精品解析：河南省南阳市六校2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

2024—2025学年（下）南阳六校高二年级期末考试 物理 考生注意： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列关于各种物理现象的说法正确的是（　　） A. 第二类永动机不可实现是因为其违背了热力学第一定律 B. 只有声波才有多普勒效应，光波或电磁波没有多普勒效应 C. 液体的表面张力是因为在液体表面层分子间的作用力表现为斥力 D. 方解石的双折射现象说明方解石为晶体 【答案】D 【解析】 【详解】A．第二类永动机不可实现是因为其违背了热力学第二定律，A错误； B．多普勒效应普遍存在于波动现象中，光波和电磁波同样存在多普勒效应（如红移现象），B错误； C．液体表面张力是由于表面层分子间距较大，分子间作用力表现为引力，使液面收缩，C错误； D．双折射现象是晶体的特性（各向异性），方解石的双折射现象说明其为晶体，D正确。 故选D。 2. 2025年3月，中国科学院物理研究所研制出二维金属材料（单原子层金属）。科研人员将金属铋在280℃的高温下熔化，之后通过范德华挤压技术给金属施压，经数小时冷却后就得到了二维金属，则金属铋在（　　） A. 熔化的过程中，分子热运动的平均动能一直增加 B. 熔化的过程中，温度不变但内能增加 C. 温度升高时，每个分子的动能均增大 D. 冷却后，所有分子都停止热运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．晶体熔化时温度保持不变，分子热运动的平均动能由温度决定，故分子热运动的平均动能不变，故A错误； B．晶体熔化时温度保持不变，分子热运动的平均动能不变，晶体熔化过程需吸热，则分子势能增大，可知，内能增加，故B正确； C．温度升高时分子平均动能增大，但个别分子动能可能减小，故C错误； D．分子热运动永不停息，冷却后分子仍会运动，故D错误。 故选B。 3. 2025年3月9日，我国科研人员成功研制碳14核电池“烛龙一号”，可为脑机接口、心脏起搏器等长久供电。碳14的半衰期长达5730年，其衰变方程为。已知的质量分别为、、，真空中光速为c，则（　　） A. 碳14发生的是衰变 B. 的结合能大于的结合能 C. 此衰变释放的能量为 D. 1mol的经过5730年后剩余0.5mol未衰变 【答案】D 【解析】 【详解】A．碳14衰变后原子序数增加1，说明释放是粒子（电子），而非粒子（氦核），故A错误； B．结合能越大，原子核越稳定。碳14发生衰变说明其结合能小于生成物氮14的结合能，故B错误； C．衰变释放的能量由质量亏损决定，公式为，选项C中多余的无依据，故C错误； D．半衰期指半数原子衰变的时间，1mol碳14经过5730年（一个半衰期）后剩余0.5mol未衰变，故D正确。 故选D。 4. 玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，图中为电子从较高的定态轨道跃迁到较低的定态轨道时释放的光子，它们的波长满足巴耳末公式，（为里德伯常量，），则（　　） A. 氢原子光谱为连续谱 B. 的能量最大 C. 的衍射现象最明显 D. 的能量之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由氢原子轨道示意图可知，氢原子光谱为线状谱，故A错误； B．根据图像及公式可知，由轨道向跃迁，波长最长，能量最小，故B错误； C．同理的波长最小，衍射现象最不明显，故C错误； D．由公式可知，与的能量之比，故D正确。 故选D。 5. 在核物理实验室中，科学家们使用电场加速氢的三种同位素氕、氘、氚。若氕、氘、氚从静止开始经相同的电压加速（不考虑相对论效应），则它们的德布罗意波长之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】三种同位素经相同电压U加速后，根据动能定理得 解得 动量为 德布罗意波长公式为 它们的德布罗意波长之比为 故选A。 6. 如图所示，光滑斜面上的轻弹簧一端固定，另一端与小球相连。弹簧处于原长时小球位于O点（O在A、B之间）。现用外力将小球沿斜面从O点缓慢推至A点，推力做功W。撤去推力，小球从A点出发经O点到达B点时速度为零，则此过程中，小球（　　） A. 在O点时的动能最大 B. 在O点时的动能一定大于W C. 在A点时，弹簧的弹性势能可能大于W D. 在B点时，弹簧的弹性势能一定大于W 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球位于平衡位置时合外力为零，速度最大，动能最大，依题意如图所示，平衡位置应该在O点下方，故A错误； B．