[物理]新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州2023-2024学年高二下学期7月期末试题(解析版)

这是一份[物理]新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州2023-2024学年高二下学期7月期末试题(解析版)，共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（每小题4分，共32分）
1. 首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是（ ）
A. 法拉第B. 赫兹C. 安培D. 奥斯特
【答案】B
【解析】由物理史实可知首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确科学家是赫兹，故选B。
2. 关于机械振动，下列说法中正确的是（ ）
A. 简谐运动是匀变速运动
B. 弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大
C. 单摆在任何情况下的运动都是简谐运动
D. 受迫振动的频率等于振动系统的固有频率
【答案】B
【解析】A．简谐运动的加速度周期性发生变化，不是匀变速运动，故A错误；
B．弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零，势能最小，动能最大，故B正确；
C．若单摆在同一平面内摆动，且偏角小于5°，可以认为该单摆的运动是简谐运动，故C错误；
D．受迫振动的频率等于驱动力的频率，不一定等于振动系统的固有频率，故D错误。
故选B。
3. 下列说法正确的是( )
A. 电磁波必须依赖介质才能向远处传播；
B. 光由空气进入水中，频率不变，波长变短；
C. 光的干涉、衍射、偏振现象表明光的粒子性；
D. 介质折射率越大，光从介质射向真空时发生全反射的临界角越大．
【答案】B
【解析】A. 电磁波传播的是振荡的电磁场，而电磁场本身就是物质，所以电磁波传播不需要依赖介质，在真空中也能传播，故A项与题意不相符；
B. 光由空气进入水中，频率不变，波速变小，由波速公式v=λf知波长变短，故B项与题意相符；
C. 偏振是横波特有现象，光的偏振现象表明光是横波，说明了光的波动性，故C项与题意不相符；
D. 根据临界角公式分析知，介质折射率越大，光从介质射向真空时发生全反射的临界角越小，故D项与题意不相符．
4. 下列说法不正确的是（ ）
A. 听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声，这是波的多普勒效应
B. 变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场
C. 围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，这是声音的衍射现象
D. 红外线、X射线、紫外线、可见光都是电磁波
【答案】C
【解析】A．听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声是多普勒效应，故A正确，不符合题意；
B．变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场，故B正确，不符合题意；
C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是由于音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区和减弱区，属于波的干涉现象，故C错误，符合题意；
D．红外线、X射线、紫外线、可见光都是电磁波，故D正确，不符合题意。
故选C
5. “玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（ ）
A. 衰变方程中的X等于233
B. 的穿透能力比γ射线强
C. 比的比结合能小
D. 月夜的寒冷导致的半衰期变大
【答案】C
【解析】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为
即衰变方程中的X=234，故A错误；
B．α粒子，穿透能力比γ射线弱，故B错误；
C．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，故C正确；
D．半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。
故选C
6. 下列说法正确的是（ ）
A. 一定质量的理想气体吸热时，其温度一定升高
B. 第一类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律
C. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D. 一定质量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而减少
【答案】C
