河北省沧州市2023-2024学年高二下学期7月期末联考物理试题
1．（2024高二下·沧州期末）物理知识与我们的生活实际紧密相关，下列有关说法正确的是（ ）
A．炒菜时的烟气升腾，是油烟颗粒的热运动
B．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
C．自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体分子间相互排斥的原因
D．为了把地下水分引上来要把地面上的土壤锄松
【答案】B
【知识点】分子动理论的基本内容；气体压强的微观解释；毛细现象；液晶
【解析】【解答】A．油烟颗粒的运动不是热运动，故A错误；
B．液晶的光学性质具有各向异性，故B正确；
C．给车胎打气，越来越吃力，主要是因为打气过程中车胎内气体压强增大，故C错误；
D．将地面的土壤锄松，破坏了这些土壤的毛细管，这样就可以保存地下水分，故D错误。
故选B。
【分析】微观粒子运动为热运动，气体分子间作用力很小忽略不计或体现为微弱引力。土壤锄松可以保存地下水分。
2．（2024高二下·沧州期末）重核裂变与轻核聚变的发现为核能的利用开辟了一条新的道路。以下有关重核裂变和轻核聚变的反应中，说法正确的是（ ）
A．目前世界各国核电站均使用的是聚变反应
B．裂变反应后产生新核的核子平均质量大于反应前核子的平均质量
C．轻核聚变方程中，氦核的比结合能大于氘核的比结合能
D．无论是裂变还是聚变都必须在高温下才能进行
【答案】C
【知识点】核裂变；核聚变
【解析】【解答】A．裂变可控，聚变不可控，目前世界各国的核电站采用的均为重核裂变，A错误；
B．反应过程中会有质量亏损，产生新核的核子平均质量减小，B错误；
C．由于比结合能越大。原子核越稳定，可知氦核的比结合能大于氘核的比结合能，C正确；
D．裂变反应不需要高温，D错误。
故选 C。
【分析】裂变可控，聚变不可控，比结合能越大，原子核越稳定，氢核聚变过程中释放出核能，说明氦核比氘核更加稳定。
3．（2024高二下·沧州期末）人们研究发现，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲，光路图如图所示。其原因是由于地球表面附近的大气层的折射率随高度的降低不断变化引起的，则随着高度的逐渐降低，下列说法正确的是（ ）
A．大气的折射率逐渐增大
B．太阳光的频率不断增大
C．太阳光在大气层中的传播速度不断增大
D．太阳光的波长不断增大
【答案】A
【知识点】波长、波速与频率的关系；光的折射及折射定律
【解析】【解答】A．随着高度的降低。折射率逐渐增大，故A正确；
B．光在传播过程中频率不变，不同介质具有不同传播速度，故B错误；
C．可知随着的增加，传播速度减小，故C错误；
D．随着高度的降低。波速减小，波长减小，故D错误。
故选A。
【分析】由图可知随着高度的降低，光的轨迹越来越靠近法线，光在传播过程中频率不变，速度可能发生改变。
4．（2024高二下·沧州期末）研究光电效应所用电路如图所示。用不同频率、不同强度的光分别照射密封真空管中的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列说法正确的是（ ）
A．用同一种光照射时，饱和光电流随入射光强度的增大而增大
B．光电流的大小与入射光频率成正比
C．遏止电压随入射光强度的增大而增大
D．入射光的强度越大，阴极K发射光电子的时间越短
【答案】A
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A．饱和光电流随入射光强度的增大而增大，故A正确；
B．光电流的大小与频率没有正比关系，故B错误；
C．根据
得
遏止电压取与光的强度无关，故C错误；
D．光电效应的产生几乎是瞬时的，与光的强度无关，故D错误。
故选A。
【分析】饱和光电流大小由入射光强度决定，可知遏止电压取决于入射光的频率及逸出功，与光的强度无关。
5．（2024高二下·沧州期末）如图所示为氢原子的能级图，根据玻尔理论，下列说法中正确的是（ ）
A．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射6种不同频率的光子
B．从能级跃迁到能级时，核外电子绕核运动的轨道半径增大
C．从能级跃迁到能级时，辐射光的波长大于从能级跃迁到能级辐射光的波长
D．用能量为的电子轰击处于基态的氢原子，可能使氢原子发生能级跃迁
【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．一个氢原子从能级向低能级跃迁时，最多能够辐射3种频率的光子，故A错误；
B．从能级跃迁到能级时核外电子绕核运动的轨道半径减小，故B错误；
