精品解析：北京市海淀区2025-2026学年高二下学期期末物理试题

高二年级样题 物理 本样题共8页，共四道大题，20道小题，满分100分。考试时长90分钟。试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在样题上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。 一、单项选择题。本题共10道小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共30分） 1. 关于光现象，下列说法正确的是（ ） A. 泊松亮斑属于光的衍射现象 B. 雨后天空出现彩虹属于光的干涉现象 C. 照相机镜头表面的增透膜，利用了光的偏振 D. 观看立体电影时佩戴的特制眼镜，利用了光的全反射 【答案】A 【解析】 【详解】A．泊松亮斑是光照射到不透光小圆板时，光绕过圆板在其阴影中心出现亮斑的现象，属于光的衍射，故A正确； B．雨后天空的彩虹是太阳光进入空气中的小水滴发生折射，不同色光折射率不同发生色散形成的，属于光的折射现象，故B错误； C．照相机镜头的增透膜利用的是光的薄膜干涉原理，使膜前后表面的反射光干涉相消，减少反射、增加透射，和光的偏振无关，故C错误； D．观看立体电影的特制眼镜是偏振片，利用了光的偏振原理，使左右眼分别接收不同偏振方向的画面、产生立体视觉，故D错误。 故选A。 2. 下列说法正确的是（ ） A. 电子的发现表明原子具有核式结构 B. 天然放射现象表明原子核内部是有结构的 C. α粒子散射实验表明电荷量是量子化的 D. 光电效应现象表明光是电磁波 【答案】B 【解析】 【详解】A．电子的发现仅表明原子具有内部结构、可以再分，原子的核式结构是粒子散射实验提出的结论，故A错误； B．天然放射现象是原子核内部自发辐射出射线的现象，直接说明原子核内部具有复杂结构，故B正确； C．粒子散射实验的结论是原子具有核式结构，电荷量量子化是密立根油滴实验证明的，故C错误； D．光电效应现象表明光具有粒子性，光的干涉、衍射等现象才可以证明光是电磁波，故D错误。 故选B。 3. 关于分子动理论，下列说法正确的是（ ） A. 1 g水和1 g氧气所含分子个数相同 B. 用显微镜观察到悬浊液中炭粒的运动是无规则的，说明炭粒的分子在做无规则运动 C. 用气筒给自行车车胎打气时要用力才能打进去，说明空气分子间存在斥力 D. 压在一起的金块和铅块，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间存在着空隙 【答案】D 【解析】 【详解】A．分子数计算公式为，水的摩尔质量，氧气的摩尔质量，二者质量相等但摩尔质量不同，故物质的量不同，分子数不相等，故A错误； B．悬浊液中炭粒的无规则运动是布朗运动，是水分子无规则运动对炭粒撞击不平衡导致的，反映的是水分子的无规则运动，不是炭粒分子的无规则运动，故B错误； C．打气时需要用力是因为车胎内部气体压强大于外界大气压，需要克服气体压力做功；气体分子间距远大于平衡距离，分子间斥力几乎可以忽略，故C错误； D．扩散现象的前提是分子间存在空隙，金块和铅块的分子能扩散到对方内部，说明固体分子间存在空隙，故D正确。 故选D。 4. 图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，其中P、Q分别为x=4 m和x=8 m处的两质点，图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 每经过4 s，质点P通过的路程均为8 cm B. 在t=0到t=1 s时间内，质点Q的速度逐渐增大 C. 从t=0时刻开始，P比Q先达到波峰 D. 质点P的位移y随时间t变化的关系为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，质点的振动周期，振幅，每经过即一个周期，质点通过的路程均为，故A错误； B．在到时间内，即个周期，质点由平衡位置向波峰运动，速度逐渐减小，故B错误； C．由图乙可知，时刻质点向上振动，结合图甲的“同侧法”可知该波沿轴负方向传播，则时刻质点正在向下振动向波谷运动，因此比先到达波峰，故C错误； D．质点的振动周期，则角频率 时刻位于平衡位置向下振动，振幅为，则其位移随时间变化的关系式为，故D正确。 故选D。 5. 