【解析】A．根据热力学第一定律可知，一定质量的理想气体吸热时，可能对外做功，其温度不一定升高。故A错误；
B．第一类永动机违反了能量守恒定律。故B错误；
C．当分子力表现为斥力，分子间距离的减小时，分子力做负功，分子力和分子势能增大。故C正确；
D．温度降低，分子的平均动能减小，分子每次对器壁的撞击力减小，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积平均碰撞次数必增加，故D错误。
故选C。
7. 下列说法正确的是（ ）
A. 飞虫停在水面上，是因为液体表面张力作用
B. 布朗运动是液体分子的无规则运动
C. 给自行车打气时需用力向下压活塞，是由于气体分子间斥力造成的
D. 单晶体和多晶体的某些物理性质具有各向异性，而非晶体是各向同性的
【答案】A
【解析】A．飞虫停在水面上是因为液体表面存在张力，故A正确；
B．布朗运动是悬浮微粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，故B错误；
C．给自行车打气时需用力向下压活塞，是因为气体压强的原因，不是分子斥力的作用，故C错误；
D．单晶体的某些物理性质是各向异性的，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的，故D错误。
故选A。
8. 下列说法正确的是（ ）

A. 图甲中，当弧光灯发出的光照射到锌板上时，与锌板相连的验电器铝箔有张角，发生光电效应，该效应可以用光的波动性进行解释
B. 如图乙所示为某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，当入射光的频率为2ν0时，光电子逸出的动能一定等于hν0
C. 图丙中，用从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂，不能发生光电效应
D. 图丁是放射性元素发出的射线在垂直于纸面向里的磁场中偏转示意图，射线c是β粒子流，来源为原子核内
【答案】D
【解析】A.图甲中，当弧光灯发出的光照射到锌板上时，与锌板相连的验电器铝箔有张角，发生光电效应，该效应可以用光的粒子性进行解释，故A错误；
B.如图乙所示为某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，由图像可知逸出功为
W0=hν0
当入射光的频率为2ν0时，光电子逸出的最大动能为
Ek=2hν0-W0=hν0
但金属内不同位置电子逸出的动能不一定等于hν0，故B错误；
C.图丙中，根据
E2-E1=10.2 eV
可知用从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂，能发生光电效应，故C错误；
D.图丁是放射性元素发出的射线在垂直于纸面向里的磁场中偏转示意图，根据左手定则可知射线a带正电，则射线c是β粒子流，产生原因是原子核内的一个中子变成一个质子时产生的，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（每小题有多个选项，选对但不全对得2分，全对得4分，错选不得分，共16分）
9. 如图所示，以O点为平横位置，单摆在A、B两点间做简谐运动，已知摆球从A点第一次运动到B点历时，则下列说法中正确的是（ ）
A. 摆球从A点经O点运动到B点即完成一次全振动
B. 该单摆的摆长约为
C. 从A点向O点运动的过程中，摆球回复力也不断增大
D. 将单摆从地面移至山顶，摆动周期将增大
【答案】BD
【解析】A．摆球从A点经O点运动到B点，再从B点经O点运动到A点即完成一次全振动，故A错误；
B．根据题意可知单摆的周期为
根据单摆的周期公式有
解得
故B正确；
C．根据回复力公式
从A点向O点运动的过程中，位移不断减小，摆球回复力也不断减小，故C错误；
D．将单摆从地面移至山顶，重力加速度减小，摆动周期将增大，故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，甲为一列简谐波在t=3.0s时刻波的图像，Q为x=4m的质点，乙为甲图中P质点的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A. 此波沿x轴负方向传播
B. t=8.0s时，P点位移为2cm
C. 若障碍物的尺寸小于12m，则该波不能发生明显衍射现象
D. 该波能与另一列频率为4Hz的简谐波发生稳定的干涉现象
【答案】AB
【解析】A．由图乙可知时质点向轴正方向振动，由“上下坡法”知此波沿轴负方向传播，故A正确；
B．由图乙可知这列波的周期T=4s，从到内，由于
可知时，振动到最大位移处，即位移为2cm，故B正确；
C．产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多，由图甲可知波长，若障碍物的尺寸小于，则该波能发生明显衍射现象，故C错误；
D．该波的频率为
则该波能与另一列频率为4Hz的简谐波不能发生稳定的干涉现象，故D错误。
11. 如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气（空气折射率为1）发生如图所示的折射现象（），下列说法正确的是（ ）