C．从能级跃迁到能级时辐射光的波长小于能级跃迁到能级时辐射光的波长，故C错误；
D．根据
能使氢原子吸收的能量发生从1到2的能级跃迁。故D正确。
故选D。
【分析】一个氢原子从能级向低能级跃迁时，最多能够辐射3种频率的光子，一群氢原子从能级向低能级跃迁时，最多能够辐射6种频率的光子。能级差越大，辐射光的波长越短。
6．（2024高二下·沧州期末）若将两分子相距无穷远时的分子势能视为0，则两个分子间的势能随分子间距离变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．处分子间作用力为0
B．处分子间作用力为0
C．当时，随增大分子力做负功
D．当时，随的增大分子间作用力逐渐减小
【答案】B
【知识点】分子间的作用力；分子势能
【解析】【解答】 A B．在时，分子势能量小，分子力为零，故A错误，B正确；
C．由当时，越大分子势能越小，所以分子间距增大时分子力做正功，故C错误；
D．当时，分子间作用力随的增大，先增大后减小，故D错误。
故选B。
【分析】分子势能为标量，平衡位置分子势能最小， 分子间作用力为引力时，随距离的增大，先增大后减小。
7．（2024高二下·沧州期末）如图所示，弹簧振子在A、之间做简谐运动。以平衡位置为原点，向右为正方向，建立轴。若振子经过点向左运动时开始计时，则其振动过程中位移、速度、加速度、动能随时间变化的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】A．根据题意，以向右为正方向，振子运动到O点向左运动开始计时，0时刻，振子位移为0，故A错误；
B.0时刻，振子运动到O点向左运动，振子具有负方向的最大速度，故B正确；
C.0时刻，振子的加速度为0，即随后加速度为正值，故C错误；
D.0时刻，振子运动到O点向左运动，速度向左具有最大值，则动能具有最大值，随后大小减小，动能不可能为负值，故D错误。
故选B。
【分析】0时刻，振子位移为0，振子的加速度为0，振子运动到O点向左运动，速度向左具有最大值，则动能具有最大值。
8．（2024高二下·沧州期末）如图所示，某自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。细管导热性能良好，外界温度不变，细管内的空气可视为理想气体。若洗衣缸内水位升高，则细管中封闭的空气（ ）
A．压强一定变大
B．内能一定增大
C．分子的平均动能一定增大
D．气体分子在单位时间内对单位面积管壁的碰撞次数增多
【答案】A,D
【知识点】气体压强的微观解释；温度和温标；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】A．根据玻意耳定律可知气体压强增加，故A正确；
B．质量不变，温度不变，所以气体的内能不变，故B错误；
C．气体的温度不变，所以分子的平均动能不变，故C错误；
D．气体压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积管壁的碰撞次数增多，故D正确。
故选AD。
【分析】由于细管内的空气温度不变，体积减小，根据玻意耳定律进行分析。
9．（2024高二下·沧州期末）某足球爱好者练习用头颠球，如图所示。若足球由静止自由下落与头相碰后，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度为。已知足球与运动员头部的作用时间为，球与头部接触过程中位移不计，足球的质量为，重力加速度取，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．足球在空中下落过程中动量的变化率增大
B．在上升和下落过程中足球动量变化率相同
C．足球与头部接触过程中头部对足球的平均作用力的大小为
D．足球与头部作用过程中足球受到的冲量大小为
【答案】B,D
【知识点】动量定理
【解析】【解答】AB．则足球在上升和下落过程中动量变化率相同，A错误、B正确；
CD．根据
得
离开头部时速度大小为
得
由动量定理有
则选项C错误，D正确。
故选BD。
【分析】 足球在空中运动过程中，动量的变化率等于重力，冲量等于其动量的变化量，结合动量定理求解作用力大小。
10．（2024高二下·沧州期末）如图甲所示为一列沿轴传播的简谐波在时刻的波形图，图乙为平衡位置在处质点的振动图像，为平衡位置在处的质点。关于这列波下列说法正确的是（ ）
A．这列波的传播方向沿轴负方向
B．波的传播速度大小为
C．在时刻质点经平衡位置向上振动
D．时刻、两质点的速度相同
【答案】A,D
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由图乙知时质点向上振动，则波的传播方向沿轴负方向，故A正确；
