湖南省岳阳市岳阳县第一中学2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题（解析版）

2024年高二下学期期末考试物理试题一、选择题（共8小题，每题4分，共32分）1.关于热现象，下列说法正确的是（）A.两热力学系统达到热平衡的标志是内能相同B.气体温度上升时，每个分子的热运动都变得更剧烈C.气体从外界吸收热量，其内能可能不变D.布朗运动是液体分子的无规则运动【答案】C【解析】【详解】A．两热力学系统达到热平衡的标志是温度相同，选项A错误；B．气体温度上升时，分子的平均动能变大，但不是每个分子的热运动都变得更剧烈，选项B错误；C．气体从外界吸收热量，若同时对外做功，则其内能可能不变，选项C正确；D．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的具体表现，选项D错误。故选C。2.如图所示，有一个长为12cm的线光源AB，其表面可以朝各个方向发光，现将AB封装在一个半球形透明介质的底部，AB中点与球心O重合。半球形介质的折射率为1.5，为使AB发出的所有光都能射出球面，不考虑二次反射，则球半径R至少为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】如图所示在半球面上任选一点P，根据几何关系可知，若此时线状光源B点发出的光能够射出P点，则线状光源其他点发出的光也一定能够射出P点，所以只要B点发出的所有光线能够射出球面，则光源发出的所有光均能射出球面，在中，根据正弦定理有解得当时，有最大值为使光线一定能从P点射出，根据全反射应有所以故选C。3.常见的气压式水枪玩具内部原理如图所示。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水立即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内温度始终保持不变，则罐内气体（）A.压强变大 B.内能减少 C.对外做功 D.对外放热【答案】C【解析】【详解】A．喷水过程中，气体体积增大，根据等温变化罐内气体压强减小，故A错误；B．温度不变，内能不变，故B错误；C．气体体积增大，气体对外做功，故C正确；D．根据热力学第一定律内能不变，气体对外做功，则气体吸收热量，故D错误。故选C。4.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子从处静止释放后仅在分子间相互作用力下滑到x轴运动，两分子间的分子势能与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示，图中分子势能最小值，若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是（）A.乙分子时，加速度最大 B.乙分子在时，其动能最大C.乙分子在时，动能等于 D.甲乙分子的最小距离一定大于【答案】C【解析】【分析】【详解】ABC．乙分子在时，分子势能最小，分子间距离为平衡距离，分子力为零，故加速度为零，此时速度最大，动能最大，由于从处静止释放后仅在分子间相互作用力下滑到x轴运动，故分子势能和动能之和不变，则此时的动能等于，故C正确，AB错误；D．当乙分子运动到时，其分子势能为零，其分子动能也为零，此时两分子的距离最小，而后向分子间距变大的方向运动，因此甲乙分子的最小距离一定等于，故D错误。故选C。5.如图，开口向上且足够长的玻璃管竖直放置，管内长为5cm的水银柱封闭了一段长为6cm的气柱。保持温度不变，将管缓慢转动至水平位置，气柱长度变为（大气压强为75cmHg）（）A.5.6cm B.6.0cm C.6.4cm D.7.1cm【答案】C【解析】【详解】初状态气体压强为末状态气体压强为由玻意耳定律得解得故ABD错误，C正确故选C。6.一根长20m的软绳拉直后放置在光滑水平地板上，以绳中点为坐标原点，以绳上各质点的平衡位置为x轴建立图示坐标系。两人在绳端P、Q沿y轴方向不断有节奏地抖动，形成两列振幅分别为10cm、20cm的相向传播的机械波。已知P的波速为2m/s，t=0时刻的波形如图所示。下列判断正确的有（）A.两波源的起振方向相反B.两列波的频率均为2Hz，叠加区域有稳定干涉图样C.t=6s时，两波源间（不含波源）有5个质点的位移为－10cmD.叠加稳定时两波源间（不含波源）有10个质点的振幅为30cm【答案】AC【解析】【详解】A．P起振方向沿y轴负方向，而Q起振方向沿y轴正方向，因此起振方向相反，A正确；B．由于波长波速由介质决定的，因此两列波的速度相等，根据可知，因此两列波的频率均为0.5Hz，叠加区域有稳定干涉图样，B错误；C．t=6s时，两列波都向前传播了12m，波形如图所示当两列波叠加时，合振动等于两个振动的矢量和，由图象可知，在x=-7m，x=-1m，x=3m处位移都是-10cm，且在6~8m间还有两个点位移是-10cm，因此有5个点位移为-10cm，C正确；D．振动稳定后，某时刻振动图象图所示从图中可知，在叠加稳定时两波源间（不含波源）有9个质点的振幅为30cm，D错误。故选AC。7.如图所示是卢瑟福的粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（）A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C.粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D.绝大多数的粒子发生大角度偏转【答案】A【解析】【详解】AD．α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据，故A正确，D错误；B．