A. 水对a的折射率比水对b的折射率小
B. 在空气中的传播速度
C. 在水中的传播速度
D. 当a、b入射角为0°时，没有光线进入空气中
【答案】AC
【解析】ABC．由于
所以折射率小于，由于
知，在水中的传播速度
在空气中的传播速度都是，故错误，AC正确；
D．当a、b入射角为时，光线垂直分界面进入空气，故D错误。
故选AC。
12. 用如图所示的装置验证动量守恒定律，两球的质量分别为m1、m2（m1>m2），下列说法正确的是（ ）

A. 需要用秒表测时间
B. 斜槽轨道必须光滑
C. M是质量为m1的小球的落点
D. 可用验证动量守恒定律
【答案】CD
【解析】A．该实验中，小球做平抛运动，下落高度一定，根据
可知，当下落高度一定时，下落所用时间相同，而平抛运动水平方向做匀速直线运动，有
因此，只需要测量水平方向的位移就可得到碰撞前后速度之间的关系，所以不需用秒表测时间，故A错误；
B．只要保证每次释放小球的位置相同，就可保证小球运动到斜槽末端时的速度相同，因此不需要斜槽轨道必须光滑，故B错误；
CD．该实验中，未放质量为的小球时，质量为的小球落点为P，当斜槽末端放上质量为的小球时，质量为的小球运动到斜槽末端与质量为的小球发生正碰，质量为的小球将落在N点，质量为的小球将落在M点，而为质量为的小球单独做平抛运动时水平方向的位移，为质量为的小球与质量为的小球发生正碰后在水平方向的位移，为质量为的小球被碰后在水平方向的位移，设质量为的小球碰撞前的速度为，碰后速度为，质量为的小球被碰后速度为，则根据动量守恒有
等式两边同乘以平抛运动的时间，可得
即可用
验证动量守恒，故CD正确。
故选CD。
三、实验题（每空2分，共16分）
13. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲所示装置测量某种单色光的波长。
（1）M、N、P三个光学元件依次为_________。
A. 滤光片、单缝、双缝 B. 单缝、滤光片、双缝
C. 单缝、双缝、滤光片D. 滤光片、双缝、单缝
（2）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可以_________。
A. 将单缝向双缝靠近
B. 将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动
C. 将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动
D. 使用间距稍大些的双缝
（3）光屏上出现的明暗相间条纹如图所示，光屏上P、P1、P2处是亮条纹，Q1、Q2处是暗条纹，P到S1、S2的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上________。
A. P处可能出现暗条纹
B. 不再出现明暗相间的条纹
C. 明暗相间的条纹间距变窄
D. 原P1处的第一级亮条纹向P点靠近
（4）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为_______mm。
【答案】（1）A （2）BD （3）CD （4）####
【解析】（1）双缝干涉实验是让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过滤光片形成单色光，再经过单缝形成相干光，再通过双缝形成干涉条纹。故M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。
故选A。
（2）A．根据双缝干涉条纹间距公式
将单缝向双缝靠近，条纹间距不变，对从目镜中观察到的条纹个数无关，故A错误；
B．根据双缝干涉条纹间距公式
将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动，减小，条纹间距减小，从目镜中观察到的条纹个数增加，故B正确；
C．根据双缝干涉条纹间距公式
将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，增大，条纹间距增大，从目镜中观察到的条纹个数减少，故C错误；
D．根据双缝干涉条纹间距公式
使用间距稍大些的双缝，增大，条纹间距减小，从目镜中观察到的条纹个数增加，故D正确。
故选BD。
（3）A．由于P点到两双缝的距离相等，所以P点依然是光的干涉加强点，不可能出现暗条纹，故A错误；
B．当遮光筒内装满水后，光依然可以发生干涉，在光屏上依然会出现明暗相间的条纹，故B错误；
CD．光从空气射入水中波长会变短，根据双缝干涉条纹间距公式
所以干涉条纹间距会变窄，原P1处的第一级亮条纹向P点靠近，故CD正确。
故选CD。
（4）由图乙可知，读数为
14. 用油膜法估测油酸分子的大小的实验步骤如下：
A.将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液
B.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积
C.向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入爽身粉