B．根据，
得
故B错误；
C．从甲图上可以看出时位于平衡位置的质点坐标为，同到平衡位置时为
所以同到平衡位置的时刻为，故C错误；
D．、两质点关于其对称，所以此时、两质点的速度相同，故D正确。
故选AD。
【分析】根据上坡下下坡上判断传播方向，P、Q两质点对称，所以此时P、Q两质点的速度相同。
11．（2024高二下·沧州期末）某学习小组用单摆测重力加速度，为避免摆球晃动，采用如图甲所示装置，两根长均为、不可伸长的轻质细线，与水平固定横杆的夹角均为，小球的直径为。
（1）将小球拉离平衡位置一个很小的角度，由静止释放，使小球做简谐运动，稳定后当小球经过 （填“平衡位置”“最大位移”或“任意某确定位置”）时开始计时，用秒表记录了单摆次全振动所用的时间为。已知，，则当地重力加速度的表达式 （用题中给出的字母及来表示）；
（2）若保持细线与水平横杆夹角为不变，改变细线长度，重复实验，测得了多组细线长度和对应的周期，用所测数据作出图像为一条直线如图乙所示。根据图像得到图线的斜率为，与纵轴的截距为，由此可以得出当地的重力加速度 （结果用、表示），小球的直径 （结果用、表示）。
【答案】（1）平衡位置；
（2）；
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）应在小球经过平衡位置时开始计时，误差最小；由单摆的周期公式
可得摆长
联立可得
（2）由上式可得图线乙的解析式为
解得
【分析】（1）根据单摆周期公式求解重力加速度表达式，根据几何关系求解摆长；
（2）求解图线乙的解析式，求解斜率表达式以及截距表达式，从而求解重力加速度以及小球直径。
（1）[1]应在小球经过平衡位置时开始计时；
[2]由单摆的周期公式
可得
由于
且两细线与竖直方向的夹角为，可得摆长
联立可得
（2）[1][2]由上式可得图线乙的解析式为
图像中
可得
由图可知
解得
12．（2024高二下·沧州期末）实验小组的成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示。
（1）光具座放置的光学元件有光源、透镜、遮光筒和其他元件，其中、、、d各元件的名称依次是______（填选项前的字母）。
A．单缝、滤光片、双缝、光屏 B．滤光片、单缝、双缝、光屏
C．单缝、双缝、滤光片、光屏 D．滤光片、双缝、单缝、光屏
（2）已知单缝到双缝之间的距离是，双缝到屏的距离为，双缝之间的距离为，在屏上得到的干涉图样如图乙所示，分划板中心刻度线在A位置时螺旋测微器的读数为，在位置时读数如图丙所示为 ，则该光的波长为 （计算结果保留3位有效数字）。
（3）若在另一组同学的实验操作中，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丁所示，则此情形下波长的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
（4）为减小误差，本实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有______。（多选）
A．“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中单摆周期的测量
B．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
D．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液的体积测量
【答案】（1）B
（2）14.536（14.533~14.538）；665
（3）大于
（4）A；D
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）、、、d各元件的名称依次是滤光片、单缝、双缝、光屏.
故选B。
（2）读数为
A、间距
相邻两条纹间距
（3）实际值
测量值大于实际值，根据
可知波长的测量值大于其实际值。
（4）A．“用单摆测量重力加速度的大小”，采用的放大测量取平均值的方法，故A正确；
B．“探究两个互成角度的力的合成规律”，采用等效替代的方法，故B错误；
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”采用多次测量求平均值的方法，故C错误；
D．“用油腊法估测油酸分子的大小”属于放大测量取平均值的方法，故D正确。
故选AD。
【分析】（1）根据实验原理进行分析；
（2）读出相应的长度或者距离，结合条纹间距公式进行分析；
（3）条纹间距测量值大于实际值，所以波长的测量值大于其实际值。
（4）熟悉常见的物理方法是解题关键。
（1）根据实验原理可知，、、、d各元件的名称依次是滤光片、单缝、双缝、光屏.
