河北省张家口市第一中学2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

张家口市第一中学北校区高二物理第二学期月考试题 张家口市第一中学北校区第二学期期末试题 高二物理 （时长：75分钟）（满分100分） 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. 某钓鱼爱好者用粗细均匀的塑料直管制成如图所示的浮漂，浮漂在水中平衡时，O点恰好与水面平齐，A、B两点到O点的距离相等，将浮漂向下按至A点与水面平齐后由静止释放，若不计阻力，浮漂做简谐振动，下列对于浮漂释放后的运动过程说法正确的是（　 　） A. 浮漂速度为零时，位移也为零 B.浮漂加速度增大时，速度一定减小 C. A从最高点运动到水面的过程中，加速度增大 D. 浮漂位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向相同 2.关于光现象，下列说法正确的是(　　) A.甲图中，内窥镜中的光导纤维输送信息，应用了光的全反射 B.乙图中，若减小薄片的厚度，所观察到的干涉条纹间距将变密 C.丙图中，观看立体电影时配戴的特制眼镜利用了光的衍射原理 D.丁图中，肥皂膜看起来常常是彩色的，这是光的偏振现象 3、金属探测仪被各考场广泛应用，从而营造了良好的考试公平环境。如图甲为某一款金属探测仪，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时，探测仪线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图乙所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是(　　) A.此时电容器中的电场能正在减小 B.此时线圈中的自感电动势正在减小 C.此时电路中电流沿顺时针方向且LC振荡电路中电流减小 D.若LC振荡电路中的电感变小，其振荡频率也变小 4、如图所示为研究光电效应的装置，当分别利用波长为2λ、λ的单色光照射锌板时，从锌板表面逸出的光电子的最大初速度之比为1∶3，电流计的示数均不为零。已知单色光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h。则(　　) A.锌板的极限频率为 B.用波长为2λ的光照射锌板时，电流计的示数较大 C.用波长为3λ的单色光照射锌板时，能从锌板表面逸出光电子 D.用波长为2λ、λ的单色光分别照射锌板时，二者遏止电压之比为1∶9 5、关于下图中所涉及物理知识的论述中正确的是(　　) A.甲图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力均为零 B.乙图中，在固体薄片上涂上石蜡，用灼热的针接触其下表面，从石蜡熔化情况知固体薄片可能为非晶体 C.丙图中，液体表面层分子间相互作用表现为斥力，正是因为斥力才使得水黾可以停在水面上 D.丁图中，迅速压下活塞，可观察到硝化棉燃烧起来，这表明气体从外界吸热，内能增加 6、一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p－V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a(V0,2p0)、b(2V0，p0)、c(3V0,2p0)。以下判断正确的是(　　) A．气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功 B．气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量 C．在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 D．气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量 7.冰雕展上有一种由冰块制作的装饰灯，冰块成立方体，在立方体的中心安装着一个很小的灯，灯向各个方向均匀发光。已知冰的折射率为，冰块在各侧面上有光射出的地方用空白表示，没有光射出的地方用阴影表示，下列四幅图能正确表示光从侧面射出情况的是(　　) 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，图甲为一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负向传播时t=0时刻的波形图，M和N（N点位置图甲中未标明）是介质中的两个质点，M是平衡位置位于x=1.0m处的质点，质点N的振动图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 这列简谐横波在介质中的传播速度为2m/s B. 