2024-2025学年辽宁省辽阳市高二（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年辽宁省辽阳市高二（下）期末物理试卷（含解析），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.在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆板和小圆孔后，得到的四幅图样如图所示，由于操作者疏忽，打乱了图样的顺序，下列说法正确的是( )
A. 甲图是泊松亮斑B. 乙图是泊松亮斑C. 丙图是泊松亮斑D. 丁图是泊松亮斑
2.孙同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中悬浮小炭粒的运动情况，每隔30s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到的位置连线图如图所示。下列说法正确的是( )
A. 温度降到0℃时，小炭粒的布朗运动会停止
B. 小炭粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的
C. 图中连线表示的是小炭粒做布朗运动的轨迹
D. 悬浮炭粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量就越多，布朗运动越明显
3.一台洗衣机在脱水筒正常工作时非常稳定，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，关于该过程，下列说法正确的是( )
A. 洗衣机振动最剧烈时，脱水筒转动的频率等于洗衣机的固有频率
B. 脱水筒转动的频率越大，洗衣机的振动越剧烈
C. 正常工作时，脱水筒转动的频率可能比洗衣机的固有频率小
D. 正常工作时，脱水筒转动的频率等于洗衣机的固有频率
4.某位移传感器的工作原理图如图所示，物体M与滑动变阻器的滑片P由金属杆相连，初始时滑片P位于滑动变阻器的中点，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑片P一起移动，可以通过电压表显示的数据来反映物体M相对于初始位置的位移大小x。图中的电压表可看作理想电压表，下列说法正确的是( )
A. 物体M位于初始位置时，电压表的示数等于零
B. 物体M向左运动时，干路中的电流不变
C. 物体M向右运动时，干路中的电流会增大
D. 物体M向右运动时，电压表的示数会减小
5.核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。 94238Pu同位素电池是将其发生衰变时释放的能量转化为电能，其衰变方程为 94238Pu→92234U+X， 94238Pu的半衰期为88年，下列说法正确的是( )
A. X为α粒子
B. 94234U中有144个中子
C. 94238Pu的比结合能比 92234U的比结合能大
D. 500个 94238Pu原子核经过88年后还有250个未发生衰变
6.光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还有动量，光子的能量E与动量p之间的关系是E=pc，其中c是光速。光子的能量E与动量p和光的频率ν、光的波长λ均有关系，下列说法正确的是( )
A. E与λ成正比B. p与λ成反比
C. E与ν的比值为普朗克常量ℎD. p与λ的比值为普朗克常量ℎ
7.可见光光子的能量范围是1.62eV∼3.11eV，氢原子能级的示意图如图所示，现有大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中可见光有( )
A. 6种B. 4种C. 3种D. 2种
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某个智能玩具内有LC振荡电路，某时刻的工作状态如图所示，电容器上极板带负电，下极板带正电，电路中此时的电流方向也已明确。下列说法正确的是( )
A. 该时刻电容器正在充电
B. 该时刻电路中的电流正在变大
C. 线圈储存的磁场能正在增加
D. 若增大电容器的电容，则LC振荡电路的振荡周期增大
9.光电效应在癌细胞放射治疗中的应用取得新进展。某兴趣小组用如图甲所示的电路探究光电管阴极K的遏止电压Uc与入射光的频率ν之间的关系图线如图乙所示，图乙中横截距和纵截距均为已知，电子的电荷量为e。下列说法正确的是( )
A. 若普朗克常量ℎ已知，则光电子的最大初动能为ℎν0
B. 若普朗克常量ℎ已知，则光电管阴极K的逸出功为ℎν0
C. 普朗克常量ℎ=eU0ν0
D. 普朗克常量ℎ=U0eν0
10.如图所示，轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端与质量为m的钢板连接，钢板静止时，弹簧的压缩量为x0。质量也为m的物块A从钢板正上方某处由静止开始自由落下，打在钢板上并立刻与钢板粘连，钢板和A碰撞后称为结合体，结合体此后做简谐运动，弹簧的最大压缩量为4x0，从钢板与A碰撞完成到弹簧达到最大压缩量所用的时间为t0，重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )
A. 结合体的最大回复力为3mg
B. 结合体的振幅为2x0
C. 结合体的周期为3t0