故选B。
（2）[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
[2]A、间距
其间有6个条纹间隔，相邻两条纹间距
根据
解得所测光的波长
（3）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，实际值
其中为条纹值与分划板中心竖直刻线间的夹角，故可知测量值大于实际值，根据
可知波长的测量值大于其实际值。
（4）A．“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中单摆周期的测量，采用的放大测量取平均值的方法，故A正确；
B．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量，采用等效替代的方法，故B错误；
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量，采用多次测量求平均值的方法，故C错误；
D．“用油腊法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液的体积测量，属于放大测量取平均值的方法，故D正确。
故选AD。
13．（2024高二下·沧州期末）如图所示为半径为的半圆形匀质玻璃柱体的横截面，为圆弧的圆心，为直径。与截面平行的平行单色光束以的入射角射到直径部分。已知玻璃柱体对该单色光的折射率为，光在真空中的传播速度为，不考虑光线在玻璃柱体内的反射。求：
（1）圆弧上有光射出的弧长与总弧长的比值；
（2）能从圆弧上射出的光在该玻璃柱体中经过的最长时间。
【答案】（1）；（2）
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】（1）设光射入玻璃中的折射角为，由折射定律得
则
由题意可知临界角为
可得
光从玻璃柱体中恰好不能射出时的光路图如图所示
光线射出对应法线为半圆形玻璃柱的半径，由几何关系可得，最左侧的射出点与圆心连线与直径的夹角
最右侧的射出点与圆心连线与直径的夹角为
圆弧上有光射出的弧长与总弧长的比值
（2）从圆弧的最低点射出的光线在玻璃柱体中传播的时间最长，所走路程
在玻璃柱体中传播的速度
则传播时间
【分析】（1）光从玻璃柱体中恰好不能射出时的光路图，求出全反射临界角，结合几何关系求解圆弧上有光射出的弧长与总弧长的比值；
（2）从圆弧的最低点射出的光线在玻璃柱体中传播的时间最长，光程除以在介质中速度等于时间。
14．（2024高二下·沧州期末）如图所示，内部的高度为、横截面积为的绝热柱形汽缸倒扣在水平地面上，边缘有空隙与外界相通，内部有厚度不计的绝热活塞封闭着一定量理想气体，活塞下面连接一根自然长度为的轻质弹簧。初始状态时弹簧处于原长，内部气体热力学温度为。已知汽缸与活塞的质量均为，轻质弹簧的劲度系数，外界大气压强恒为，其中为重力加速度。现用缸内自带的发热装置（图中末画出）使内部气体缓慢升温。
（1）求当汽缸刚要离开地面时封闭气体的温度；
（2）若汽缸离地后，缸内气体温度每升高内能增加，求汽缸从离开地面到与活塞分离，加热装置产生的热量。
【答案】（1）；（2）
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【解答】（1）初始时设汽缸内部气体压强为，对活塞进行受力分析，活塞受自身重力，外界大气对活塞向上的压力以及汽缸内部气体对活塞向下的压力，则可得
则此时缸内气体压强
设汽缸刚要离开地面时汽缸内部气体压强为，对汽缸进行受力分析，汽缸受自身重力，外界大气对汽缸向下的压力以及汽缸内部气体对汽缸向上的压力，则可得
则此时缸内气体压强
对汽缸和活塞组成的整体进行受力分析，整体受到向下的总重力以及弹簧的弹力，设弹簧此时的形变量为，则
则弹簧的形变量为
根据理想气体状态方程得
解得
（2）汽缸离地后升高温度，内部气体做等压变化，刚要脱离活塞时，根据盖-吕萨克定律可得
可得
由热力学第一定律得
即
解得
【分析】（1）根据受力平衡求解气缸压强，对汽缸和活塞组成的整体进行受力分析，整体受到向下的总重力以及弹簧的弹力，结合求解；
（2）内部气体做等压变化，刚要脱离活塞时，根据盖-吕萨克定律以及热力学第一定律求解。
15．（2024高二下·沧州期末）如图所示，在足够大的光滑水平面上，静止着两个半径均为的光滑四分之一圆弧体、，两圆弧面的最底端与水平面相切，圆弧体的质量，质量的小球由圆弧体的顶端静止滑下，一段时间后冲上圆弧体。重力加速度取。求：
（1）小球刚离开圆弧体A时的速度大小；
（2）小球从圆弧体上下滑过程中，圆弧体滑行的距离及小球第一次滑上圆弧体瞬间对圆弧体的压力大小；（结果可用分式表示）
（3）若使小球不能再次滑上圆弧体，圆弧体的质量应满足的条件。
【答案】（1）；（2）；（3）
【知识点】动量守恒定律；碰撞模型
【解析】【解答】（1）设小球离开时速度大小为，的速度大小为，根据能量守恒定律有
根据动量守恒定律有
解
，
（2）设小球由上下滑的过程中，向右滑动距离为。小球水平位移大小为，对小球与，水平方向动量守恒，根据动量守恒定律得
，
解得
小球第一次滚上圆孤体的瞬间，由牛顿第二定定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，小球对圆弧体的压力大小