在t=2.5s时，质点M的加速度方向沿y轴负方向 C. 质点N做简谐运动的位移y随时间t变化的关系式为 D. M、N两质点的平衡位置相距半波长的奇数倍 9、如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面图。MN为直径，O点为圆心。一束由红光和紫光组成的复色光沿AM方向射入玻璃砖，分成两束单色光后各自传播到B、C两点。已知∠AMN＝150°，∠MOB＝60°，∠MOC＝90°。则下列说法中正确的是(　　) A.传播到C点的为红光 B.红光和紫光的折射率之比为1∶ C.红光和紫光在玻璃砖内的速度之比为1∶ D.红光和紫光从M点射入到第一次射出玻璃砖所经过的时间之比为∶1 10、已知氢的同位素氚(H)的原子能级分布与氢(H)的原子能级分布相同，用光子能量为12.75 eV的光束照射大量处于基态的氚(H)原子，再用氚原子跃迁时辐射的光照射逸出功为2.25 eV的金属板。氢原子能级分布如图，氚(H)原子核发生β衰变的半衰期约为12.5年。下列说法正确的是(　　) A.氚原子跃迁时，一共能发出4种不同频率的光子 B.从金属板上打出的粒子的最大初动能为10.5 eV C.光束照射氚(H)原子时能使核衰变的半衰期缩短为8.75年 D.氚(H)原子核发生β衰变产生氦(He)原子核 三、非选择题（本题共5小题，共54分．考生根据要求作答） 11.（6分） 某同学通过图(a)所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。 (1)图(a)中的A是________传感器。（1分） (2)将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。操作中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是为了_______________________；（1分） 若实验过程中不慎将活塞拔出注射器，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了____________________________________________________。（1分） (3)实验中通过活塞所在刻度读取了多组气体体积V及对应压强p，为了在xOy坐标系中获得直线图像，应取y轴、x轴分别为________(选填“V、”或“p、V”)。（1分） (4)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到的函数图像如图(b)中直线所示，若已知传感器和注射器连接处的软管容积为V0，则这颗冰糖的体积为________。（2分） 12、（10分）如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准(0.15 kg)的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1 N。调节可调电阻R0，可改变R、R0两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫作放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。 (1)当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻_______(填“较大”或“较小”)。 (2)自动分拣装置正常工作时，大苹果通过________(填“通道A”或“通道B”)。 (3)若电源电动势为5 V，内阻不计，放大电路的激励电压为2 V。 ①为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值等于 kΩ(结果保留2位有效数字)。 ②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻________(填“R”“R0”或“电源”)两端。 ③若要提高分拣标准到0.33 kg，仅将R0的阻值调为____________kΩ即可实现(结果保留2位有效数字)(提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比)。 13.（10分）如图所示，摆长为L的单摆竖直悬挂后摆球在最低点O距离地面高度为h，现将摆球拉至A点无初速度释放，摆角为θ(θ＜5°)．当摆球运动到最低点O时，摆线突然断裂．不计空气阻力，重力加速度为g，求摆球从A点开始运动到落地经历的时间． 14、（12分）已知氢原子的基态能量为－13.6 eV，核外电子的第一轨道半径为0.53×10－10 m，电子质量me＝9.1×10－31 kg，电荷量为1.6×10－19 C，求电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和原子的电势能各多大？ 