河南省许昌市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1XCS2023-2024学年第二学期期末教学质量检测高二物理注意事项：1.答题前，先将自己的相关信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选〖答案〗的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。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，只有一个选项符合题目要求）1.2021年12月1日，上海洋山海关首次在进口板材中检测发现人工核素铯137，且铯137活度浓度超过了国家规定的免管浓度值，199.5吨被放射性污染的樟子松板材被退运出境。已知人工核素绝137的半衰期长达30年之久，衰变时还会辐射射线，其衰变方程为。则下列说法正确的是（）A.衰变方程中的X来自铯137内的质子向中子的转化B.升高温度，经过大约60年铯137将衰变殆尽C.X的质量等于衰变过程中的质量亏损D.衰变后的新核处于不稳定的高能级，它要向低能级跃迁，并放出光子〖答案〗D〖解析〗A．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X为电子，衰变方程中的电子来自铯137内的中子向质子的转化，故A错误；B．半衰期只由原子核自身决定，升高温度，不改变半衰期，铯137的半衰期为30年，所以经过大约60年，还剩下四分之一的铯137没有发生衰变，故B错误；C．衰变过程中的质量亏损为故C错误；D．衰变后的新核处于不稳定的高能级，它要向低能级跃迁，并放出光子，故D正确。故选D。2.1909年卢瑟福指导他的学生做了著名的α粒子散射实验。α粒子轰击金箔的轨迹如图所示。下列说法不正确的是（）A.少数α粒子穿过金箔后发生较大角度的偏转是由于其与电子发生了碰撞B.绝大多数α粒子沿直线穿过，偏转角很小，说明原子内部大部分是中空的D.α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，电势能最大〖答案〗A〖解析〗A．少数α粒子穿过金箔后发生较大角度的偏转是由于α粒子受到金箔原子核的斥力作用较大，而非与电子发生了碰撞，A错误，符合题意；B．绝大多数α粒子沿直线穿过，偏转角很小，说明原子内部大部分是中空的，B正确，不符合题意；C．极少数α粒子被弹回，说明原子中心是一个体积小，带正电且占有原子几乎全部质量的核，C正确，不符合题意；D．α粒子散射实验中，当α粒子接近原子核时，受到电场斥力作用，则电场力对α粒子做负功，电势能增大，因此当α粒子最接近原子核时，电势能最大，D正确，不符合题意。故选A。3.关于气体热现象的微观解释，下列说法中正确的是（）A.密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目一定相等B.大量气体分子速率有大有小，但是按“中间多，两头少”的规律分布C.如果温度升高，气体分子在单位时间内对器壁的碰撞次数一定增多D.一定质量的理想气体，温度不变，体积减小时，气体的内能一定增大〖答案〗B〖解析〗A．气体分子做无规则运动，在密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目基本相等，但不能说一定相等，故A错误；B．大量气体分子的速率有大有小，但是按“中间多，两头少”的规律分布，故B正确；C．温度升高，分子热运动加快，分子的平均速率增大，但单位体积内的分子数不知如何变化，所以气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数不一定增多，故C错误；D．一定质量的理想气体，温度不变，气体的内能不变，故D错误。故选B。4.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（）A.光学镜头上的增透膜是利用光的折射现象B.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象C.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D.如果某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的频率要变大〖答案〗B〖解析〗A．光学镜头上增透膜是利用光的干涉现象，A错误；B．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，B正确；C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，C错误；D．如果某一遥远星球离地球远去，由多普勒效应可知，地球上接收到该星球发出光的频率要变小，D错误。故选B。5.如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是（）A.振动周期为5s，振幅为8cmB.第4s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C.从第2s末到第3s末振子在做减速运动D.第1s末振子的速度为正向的最大值〖答案〗B〖解析〗A．振幅是振子离开平衡位置的最大距离，故振幅为8cm，而周期是完成一次全振动的时间，振动周期为4s，A错误；B．第4s末，振子在正最大位移处，速度为零，加速度为负向的最大值，B正确；C．从第2s末到第3s末，振子从负最大位移处运动到平衡位置，振子做加速运动，C错误；D．