（3）规定向左为正方向，设小球离开圆弧体时小球的速度为、圆孤体的速度为，根据动量守恒定律有
对小球及B，根据能量守恒定侓有
若小球不能再次滑上圆孤体，则需要满足小球从上滑下时速度向左，即，或速度向右，即有
，
联立解得
或
所以圆弧体的质量应满足
【分析】（1）根据能量守恒定律以及动量守恒定律求解小球刚离开圆弧体A时的速度大小；
（2）求解斜槽半径大小，根据动量守恒定律以及牛顿第二定定求解小球对圆弧体的压力大小；
（3）若小球不能再次滑上圆孤体A，则需要满足小球从B上滑下时速度向左，即v≥0，或速度向
右，结合动量守恒定律以及能量守恒定律求解。
1 / 1河北省沧州市2023-2024学年高二下学期7月期末联考物理试题
1．（2024高二下·沧州期末）物理知识与我们的生活实际紧密相关，下列有关说法正确的是（ ）
A．炒菜时的烟气升腾，是油烟颗粒的热运动
B．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
C．自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体分子间相互排斥的原因
D．为了把地下水分引上来要把地面上的土壤锄松
2．（2024高二下·沧州期末）重核裂变与轻核聚变的发现为核能的利用开辟了一条新的道路。以下有关重核裂变和轻核聚变的反应中，说法正确的是（ ）
A．目前世界各国核电站均使用的是聚变反应
B．裂变反应后产生新核的核子平均质量大于反应前核子的平均质量
C．轻核聚变方程中，氦核的比结合能大于氘核的比结合能
D．无论是裂变还是聚变都必须在高温下才能进行
3．（2024高二下·沧州期末）人们研究发现，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲，光路图如图所示。其原因是由于地球表面附近的大气层的折射率随高度的降低不断变化引起的，则随着高度的逐渐降低，下列说法正确的是（ ）
A．大气的折射率逐渐增大
B．太阳光的频率不断增大
C．太阳光在大气层中的传播速度不断增大
D．太阳光的波长不断增大
4．（2024高二下·沧州期末）研究光电效应所用电路如图所示。用不同频率、不同强度的光分别照射密封真空管中的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列说法正确的是（ ）
A．用同一种光照射时，饱和光电流随入射光强度的增大而增大
B．光电流的大小与入射光频率成正比
C．遏止电压随入射光强度的增大而增大
D．入射光的强度越大，阴极K发射光电子的时间越短
5．（2024高二下·沧州期末）如图所示为氢原子的能级图，根据玻尔理论，下列说法中正确的是（ ）
A．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射6种不同频率的光子
B．从能级跃迁到能级时，核外电子绕核运动的轨道半径增大
C．从能级跃迁到能级时，辐射光的波长大于从能级跃迁到能级辐射光的波长
D．用能量为的电子轰击处于基态的氢原子，可能使氢原子发生能级跃迁
6．（2024高二下·沧州期末）若将两分子相距无穷远时的分子势能视为0，则两个分子间的势能随分子间距离变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．处分子间作用力为0
B．处分子间作用力为0
C．当时，随增大分子力做负功
D．当时，随的增大分子间作用力逐渐减小
7．（2024高二下·沧州期末）如图所示，弹簧振子在A、之间做简谐运动。以平衡位置为原点，向右为正方向，建立轴。若振子经过点向左运动时开始计时，则其振动过程中位移、速度、加速度、动能随时间变化的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2024高二下·沧州期末）如图所示，某自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。细管导热性能良好，外界温度不变，细管内的空气可视为理想气体。若洗衣缸内水位升高，则细管中封闭的空气（ ）
A．压强一定变大
B．内能一定增大
C．分子的平均动能一定增大
D．气体分子在单位时间内对单位面积管壁的碰撞次数增多
9．（2024高二下·沧州期末）某足球爱好者练习用头颠球，如图所示。若足球由静止自由下落与头相碰后，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度为。已知足球与运动员头部的作用时间为，球与头部接触过程中位移不计，足球的质量为，重力加速度取，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．足球在空中下落过程中动量的变化率增大
B．在上升和下落过程中足球动量变化率相同
C．足球与头部接触过程中头部对足球的平均作用力的大小为
D．足球与头部作用过程中足球受到的冲量大小为
10．（2024高二下·沧州期末）如图甲所示为一列沿轴传播的简谐波在时刻的波形图，图乙为平衡位置在处质点的振动图像，为平衡位置在处的质点。关于这列波下列说法正确的是（ ）
A．这列波的传播方向沿轴负方向
B．波的传播速度大小为
C．在时刻质点经平衡位置向上振动
D．时刻、两质点的速度相同
