河北省邢台市卓越联盟2024-2025学年高二下学期6月月考物理试题

卓越联盟2024—2025学年高二第二学期第三次考试 物理试卷 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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.在天文学上，通过对比某些元素在地球上的发光频率和地球上接收到遥远星系发出的光的频率可以判断遥远星系相对于地球的位置变化。现观测到某遥远星系所发出的光谱呈现“红移”，即接收到的光的波长增大。下列说法正确的是（ ） A.遥远星系发出光的频率增大 B.遥远星系发出光的波长增大 C.该星系正在靠近观察者 D.该星系正在远离观察者 2.曾同学去西藏旅行时，发现从低海拔地区买的密封包装的零食，到了高海拔地区时出现了严重的鼓包（体积膨胀）现象，如图所示。假设零食袋里密封的气体可视为理想气体，从低海拔地区到高海拔地区的过程中温度保持不变，高海拔地区的大气压强显著小于低海拔地区的大气压强，下列说法正确的是（ ） A.袋内气体的压强增大 B.零食袋中气体分子的平均动能减小 C.从低海拔地区到高海拔地区的过程中，袋内气体从外界吸收了热量 D.从低海拔地区到高海拔地区的过程中，外界对气体做正功 3. 1909年，英国物理学家卢瑟福和他的助手盖革一起进行了著名的“α粒子散射实验”。孙同学描绘了几个α粒子穿过金箔前后的运动轨迹如图所示，a、b、c、d分别为几条轨迹上的点，下列说法正确的是（ ） A. b、c所在轨迹的大角度偏转可能出现 B. d所在轨迹的大角度偏转不可能出现 C. α粒子大角度偏转的原因是α粒子与电子发生碰撞 D. α粒子大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上 4.如图甲所示，“弹簧公仔”是一款玩具，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部的质量为m。竖直向上拉伸公仔头部，然后由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。以竖直向上为正方向，弹簧弹力与公仔头部运动时间的关系如图乙所示，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A.公仔头部做简谐运动的周期为2t0 B.公仔头部有最大速度时，弹簧处于原长 C. t=0时刻和t0时刻，公仔头部的加速度相同 D.公仔头部运动至最低点时，回复力的大小为4mg 5.甲分子固定在坐标原点O，乙分子从x轴的正半轴上坐标为r1处由静止释放，乙分子运动到坐标为r2处时速度为零。甲、乙两分子间的引力和斥力与它们之间距离r的关系如图所示，分子间距为r0时引力和斥力大小相等，下列说法正确的是（ ） A.图线①为两分子间引力与它们之间距离r的关系图线 B.乙分子位于坐标为r0处时，两分子系统的势能最小 C.两分子之间的距离从r2减小到r1的过程中，分子间的斥力先减小，再增大 D.两分子之间的距离从r2减小到r1的过程中，减速的距离可能大于加速的距离 6.如图所示，摆球质量相同的四个摆的摆长分别为L1=2m、L2=1.5m、L3=1m、L4=0.5m，四个摆悬于同一根横线上，当地的重力加速度大小g=10m/s2，取π2=10，当频率为0.5Hz的驱动力作用在垂直于横线的方向上时，关于四个摆的振动情况，下列说法正确的是（ ） A.摆4振动的频率最大，振幅最小 B.摆3发生了共振，振幅最大 C.摆1的振幅最大，且振动频率为0.5Hz D.四个摆的振动频率相同，振幅也相等 7.一列简谐横波沿x轴传播，t=0.25s时的部分波形图如图甲所示，A、B、C、P是介质中的四个质点，质点B的平衡位置为坐标原点，该时刻质点B的位移已在图中标出，质点P此时恰好位于波谷，已知B、P两质点平衡位置之间的距离为7m，质点C的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A.该波沿x轴负方向传播 B. t=0.25s后再经过，质点B到达波谷 C.质点C的平衡位置坐标为2.5m D.质点P的振动方程为 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。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的烙铁头分别接触薄片背面，蜡熔化的范围如图（1）所示。甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图（2）所示，下列判断正确的是（ ） A.甲、乙是非晶体，丙是晶体 B.乙是非晶体，甲、丙是晶体 C.丙固体在导热性能上表现为各向异性，丙一定是单晶体 D.甲、乙是晶体，丙是非晶体 9.中国锦屏地下实验室是中国首个极深地下实验室，位于锦屏山地下深处。该实验室是粒子与核物理学、天体物理学及宇宙学等的重要研究场所，厚实的大理石岩体能隔绝大部分宇宙辐射，同时使用多层材料屏蔽岩石自身散发的放射性氡气。氡原子核（）衰变为钋原子核（），同时放出一个粒子X。核的平均结合能为E1，核的平均结合能为E2，粒子X的平均结合能为E3，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是（ ） A.粒子X为粒子 B. 500个核经过一个半衰期后还有250个未发生衰变 C.一个核衰变过程中释放的能量为 D.一个核衰变过程中的质量亏损为 10.气压式升降椅通过汽缸上下运动来调节椅子升降，其简易结构如图甲所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状汽缸杆与底座固定连接。可上下移动的汽缸与汽缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽缸气密性、导热性良好，不计汽缸与汽缸杆间的摩擦。初始时无人坐该升降椅，气体的状态为A，某人缓慢坐在座椅上直到双脚离开地面，气体达到稳定状态B，然后打开空调调节室内温度，经过一段时间，室内温度缓慢变化到设定温度，稳定后气体的状态为C，最后人缓慢离开椅面，气体最终达到另一个稳定状态D，整个过程中气体的压强和体积倒数的关系如图乙所示。已知汽缸的横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A.人的质量可表示为 B.气体在状态C时的温度比在状态A时的高 C.在气体从状态B到状态C的过程中，外界对气体做的功为 D.在气体从状态C到状态D的过程中，气体从外界吸收的热量大于 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.（8分）“行知”学习小组的同学们正在用双缝干涉测单色光的波长，实验装置如图所示。已知单缝与双缝间的距离为L1，双缝到屏的距离为L2，双缝间的距离为d。用测量头来测量亮条纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成。 （1）某同学提出用激光替代白炽灯作为光源，则白炽灯、滤光片可以撤去，单缝 （填“可以”或“不可以”）撤去。 （2）实验中观察到明暗相间的条纹后，进一步操作手轮，测量出相邻亮条纹中心间的距离，则单色光的波长 （用题目中所给符号表示）。 （3）同学们经过讨论，决定改用频率较高的单色光进行实验，正确操作且仅对光源进行了调整，则观察到的干涉条纹中心间距 （填“变大”“不变”或“变小”）。 （4）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹中心间的距离，而是先测量5个亮条纹中心的间距，下列实验采用了类似方法的有 。 A. “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量 B. “探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量 C. “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量 12.（8分）雷同学做“用单摆测定重力加速度”实验的装置如图甲所示，将选好的一根长约1m的细线穿过带孔的小钢球，在细线的下端打一个比小球上的孔径稍大些的结，把细线的上端固定在铁架台上，铁架台放在实验桌边，使悬点伸到桌面以外，摆线自然下垂。 （1）该同学用游标卡尺测量小球的直径，正确操作后得到示数如图乙所示，则小球的直径d= mm，接着用刻度尺测出悬点到小球上端的距离，并计算出单摆的摆长L。 （2）摆动时偏角应小于5°，为了减小测量周期的误差，应从摆球经过最 （填“高”或“低”）点时开始计时，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，再计算出单摆的周期T。 （3）雷同学多次改变摆线长度，重复步骤（2），根据实验测得的数据绘制的T2—L图像如图丙所示。结合图丙可知，当地的重力加速度大小g= m/s2。