小球从O点出发再次回到O点时，弹力和重力均不做功，由动能定理可知，小球在O点时的动能等于W，故B错误； C．小球从O到A的过程中，推力做的功等于弹簧和小球系统机械能的增加量，故在A点时，弹簧弹性势能小于W，故C错误； D．由O到A再到B的过程中，由动能定理有 以O点所在水平面为参考平面，由功能关系有， 解得 故在B点时，弹簧的弹性势能一定大于W，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，一端封闭的竖直玻璃管开口向上，管内有一段高的水银柱将长为l的空气柱密封在管中，水银上表面与管口齐平。现用注射器缓慢向管口继续滴入水银，直至水银与管口再次齐平。已知大气压强，玻璃管导热良好，环境温度不变，整个过程未有水银溢出，则初始时空气柱的长度l（　　） A. 不能大于71cm B. 可以是80cm C. 可以是100cm D. 可以是任意值 【答案】C 【解析】 【详解】设滴入水银的高度为，滴入前 再次平衡时 由理想气体状态方程 解得 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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，将平板玻璃1放置在另一平板玻璃2之上，在一端加入两张纸片，用单色光从上面照射，可以观察到明暗相间的条纹。图中a、b为平板玻璃1的上、下表面，c、d为平板玻璃2的上、下表面，则（　　） A. 明暗相间的条纹是由b、c面上的反射光干涉形成的 B. 明暗相间的条纹是由a、d面上的反射光干涉形成的 C. 若抽出一张纸，则条纹间距变大 D. 若抽出一张纸，则条纹间距变小 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．两平板玻璃之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，故A正确B错误； CD．设空气薄层的顶角为，两相邻亮条纹的间距为，如图所示，两处光的路程差分别为， 由，得 由几何关系得 若抽出一张纸，则变小，条纹间距变大，故C正确D错误。 故选AC。 9. 如图1为光电效应的实验装置示意图，初始时，滑片P位于滑动变阻器的中点O处。现保持入射光不变，分别用甲、乙两种金属作为K极进行光电效应实验，光电子到达A极时动能的最大值随电压U的变化关系如图所示，则（　　） A. 实验时，P是向a端滑动的 B. 实验时，P是向b端滑动的 C. 金属甲的截止频率小于乙 D. 金属甲的截止频率大于乙 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由图2可知，增大，光电子到达A极的动能增大，则A电势比K高，结合图1可知，P应向端滑动，故A错误，B正确； CD．由图2可知，当外加电压为零时，光电子到达A极时，从金属甲逸出的光电子最大动能较大，说明金属甲的逸出功较小，又，所以金属甲的截止频率小于乙，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，一小球固定在半径为R的竖直圆盘边缘，并随圆盘以角速度逆时针做匀速圆周运动。现用竖直平行光线照射小球，以圆盘中心的投影点为坐标原点O，沿水平方向建立x轴，从图示位置开始计时，小球在水平面上的投影点，做简谐运动的（　　） A. 振幅为2R B. 周期为 C. 位移-时间关系为 D. 位移-时间关系为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，小球在水平面上的投影距离原点O的最大距离为R，即简谐运动振幅为R，故A错误； B．因为小球随圆盘转动的角速度为，所以周期为，故B正确； CD．根据选项A、B的分析可得小球在水平面上的投影点位移满足 故C错误，D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 以下为“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的操作： A、用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液 B、向浅盘中加入清水，并将爽身粉均匀地撒在水面上 C、向499mL酒精中加入1mL的油酸，配制成油酸酒精溶液 D、向1mL油酸中加入酒精，直至总量到达500mL，配制成油酸酒精溶液 E、待油膜形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，描下薄膜的形状 F、用注射器吸取0.3mL油酸酒精溶液，将其一滴一滴地滴入烧杯中，数出共100滴 （1）请选出正确的操作，并按步骤的先后排序______。 （2）如图为本次实验中画出的油膜轮廓，图中正方形小方格的边长为1cm，则油膜的面积为______cm2。 （3）根据以上数据估算油酸分子的直径为______m（结果保留1位有效数字）。 【答案】（1）DBFAE （2）119∼121均可 （3）5×10−10 【解析】 【小问1详解】 首先要配制油酸酒精溶液，D操作是向1mL油酸中加入酒精，直至总量到达500mL，配制成油酸酒精溶液，可算出油酸浓度；C操作配制比例错误，不选C。接着B向浅盘中加入清水，并将爽身粉均匀地撒在水面上，准备实验环境。然后F用注射器吸取0.3mL油酸酒精溶液，将其一滴滴地滴入烧杯中，数出共100滴，用于计算一滴溶液中油酸体积。再A用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，形成油膜。最后E待油膜形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，描下薄膜的形状，用于计算油膜面积。故正确的操作先后排序DBFAE。 【小问2详解】 数油膜轮廓内正方形小方格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，经数得方格数约为120（119~121均可），正方形小方格的边长为1cm，则一格面积1cm2，所以油膜面积S=120cm2（119~121cm2） 【小问3详解】 油酸酒精溶液浓度 则滴溶液中纯油酸的体积 油酸分子的直径 12. 某同学用单摆测量当地重力加速度时发现，单摆的运动轨迹不严格在同一竖直面内。为提高测量精度，他使用图1所示的双线摆重新实验。两根等长的细线下端悬挂小球，上端分别固定在两点，继续完成实验： （1）除图1中的装置外，实验中还需要用到的器材有______（填选项标号）。 A. 秒表 B. 刻度尺 C. 天平 D. 打点计时器 （2）实验时，将摆球拉离平衡位置，使两细线所在平面与竖直方向间的夹角成，由静止释放摆球，让双线摆开始摆动。为减小计时误差，应该在摆球摆至______（填“最低点”或“最高点”）时开始计时。 （3）测量得到两点间的距离为，两摆线的长度均为，摆球的周期为T，忽略小球的半径，则重力加速度______（用含、、的式子表示）。 （4）改变两点间的距离x，多次实验，测出不同x时摆球的周期T；用图像法处理数据时，以______（用，x表示）为纵轴，以为横轴，可得到斜率为重力加速度g的图像，如图2所示；用图像法处理数据可以消除因忽略小球半径带来的误差，原因是：______。 【答案】（1）AB （2）最低点 （3） （4） ①. ②. 无论是否考虑小球半径，图像的斜率均为重力加速度g。 【解析】 【小问1详解】 由单摆周期公式可知，若要测量重力加速度，需要测周期和摆长，故需要秒表和刻度尺。 故选 AB。 【小问2详解】 为减小计时误差，应该在摆球摆至最低点时开始计时。 【小问3详解】 双线摆的等效摆长为 由单摆周期公式可知，重力加速度 【小问4详解】 [1]双线摆的等效摆长为 则由单摆周期公式可得 则以为纵轴，以为横轴，可得到斜率为重力加速度g的图像。 [2]若小球半径为，则修正为 化简为 由数学知识可知：无论是否考虑小球半径，图像的斜率均为重力加速度g。 13. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过程ab、bc、ca后又回到状态a。由状态a到状态b，气体温度升高了300K，图中，均已知。求： （1）气体在状态a时的温度； （2）判断整个过程气体是吸热还是放热，并计算吸收或放出热量的多少。 【答案】（1）300K （2）吸热， 【解析】 【小问1详解】 由理想气体状态方程可知 由图像可知 又 联立求解得 【小问2详解】 设全过程中气体对外界做功为，由图像围成的面积表示气体对外界做功可知 由热力学第一定律 由于温度不变，理想气体的内能不变，即 则 故整个过程气体吸收了热量。 14. 如图1为我国研制的月壤打砖机原理样机。其光学模块的原理是通过一个抛物面反射镜实现太阳能的高倍会聚，并通过光导纤维进行能量传输。图2为其简化原理图，以反射镜的顶点O为坐标原点，建立Oxyz坐标系，Oy为抛物面反射镜的主轴，反射镜关于主轴对称，平行于主轴的太阳光经反射后会聚于抛物面的焦点P上，P恰为光导纤维左端面的中心，光导纤维可简化为中轴线与y轴重合的长圆柱体。已知抛物面的最大横截面是半径为R的圆，其圆心为；光导纤维的长度为l，折射率为n，光在真空中的传播速度为c。