河北省保定市六校联考2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1六校联盟2024年4月期中联考高二物理试题一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.关于物理知识在科技和生活中的应用，下列各图对应的说法正确的是（）A.图甲中医用紫外灭菌灯是利用了紫外线荧光作用的特点B.图乙中测温仪测体温是利用红外线有显著热效应的特点C.图丙中伽马手术刀治疗肿瘤是利用射线电离本领强的特点D.图丁中行李安检仪透视检查物品是利用射线穿透本领强的特点〖答案〗B〖解析〗A．图甲中医用紫外灭菌灯是利用了紫外线杀菌消毒作用的特点，故A错误；B．红外线有显著热效应，可以反映物质的温度，温仪测体温就是利用这一特点，故B正确；C．伽马手术刀是利用射线穿透本领强，能量高的特点，故C错误；D．安检仪透视检查物品是利用射线穿透本领强的特点，并非射线，故D错误。故选B。2.在“研究温度不变时气体压强跟体积关系”的实验时，推动活塞，注射器内空气体积减小，多次测量得到注射器内气体的图线，如图实线是一条双曲线，虚线为实验所得图线。环境温度保持不变，发现实验所得图线与玻意耳定律明显不符，造成这一现象的可能原因是（）A.实验时用手握住注射器 B.实验时缓慢推动活塞C.注射器没有保持水平 D.推动活塞过程中有气体泄漏〖答案〗A〖解析〗由图像的特点可知压缩气体过程中p与V的乘积增大，所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器或实验时迅速推动活塞，导致温度升高。故选A。3.波源为和的两相干水波的干涉图样如图所示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，的振幅为3cm，的振幅为6cm，下列说法正确的是（）A.此刻A点是振动加强点，周期后为振动减弱点B.此刻C点是振动减弱点，周期后仍为振动减弱点C.C点始终为振动加强点D.质点D的振幅为9cm〖答案〗C〖解析〗ABC．此刻A点是波峰与波峰叠加，是振动加强点，C点是波谷与波谷叠加，也是振动加强点，干涉图样是稳定的，加强点始终是加强点，减弱点始终是减弱点，故AB错误，C正确；D．质点D为波峰与波谷叠加是减弱点，振幅为故D错误。4.B超是医院对病人进行检查的重要设备，B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体不同组织时会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为。下列说法正确的是（）A.质点M开始振动的方向沿y轴正方向B.血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为C.时质点M运动到横坐标处D.内质点M的路程为1.6mm〖答案〗B〖解析〗A．因为波沿x轴正方向传播，根据波形平移法可知，质点M开始振动的方向沿y轴负方向，故A错误；B．由图像可知波长为则血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为故B正确；C．质点并不会随波的传播方向迁移，故C错误；D．由题意可知周期为由于且时刻，质点M处于平衡位置开始起振，则内质点M的路程为故D错误。5.某放射性元素的原子核静止在匀强磁场中，当它放出一个粒子后，速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示，则（）A.袞变瞬间，粒子与反冲核的动量相等B.衰变瞬间，粒子与反冲核的动能相等C.放射性元素原子核的核电荷数为90D.粒子和反冲核的速度之比为1：88〖答案〗C〖解析〗A．衰变过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，根据动量守恒定律得知α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反，故A错误；B．根据动能与动量的关系式可得α粒子与反冲核的动能与质量成反比，质量不等，则动能不等，故B错误；CD．由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动，由得若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子对反冲核由于p1=p2，且R1：R2=44：1，得反冲核的核电荷数为90-2=88，它们的速度大小与质量成反比，故C正确，D错误。6.利用薄膜干涉原理可以测量金属丝的直径。将矩形的平行薄玻璃板AB放在水平标准工件的上面，右侧垫有粗细均匀的直金属丝，在标准工件与玻璃板之间形成一个楔形空气膜，其截面如图所示。