2024-2025学年河南省南阳市方城县第一高级中学高二（下）质量检测物理试卷（7月）(含解析)

2024-2025学年河南省南阳市方城县第一高级中学高二（下）质量检测物理试卷（7月）
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化( )
A. 这里应用的是光的干涉现象 B. 这里应用的是光的偏振现象
C. 如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D. 如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
2.如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足（）
A. 折射率必须等于 B. 无论折射率是多大都有可能
C. 折射率可取大于1的任意值 D. 折射率必须小于
3.某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上。手握着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（）
A. 此时刻质点P向上运动 B. 手的起振方向向上
C. 手振动的频率逐渐增大 D. 波的传播速度不变
4.对下列核反应的类型，说法正确的一项是( )

A. ①②③属于衰变 B. ③⑤属于裂变
C. ④⑥属于聚变 D. ④⑤⑥属于人工核转变
5.一个静止的放射性同位素的原子核衰变成，另一个也静止的天然放射性原子核衰变成，在同一磁场中得到衰变后粒子的运动轨迹1、2、3、4，如图所示，则这四条运动轨迹对应的粒子依次是 （ ）
A. 电子、、、正电子 B. 、电子、正电子、
C. 、正电子、电子、 D. 正电子、、、电子
6.水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空．当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的度数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm．当这个气压计的读数为740mm水银柱时，实际的大气压强为（ ）
A. 739 mmHg B. 756mmHg C. 740 mmHg D. 758 mmHg
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
7.原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有( )
A. 核的结合能约为14 MeV
B. 核比核更稳定
C. 两个核结合成核时释放能量
D. 核中核子的平均结合能比核中的大
8.一列简谐横波在时的图像如图（ a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A. 波沿x轴负方向传播，波速为0.18m/s
B. 质点Q的平衡位置的坐标为
C. 质点P的振动方程为，单位为 cm
D. 从到，质点Q通过的路程为30cm
9.如图所示，在汽缸与活塞之间封闭着一定质量的理想气体，压强与大气压相同。将汽缸和活塞固定，通过加热使汽缸内气体升高一定的温度，气体吸收的热量为，内能变化量为，如果让活塞可以自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），通过加热也使汽缸内气体温度升高相同温度，其吸收的热量为，气体对外做功为，内能变化量为，下列关系式正确的是（　　）
A. B. C. D.
10.氢原子能级如图甲所示，一群处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光光子能量范围约为1.62eV到3.11eV之间，a光的光子能量为2.86eV。则（　　）
A. 氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光
B. 测定遏止电压时，滑片P在c左侧
C. a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小
D. 图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.如图所示，某实验小组利用插针法测量一横截面为直角三角形的玻璃砖的折射率，部分实验步骤如下：
①将一张白纸平铺在桌面上，放好玻璃砖，并记录下两直角界面与。
②让光线从入射，入射点为，在入射光线上竖直插入两枚大头针、，然后在外侧透过玻璃砖观察、的像，插入大头针，使其挡住、的像，插入大头针，使其挡住、的像及。
③移去玻璃砖与大头针，连接、留下的针孔交于点，延长入射光线交于点。请回答以下问题：
(1)玻璃砖的折射率可表示为（　　）
A． B． C． D．
(2)在实验过程中减小入射角，下列说法正确的是（　　）
A．出射光线与的夹角增大 B．出射光线与的夹角减小
C．在外侧一定能观察到、的像 D．在外侧可能观察不到、的像
(3)若插入前不小心将玻璃砖向右平移了少许，其余操作不变，则测量值_______真实值。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
12.在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5cm，根据以上信息，回答下列问题：
(1)油膜的面积为__________cm2；
(2)油酸分子的直径约为__________m；（此小题保留一位有效数字）
(3)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“油膜法估测分子直径大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏小的是（　　）
A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些
B．乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小
C．丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些
四、计算题：本大题共3小题，共34分。
13.一个静止的铀核（原子质量为）放出一个粒子（原子质量为）后衰变成钍核（原子质量为），已知相当于的能量结果保留三位有效数字。
（1）写出铀核的衰变反应方程；
（2）算出该衰变反应中释放出的核能；
（3）若释放的核能全部转化为新核的动能，则粒子的动能为多少？
14.老师上课喜欢用红色激光笔，它发出的红光，用它来投映一个光点或一条光线指向物体，如图甲所示，AB为半圆的直径，O为圆心，在O点左侧，用红色激光笔从E点垂直AB射入的红光进入半球形介质后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角C=45°
（1）求半球形介质的折射率；
（2）若取用半球形介质制成环状玻璃砖，如图乙所示，内径为R、外径为R'= R的环状玻璃砖的圆心为O，一束平行于水平轴OO的光线由A点进入玻璃砖，到达B点（图中未标出）刚好发生全反射，求A点处光线的入射角和折射角。
15.如图为测量粉末状矿物密度的装置，其中、、是一个玻璃容器，是玻璃管，上端与大气相通，、间用软管相连接，内部灌有水银．测量时操作步骤如下：
①打开阀门，使管及罩与大气相通，上下移动使管中水银面在1的位置；
②关闭，缓慢上提，是水银面到达2位置，记下两管中水银面的高度差；
③打开，使水银面重新回到1位置，将的某种矿物放入中，关闭；
④缓慢上提，使水银面重新达到2位置，此时两管中水银面的高度差.
