河南省南阳市六校2024-2025学年高二（下）期末物理试卷（含解析）

河南省南阳市六校2024-2025学年高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
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.年月，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.年月日，我国科研人员成功研制碳核电池“烛龙一号”，可为脑机接口、心脏起搏器等长久供电。碳的半衰期长达年，其衰变方程为。已知、、的质量分别为、、，真空中光速为，则( )
A. 碳发生的是衰变
B. 的结合能大于的结合能
C. 此衰变释放的能量为
D. 的经过年后剩余未衰变
4.玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，图中、、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，为里德伯常量，，，，则( )
A. 氢原子光谱为连续谱 B. 的能量最大
C. 的行射现象最明显 D. 、的能量之比为
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、氘、氚。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. B. C. D.
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点在、之间。现用外力将小球沿斜面从点缓慢推至点，推力做功。撤去推力，小球从点出发经点到达点时速度为零，则此过程中，小球( )
A. 在点时的动能最大 B. 在点时的动能一定大于
C. 在点时，弹簧的弹性势能可能大于 D. 在点时，弹簧的弹性势能一定大于
7.如图所示，一端封闭的竖直玻璃管开口向上，管内有一段高的水银柱将长为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，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( )
A. 不能大于 B. 可以是 C. 可以是 D. 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，将平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，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、为平板玻璃的上、下表面，、为平板玻璃的上、下表面，则( )
A. 明暗相间的条纹是由、面上的反射光干涉形成的
B. 明暗相间的条纹是由、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.如图为光电效应的实验装置示意图，初始时，滑片位于滑动变阻器的中点处。现保持入射光不变，分别用甲、乙两种金属作为极进行光电效应实验，光电子到达极时动能的最大值随电压的变化关系如图所示，则( )
A. 实验时，是向端滑动的 B. 实验时，是向端滑动的
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的竖直圆盘边缘，并随圆盘以角速度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，沿水平方向建立轴，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 B. 周期为
C. 位移一时间关系为 D. 位移一时间关系为
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.向酒精中加入的油酸，配制成油酸酒精溶液
D.向油酸中加入酒精，直至总量到达，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.用注射器吸取油酸酒精溶液，将其一滴一滴地滴入烧杯中，数出共滴
请选出正确的操作，并按步骤的先后排序 。
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，则油膜的面积为 。
根据以上数据估算油酸分子的直径为 结果保留位有效数字。
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、两点，继续完成实验：
除图中的装置外，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
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，由静止释放摆球，让双线摆开始摆动。为减小计时误差，应该在摆球摆至 填“最低点”或“最高点”时开始计时。
测量得到、两点间的距离为，两摆线的长度均为，摆球的周期为，忽略小球的半径，则重力加速度 用含、、的式子表示。
改变、两点间的距离，多次实验，测出不同时摆球的周期用图像法处理数据时，以 用、表示为纵轴，以为横轴，可得到斜率为重力加速度的图像，如图所示用图像法处理数据可以消除因忽略小球半径带来的误差，原因是： 。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，一定质量的理想气体从状态经过程、、后又回到状态。由状态到状态，气体温度升高了，图中，均已知。求：
气体在状态时的温度
判断整个过程气体是吸热还是放热，并计算吸收或放出热量的多少。
14.如图为我国研制的月壤打砖机原理样机。其光学模块的原理是通过一个抛物面反射镜实现太阳能的高倍会聚，并通过光导纤维进行能量传输。图为其简化原理图，以反射镜的顶点为坐标原点，建立坐标系，为抛物面反射镜的主轴，反射镜关于主轴对称，平行于主轴的太阳光经反射后会聚于抛物面的焦点上，恰为光导纤维左端面的中心，光导纤维可简化为中轴线与轴重合的长圆柱体。已知抛物面的最大横截面是半径为的圆，其圆心为光导纤维的长度为，折射率为，光在真空中的传播速度为。若从点反射的光线恰能在光纤内发生全反射，求：
点到点的距离
从点反射的光线在光导纤维中传播的时间。
15.如图所示，分别位于、两点的波源和振动的频率相同，二者产生的简谐横波在同种介质中沿直线相向传播。图为时波源产生的完整波形图。图为波源的位移一时间图像，时，波源开始振动。已知时，两列波刚好在点未画出相遇，求：
两列波的波速
、之间的距离
在图以为坐标原点的坐标系中画出时，间的波形
至时间内，点运动的路程。
答案和解析
1.【答案】
【解析】第二类永动机不可实现是因为其违背了热力学第二定律熵增原理和能量转化方向性，A错误理论和实验证明，声波、光或电磁波都有多普勒效应，B错误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引力，这种力在液体表面层内各个方向上都存在，与液面相切，C错误方解石的双折射现象说明方解石具有光学各向异性，为晶体，D正确。
2.【答案】
【解析】温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子热运动平均动能越大金属是多晶体，具有特定熔点，熔化的过程中，吸收热量，但温度不变，内能增加，故A错误，B正确温度升高，分子热运动平均动能增大，但不是每个分子的动能均增大，C错误绝对零度不可达到，冷却后分子仍然做永不停息的无规则运动，D错误。
3.【答案】
【解析】由质量数和电荷数守恒可知，是，所以碳发生的是衰变，A错误氮是核反应的生成物，更稳定，其比结合能更大，碳和氮核子数量相同，故氮的结合能更大，B错误根据质能方程可知，因质量亏损释放的能量为，C错误由可知，经个半衰期后，剩余未衰变，D正确。
4.【答案】
【解析】由氢原子电子轨道示意图可知，氢原子光谱为线状谱，A错误由巴耳末公式可知，的波长最长，故能量最小，衍射现象最明显，、C错误由和可知，、的能量之比，D正确。
5.【答案】
【解析】由动能定理，德布罗意波长，又，联立求解可得，则，，A正确，、、D错误。
6.【答案】
【解析】小球位于平衡位置时合外力为零，速度最大，动能最大，故A错误小球从点出发再次回到点时，弹力和重力均不做功，由动能定理可知，小球在点时的动能等于，B错误小球从到的过程中，推力做的功等于弹簧和小球系统机械能的增加量，故在点时，弹簧弹性势能小于，C错误由到的过程中，小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故在点时，弹簧的弹性势能一定大于，D正确。
7.【答案】
【解析】设滴入水银的高度为，滴入前：，再次平衡时：，由理想气体状态方程，解得，故选C。
8.【答案】
【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，两相邻亮条纹的间距为，如图所示，两处光的路程差分别为，，由得，由几何关系得，若抽出一张纸，则变小，条纹间距变大，C正确，D错误。
9.【答案】
【解析】由图可知，增大，光电子到达极的动能增大，则电势比高，结合图可知，应向端滑动，A错误，B正确由图可知，当外加电压为零时，光电子到达极时，从金属甲逸出的光电子动能较大，说明甲的逸出功较小，又，所以金属甲的截止频率小于乙，故C正确，D错误。
10.【答案】
【解析】因为小球随圆盘转动的角速度为，所以周期为，又因为小球逆时针转动，则其投影的位移，故B、D正确，、C错误。
11.【答案】