α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，故B错误。C．发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，故C错误；故选A.8.关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（）A.α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强B.β射线是原子核外电子电离形成电子流，它具有中等的穿透能力C.γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强D.γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱【答案】C【解析】【详解】A．α射线的穿透能力最弱，故A错误；B．β射线是核内中子衰变为质子时放出的电子形成的，与核外电子无关，故B错误；CD．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强，故C正确，D错误。故选C。二、多选题（共2小题，共10分）9.关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是（）A.某种物体的温度为0℃，说明该物体中所有分子的动能均为零B.物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大C.当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，所以分子力表现为引力D.10g100℃水的内能小于10g100℃水蒸气的内能【答案】BD【解析】【详解】A．某种物体的温度是0℃，内能不为0，所以物体中分子的平均动能不为零，故A错误；B．温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，内能的大小还与物质的多少以及分子势能有关，所以内能不一定增大，故B正确；C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，斥力减小得快，当分子间距小于r0时，分子间的斥力大于引力，分子力表现为斥力，当分子间距大于r0时，分子间的斥力小于引力表现为引力，故C错误；D．温度是分子平均动能的标志，所以10g、100℃的水的分子平均动能等于10g、100℃的水蒸气的分子平均动能，同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量，所以100℃水的内能小于100℃的相同质量的水蒸气的内能，故D正确。故选BD。10.浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为，则下列说法正确的是（）A.a千克气凝胶所含的分子数B.气凝胶的摩尔体积C.每个气凝胶分子的体积D.每个气凝胶分子的直径【答案】ABC【解析】【详解】A．气凝胶的摩数为则气凝胶所含有的分子数为A正确；B．气凝胶摩尔体积为故B正确；B正确，C．气凝胶中包含个分子，故每个气凝胶分子的体积为C正确：D．设每个气凝胶分子的直径为d，则有解得D错误。故选ABC。三、实验题（共2小题，共20分）11.（1）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线AO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。下面关于该实验的说法正确的是_______；A．插上大头针P3，使P3挡住P2和P1的像B．插上大头针P4，使P4挡住P3、P2和P1的像C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当大些D．为减小测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好E．若将该玻璃砖换为半圆形玻璃砖，仍可用此方法测玻璃的折射率在“测玻璃的折射率”实验中∶（2）小朱同学在实验桌上看到方木板上有一张白纸，白纸上有如图甲所示的实验器材，他认为除了量角器外还缺少一种器材，请你写出所缺器材的名称：_____________。老师将器材配齐后，他进行实验，图乙是他在操作过程中的一个状态，透过玻璃砖观察，调整视线方向，插上第四枚大头针P4应使其遮挡住___________。（3）为取得较好的实验效果，下列操作正确的是_____________。A．必须选用上下表面平行的玻璃砖B．选择的入射角应尽量小些C．大头针应垂直地插在纸面上D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些（4）小朱同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，用圆规以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图丙所示，若他测得AB=7.5cm，CD=5cm，则可求出玻璃的折射率n=_____________。（5）某同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系如图所示，他的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。则该同学测得的折射率测量值_____________真实值（填“大于、小于、等于”）【答案】①.ABCE②.刻度尺③.挡住P1、P2的像以及P3④.CD⑤.1.5⑥.小于【解析】【详解】（1）[1]AB．确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，故AB正确；C．