第1s末，振子从正最大位移处向负最大位移处运动的过程中恰好经过平衡位置处，速度为负向的最大值，D错误。故选B。6.如图甲所示，“日晕”又叫“圆虹”，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示，为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（）A.冰晶对a光的折射率大于对b光的折射率B.在冰晶中，a光的传播速度较小C.用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距比a光的窄D.从同种玻璃中射入空气发生全反射时，b光临界角较大〖答案〗C〖解析〗AC．由题图可知a光偏折程度比b光的偏折程度小，根据棱镜色散规律可知a光的频率和折射率比b光小，则a光的波长比b光的波长大，根据干涉条纹间距公式可知b光的条纹间距比a光的窄，故A错误，C正确；B．易知冰晶对b光的折射率比对a光的折射率大，根据可知在冰晶中，b光的传播速度较小，故B错误；D．同种玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小，根据可知从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，故D错误。故选C。7.在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，若机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，从高空客舱到机场地面（）A.瓶内气体的分子平均动能变大 B.瓶内气体放出热量C.瓶内气体压强变小 D.瓶内气体的密度不变〖答案〗B〖解析〗A．机场地面温度与高空客舱内温度相同，则瓶内气体的分子平均动能不变，故A错误；B．瓶内气体的分子平均动能不变，内能不变，矿泉水瓶变瘪，外界对气体做功根据可知瓶内气体放出热量，故B正确；C．根据可知瓶内气体的压强变大，故C错误；D．瓶内气体体积减小，密度增大，故D错误。故选B。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.如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波传播的速度的大小均为v=0.4m/s，两列波的振幅均为A=2cm。图示为t=0时刻两列波的图像（传播方向如图所示），此时刻平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动，质点M处于x=0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是（）A.质点M振动后的振幅为2cmB.x=0.4m处，质点起振方向沿y轴负方向C.t=2s时，质点M的纵坐标为–4cmD.0到2s这段时间内，质点M通过的路程为32cm〖答案〗BC〖解析〗A．根据题意可知，两列简谐横波同时传播至M点；根据上下坡法可知，左侧波的起振方向沿y轴负方向，右侧波的起振方向也沿y轴负方向，则根据波的叠加原理可知质点M振动后的振幅为4cm，故A错误；B．根据上下坡法可知，左侧波的起振方向沿y轴负方向，左侧波先传播至x=0.4m处，则该处的起振方向沿y轴负方向，故B正确；CD．两列简谐波的周期为两列简谐波传播至质点M的时间为则t=2s时，质点M已振动的时间为质点M处于波谷位置，纵坐标为–4cm，通过的路程为故C正确，D错误；故选BC。9.密闭容器内封有一定质量的理想气体，V-T图像如图所示，从状态a开始变化，经历状态b、状态c，最后回到状态a完成循环。下列说法正确的是（）A.气体在由状态a变化到状态b的过程中吸收热量B.气体在由状态b变化到状态c的过程中，内能增加C.气体从状态a完成循环回到状态a的过程中，向外界放出热量D.气体从状态c变化到状态a的过程中，单位时间撞击单位面积容器壁的分子数增加〖答案〗AC〖解析〗A．气体在由状态a变化到状态b的过程中压强不变，体积增大，气体对外做功，即W＜0；温度升高，气体内能增大，即＞0，由热力学第一定律可知Q＞0气体吸收热量，故A正确；B．气体在由状态b变化到状态c的过程中，气体温度不变，气体内能不变，故B错误；C．气体从状态a完成循环回到状态a的过程中，气体温度不变，气体内能不变，由热力学第一定律有=0从a到b为等压变化，气体体积变大，气体对外做功为从b到c为等温变化，气体体积减小，外界对气体做功为为从b到c的压强的平均值，据可得所以数值上而气体从c到a体积不变，气体不做功，故气体从状态a完成循环回到状态a的的过程中，表现为外界对气体做功，总全程功为正值，根据热力学第一定律可知气体向外界放出热量，故C正确；D．气体从状态c变化到状态a的过程中，体积不变，分子密度不变，而温度降低，分子的平均动能减小，气体的压强减小，所以单位时间撞击单位面积容器壁的分子数不会增加，故D错误。故选AC。10.氢原子能级如图甲所示。一群处于n=4能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，只能得到3条电流随电压变化的图线，如图丙所示。下列说法正确的是（）A.b光的频率大于c光的频率B.阴极K材料的逸出功为5.75eVC.图中M点的数值为-6.34D.滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数一定持续增大〖答案〗ABC〖解析〗A．根据图丙可知，b光的遏止电压大于c光的遏止电压，由于可知，b光的频率大于c光的频率，故A正确；B．