【解析】由于分子间有间隙，故在配置油酸酒精溶液时，应向油酸中加入酒精，直至总量到达。
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，数得总数为格。
油酸酒精溶液的浓度，则滴溶液中纯油酸的体积，油酸分子的直径。
12.【答案】
最低点
无论是否考虑小球半径，对图像的斜率均无影响
【解析】由单摆周期公式可知，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。
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。
由单摆周期公式可知，重力加速度。
以为横轴，则由单摆周期公式可得，，若小球半径为，则，无论是否考虑小球半径，对图像的斜率均无影响。
13.【答案】解：由理想气体状态方程可知
由图像可知
又
联立求解得
设全过程中，外界对气体做功为
由热力学第一定律
由于温度不变，气体的内能不变，即
则
故整个过程气体吸收了的热量
14.【答案】如图，设经点反射的光线以入射角从点射入光纤，折射角为，且恰好发生全反射
联立解得
由勾股定理得
由几何关系可知，光线的传播距离
由可知
又光在光导纤维中传播的速度
光线在光导纤维中传播所用时间

15.【答案】由图可知，，解得波长
由图可知，周期
则波速
由图可知，时，的波前端到达处
A、之间的距离
代入数据
时，波形平移了，间波形如图所示
两列波叠加后，点的振幅
时，点开始振动，时，点振动了
时间，点的路程为
则点的路程

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