则电场能减小，故A错误；
BC.由 f=12π LC ，可知若仅增大线圈的自感系数，振荡频率减小；若仅减小电容器的电容，则振荡频率增大，故BC错误；
D.在 t3 ∼ t4 内，回路中电流逆时针方向减小，电容器正在充电，则电容器C的上极板带正电，故D正确。
故选D。
6.【答案】B
【解析】A.根据玻尔能级理论可知由 n=3能级跃迁到 n=2能级产生的光的能量最小，根据 E=ℎν可知 n=3能级跃迁到 n=2能级产生的光的频率最小，A错误；
B.根据λ=cν结合A选项可知n=3能级跃迁到n=2能级产生的光的波长最大，则最容易发生衍射，B正确；
C.根据C32=3可知这群氢原子总共可辐射出3种不同频率的光，C错误；
D.根据玻尔能级理论，这群氢原子辐射出的光中n=3能级跃迁到n=1能级、n=2能级跃迁到n=1能级2种频率的光能使金属A发生光电效应，D错误。
故选B。
7.【答案】D
【解析】A.根据质量数守恒和电荷数守恒，X的质量数为4，电荷数为2，则X为α粒子 24He ，故A错误；
B.半衰期由原子核自身性质决定，与外界环境无关，故B错误；
C.衰变后的 92234U 比衰变前的 94238Pu 更稳定，所以 92234U 的比结合能比 94238Pu 的比结合能大，故C错误；
D.由光电效应方程可得γ射线照射钙钛矿材料逸出光电子的最大初动能 Ekm=ℎν−W0=ℎcλ−W0 ，故D正确。
故选D。
8.【答案】BD
【解析】A.从A到B为等温变化，则状态A时的气体压强为 pA=pBVBVA=105×2×10−34×10−3Pa=0.5×105Pa ，选项A错误；
B.A→B过程气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体放热，选项B正确；
C.因 VBTB=VCTC
可知B→C过程气体压强不变，选项C错误；
D.B→C过程气体体积增加，对外做功，选项D正确。
故选BD。
9.【答案】AC
【解析】A.茶叶蛋蛋清呈灰黑色，是因为酱油中的色素分子发生扩散现象进入蛋清，故A正确；
B.温度是分子平均动能的标志，瓶内气体温度升高，气体分子的平均动能增加，但不是每个气体分子的动能都增加，故B错误；
C.由氧气分子在不同温度下的速率分布图像可知，温度越高，速率大的分子所占比例越大，状态③中速率大的分子所占比例比状态①、②大，所以状态③时的温度比状态①、②时都高，故C正确；
D.当分子间距离 r=r0 时，分子间作用力f=0， r>r0 时分子间的作用力表现为引力， r