11．（2024高二下·沧州期末）某学习小组用单摆测重力加速度，为避免摆球晃动，采用如图甲所示装置，两根长均为、不可伸长的轻质细线，与水平固定横杆的夹角均为，小球的直径为。
（1）将小球拉离平衡位置一个很小的角度，由静止释放，使小球做简谐运动，稳定后当小球经过 （填“平衡位置”“最大位移”或“任意某确定位置”）时开始计时，用秒表记录了单摆次全振动所用的时间为。已知，，则当地重力加速度的表达式 （用题中给出的字母及来表示）；
（2）若保持细线与水平横杆夹角为不变，改变细线长度，重复实验，测得了多组细线长度和对应的周期，用所测数据作出图像为一条直线如图乙所示。根据图像得到图线的斜率为，与纵轴的截距为，由此可以得出当地的重力加速度 （结果用、表示），小球的直径 （结果用、表示）。
12．（2024高二下·沧州期末）实验小组的成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示。
（1）光具座放置的光学元件有光源、透镜、遮光筒和其他元件，其中、、、d各元件的名称依次是______（填选项前的字母）。
A．单缝、滤光片、双缝、光屏 B．滤光片、单缝、双缝、光屏
C．单缝、双缝、滤光片、光屏 D．滤光片、双缝、单缝、光屏
（2）已知单缝到双缝之间的距离是，双缝到屏的距离为，双缝之间的距离为，在屏上得到的干涉图样如图乙所示，分划板中心刻度线在A位置时螺旋测微器的读数为，在位置时读数如图丙所示为 ，则该光的波长为 （计算结果保留3位有效数字）。
（3）若在另一组同学的实验操作中，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丁所示，则此情形下波长的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
（4）为减小误差，本实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有______。（多选）
A．“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中单摆周期的测量
B．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
D．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液的体积测量
13．（2024高二下·沧州期末）如图所示为半径为的半圆形匀质玻璃柱体的横截面，为圆弧的圆心，为直径。与截面平行的平行单色光束以的入射角射到直径部分。已知玻璃柱体对该单色光的折射率为，光在真空中的传播速度为，不考虑光线在玻璃柱体内的反射。求：
（1）圆弧上有光射出的弧长与总弧长的比值；
（2）能从圆弧上射出的光在该玻璃柱体中经过的最长时间。
14．（2024高二下·沧州期末）如图所示，内部的高度为、横截面积为的绝热柱形汽缸倒扣在水平地面上，边缘有空隙与外界相通，内部有厚度不计的绝热活塞封闭着一定量理想气体，活塞下面连接一根自然长度为的轻质弹簧。初始状态时弹簧处于原长，内部气体热力学温度为。已知汽缸与活塞的质量均为，轻质弹簧的劲度系数，外界大气压强恒为，其中为重力加速度。现用缸内自带的发热装置（图中末画出）使内部气体缓慢升温。
（1）求当汽缸刚要离开地面时封闭气体的温度；
（2）若汽缸离地后，缸内气体温度每升高内能增加，求汽缸从离开地面到与活塞分离，加热装置产生的热量。
15．（2024高二下·沧州期末）如图所示，在足够大的光滑水平面上，静止着两个半径均为的光滑四分之一圆弧体、，两圆弧面的最底端与水平面相切，圆弧体的质量，质量的小球由圆弧体的顶端静止滑下，一段时间后冲上圆弧体。重力加速度取。求：
（1）小球刚离开圆弧体A时的速度大小；
（2）小球从圆弧体上下滑过程中，圆弧体滑行的距离及小球第一次滑上圆弧体瞬间对圆弧体的压力大小；（结果可用分式表示）
（3）若使小球不能再次滑上圆弧体，圆弧体的质量应满足的条件。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】分子动理论的基本内容；气体压强的微观解释；毛细现象；液晶
【解析】【解答】A．油烟颗粒的运动不是热运动，故A错误；
B．液晶的光学性质具有各向异性，故B正确；
C．给车胎打气，越来越吃力，主要是因为打气过程中车胎内气体压强增大，故C错误；
D．将地面的土壤锄松，破坏了这些土壤的毛细管，这样就可以保存地下水分，故D错误。
故选B。
【分析】微观粒子运动为热运动，气体分子间作用力很小忽略不计或体现为微弱引力。土壤锄松可以保存地下水分。
2．【答案】C
【知识点】核裂变；核聚变
【解析】【解答】A．裂变可控，聚变不可控，目前世界各国的核电站采用的均为重核裂变，A错误；
B．反应过程中会有质量亏损，产生新核的核子平均质量减小，B错误；
C．由于比结合能越大。原子核越稳定，可知氦核的比结合能大于氘核的比结合能，C正确；
D．裂变反应不需要高温，D错误。
故选 C。
【分析】裂变可控，聚变不可控，比结合能越大，原子核越稳定，氢核聚变过程中释放出核能，说明氦核比氘核更加稳定。
3．【答案】A
【知识点】波长、波速与频率的关系；光的折射及折射定律
【解析】【解答】A．随着高度的降低。折射率逐渐增大，故A正确；