将一个压瘪的乒乓球放到热水中，在乒乓球升温且缓慢恢复原状的过程中，乒乓球里的气体可视为质量不变的理想气体。关于球内气体，下列说法正确的是（ ） A. 从外界吸收热量，其内能不变 B. 对外界做功，其内能减小 C. 吸收的热量大于其增加的内能 D. 吸收的热量等于其对外界所做的功 【答案】C 【解析】 【详解】A．乒乓球升温，则气体的温度升高，而理想气体的内能只与温度有关，所以其内能增大，故A错误； B．乒乓球缓慢恢复原状，气体的体积增大，对外做功，而气体的温度升高，内能增大，故B错误； C．根据热力学第一定律，气体温度升高，内能增大，即，体积增大，对外界做功，即，所以吸收的热量，即吸收的热量大于其增加的内能，故C正确； D．根据且可得，吸收的热量大于其对外界所做的功，故D错误。 故选C。 6. 分子A保持不动，分子B从无穷远逐渐靠近A，此过程中，两分子间的作用力随分子间距离变化的图像如图所示。规定A、B相距无穷远时，A、B所组成的系统的分子势能为0。下列说法正确的是（　　） A. B从无穷远处向A靠近的过程中，先减小后增大 B. 当A、B相距在和之间时，表现为斥力 C. 当A、B相距小于时，分子势能一定大于零 D. B从无穷远处到与A相距的过程中，做正功、分子势能减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．时，，随着减小，表现为引力，从0变为负值且绝对值先增大后减小，时，引力大小最大，时，引力等于斥力 时，随着减小，表现为斥力，从0开始增大。 综上，当A、B相距在和之间时，表现为引力，故AB错误； C．无穷远处势能为零。从无穷远到，引力做正功，势能减小，在处势能最小且为负值。当时，斥力做负功，势能开始增加，但在附近势能仍为负值，只有克服斥力做功足够多时才可能变为正值，故C错误； D．从无穷远到，分子力始终表现为引力，引力做正功，分子势能不断减小，故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，置于水平桌面上的小车，其上方固定一竖直框架，框架通过光滑转轴O与一轻杆相连，轻杆可绕O在竖直平面内自由转动，轻杆下端固定一小球。如图乙所示，将小球向左拉开，使其位置比最低点高，同时由静止释放小球和小车。忽略摩擦和空气阻力，已知重力加速度。关于此后的运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 小车将一直向左运动 B. 小球第一次回到最低点时的速度大小为 C. 小球第一次摆到右侧最高点时，仍比最低点高 D. 小车、框架和小球组成系统的机械能和动量均守恒 【答案】C 【解析】 【详解】A．整个系统在竖直方向受重力和桌面支持力，受力平衡，在水平方向不受外力，因此水平方向动量守恒。设小球质量，小车质量，初始时小球和小车均静止，总动量为零，即 释放后，小球向右摆动，小车会在杆的拉力水平分力作用下向左运动。 当小球向左摆动时，由动量守恒，小车向右运动，故A错误； B．若小车固定，小球重力势能全部转化为动能，即 解得最低点速度为 但小车会运动，小球的重力势能转化为小球和小车的动能，因此小球速度小于，故B错误； C．只有重力做功，系统机械能守恒。初始时总动能为零，当小球摆到右侧最高点时，小球速度为零，由水平动量守恒可知小车速度也为零。因此动能全部回归为零，重力势能恢复到初始值，高度仍为，故C正确； D．只有重力做功，无摩擦，因此系统机械能守恒。 系统在竖直方向受重力作用，合外力不为零，竖直方向动量不守恒；水平方向动量守恒，因此系统动量不守恒，故D错误。 故选C。 8. 图中所示为一种干涉热膨胀仪的结构示意图，G为标准石英柱，C为待测柱形样品，C的上表面与标准平面石英板M之间存在劈形空气薄层。用单色平行光垂直照射M，会观察到干涉条纹，利用光的干涉条纹的移动情况，可精确测量C和G长度的相对改变量。已知温度升高时，C的伸长量大于G的伸长量。在膨胀过程中，认为劈形空气薄层夹角不变。下列说法正确的是（ ） A. 干涉条纹是由M的上表面与C的上表面的反射光共同形成的 B. 温度相同时，分别用红、紫单色平行光垂直照射M，紫光形成的条纹间距大 C. 当温度升高时，干涉条纹将向右移动 D. 当温度升高时，干涉条纹间距将减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．干涉条纹是劈形空气薄层的两个分界面的反射光干涉形成的，即标准石英板的下表面和待测样品C的上表面的反射光干涉，故A错误； B．