用波长为入的光，垂直标准工件方向射向玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹，测出相邻亮条纹中心间的距离为∆x，金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点的距离为L，以下说法正确的是（）A.条纹方向平行于CDB.金属丝的直径为C.当金属丝向右移动少许时，∆x变小D.在同一位置换用更细的金属丝时，∆x变大〖答案〗BD〖解析〗A．根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，方向应垂直于CD方向，故A错误；B．设金属丝直径为d，玻璃板与标准工件间夹角为α，由几何关系有当光垂直标准工件方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，相邻两条纹对应劈尖厚度差为由几何关系有则则故B正确；CD．根据可得当金属丝向右移动少许时，即L增大，则∆x变大；在同一位置换用更细的金属丝时，L不变，d减小，则∆x变大；故C错误，D正确。7.如图所示，有两列相干简谐横波在同一介质中相向传播，两列波在介质中的传播速度为，在时刚好分别传到A、B两点。已知P点为振动减弱点、间距20m、。则（）A.两波源的起振方向可能向上 B.间振动加强点可能有4个C.两列波的周期可能为4s D.两列波的波长可能为4m〖答案〗D〖解析〗A．由微平移法可知两列波的起振方向均向下，故A错误；C．由于起振方向均向下，且P点为振动减弱点，说明两列波传播到P点时相差的时间为半周期的奇数倍其中为自然数，解得周期的可能值有；；……故C错误；D．由于起振方向均向下，且P点为振动减弱点，说明两列波传播到P点时相差的位移为半波长的奇数倍其中为自然数，解得波长的可能值由有；；……故D正确。B．间若为振动加强点，要满足（）结合D项分析中的波长的可能值可得间振动加强点不可能有4个，B错误。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.关于分子动理论，下列说法正确的是（）A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小"实验中，测得油酸分子大小的数量级为10-10mB.图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某个微粒做布朗运动的轨迹C.图丙为分子力F与分子间距r的关系图，当分子间距从开始增大时，分子势能变大D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，其中曲线②对应状态下的每一个分子的动能都比曲线①对应状态下每一个分子的动能大〖答案〗AC〖解析〗A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小"实验中，测得油酸分子大小的数量级为10-10m，选项A正确；B．图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某个微粒做布朗运动在相同时间间隔的位置的连线，而不是运动轨迹，故B错误；C．图丙为分子力F与分子间距r的关系图，当分子间距从开始增大时，分子力表现为引力，分子力做负功，则分子势能变大，选项C正确；D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，其中曲线②对应状态下的分子的平均动能都比曲线①对应状态下分子的平均动能大，但不是每个分子的动能都比曲线①状态下的分子动能都大，选项D错误。故选AC。9.“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收波长为的光子从基态能级跃迁至激发态能级，然后自发辐射出波长为的光子，跃迁到“钟跃迁”的上能级，并在一定条件下跃迁到“钟跃迁”的下能级，并辐射出波长为的光子，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出波长为的光子回到基态。则（）A.该钟激光的光子的能量B.该钟激光的光子的动量C.该原子钟产生的钟激光的波长D.该钟激光可以让极限波长为的金属材料发生光电效应〖答案〗AB〖解析〗A．该钟激光的光子的能量为A正确；B．该钟激光的光子的动量为B正确；C．原子吸收波长为的光子从基态能级Ⅰ跃迁到激发态能级Ⅱ，则有且从激发态能级向下跃迁到基态的过程有联立可得C错误；D．由题意可知，该金属材料的极限频率为该钟激光的频率为由此可知，即不能让该金属材料发现光电效应，D错误。故选AB。10.如图，一束复色光以入射角i（0°<i<90°）从空气射入由内芯和外套组成的光导纤维后分成了a、b两束单色光，下列说法正确的是（）A.