若从Q点反射的光线恰能在光纤内发生全反射，求： （1）P点到点的距离； （2）从Q点反射光线在光导纤维中传播的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 如图，设经点反射的光线以入射角从点射入光纤，折射角为 且恰好发生全反射则有， 由几何知识可得 联立解得 由勾股定理得 【小问2详解】 由几何关系可知，光线的传播距离 由（1）可知 又光在光导纤维中传播的速度 光线在光导纤维中传播所用时间 15. 如图1所示，分别位于A、B两点的波源和振动的频率相同，二者产生的简谐横波在同种介质中沿直线AB相向传播。图2为时波源产生的完整波形图。图3为波源的位移—时间图像，时，波源开始振动。已知时，两列波刚好在M点（未画出）相遇，求： （1）两列波的波速； （2）A、B之间的距离l； （3）在图4以A为坐标原点的坐标系中画出时，AB间的波形； （4）至时间内，M点运动的路程。 【答案】（1） （2） （3）见解析 （4） 【解析】 【小问1详解】 由图2可知， 解得波长为 由图3可知，周期，则波速为 【小问2详解】 由图2可知，时，的波前端到达 则A、B之间的距离为 代入数据可得 【小问3详解】 时，波形平移距离为 则AB间的波形如图所示 【小问4详解】 两列波叠加后，M点为振动减弱点，振幅为 时，M点开始振动，时，M点振动了 在时间，M点的路程为 则至时间内，M点运动的路程为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024—2025学年（下）南阳六校高二年级期末考试 物理 考生注意： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列关于各种物理现象的说法正确的是（　　） A. 第二类永动机不可实现是因为其违背了热力学第一定律 B. 只有声波才有多普勒效应，光波或电磁波没有多普勒效应 C. 液体的表面张力是因为在液体表面层分子间的作用力表现为斥力 D. 方解石的双折射现象说明方解石为晶体 2. 2025年3月，中国科学院物理研究所研制出二维金属材料（单原子层金属）。科研人员将金属铋在280℃的高温下熔化，之后通过范德华挤压技术给金属施压，经数小时冷却后就得到了二维金属，则金属铋在（　　） A. 熔化的过程中，分子热运动的平均动能一直增加 B. 熔化的过程中，温度不变但内能增加 C. 温度升高时，每个分子的动能均增大 D. 冷却后，所有分子都停止热运动 3. 2025年3月9日，我国科研人员成功研制碳14核电池“烛龙一号”，可为脑机接口、心脏起搏器等长久供电。碳14的半衰期长达5730年，其衰变方程为。已知的质量分别为、、，真空中光速为c，则（　　） A. 碳14发生的是衰变 B. 的结合能大于的结合能 C. 此衰变释放的能量为 D. 1mol的经过5730年后剩余0.5mol未衰变 4. 玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，图中为电子从较高的定态轨道跃迁到较低的定态轨道时释放的光子，它们的波长满足巴耳末公式，（为里德伯常量，），则（　　） A. 氢原子光谱为连续谱 B. 的能量最大 C. 的衍射现象最明显 D. 的能量之比为 5. 在核物理实验室中，科学家们使用电场加速氢三种同位素氕、氘、氚。若氕、氘、氚从静止开始经相同的电压加速（不考虑相对论效应），则它们的德布罗意波长之比为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，光滑斜面上的轻弹簧一端固定，另一端与小球相连。弹簧处于原长时小球位于O点（O在A、B之间）。现用外力将小球沿斜面从O点缓慢推至A点，推力做功W。撤去推力，小球从A点出发经O点到达B点时速度为零，则此过程中，小球（　　） A. 在O点时的动能最大 B. 在O点时的动能一定大于W C. 在A点时，弹簧的弹性势能可能大于W D. 在B点时，弹簧的弹性势能一定大于W 7. 如图所示，一端封闭的竖直玻璃管开口向上，管内有一段高的水银柱将长为l的空气柱密封在管中，水银上表面与管口齐平。现用注射器缓慢向管口继续滴入水银，直至水银与管口再次齐平。已知大气压强，玻璃管导热良好，环境温度不变，整个过程未有水银溢出，则初始时空气柱的长度l（　　） A. 不能大于71cm B. 可以是80cm C. 可以是100cm D. 可以是任意值 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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，将平板玻璃1放置在另一平板玻璃2之上，在一端加入两张纸片，用单色光从上面照射，可以观察到明暗相间的条纹。图中a、b为平板玻璃1的上、下表面，c、d为平板玻璃2的上、下表面，则（　　） A. 