由于只能得到3条电流随电压变化的图线，表明只有三种光能够使阴极K发生光电效应现象，根据图丙可知，a光的遏止电压在三种光中最大，最大值为7V，结合上述可知，a光的频率最大，即光子能量最大，a光是从4能级跃迁至1能级产生，则有根据解得故B正确；C．结合上述可知，b光是从3能级跃迁至1能级产生，则有根据解得可知，图中M点的数值为-6.34，故C正确；D．根据图乙可知，A极电势比K极电势高，A、K间为加速电压，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流先增大，当达到饱和电流后，电流保持不变，即电流表的示数不是持续增大，故D错误。三、实验题（本题共2小题，共14分。请在答题卡上按题目要求作答）11.小徐同学在做“用油膜法估测分子的大小”的实验。他在1mL纯油酸中加入酒精，直至油酸酒精溶液的总体积为1000mL，接着用滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得50滴油酸酒精溶液的体积为1mL。（1）他在浅盘中装入约2cm深的水，并撒上痱子粉，接着将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。则这滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______m3。（2）待油酸薄膜的形状稳定后，他将玻璃板放在盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上，接着将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标系中正方形方格的边长为2cm。根据实验数据估测出油酸分子直径约为_________m。（计算结果均保留一位有效数字）（3）关于本实验，下列说法正确的有_______。A.计算油膜面积时应舍去所有不足一格的方格B.实验中我们假设油酸分子是紧挨着的没有空隙C.实验中油酸未完全散开，会导致油酸分子直径的计算结果偏大D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，若滴数少计了，会导致油酸分子直径的计算结果偏小〖答案〗（1）（2）（3）BC〖解析〗（1）1mL纯油酸中加入酒精，直至油酸酒精溶液的总体积为1000mL，则有油酸酒精溶液中纯油酸的浓度为一滴油酸酒精溶液的体积为则有一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是（2）由题图可知油膜的面积可得油酸分子直径约为（3）A．计算油膜面积时应舍去不足半格的，而大于等于半格的记为一格，若舍去所有不足一格的方格，得到的油膜面积将偏小，从而计算得到的油酸分子直径偏大，A错误；B．该实验是理想化的模型，实验中我们假设油酸分子是紧挨着的没有空隙，B正确；C．实验中油酸未完全散开，将导致油膜面积偏小，从而会导致油酸分子直径的计算结果偏大，C正确；D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，若滴数少计了，则导致一滴油酸酒精溶液体积偏大，从而导致一滴油酸的体积偏大，则会导致油酸分子直径的计算结果偏大，D错误。故选BC。12.某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；加上红色滤光片，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；（单选）A．将单缝向双缝靠近B．将屏向靠近双缝的方向移动C．将屏向远离双缝的方向移动D．使用间距更小的双缝（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为，则单色光的波长______；（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm，则所测单色光的波长为______m（结果保留2位有效数字）；（4）如果用紫色光重新实验，相邻亮纹间距会______（填“变大”“变小”或“不变”）。〖答案〗（1）B（2）（3）（4）变小〖解析〗（1）[1]根据双缝干涉条纹间距公式可知，要增加观察到的条纹数，即减小，需增大d或减小l，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，或使用间距更大的双缝，故ACD错误，B正确。故选B。（2）[2]相邻两条亮条纹之间的距离根据双缝干涉条纹间距公式解得（3）[3]所测单色光的波长（4）[4]由于原来是红色滤光片，是红色光产生的干涉条纹，如果用紫色光重新实验，紫色光波长比红色光波长短，根据双缝干涉条纹间距公式可知，用波长较短的紫色光重新实验，相邻两条亮纹间距会变小。四、计算题：（本题共3小题，共40分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后〖答案〗的不能得分；有数值计算时，〖答案〗中必须明确写出数值和单位。请在答题卡上按题目要求作答）13.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时刻部分的波形图如图中实线所示，经过该部分波形图如图中虚线所示，已知虚线上波峰对应的平衡位置到原点O的距离为，质点A平衡位置的横坐标为。（1）求该简谐横波的波速；（2）当波速取最小值时，求质点A的振动方程。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）由波形图可知，波长波沿轴正方向传播，则解得（2）时，波速最小为，此时