B．光在传播过程中频率不变，不同介质具有不同传播速度，故B错误；
C．可知随着的增加，传播速度减小，故C错误；
D．随着高度的降低。波速减小，波长减小，故D错误。
故选A。
【分析】由图可知随着高度的降低，光的轨迹越来越靠近法线，光在传播过程中频率不变，速度可能发生改变。
4．【答案】A
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A．饱和光电流随入射光强度的增大而增大，故A正确；
B．光电流的大小与频率没有正比关系，故B错误；
C．根据
得
遏止电压取与光的强度无关，故C错误；
D．光电效应的产生几乎是瞬时的，与光的强度无关，故D错误。
故选A。
【分析】饱和光电流大小由入射光强度决定，可知遏止电压取决于入射光的频率及逸出功，与光的强度无关。
5．【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．一个氢原子从能级向低能级跃迁时，最多能够辐射3种频率的光子，故A错误；
B．从能级跃迁到能级时核外电子绕核运动的轨道半径减小，故B错误；
C．从能级跃迁到能级时辐射光的波长小于能级跃迁到能级时辐射光的波长，故C错误；
D．根据
能使氢原子吸收的能量发生从1到2的能级跃迁。故D正确。
故选D。
【分析】一个氢原子从能级向低能级跃迁时，最多能够辐射3种频率的光子，一群氢原子从能级向低能级跃迁时，最多能够辐射6种频率的光子。能级差越大，辐射光的波长越短。
6．【答案】B
【知识点】分子间的作用力；分子势能
【解析】【解答】 A B．在时，分子势能量小，分子力为零，故A错误，B正确；
C．由当时，越大分子势能越小，所以分子间距增大时分子力做正功，故C错误；
D．当时，分子间作用力随的增大，先增大后减小，故D错误。
故选B。
【分析】分子势能为标量，平衡位置分子势能最小， 分子间作用力为引力时，随距离的增大，先增大后减小。
7．【答案】B
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】A．根据题意，以向右为正方向，振子运动到O点向左运动开始计时，0时刻，振子位移为0，故A错误；
B.0时刻，振子运动到O点向左运动，振子具有负方向的最大速度，故B正确；
C.0时刻，振子的加速度为0，即随后加速度为正值，故C错误；
D.0时刻，振子运动到O点向左运动，速度向左具有最大值，则动能具有最大值，随后大小减小，动能不可能为负值，故D错误。
故选B。
【分析】0时刻，振子位移为0，振子的加速度为0，振子运动到O点向左运动，速度向左具有最大值，则动能具有最大值。
8．【答案】A,D
【知识点】气体压强的微观解释；温度和温标；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】A．根据玻意耳定律可知气体压强增加，故A正确；
B．质量不变，温度不变，所以气体的内能不变，故B错误；
C．气体的温度不变，所以分子的平均动能不变，故C错误；
D．气体压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积管壁的碰撞次数增多，故D正确。
故选AD。
【分析】由于细管内的空气温度不变，体积减小，根据玻意耳定律进行分析。
9．【答案】B,D
【知识点】动量定理
【解析】【解答】AB．则足球在上升和下落过程中动量变化率相同，A错误、B正确；
CD．根据
得
离开头部时速度大小为
得
由动量定理有
则选项C错误，D正确。
故选BD。
【分析】 足球在空中运动过程中，动量的变化率等于重力，冲量等于其动量的变化量，结合动量定理求解作用力大小。
10．【答案】A,D
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由图乙知时质点向上振动，则波的传播方向沿轴负方向，故A正确；
B．根据，
得
故B错误；
C．从甲图上可以看出时位于平衡位置的质点坐标为，同到平衡位置时为
所以同到平衡位置的时刻为，故C错误；
D．、两质点关于其对称，所以此时、两质点的速度相同，故D正确。
故选AD。
【分析】根据上坡下下坡上判断传播方向，P、Q两质点对称，所以此时P、Q两质点的速度相同。
11．【答案】（1）平衡位置；
（2）；
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）应在小球经过平衡位置时开始计时，误差最小；由单摆的周期公式
可得摆长
联立可得
（2）由上式可得图线乙的解析式为
解得
【分析】（1）根据单摆周期公式求解重力加速度表达式，根据几何关系求解摆长；
（2）求解图线乙的解析式，求解斜率表达式以及截距表达式，从而求解重力加速度以及小球直径。
（1）[1]应在小球经过平衡位置时开始计时；
[2]由单摆的周期公式
可得
由于
且两细线与竖直方向的夹角为，可得摆长
联立可得
（2）[1][2]由上式可得图线乙的解析式为
图像中
可得
由图可知
解得
12．【答案】（1）B
（2）14.536（14.533~14.538）；665
（3）大于
（4）A；D
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）、、、d各元件的名称依次是滤光片、单缝、双缝、光屏.