劈尖干涉的条纹间距公式为，其中为入射光波长，为劈尖夹角。紫光波长比红光短，因此紫光的条纹间距更小，故B错误； C．温度升高时，C的伸长量大于的伸长量，空气劈尖整体厚度减小；劈尖干涉中，同一级干涉条纹对应相同厚度的空气层，空气层厚度越向右越大，因此原厚度对应的条纹位置整体向右移动，故C正确； D．题目明确说明膨胀过程中劈形空气薄层夹角不变，根据条纹间距公式，波长和夹角都不变，因此干涉条纹间距不变，故D错误。 故选C。 9. 如图所示，轻质弹簧上端固定在铁架台上，下端挂一可视为质点的重物。重物静止时处于B位置，此时弹簧伸长量为x0。用手缓慢托举重物至弹簧原长的A位置，之后放手，重物从静止开始沿竖直方向在A位置和C位置（图中未标出）之间做简谐运动。已知重力加速度g，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。下列说法错误的是（ ） A. 重物做简谐运动的振幅为x0 B. 重物运动到C时，其加速度大小为g、方向竖直向上 C. 重物从A到C的过程中，重力的冲量大小等于弹簧弹力的冲量大小 D. 手缓慢托举重物从B到A的过程中，手对重物做的功小于重物在简谐运动中的最大动能 【答案】D 【解析】 【详解】A．简谐运动的振幅是平衡位置到最大位移的距离，释放点A是速度为0的最大位移处，A（弹簧原长）到平衡位置B的距离为，因此振幅为，故A正确； B．根据简谐运动的对称性，最高点A处弹簧弹力为0，合力为mg，加速度大小为g、方向向下；最低点C的加速度大小也为g，方向竖直向上，故B正确； C．重物从A到C过程，初动量为0，末动量也为0，根据动量定理：合冲量等于动量变化，即 因此重力冲量大小等于弹簧弹力冲量大小，故C正确； D．手缓慢托举重物从B到A，动能变化为0，由动能定理有 其中重力做功 弹簧弹力做功等于弹性势能减少量 代入得 重物简谐运动的最大动能出现在平衡位置B，从A到B由机械能守恒得最大动能 因此手对重物做的功等于重物简谐运动的最大动能，故D错误。 故选D。 10. 某同学利用图甲所示实验装置研究光电效应，换用多组不同频率的入射光对同一种金属进行照射，测出对应的遏止电压Uc，并绘制出Uc随入射光频率v变化的图像，如图乙所示。该同学查找资料得知：在K、A间施加电压时，会在金属表面附近产生场强为E的电场，该电场使逸出功发生改变，改变量，其中��为常量、��为元电荷。下列说法正确的是（ ） A. 测量Uc时，图甲中滑片P应当位于O点右侧 B. 利用图乙中图像的横截距v0可求出普朗克常量 C. 常量k的单位可用国际单位制基本单位表示为 D. 依据图线为一条直线，可判断实验中可忽略 【答案】D 【解析】 【详解】A．测量遏止电压时，光电管应加反向电压，即阴极的电势必须高于阳极的电势，根据题意及电路图，滑动变阻器左端接电源负极，右端接正极，故变阻器上电势从左向右逐渐升高，由于与点相连，与滑片相连，为了使点电势高于点电势，即要求点电势高于滑片处的电势，因此滑片应当位于点的左侧，故A错误； B．根据爱因斯坦光电效应方程 整理得 结合图乙可知，图线的斜率为，利用图线斜率并结合元电荷的值才可求出普朗克常量；图像的横截距代表金属的极限频率，无法单独用来求出普朗克常量，故B错误； C．由公式 变形可得 在国际单位制基本单位中，能量（功）的单位为，即；电荷量的单位为，即；电场强度的单位为或，即，代入基本单位得出常量的单位为，故C错误； D．若电场造成的逸出功改变量不可忽略，则有 与的关系不是线性关系，依据实际绘制的图线为一条直线，可判断实验中极小，可忽略不计，故D正确。 故选D。 二、多项选择题。本题共4道小题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的。（每小题3分，共12分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，不选或有选错的该小题不得分） 11. 铀238（）是一种放射性元素，它发生衰变时生成新核钍234（），同时释放X粒子。生成的新核钍234仍然具有放射性，发生衰变时生成新核镤234（），同时释放Y粒子。下列说法正确的是（　　） A. 中有92个质子和146个中子 B. 提高温度，这两个衰变过程都变快 C. Y粒子的穿透能力比X粒子强 D. 8个原子核经过两个半衰期后一定剩余2个未发生衰变 【答案】AC 【解析】 【详解】A．中，质子数，中子数，故A正确； B．