D.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓
E.把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为20mm）
F.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
（1）如图所示为描出的油酸膜轮廓，油酸膜的面积约为______m2（保留三位有效数字）。
（2）已知50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为_____m（保留两位有效数字）。
（3）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于______
A. 油酸未完全散开
B. 将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间
C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
D. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
（4）用油膜法测出分子直径后，要测出阿伏加德罗常数，只需知道油滴的______
A 摩尔质量B. 体积C. 摩尔体积D. 密度
【答案】（1）0.0224 （2） （3）AD （4）C
【解析】（1）数出油酸膜轮廓范围内的小方格共有56格，则油酸膜的面积约为
（2）1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为
则油酸分子的直径约为
（3）A．油酸未完全散开，导致偏小，油酸分子的直径计算结果偏大，故A正确；
B．若油酸酒精溶液长时间敞口放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸体积偏小，则所测的分子直径明显偏小，故B错误；
C．求每滴体积时、的溶液的滴数多记了10滴，根据公式
可知，一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积会偏小，这将导致纯油酸体积的计算值小于实际值，油酸分子的直径计算结果偏小，故C错误；
D．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致偏小，油酸分子的直径计算结果偏大，故D正确。
故选AD。
（4）由油分子直径可以求出油分子的体积，只要知道了油的摩尔体积，由摩尔体积和油分子体积之比可以求1摩尔油所含有的油分子数目，即可以求出阿伏加德罗常数。
故选C。
四、解答题（请写出必要的文字说明和解答过程，15、16题各8分，17、18题各10分，共36分）
15. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x轴上有P、M、Q三点，从波传到x＝5 m的M点时开始计时，已知t1＝0.7 s时M点第二次出现波峰。求：
（1）这列波传播的速度大小；
（2）从t＝0时刻起到t2＝1 s止，Q处质点（x＝9 m）通过的路程。
【答案】（1）10 m/s；（2）60 cm
【解析】（1）波沿x轴正方向传播，可知质点M在t＝0时沿y轴负方向振动，经过个周期第二次出现波峰，则有
解得
由题图可知波长为4 m，可得波速为
（2）从t＝0开始，设经过，Q处质点开始振动，则有
所以Q处质点振动的时间为
Q处质点通过的路程为
16. 某饮料瓶内密封一定质量理想气体，时，压强。

（1）时，气压是多大？
（2）保持温度不变，挤压气体，使之压强与（1）时相同时，气体体积为原来的多少倍？
【答案】（1）；（2）0.97
【解析】（1）瓶内气体的始末状态的热力学温度分别为
，
温度变化过程中体积不变，故由查理定律有
解得
（2）保持温度不变，挤压气体，等温变化过程，由玻意耳定律有
解得
17. 一细束单色光在三棱镜的侧面上以大角度由D点入射（入射面在棱镜的横截面内），入射角为i，经折射后射至边的E点，如图所示，逐渐减小i，E点向B点移动，当时，恰好没有光线从边射出棱镜，且。求棱镜的折射率。
【答案】1.5
【解析】
因为当时，恰好没有光线从AB边射出，可知光线在E点发生全反射，设临界角为C，则
由几何关系可知，光线在D点的折射角为
则
sinisinr=n
联立可得
n=1.5
18. 质量mA=2kg的物体A自距地面高度自由落下，与此同时质量mB=1kg的物体B由地面竖直上抛，经过与A碰撞，碰后两物体粘在一起,碰撞时间极短,忽略空气阻力。两物体均可视为质点，重力加速度，求A、B：
（1）碰撞位置与地面的距离x；
（2）碰撞后瞬时的速度大小v；
（3）碰撞中损失的机械能。
【答案】（1）1m；（2）0；（3）12J
【解析】（1）对物体A，根据运动学公式可得
（2）设B物体从地面竖直上抛的初速度为，根据运动学公式可知
即
解得
可得碰撞前A物体的速度
方向竖直向下；
碰撞前B物体的速度
方向竖直向上；
选向下为正方向，由动量守恒可得
解得碰后速度
（3）根据能量守恒可知碰撞损失的机械能