D. 从钢板与A碰撞完成到结合体第一次回到平衡位置所用的时间为23t0
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.赵同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验。他将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，接着用注射器将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得80滴溶液的体积恰好为1mL。接着把1滴该溶液滴入准备好的浅盘中(浅盘中盛有水且表面撒有痱子粉)，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用油性笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓。
(1)此估测方法是将每个油酸分子视为球形，把水面上形成的油膜视为单分子油膜，这层油膜的厚度_____(填“大于”“小于”或“等于”)油酸分子的直径。
(2)滴入浅盘中的油酸体积为______cm3(结果保留两位有效数字)。
(3)若该同学向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了，会导致实验结果_____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
12.“行知”学习小组正在做“测量玻璃的折射率”实验及相关的拓展探究实验。
(1)为测量玻璃的折射率，用“插针法”进行如图甲所示的实验，下列说法正确的是______。
A.大头针之间的距离应稍微近一些
B.实验时入射角应稍微大一些，以减小实验误差
C.用铅笔在白纸上沿着玻璃砖上边缘和下边缘分别画出分界面
(2)学习小组的李同学在确定入射角和折射角时，由于没有量角器，因此在完成了光路图以后，以O点为圆心，以OA(长为4.0cm)为半径画圆，交OO′的延长线于C点，过A点和C点作法线NN′的垂线，分别交NN′于B点和D点，并测得AB=3.20cm，CD=2.40cm，则该玻璃的折射率n=_____(结果保留两位小数)。
(3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束单色光分别入射玻璃砖和某透明介质(由该介质制成的柱体和玻璃砖大小完全相同)，如图乙所示。保持相同的入射角α1，测出两次实验光在上边界的折射角分别为α2、α3，实验测得α2>α3，则玻璃对该单色光的折射率_____(填“大于”或“小于”)透明介质对该单色光的折射率。
(4)为探究介质的折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面，保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图丙所示。此实验说明：同种介质对不同频率的光的折射率不同，频率越大，折射率_____(填“越大”或“越小”)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.在海洋气象观测中，一列沿x轴正方向传播的海浪(可视为简谐横波)被监测站记录，t=0时刻的波形图如图甲所示，浮标P和Q均可视为质点，它们的平衡位置坐标分别为xP=6m和xQ=11m，浮标P的振动图像如图乙所示。求：
(1)海浪传播的速度大小；
(2)0∼4s内浮标Q通过的路程s。
14.如图所示，一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C，气体在状态A时的压强pA=1.25×105Pa，在B→C过程中，气体内能的变化量ΔU=−320J。求：
(1)气体在状态B时的压强pB；
(2)在B→C过程中，气体放出的热量Q。
15.如图所示，用导热性能良好的汽缸和活塞封闭一定质量的理想气体，活塞厚度及其与汽缸缸壁之间的摩擦均不计，现将汽缸放置在光滑水平面上，活塞与水平轻弹簧连接，弹簧另一端固定在竖直墙壁上，已知汽缸的长度为2L，活塞的面积为S，此时封闭气体的压强为p0，封闭气体的热力学温度为T0，活塞到缸口的距离恰为L，大气压强恒为p0。现用外力向左缓慢移动汽缸(该过程中气体的温度不变)，当汽缸的位移为3L时，活塞恰好移动到缸口位置(仍未脱离汽缸)，弹簧始终在弹性限度内。
(1)求此时汽缸内封闭气体的压强p1；
(2)求弹簧的劲度系数k；
(3)保持汽缸静止不动，并缓慢降低封闭气体的温度，当活塞到缸口的距离为L2时停止降温，求此时封闭气体的热力学温度T。
答案解析
1.【答案】C
【解析】AC.单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，亮度向外逐渐变亮，可知甲图是小圆孔衍射图样，丙图是小圆板“泊松亮斑”衍射图样，故A错误，C正确；
BD.单缝衍射与双缝干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，则乙图是双缝干涉图样，丁图是单缝衍射图样，故BD错误。
故选C。
2.【答案】B
【解析】A.温度降低时，分子的热运动会变缓，当温度降到0℃时，小炭粒的布朗运动不会停止，A错误；
B.小炭粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，B正确；