已知罩和管中2位置以上部分的总体积为，不考虑环境温度及大气压强的变化，求该矿物的密度．（已知大气压强）
1.【答案】
【解析】解：当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射，该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则金属丝变细．故D正确，A、B、C错误．
故选：D．
根据题目的图象可知，激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹是衍射条纹，然后结合衍射条纹的特点与产生衍射条纹，条纹变宽，知金属丝变细即可正确解答．
该题考查光的衍射的特点，解决本题的关键知道衍射条纹的特点，以及知道发生明显衍射的条件．
2.【答案】
【解析】设从上表面射入的光线入射角为i，其对应的折射角为 ，从右侧面射出的光线的入射角为 ，则有
要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，必须满足
则有
根据
得
得
则有
解得
i的最大值为90°，则有
故选D
3.【答案】
【解析】【分析】
根据波向右传播，判断质点P的运动方向，可知P点正做加速运动；所有质点开始振动的方向都相同；波的传播速度由介质决定；根据v=λf 及波长变化可判断波源振动的频率变化。
本题属于波的图像和对质点振动的判断问题。考查知识点全面，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
【解答】
A.波向右传播，由同侧法知，此时质点P向下运动，故A错误；
B.由同侧法知，最右边质点开始振动的方向向下，则波源的起振方向向下，故B错误；
D.由于波的传播速度由介质决定，所以波的传播速度不变，故D正确；
C.由图可知波的波长增大，而波速不变，根据v=λf 可得：波源振动的频率逐渐减小，故C错误。
故选D。
4.【答案】
【解析】解：A、核反应①②③都是指放射性元素在自然条件下不断的放出粒子的反应，属于衰变，故A正确；
B、核反应③是指放射性元素在自然条件下不断的放出粒子的反应，属于衰变；核反应⑤是质量数较大的核裂变为质量中等的核，属于重核裂变，故B错误；
C、核反应④是用α粒子撞击氮原子属于人工核转变；核反应⑥是质量数较小的核转化为质量较大的核，属于轻核的聚变，故C错误；
D、核反应④是用α粒子撞击氮原子属于人工核转变；核反应⑤是质量数较大的核裂变为质量中等的核，属于重核裂变；核反应⑥是质量数较小的核转化为质量较大的核，属于轻核的聚变，故D错误。
故选：A。
5.【答案】
【解析】放射性原子核放出正电子时，正粒子与反冲核的速度方向相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆．而放射性原子核放出电子时，电子与反冲核的速度方向相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆．放射性原子核放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，由轨迹半径，可得轨迹半径与电荷量成反比，而正电子和电子的电荷量比反冲核的电荷量小，则正电子和电子的轨迹半径比反冲核的轨迹半径都大，故运动轨迹1、2、3、4依次对应的粒子是、电子、正电子、，B正确．
6.【答案】
【解析】【分析】
气压计示数是根据管内外水银面的高度差得到，如气压计示数为700mmHg，说明管内水银面比管外高700mm，对管中封闭气体进行研究，根据玻意耳定律列式求解．
解答本题关键要理解气压计的基本原理，知道示数的含义，再通过分析状态参量，运用玻意耳定律列式求解．
【解答】
管中封闭气体为研究对象，设玻璃管的横截面积为S，
初态：p1=（768-750）mmHg=18mmHg，V1=80S；
末态：p2=（p-740）mmHg，V2=80mmS+（750-740）mmS=90mmS；
根据玻意耳定律得：p1V1=p2V2，
解得：p=756mmHg
故选：B．
7.【答案】
【解析】A. 由图像可知，核的比结合能约为7 MeV，则核的结合能约为28 MeV，A错误；
B. 由图像可知，核比核的比结合能大，故核比核稳定，B正确；
C. 两个核结合成核时比结合能增大，释放能量，C正确；
D. 由图像可知，的平均结合能比核的小，D错误。
故选BC。
【分析】
本题考查结合能和比结合能的基本运用，知道结合能与比结合能的关系，知道比结合能越大，原子核越稳定。
8.【答案】
【解析】A、根据图（b），Q点在时向上振动，再分析图（ a），根据波形平移法可知波沿x轴负方向传播，
由图（b）得到周期T=2s，由图（a）得到波长λ=36cm=0.36m，
则波速v=,故A正确；