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，故P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度，故C正确；D．入射角θ1即P1和P2的连线与法线的夹角尽量大些，即P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角适当小些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，故D错误。E．本实验中采用挡像法进行测量，对于半圆形玻璃砖同样可以确定入射光线和折射光线，故可以确定折射率，故E正确。故选ABCE。（2）[2]缺少的器材为：刻度尺；[3]运用两点一线的原理确定光线方向，观察的这一侧插两枚大头针应使P4挡住P1、P2的像以及P3；（3）[4]A．测玻璃的折射率的原理是折射玻璃上下表面不平行也能测出折射率，故A错误；B．选择的入射角应尽量大一些，以减小测量误差，故B错误；C．大头针应垂直地插在纸面上，防止产生误差，故C正确；D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，可减小确定光线时产生的误差，故D正确。故选CD。（4）[5]玻璃的折射率（5）[6]如图为在图中分别作出的实际光路图（图中实线）和以aa′、bb′为界面、以大头针留的痕迹作为出射光线画的实验光路图（图中虚线）比较实际光路图的折射角与实验光路图的折射角关系可知：折射角测量值偏大，则折射率偏小。12.油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中含有油酸0.6mL，现用滴管向量筒内滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为1cm，试问：（1）这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。（2）利用题中所给数据并结合上图，估测出油酸分子的直径是_______m（结果保留一位有效数字）。（3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是_________。A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C．计算油酸模面积时，只数了完整的方格数；D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开（4）若阿伏伽德罗常数为，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是___________。A．1kg油酸所含有分子数为B．1油酸所含分子数为C．1个油酸分子的质量为D．油酸分子的直径约为【答案】①.单分子②.③.ACD④.B【解析】【详解】（1）[1]这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜。（2）[2]根据题意可知，一滴油酸酒精溶液中的油酸的体积为由图可知，图中每个小格面积为由图可知，面积超过一半的按一个算，小于一半的舍掉，则油酸膜占125个小格，则油酸膜面积为则估测出油酸分子的直径是（3）[3]A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，测量体积偏大，则分子直径偏大，故A正确；B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，测量面积偏大，则分子直径偏小，故B错误；C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数，测量面积偏小，则分子直径偏大，故C正确；D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，测量面积偏小，则分子直径偏大，故D正确。故选ACD。（4）[4]A．1kg油酸所含有分子数A错误；B．1油酸所含分子数B正确；C．1个油酸分子的质量C错误；D．把油酸分子看作一个个球紧密排列，则有解得D错误。故选B。四、解答题（共3小题，共48分）13.如图所示为沿x轴传播的简谐横波，实线为时的波形图，经时波形图为虚线所示。求：（1）该波的波速为多少？（2）若波速为时，从时重新开始计时，写出坐标为处的质点的振动方程。【答案】（1）（，1，2，3…）或（，1，2，3…）；（2）【解析】【详解】（1）由图可知波的振幅为、波长为，时坐标为处的位移为若波沿x轴正方向传播，则（，1，2，3…）解得（，1，2，3…）波速为（，1，2，3…）若波沿x轴负方向传播，则（，1，2，3…）解得（，1，2，3…）波速为（，1，2，3…）（2）结合（1）的解析可知，当波速为时，波沿x轴的负方向传播，处的质点振动方向沿y轴的正向。周期为则处的振动方程为开始计时时，处的位移为，解得则开始计时时，处的振动方程为14.如图所示，小物块A的质量=1kg，与A相距s=1m，质量=2kg的小物块B静止在水平桌面边缘，桌面离水平地面的高度h=1.25m，小物块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，在水平向右的推力F=4N的作用下，由静止开始沿桌面做匀加速直线运动，并与物块B发生弹性正碰，设碰撞时间极短且在即将碰撞的瞬间撤去推力，g=10m/s²，求：（1）碰前小物块A的速度大小；（2）碰后小物块B的速度大小（3）碰后物块小B落地的水平位移大小；【答案】（1）2m/s；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设碰前小物块