C.图中连线表示小炭粒在两个位置的连线，实际小炭粒做布朗运动的轨迹无法确定，C错误；
D.悬浮炭粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，力越均衡，布朗运动越不明显，D错误。
故选B。
3.【答案】A
【解析】A.洗衣机振动最剧烈时为共振现象，此时脱水筒转动的频率恰好等于洗衣机的固有频率，故A项正确；
B.脱水筒频率越接近固有频率时振动越剧烈，而非频率越大越剧烈，故B项错误；
CD.正常工作时洗衣机非常稳定，切断电源后其脱水筒频率逐渐减小，洗衣机振动越来越剧烈，说明此时脱水筒转动的频率接近洗衣机固有频率，所以正常工作时，脱水筒转动的频率一定比洗衣机的固有频率大，故CD错误。
故选A。
4.【答案】B
【解析】A.物体M位于初始位置时，滑片P位于滑动变阻器的中点，电压表的示数为 AP 之间的电压，此时电压表的示数不为零，故A错误；
BC.由于电压表为理想电压表，所以整个滑动变阻器都接入电路中，物体M向左运动时或向右运动时，不改变回路的阻值，所以干路中的电流不变，故B正确，C错误；
D.电压表的示数为 AP 之间的电压，物体M向右运动时， AP 部分的阻值变大，由于电流保持不变，根据欧姆定律可知， AP 部分的电压变大，则电压表的示数会增大，故D错误。
故选B。
5.【答案】A
【解析】A.根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为4，电荷数为2，故X是α粒子，故A正确；
B. 94234U 中的中子数为 234−94=140 ，故B错误；
C.衰变过程释放能量，生成的新核更加稳定，比结合能更大， 94238Pu 的比结合能比 92234U 的比结合能小，故C错误；
D.半衰期是统计规律，适用于大量原子核，无法精确预测少量原子核的衰变数量，故D错误。
故选A。
6.【答案】BC
【解析】AB.光子的动量p=ℎλ，故光子的动量与波长成反比；光子的能量E=pc=ℎcλ，故E与波长成反比，故A错误，B正确；
D.根据p=ℎλ得出p与λ的乘积为普朗克常量ℎ，故D错误；
C.根据上面分析，得出E与ν的比值为普朗克常量ℎ，故C正确。
7.【答案】D
【解析】大量处于 n=4 的激发态的氢原子向低能级跃迁时，有
ℎν1=E4−E1=12.75eV ， ℎν2=E3−E1=12.09eV ， ℎν3=E2−E1=10.2eV
ℎν4=E4−E2=2.55eV ， ℎν5=E3−E2=1.89eV ， ℎν6=E4−E3=0.66eV
已知可见光光子的能量范围是1.62eV∼3.11eV，可知辐射出的光中可见光有2种。
故选D。
8.【答案】AD
【解析】ABC.由图可知此时电流从上极板流向下极板，且上极板带负电，下极板带正电，所以该时刻电容器正在充电，电容器中的电场能正在增大，线圈中的磁场能正在减小，电路中的电流正在变小，故A正确，BC错误；
D.若增大电容器的电容，根据 T=2π LC ，可知LC振荡电路的振荡周期增大，故D正确。
故选AD。
9.【答案】BC
【解析】A.根据爱因斯坦的光电效应方程有 Ek=ℎν−W0
即光电子的最大初动能由入射光频率决定，不是一个定值，故A错误；
B.结合功能关系有 Ek=eUc
联立以上整理可得 Uc=ℎeν−W0e
图像可知频率为 ν0 时 Uc 为0，代入方程可得逸出功 W0=ℎV0 ，故B正确；
CD.因为 Uc=ℎeν−W0e
结合题图斜率 k=ℎe=U0ν0
则普朗克常量 ℎ=eU0ν0 ，故C正确，D错误。
故选BC。
10.【答案】BC
【解析】AB.结合体做简谐运动，设结合体到达平衡位置时弹簧的压缩量为 x1 ，则 2mg=kx1
初始时根据平衡条件有 mg=kx0
弹簧的最大形变量为 4x0 ，则结合体的振幅 A=4x0−x1=2x0
最大回复力 F=k×4x0−2mg=2mg
故A错误，B正确；
CD.发生碰撞处到平衡位置的距离为 x0 ，且 x0=12A ，设结合体的周期为T，从钢板与A碰撞完成到结合体第一次回到平衡位置所用的时间 t=T4×13=T12
依据题意有 t0=T4+T12
解得 T=3t0
联立解得 t=14t0
故C正确，D错误。
故选BC。
11.【答案】(1)等于
(2) 2.5×10−6
(3)偏大

【解析】(1)此估测方法是将每个油酸分子视为球形，把水面上形成的油膜视为单分子油膜，这层油膜的厚度等于油酸分子的直径。
(2)滴入浅盘中的油酸体积为 V=15000×180mL=2.5×10−6cm3
(3)若该同学向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了，使所测一滴纯油酸的体积偏大，根据 d=VS ，可知会导致实验结果偏大。
12.【答案】(1)B
(2)1.33
(3)小于
(4)越大

【解析】(1)A.大头针之间的距离远一些，可以减小误差，故A错误；
B.实验时入射角应尽量大一些，以减小实验误差，故B正确；
C.画直线不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出分界面，否则会影响玻璃砖的折射率，故C错误。
故选B。
(2)设单位圆半径为R，根据折射定律 n=sin∠AOBsin∠COD=ABRCDR=
(3)根据折射定律可知，玻璃的折射率为 n玻璃=sinα1sinα2
该介质的折射率为 n介质=sinα1sinα3
其中 α2>α3
所以 n玻璃