15、（16分）如图所示，两管口均封闭的U形玻璃管(粗细均匀)竖直放置，管中的一段水银将U形玻璃管中封闭的理想气体分成A、B两部分，左管中气柱A长为15 cm，右管中气柱B长为25 cm，左右两管中水银液面高度差为10 cm。现打开右管口的阀门K，水银稳定时，两管中水银液面恰好相平，已知大气压强恒为75 cmHg，环境温度和气体温度始终不变。求： (1)打开阀门K前，气柱A中气体的压强(用cmHg为单位)； (2)打开阀门K后，从气柱B中逸出气体的质量与打开阀门K前气柱B中气体的质量的比值。 1 $$ 张家口市第一中学北校区第二学期期末试题 高二物理 （时长：75分钟）（满分100分） 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.B 2.A　[甲图中，内窥镜中的光导纤维输送信息，应用了光的全反射现象，A正确；乙图中，由公式Δx＝λ可知，只减小薄片的厚度即d减小，Δx将增大，所观察到的干涉条纹间距将变疏，B错误；丙图中，观看立体电影时配戴的特制眼镜利用了光的偏振现象，C错误；丁图中，肥皂膜看起来常常是彩色的，这是光的干涉现象，D错误。] 3、C　[如图所示时刻，根据安培定则可知，回路中电流为顺时针，则电容器正在充电，电荷量在增大，电流减小，电场能正在增大，根据E＝L，可知线圈中的自感电动势正在增大，故A、B错误，C正确；L减小，根据T＝2π，T减小，f增大，故D错误。] 4、D　[波长为2λ、λ的单色光的能量分别为E1＝，E2＝，由爱因斯坦光电效应方程可知Ekm1＝－W0，Ekm2＝－W0，又由逸出光电子的最大初速度之比为1∶3，知光电子的最大初动能之比为1∶9，由以上可解得W0＝，所以ν0＝＝，A错误；电流计的示数与光电流的大小有关，单位时间内逸出的光电子数目越多，光电流越大，而单位时间内逸出的光电子数与光的强度有关，由于光的强度关系未知，B错误；波长为3λ的单色光的频率为ν＝<，因此该光不能使锌板产生光电效应现象，即不能从锌板表面逸出光电子，C错误；由公式eUc＝Ekm可得Uc＝，即二者遏止电压之比为1∶9，D正确。] 5、B　[甲图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，方向相反，分子力表现为零，故A错误；乙图中，在固体薄片上涂上石蜡，用灼热的针接触其下表面，从石蜡熔化情况可知表现为各向同性，则此固体薄片可能为多晶体或非晶体，故B正确；丙图中，水黾可以停在水面上是由于液体表面层分子间相互作用表现为引力，即液体表面张力作用的结果，故C错误；丁图中，迅速压下活塞，可观察到硝化棉燃烧起来，这表明外界对气体做功，而气体还来不及向外界放热，气体内能增加，温度迅速升高，故D错误。] 6、C解析　气体在a→b过程中体积增大，气体对外做功，在b→c过程中体积增大，气体对外做功，根据p－V图像与横轴所围的面积表示做的功可知，在这两个过程中气体对外做的功相等，故A错误；气体在a→b过程中体积增大，气体对外做功，由理想气体状态方程可知，a、b两个状态温度相等，内能不变，由热力学第一定律可知吸收的热量等于气体对外做的功；气体在b→c过程中体积增大，气体对外做功，由理想气体状态方程可知，c状态的温度高于b状态的温度，内能增加，由热力学第一定律可知吸收的热量等于气体对外做的功与内能增加量之和，即气体在a→b过程中吸收的热量小于气体在b→c过程中吸收的热量，故B错误；气体在c→a的过程中，体积减小，温度降低，外界对气体做功，内能减小，根据热力学第一定律，外界对气体做的功小于气体放出的热量，故C正确；由理想气体状态方程可知，a、b两个状态温度相等，内能相等，所以气体在c→a的过程中内能的减少量等于气体在b→c过程中内能的增加量，故D错误。 7.A　[光从冰块射向空气发生全反射的临界角sin C＝＝，光从6个侧面射出的情况相同，以光射向底面为例，临界情况1当光垂直射向底边时如图甲，sin α＝<sin C，不会发生全反射，有光射出，临界情况2当光刚好射到顶角时如图乙，sin β＝>sin C，会发生全反射，没有光射出，故A正确。] 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，对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. AC【解析】A．由图甲可知波长为由图乙可知周期为 波的传播速度为故A正确；B．t=0时M点向轴正方向振动，t=2.5s时经历的时间为此时质点M在负向最大位移处，加速度a方向与位移方向相反，加速度a方向沿y轴正方向，故B错误；C．质点的振幅为， 由图乙可知初相位为，故质点N做简谐运动的位移y随时间t变化的关系式为故C正确；D．由图乙可知质点N与质点M振动情况完全相同，M、N两质点的平衡位置相距波长的整数倍，故D错误。