内芯的折射率大于外套的折射率B.在光导纤维内，a光的传播速度小于b光的传播速度C.i越大，a、b光越容易在内芯和外套的交界面上发生全反射D.在发生全反射的条件下，i越小，a、b光在内芯中的传播时间越短〖答案〗ABD〖解析〗A．因在内芯发生全反射，可知内芯的折射率大于外套的折射率，选项A正确；B．在光导纤维内，因a光的折射程度较大，则a光的折射率较大，根据可知，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项B正确；C．i越大，则光在端面上的折射角越大，射到内芯和外套的交界面上的入射角越小，则a、b光越不容易在内芯和外套的交界面上发生全反射，选项C错误；D．在发生全反射的条件下，i越小，则光在端面上的折射角越小，射到内芯和外套的交界面上的入射角越大（设为α），则a、b光在内芯中的传播时间则t越短，选项D正确。三、非选择题：共54分。11.某中学实验探究小组用如图甲所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。（1）将实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示，则在甲图中1、2处分别应该安装的器材是______；A.1处为双缝、2处为单缝 B.1处为单缝、2处为滤光片C.1处为滤光片、2处为单缝 D.1处为单缝、2处为双缝（2）单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺示数也在图乙中给出。①分划板在图中A位置时游标卡尺的示数为=_______mm，在B位置时游标卡尺的示数为=_______mm，相邻两亮条纹间距=_________mm；②若双缝间距为d，双缝到光屏间的距离为L，则该单色光的波长=_________（用，，d，L表示）。〖答案〗（1）D（2）11.115.60.75〖解析〗（1）在甲图中1、2处分别应该安装的器材是：1处为单缝、2处为双缝，故选D；（2）①[1][2]分划板在图中A位置时游标卡尺的示数为=11mm+0.1mm×1=11.1mm在B位置时游标卡尺的示数为=15mm+0.1mm×6=15.6mm[3]相邻两亮条纹间距②[4]根据可知该单色光的波长12.某实验小组用如图甲所示实验装置测量所在地的重力加速度，取3.14。（1）将制作好且符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图__________（选填“乙”或“丙”）中所示的固定方式。（2）让小球在同一竖直平面内做小角度摆动，当小球经过__________（选填“最低点”或“最高点”）时开始计时并从1开始计数，测得小球第次经过此处的时间为，则单摆的周期__________。（用题中所给物理量符号表示）（3）改变摆长，重复实验，测量出多组周期与摆长的数值后，作出图丁中直线，则重力加速度的大小为__________。（保留三位有效数字）〖答案〗（1）丙（2）最低点（3）9.86〖解析〗（1）为了保证摆动过程中摆长保持不变，悬点也应该固定，故应该选用图丙所示的固定方式。（2）[1][2]为了减少实验误差应让小球在同一竖直平面内做小角度摆动，当小球经过最低点开始计时。由题意可得，小球一次全摆动的周期为（3）由周期公式可得得可见图丁图线的斜率为得13.在一水池底部水平放置一条能够发出红光的圆形细灯带，半径为2m，已知红光在水中的折射率为，细灯带到水面的竖直高度为1m，光在真空中的速度为c=3×108m/s，不考虑水面对光线的反射。（1）求能够射出水面的光线在水中传播的最短时间；（2）计算水面上产生光斑的面积。〖答案〗（1）4.4×10-9s；（2）〖解析〗（1）由题意可知，当光垂直于水面射出时时间最短由于该光在水中折射率为，则求得t≈4.4×10-9s（2）该圆形细灯带在水面上形成的光斑为一个圆环，可以以圆环上一点看成点光源计算，点光源形成的光斑为圆形，圆形的半径为r=htanC已知该光在水中的折射率为该圆环的内径为该圆环的外径为则圆环的面积为14.一个氘核（）和一个氚核（）发生聚变时，可以得到一个氦核和一个中子，已知的比结合能是1.09MeV，的比结合能是2.78MeV，的平均结合能是7.03MeV，中子的结合能为零。（1）写出聚变时核反应方程；（2）求发生聚变时释放的能量；（3）求发生聚变时亏损的质量（c=3.0×108m/s）。〖答案〗（1）；（2）17.6MeV；（3）3.13×10-29kg〖解析〗（1）核反应方程（2）聚变反应前'核和氲核的结合能为E1=（1.09×2+2.78×3）MeV=10.52MeV反应后生成的氦核的结合能为E2=7.03×4MeV=28.12MeV由于单个核子无结合能，即中子无结合能，所以聚变过程释放出的能量为=（28.12-10.5