故选B。
（2）读数为
A、间距
相邻两条纹间距
（3）实际值
测量值大于实际值，根据
可知波长的测量值大于其实际值。
（4）A．“用单摆测量重力加速度的大小”，采用的放大测量取平均值的方法，故A正确；
B．“探究两个互成角度的力的合成规律”，采用等效替代的方法，故B错误；
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”采用多次测量求平均值的方法，故C错误；
D．“用油腊法估测油酸分子的大小”属于放大测量取平均值的方法，故D正确。
故选AD。
【分析】（1）根据实验原理进行分析；
（2）读出相应的长度或者距离，结合条纹间距公式进行分析；
（3）条纹间距测量值大于实际值，所以波长的测量值大于其实际值。
（4）熟悉常见的物理方法是解题关键。
（1）根据实验原理可知，、、、d各元件的名称依次是滤光片、单缝、双缝、光屏.
故选B。
（2）[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
[2]A、间距
其间有6个条纹间隔，相邻两条纹间距
根据
解得所测光的波长
（3）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，实际值
其中为条纹值与分划板中心竖直刻线间的夹角，故可知测量值大于实际值，根据
可知波长的测量值大于其实际值。
（4）A．“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中单摆周期的测量，采用的放大测量取平均值的方法，故A正确；
B．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量，采用等效替代的方法，故B错误；
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量，采用多次测量求平均值的方法，故C错误；
D．“用油腊法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液的体积测量，属于放大测量取平均值的方法，故D正确。
故选AD。
13．【答案】（1）；（2）
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】（1）设光射入玻璃中的折射角为，由折射定律得
则
由题意可知临界角为
可得
光从玻璃柱体中恰好不能射出时的光路图如图所示
光线射出对应法线为半圆形玻璃柱的半径，由几何关系可得，最左侧的射出点与圆心连线与直径的夹角
最右侧的射出点与圆心连线与直径的夹角为
圆弧上有光射出的弧长与总弧长的比值
（2）从圆弧的最低点射出的光线在玻璃柱体中传播的时间最长，所走路程
在玻璃柱体中传播的速度
则传播时间
【分析】（1）光从玻璃柱体中恰好不能射出时的光路图，求出全反射临界角，结合几何关系求解圆弧上有光射出的弧长与总弧长的比值；
（2）从圆弧的最低点射出的光线在玻璃柱体中传播的时间最长，光程除以在介质中速度等于时间。
14．【答案】（1）；（2）
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【解答】（1）初始时设汽缸内部气体压强为，对活塞进行受力分析，活塞受自身重力，外界大气对活塞向上的压力以及汽缸内部气体对活塞向下的压力，则可得
则此时缸内气体压强
设汽缸刚要离开地面时汽缸内部气体压强为，对汽缸进行受力分析，汽缸受自身重力，外界大气对汽缸向下的压力以及汽缸内部气体对汽缸向上的压力，则可得
则此时缸内气体压强
对汽缸和活塞组成的整体进行受力分析，整体受到向下的总重力以及弹簧的弹力，设弹簧此时的形变量为，则
则弹簧的形变量为
根据理想气体状态方程得
解得
（2）汽缸离地后升高温度，内部气体做等压变化，刚要脱离活塞时，根据盖-吕萨克定律可得
可得
由热力学第一定律得
即
解得
【分析】（1）根据受力平衡求解气缸压强，对汽缸和活塞组成的整体进行受力分析，整体受到向下的总重力以及弹簧的弹力，结合求解；
（2）内部气体做等压变化，刚要脱离活塞时，根据盖-吕萨克定律以及热力学第一定律求解。
15．【答案】（1）；（2）；（3）
【知识点】动量守恒定律；碰撞模型
【解析】【解答】（1）设小球离开时速度大小为，的速度大小为，根据能量守恒定律有
根据动量守恒定律有
解
，
（2）设小球由上下滑的过程中，向右滑动距离为。小球水平位移大小为，对小球与，水平方向动量守恒，根据动量守恒定律得
，
解得
小球第一次滚上圆孤体的瞬间，由牛顿第二定定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，小球对圆弧体的压力大小
（3）规定向左为正方向，设小球离开圆弧体时小球的速度为、圆孤体的速度为，根据动量守恒定律有
对小球及B，根据能量守恒定侓有
若小球不能再次滑上圆孤体，则需要满足小球从上滑下时速度向左，即，或速度向右，即有
，
联立解得
或
所以圆弧体的质量应满足
【分析】（1）根据能量守恒定律以及动量守恒定律求解小球刚离开圆弧体A时的速度大小；
（2）求解斜槽半径大小，根据动量守恒定律以及牛顿第二定定求解小球对圆弧体的压力大小；
（3）若小球不能再次滑上圆孤体A，则需要满足小球从B上滑下时速度向左，即v≥0，或速度向
右，结合动量守恒定律以及能量守恒定律求解。
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