放射性衰变的速率由原子核内部性质决定，与温度、压强等外界条件无关。半衰期不随温度改变，故B错误； C．核反应中，X粒子质量数，电荷数，因此X粒子是粒子； 核反应中，Y粒子质量数，电荷数，因此Y粒子是粒子； 粒子穿透能力比粒子强，故C正确； D．半衰期是对大量原子核的统计规律，对于少量原子核不适用。8个原子核经过两个半衰期后，剩余数目存在随机性，不一定恰好是2个，故D错误。 故选AC。 12. 如图甲所示，竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在竖直方向往复振动，进而通过下面的弹簧驱动小球振动。当圆盘静止时，给小球一个竖直方向的初速度让小球上下振动，其振动频率为。改变圆盘匀速转动的周期，得到小球的振幅与驱动力频率的图像如图乙所示。现使圆盘以的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定。下列说法正确的是（　　） A. B. 稳定后，小球振动的周期为 C. 若圆盘匀速转动的周期从开始逐渐增大，小球振动的振幅会变大 D. 若圆盘匀速转动的周期从开始逐渐减小，图乙中曲线的峰将向左移动 【答案】AB 【解析】 【详解】A．共振曲线峰值对应的频率即为系统的固有频率，图乙中峰值在处，因此，故A正确； B．受迫振动达到稳定后，振动频率等于驱动力频率，与固有频率无关。 驱动周期，驱动频率，故稳定后小球振动周期也为，故B正确； C．圆盘周期增大，则驱动频率减小。 初始，远离固有频率，若进一步减小，驱动频率离固有频率越来越远，振幅应减小，故C错误； D．圆盘周期减小，驱动频率增大，从向靠近，振幅会增大。 但“图乙中曲线的峰”是由系统固有频率决定的，固有频率不变，峰的位置不会移动，故D错误。 故选AB。 13. 俄歇电子能谱广泛应用于材料表面成分分析，如氩离子溅射涂层深度剖析，借助俄歇电子能谱可进行表面化学态与氧化层分析。用高速氩离子（）轰击硅样品表面，使硅原子处于1 s能级（基态）的1个电子被电离，留下1个空位，原本处于2 s能级（激发态）的1个电子跃迁到基态填补空位，释放出的能量为E，该能量可能以X射线的形式射出；也可能立即将另1个处于2 s能级的电子电离而逸出样品表面，逸出样品表面的电子称为俄歇电子。已知硅原子的1 s能级能量值为−2552.6 eV，2 s能级能量值为−422.7 eV。下列说法正确的是（ ） A. 氩离子轰击硅样品表面时，可能有电磁波向外辐射 B. 氩离子的速度越大，氩离子的德布罗意波长越大 C. 2 s能级逸出的俄歇电子的动能为2129.9 eV D. E大于2 s能级逸出的俄歇电子的动能 【答案】AD 【解析】 【详解】A．氩离子轰击硅样品表面时，可能释放X射线，X射线是一种电磁波，A正确； B．由德布罗意波长可知氩离子的速度越大，氩离子的德布罗意波长越小，B错误； CD．能量，这部分能量克服逸出功后剩下的才是俄歇电子的动能，有E大于2 s能级逸出的俄歇电子的动能，C错误，D正确 故选AD。 14. 如图甲所示，质量分别为、的A、B两物体用轻弹簧连接，初始时A、B被一根轻绳系住，弹簧处于压缩状态，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面）。烧断细线并开始计时，弹簧弹力随时间变化的图像如图乙所示，其中时弹簧处于压缩状态，时弹簧处于拉伸状态，图像在第内与轴所围面积大小为，在第内与轴所围面积大小为。已知弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比，下列说法正确的是 A. 物体A的速度在某些时刻可能向左 B. 时，物体B的速度为0 C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】C．当时，，设此时弹簧压缩量，则 细线烧断后，弹簧释放，向左挤压B，向右挤压A，因此B贴紧墙壁静止，A向右运动； 当时，，弹簧恢复原长，弹性势能全部转化为A的动能，A速度达到最大值，设为 则 后，，弹簧拉伸，带动B离开墙壁向右运动，A减速向右运动，此后系统不受外力，动量守恒，在任意时刻满足 当时，，弹簧拉伸最大值，此时A、B相对静止，二者共速，即 解得，方向向右 设此时拉伸量，则，由机械能守恒 联立， 化简有 解得，故C错误； D．后，，弹簧收缩，B继续加速向右运动，A继续减速向右运动； 当时，，弹簧恢复原长，B达到速度最大值，A为速度最小值，由动量守恒；机械能守恒 联立解得，，速度方向均向右。 