（取π=3.14，计算结果保留三位有效数字） （4）若该同学利用图丙测得的重力加速度值偏大，则原因可能是 。 A.单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了 B.把50次全振动的时间误记为49次全振动的时间 C.开始计时时，秒表按下稍晚 13.（8分）如图所示，三棱镜的横截面ABD为直角三角形，∠A=37°，一细束单色光从BD边的中点E射入三棱镜，恰好在AB边的中点F发生全反射，取，。 求： （1）三棱镜对该光的折射率n； （2）入射光线与BD边的夹角的余弦值cosβ。 14.（14分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示，实线和虚线分别为t1时刻和t2时刻的部分波形图，P、Q两质点的平衡位置分别为x1=1.0m和x2=4.0m，已知，且。 （1）求该简谐横波的传播速度v； （2）若波源振动的周期大于2s，求t1时刻后P、Q两质点速度相同所需的最短时间tmin。 15.（16分）如图所示，一水平放置的汽缸由横截面积不同的两圆筒连接而成，活塞A、B的横截面积分别为S0、，A、B用轻弹簧连接，A、B之间封闭着一定质量的理想气体，且A、B可以在筒内沿水平方向无摩擦地滑动。初始时A、B与大圆筒底部（大、小圆筒连接处）的距离均为L，封闭气体的热力学温度。汽缸外大气的压强恒为p0，环境温度且始终不变，弹簧的劲度系数，且弹簧始终在弹性限度内。求： （1）初始时封闭气体的压强p1； （2）缸内封闭气体的温度缓慢降低至T2=400K时，B与大圆筒底部的距离l； （3）缸内封闭气体与外部环境达到热平衡时，弹簧的长度x。（可能用到的数） 卓越联盟2024—2025学年高二第二学期第三次考试 物理试卷参考答案 1.D 【解析】根据多普勒效应的理论可知，观察者接收到的光的波长增大，频率减小，该星系正在远离观察者，选项D正确、C错误；遥远星系发出光的频率、波长均不变，选项A、B错误。 2.C 【解析】根据气体的等温变化规律可知，袋内气体压强减小，选项A错误；温度不变，则零食袋中气体分子的平均动能不变，选项B错误；从低海拔地区到高海拔地区的过程中，袋内气体对外界做正功，袋内气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，袋内气体从外界吸收了热量，选项C正确、D错误。 3.D 【解析】α粒子与原子核带同种电荷，不可能出现b、c所在轨迹的偏转情况，卢瑟福通过“α粒子散射实验”发现，大部分α粒子可以穿过金箔，大约有的α粒子发生了大角度偏转，d所在轨迹的大角度偏转可能出现，α粒子大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上，α粒子运动过程中与电子发生碰撞，对运动轨迹几乎没有影响，选项D正确，A、B、C错误。 4.A 【解析】根据题图乙可知，公仔头部从正向位移最大处到负向位移最大处所用时间为t0，则公仔头部做简谐运动的周期为2t0，选项A正确；公仔头部有最大速度时，其回复力为0，即弹簧的弹力和公仔头部的重力等大反向，弹簧处于压缩状态，选项B错误；t=0时刻和t0时刻，公仔头部的加速度大小相等、方向相反，选项C错误；公仔头部运动至最低点时，回复力的大小为，选项D错误。 5.B 【解析】根据题图可知，分子间的引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，但斥力变化得较快，可知图线②为两分子间引力与它们之间距离r的关系图线，两分子之间的距离从r2减小到r1的过程中，加速的距离一定大于减速的距离，选项A、C、D错误；两分子之间的距离从r2减小到r0的过程中，分子间的作用力表现为引力，且做正功，两分子系统的势能逐渐减小，两分子之间的距离从r0减小到r1的过程中，分子间的作用力表现为斥力，且做负功，两分子系统的势能逐渐增大，因此乙分子位于坐标为r0处时，两分子系统的势能最小，选项B正确。 6.B 【解析】根据单摆的周期公式可知，摆3振动的固有周期是2s，即频率为0.5Hz，四个摆振动起来后，各摆振动的周期都等于驱动力的周期，因为摆3的固有频率与驱动力的频率相等，故摆发生共振，振幅最大，根据共振曲线可知，摆1的振幅最小，选项B正确，A、C、D错误。 7.C 【解析】根据题图乙可知，在t=0.25s时质点C沿y轴正方向运动，结合题图甲，应用同侧法可知该波沿x轴正方向传播，选项A错误；根据题图甲可知，，则质点B的平衡位置和质点A平衡位置间的距离为，则B、P两质点的平衡位置间的距离为，所以该波的波长，根据题图乙可知，在t=0.25s时质点C离开平衡位置的位移，则质点C的平衡位置与质点P平衡位置间的距离为，根据几何关系可知，质点C的平衡位置坐标为2.5m，选项C正确；在t=0.25s时质点B沿y轴负方向运动，则再经过到达波谷，选项B错误；质点P振动的圆频率，通过逆推法可知其初相位，所以质点P的振动方程为，选项D错误。 