B、根据图（b），Q点在的位移为y=Asin()=，再分析图（a），易得坐标原点到P点平衡位置的相位差为，Q到P点平衡位置的相位差为,
则坐标原点与Q的相位差为+ =，则Q点的横坐标为,故B正确；
C、设P的振动方程为，时，P的位移为零且向上振动，将代入方程可得φ=，故C正确；
D、从到 ，经历了个周期，由于不是平衡位置处或者最大位移处开始振动，其路程一定不是3A=30cm，故D错误。
故选ABC。
9.【答案】
【解析】解：对一定量的气体内能由温度决定，两种情况下气体温度变化情况相同，气体内能变化量相等，即：△U1=△U2
第一种情况，气缸与活塞都固定不动，气体体积不变，气体不做功，W1=0，根据热力学第一定律可得：△U1=Q1
第二种情况，活塞自由移动，气体体积增大，气体对外做功，W＜0，由热力学第一定律可知：
△U2=W+Q2=△U1=Q1；故AC错误，BD正确；
故选：BD。
对一定量的理想气体内能由温度决定，温度变化量相同，物体内能变化相同；根据题意判断气体做功情况，应用热力学第一定律分析答题。
气体体积不变，气体不做功，气体体积变大时气体对外做功；对一定量的理想气体内能由温度决定，温度变化量相同，物体内能变化相同；应用热力学第一定律即可解题。
10.【答案】
【解析】A．可见光的光子能量范围约为1.62eV到3.11eV之间。氢原子从 能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的光，只有2种可见光，分别为从 能级向 能级跃迁和从 能级向 能级跃迁，故A错误；
B．当滑片P向a端移动时，施加反向电压，当电流为零时，电压即为遏止电压。故B正确；
C．根据
可知频率越大，遏止电压越大，故a光的频率最大，根据
可知频率越大，波长越短，故a光的波长最短，根据
可知a光光子动量最大，故C错误；
D．根据氢原子能级图可知氢光谱可见光只有4条，而a光的能量最大，能量为2.86eV，故a光是氢原子从 能级向 能级跃迁发出的光，则b光是氢原子从 能级向 能级跃迁发出的光，能量为2.55eV，c光是氢原子从 能级向 能级跃迁发出的光，能量为1.89eV，故图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有
和
联立可得
故选BD。
11.【答案】
【解析】（1）光在 界面，设法线为 ，如图所示
则折射率为 ，其中 ， ，，解得 ，故选C。
（2）AB．减小入射角，则折射角减小，由几何关系可知，在 界面的入射角 增大，折射角也增大，所以出射光线与 的夹角减小，故A错误，B正确；
CD．因为减小入射角，出射光线与 的夹角减小，当出射光线与 的夹角减小到零时，光在 界面发生全反射，则观察不到 、 的像，故C错误，D正确。
故选BD。
（3）将玻璃砖向右平移了少许，光路图如图所示，其中实线为测量时的光路；虚线为实际的光路
由图可知，入射角不变，测量的折射角偏小，根据折射定律定义式可知，测量值大于真实值。
12.【答案】
【解析】（1）由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约140个，油膜的面积为
（2）一滴溶液中含纯油的体积
油酸分子的直径约为
（3）从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，由于酒精的挥发，油膜的面积大小变化情况是先变大后变小。
A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸浓度比计算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，由
导致所测的分子直径d偏小，A正确；
B．丙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积S变小，但体积V还是按原来的细的算的，由 ，导致所测的分子直径d偏大，B错误；
C．在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，由 ，导致所测的分子直径d偏大，C错误。
故选A。
13.【答案】
【解析】本题主要考查核反应方程和爱因斯坦质能方程，解题的关键知道在核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，以及掌握爱因斯坦质能方程，知道在衰变的过程中动量守恒。
（1）根据电荷数守恒、质量数守恒写出核衰变方程。
（2）根据质量亏损，结合爱因斯坦质能方程，求出释放的核能。
（3）根据动量守恒定律得出两粒子的动能大小关系，结合动能和动量的关系求出动能。
14.【答案】
【解析】根据全反射条件求半球形介质的折射率
15.【答案】
【解析】详细解答和解析过程见答案
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