明暗相间的条纹是由b、c面上的反射光干涉形成的 B. 明暗相间的条纹是由a、d面上的反射光干涉形成的 C 若抽出一张纸，则条纹间距变大 D. 若抽出一张纸，则条纹间距变小 9. 如图1为光电效应的实验装置示意图，初始时，滑片P位于滑动变阻器的中点O处。现保持入射光不变，分别用甲、乙两种金属作为K极进行光电效应实验，光电子到达A极时动能的最大值随电压U的变化关系如图所示，则（　　） A. 实验时，P是向a端滑动的 B. 实验时，P是向b端滑动的 C. 金属甲的截止频率小于乙 D. 金属甲的截止频率大于乙 10. 如图所示，一小球固定在半径为R的竖直圆盘边缘，并随圆盘以角速度逆时针做匀速圆周运动。现用竖直平行光线照射小球，以圆盘中心的投影点为坐标原点O，沿水平方向建立x轴，从图示位置开始计时，小球在水平面上的投影点，做简谐运动的（　　） A. 振幅为2R B. 周期为 C. 位移-时间关系 D. 位移-时间关系为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 以下为“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的操作： A、用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液 B、向浅盘中加入清水，并将爽身粉均匀地撒在水面上 C、向499mL酒精中加入1mL的油酸，配制成油酸酒精溶液 D、向1mL油酸中加入酒精，直至总量到达500mL，配制成油酸酒精溶液 E、待油膜形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，描下薄膜的形状 F、用注射器吸取0.3mL油酸酒精溶液，将其一滴一滴地滴入烧杯中，数出共100滴 （1）请选出正确的操作，并按步骤的先后排序______。 （2）如图为本次实验中画出油膜轮廓，图中正方形小方格的边长为1cm，则油膜的面积为______cm2。 （3）根据以上数据估算油酸分子的直径为______m（结果保留1位有效数字）。 12. 某同学用单摆测量当地重力加速度时发现，单摆的运动轨迹不严格在同一竖直面内。为提高测量精度，他使用图1所示的双线摆重新实验。两根等长的细线下端悬挂小球，上端分别固定在两点，继续完成实验： （1）除图1中的装置外，实验中还需要用到的器材有______（填选项标号）。 A 秒表 B. 刻度尺 C. 天平 D. 打点计时器 （2）实验时，将摆球拉离平衡位置，使两细线所在平面与竖直方向间的夹角成，由静止释放摆球，让双线摆开始摆动。为减小计时误差，应该在摆球摆至______（填“最低点”或“最高点”）时开始计时。 （3）测量得到两点间的距离为，两摆线的长度均为，摆球的周期为T，忽略小球的半径，则重力加速度______（用含、、的式子表示）。 （4）改变两点间的距离x，多次实验，测出不同x时摆球的周期T；用图像法处理数据时，以______（用，x表示）为纵轴，以为横轴，可得到斜率为重力加速度g的图像，如图2所示；用图像法处理数据可以消除因忽略小球半径带来的误差，原因是：______。 13. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过程ab、bc、ca后又回到状态a。由状态a到状态b，气体温度升高了300K，图中，均已知。求： （1）气体在状态a时的温度； （2）判断整个过程气体是吸热还是放热，并计算吸收或放出热量的多少。 14. 如图1为我国研制的月壤打砖机原理样机。其光学模块的原理是通过一个抛物面反射镜实现太阳能的高倍会聚，并通过光导纤维进行能量传输。图2为其简化原理图，以反射镜的顶点O为坐标原点，建立Oxyz坐标系，Oy为抛物面反射镜的主轴，反射镜关于主轴对称，平行于主轴的太阳光经反射后会聚于抛物面的焦点P上，P恰为光导纤维左端面的中心，光导纤维可简化为中轴线与y轴重合的长圆柱体。已知抛物面的最大横截面是半径为R的圆，其圆心为；光导纤维的长度为l，折射率为n，光在真空中的传播速度为c。若从Q点反射的光线恰能在光纤内发生全反射，求： （1）P点到点的距离； （2）从Q点反射的光线在光导纤维中传播的时间。 15. 如图1所示，分别位于A、B两点的波源和振动的频率相同，二者产生的简谐横波在同种介质中沿直线AB相向传播。图2为时波源产生的完整波形图。图3为波源的位移—时间图像，时，波源开始振动。已知时，两列波刚好在M点（未画出）相遇，求： （1）两列波的波速； （2）A、B之间的距离l； （3）在图4以A为坐标原点的坐标系中画出时，AB间的波形； （4）至时间内，M点运动的路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$