8.BC 【解析】单晶体有固定的熔点，且在某些物理性质上表现为各向异性，多晶体有固定的熔点，但在物理性质上表现为各向同性，非晶体没有固定的熔点，物理性质上表现为各向同性，选项B、C正确，A、D错误。 9.AC 【解析】根据核电荷数守恒和质量数守恒可知，粒子X的核电荷数为2，质量数为4，即粒子X为α粒子，选项A正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适用，选项B错误；根据能量守恒定律可知，一个核衰变过程中释放的能量，选项C正确；根据爱因斯坦质能方程可得，该反应的质量亏损，选项D错误。 10.AC 【解析】对椅面受力分析，根据受力平衡有，则人的质量，选项A正确；根据变形得，图像与原点连线的斜率与温度成正比，所以气体在状态A时的温度高于在状态C时的温度，选项B错误；气体从状态B到状态C做等压变化，体积减小，则外界对气体做的功为，选项C正确；气体从状态C到状态D做等温变化，其内能不变，结合热力学第一定律可知，该过程气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，画出其图像易知，在气体从状态C到状态D的过程中，气体对外界做的功小于，选项D错误。 11.（1）可以（2分） （2）（2分） （3）变小（2分） （4）C（2分） 【解析】（1）用激光替代白炽灯作为光源，由于激光是频率单一的单色光，并具有良好的平行度，故不需要单缝。 （2）根据双缝干涉亮条纹的间距公式，可得单色光的波长。 （3）若改用频率较高的单色光照射，则波长减小，根据双缝干涉亮条纹的间距公式可知，观察到的干涉条纹间距将变小。 （4）“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量采用的是等效替代的方法；“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量采用的是多次测量求平均值的方法；“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量采用的是放大测量取平均值的方法，与本实验采用的方法相同，选项C正确。 12.（1）10.60（2分） （2）低（2分） （3）9.86（9.84~9.88均可）（2分） （4）C（2分） 【解析】（1）游标卡尺的精确度为0.05mm，则小球的直径。 （2）测量周期时，应该从摆球运动到最低点时开始计时，摆球在最低点速度大，误差小。 （3）根据单摆周期公式，变形有，则图像的斜率，结合题图丙有，解得。 （4）根据（3）的分析可知，若图像的斜率k偏小，则测得的重力加速度值偏大。实验中若摆线增长了，则会使得k偏大，测得的重力加速度值偏小；若把50次全振动的时间误记为49次全振动的时间，则会使得k偏大，测得的重力加速度值偏小；若开始计时时，秒表按下稍晚，则会使得k偏小，测得的重力加速度值偏大，选项C正确。 13.解：（1）根据几何关系可知，光线在F点发生全反射的临界角 根据临界角与折射率的关系有 解得。 （2）设光线在E点的入射角为i，根据几何关系可知，此时的折射角，根据光的折射定律有 根据三角函数的知识可知 解得。 14.解：（1）根据题图可知，这列波的波长 设振动周期为T，根据题意有 这列波的传播速度 解得。 （2）若波源振动的周期大于2s，则根据可得n=0，即该简谐横波的振动周期 这列波的传播速度 设P、Q两质点平衡位置的中点为C，则质点C的平衡位置坐标 质点P左侧距离质点P最近的处于平衡位置的质点的坐标 当平衡位置在（坐标原点）处的质点把t1时刻的振动形式传播到质点C时，P、Q两质点速度相同，根据波的传播规律有 解得。 15.解：（1）对A受力分析，设此时弹簧处于拉伸状态，弹力大小为F，根据受力平衡有 对B受力分析，根据受力平衡有 解得。 （2）初始时 根据（1）的分析可知，初始时弹簧不发生形变（弹力F=0），封闭气体的温度缓慢降低时，其压强不变，根据等压变化规律有 解得。 （3）活塞A刚刚碰到大圆筒底部时有 设此时封闭气体的热力学温度为T3，根据等压变化规律有 解得 所以当缸内封闭气体与缸外大气达到热平衡时，弹簧被压缩，对B受力分析，有 根据理想气体状态方程有 解得。 学科网（北京）股份有限公司 $$