故选AC。 9、AB　[传播到C点光偏折程度较小，折射率较小，为红光，故A正确；由几何关系可知，入射角为60°，红光折射角为45°，紫光折射角为30°，根据折射定律n＝，红光和紫光的折射率分别为n1＝，n2＝，红光和紫光的折射率之比为1∶，故B正确；根据n＝，红光和紫光在玻璃砖内的速度之比为∶1，故C错误；根据sin C＝，结合几何关系可知，紫光在玻璃砖内发生两次全反射后从N点射出。设玻璃砖半径为r，红光和紫光在玻璃砖中的路程分别为l1＝r＝v1t1 ，l2＝3r＝v2t2，根据n＝，联立得，红光和紫光从M点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所用的时间之比为t1∶t2＝1∶3，故D错误。] 10、BD　[处于基态的氚原子吸收光子能量后发生跃迁，有－13.6 eV＋12.75 eV＝－0.85 eV＝E4，到达第4能级的氚原子可以辐射出C＝6种不同频率的光子，A错误；从第4能级跃迁到第1能级时辐射光子的能量最大，为12.75 eV，由爱因斯坦光电效应方程得Ekm＝hν－W0＝10.5 eV，B正确；由于核衰变的半衰期只与原子核的内部因素有关，与外界环境无关，故光束照射不会使氚核衰变的半衰期发生变化，C错误；由核反应过程中的质量数守恒和电荷数守恒可知氚核衰变方程为H→e＋He，D正确。] 三、非选择题（本题共5小题，共54分．考生根据要求作答） 11.（6分） （每空1分，最后一空2分） 答案　(1)压强　(2)保持封闭气体的温度不变 保持封闭气体的质量不变　(3)V、　(4)b＋V0解析　(1)实验需要测量气体的体积与压强，气体体积可以由注射器上的刻度计算，A是压强传感器。(2)实验需要保持气体温度与质量不变，操作中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持气体温度不变；若实验过程中不慎将活塞拔出注射器，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了保持封闭气体质量不变。(3)由玻意耳定律pV＝C可知V＝C 所以V正比于，为了在xOy坐标系中获得直线图像，应取y轴、x轴分别为V、。(4)以注射器内气体与传感器和注射器连接处的软管内气体为研究对象，气体总体积V气＝V＋V0－V冰糖，由玻意耳定律得pV气＝C，则V气＝C，则有V气＝V＋V0－V冰糖＝C，可得V＝C－V0＋V冰糖，当＝0时，V＝－V0＋V冰糖＝b，则冰糖的体积V冰糖＝b＋V0。 12、（10分）(1)较小　(2)通道B　(3)①20　②R0　③16（每空2分） 解析　(1)由图乙可知当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻较小。 (2)大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道B。 (3)①杠杆对R的压力为1 N时，R阻值为30 kΩ，为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值需满足＝，则R0＝20 kΩ。 ②随着苹果质量增大，R阻值减小，分压减小，电源电动势不变，R0分压增大，为了满足电压表的示数随苹果质量的增大而增大，需要将电压表并联在R0两端。 ③根据＝可知分拣标准到0.33 kg时，压力为2.2 N，此时R的阻值为24 kΩ，根据①分析R0的阻值应该调至16 kΩ。 13.（10分）[答案]　＋[解析]　单摆的周期T＝2π （3分）摆线断裂后，由h＝gt2得： （２分）下落时间t＝ （２分）t总＝t＋＝＋. （3分） 14、（12分）[解析]　氢原子能量E3＝E1＝－1.51 eV （2分） 电子在第三轨道时半径为r3＝n2r1＝32r1＝9r1 ① （２分） 电子绕核做圆周运动的向心力由库仑力提供，所以＝ ② （２分） 由①②可得电子动能为Ek3＝mev＝＝ eV＝1.51 eV （2分）由于E3＝Ek3＋Ep3，（２分）故原子的电势能为Ep3＝E3－Ek3＝－1.51 eV－1.51 eV＝－3.02 eV。（２分） [答案]　－1.51 eV　1.51 eV　－3.02 eV 15、（16分）[答案]　(1)100 cmHg　(2) 解析　(1)打开阀门K后，气柱A中气体的压强pA2＝75 cmHg （２分） 气柱A的长度LA2＝20 cm （２分）根据玻意耳定律有pA1LA1S＝pA2LA2S （２分） 解得pA1＝100 cmHg。（２分） (2)打开阀门K前，气柱B中气体的压强pB1＝pA1＋pH＝110 cmHg （２分） 打开阀门K后，若气柱B中气体未逸出，设其对应的气柱长度为x，根据玻意耳定律有pB1LB1S＝p0xS （２分） 则从气柱B中逸出气体的质量与未逸出气体前气体质量的比值＝ （２分）解得＝。（２分） 1 $$