由图像，图线与横轴围成的面积即为弹簧对该物体冲量，而由动量定理可知冲量大小等于动量变化量大小。 因此，对A物体：， 故，故D正确。 AB．内，弹簧先压缩后恢复原长，B向右减速、A向右加速； 当时，，弹簧恢复原长，A达到速度最大值，B为速度最小值，由动量守恒，此时 之后系统重复内的运动，因此A的速度不可能向左，故A错误，B正确。 故选BD。 三、实验题。本题共2道小题。（共18分。15题8分，16题10分） 15. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数； 往浅盘里倒入一定深度的水，待水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上； 用注射器将油酸酒精溶液滴1滴在水面上，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的轮廓用彩笔描绘在带有正方形小格的玻璃板上，玻璃板上正方形小格的边长为2 cm（如图甲所示）。 已知油酸酒精溶液每103  mL溶液中含有1 mL油酸，又用滴管测得每100滴这种溶液的总体积为1 mL。完成下列问题： （1）1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为____________ mL。 （2）油酸分子直径的大小d=____________ m。（结果保留1位有效数字） （3）若撒在水面的痱子粉过多，油酸无法形成单分子膜，如图乙所示，则计算得到的油酸分子直径____________。（选填“偏大”“偏小”） （4）为减小误差，该实验并未直接测量1滴油酸酒精溶液的体积V，而是先测量n滴油酸酒精溶液的总体积再求出V。下列实验采用了类似方法的有____________。 A. 图丙所示“用单摆测量重力加速度”实验中单摆周期的测量 B. 图丁所示“用双缝干涉测量光的波长”实验中相邻亮条纹间距离的测量 C. 图戊所示“探究气体等温变化的规律”实验中气体体积的测量 【答案】（1） （2） （3）偏大 （4）AB 【解析】 【分析】 【小问1详解】 1滴油酸酒精溶液的体积为，其中纯油酸体积 【小问2详解】 每个正方形小格面积，数格子可得油膜约占50格，总油膜面积 纯油酸体积 分子直径 【小问3详解】 痱子粉过多，油酸无法展开为单分子膜，测得油膜面积偏小，由，不变，偏小，计算得到的直径偏大。 【小问4详解】 A．题干中方法为累积法：通过测量多个量的总数值，再计算单个量的大小，减小误差。单摆测重力加速度中，测量多个全振动的总时间，再计算单周期，属于累积法，故A正确； B．双缝干涉测波长中，测量多个亮条纹的总间距，再计算相邻亮条纹间距，属于累积法，故B正确； C．探究气体等温变化规律中，直接测量气体体积，不需要累积法，不符合，故C错误。 故选AB。 【点睛】 16. “测量玻璃的折射率”实验中，在水平放置的白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。 （1）在插P3和P4时，在另一侧透过玻璃砖观察，应使____________。 A. P3只挡住P1的像 B. P4只挡住P3 C. P3同时挡住P1、P2的像 D. P4同时挡住P3及P1、P2的像 （2）下列操作对于减小实验误差有帮助的是____________。 A. 选取与之间距离适当大一些的玻璃砖 B. P1、P2的连线与之间的夹角应尽量小一些 C. 大头针P3、P4的距离应适当大一些 （3）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上作出光路图，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B，再过A、B分别作法线的垂线，垂足分别为C、D，如图乙所示，则玻璃的折射率n=____________。（用图乙中的字母表示线段） （4）某同学想测量家中自来水的折射率。如图丙所示，他在水盆中盛足够深的水，并找到一个大头针和圆柱形木塞，将大头针插在木塞的圆心处，并将木塞浮在水面上，大头针露出木塞的部分深入水中。 调整大头针插入木塞的深度，使得从水面上方的各个方向向水中看，恰好看不到大头针。忽略大头针针帽的大小。 ①只需利用刻度尺测量两个物理量即可得到水的折射率，这两个物理量是_______。 A．木塞的厚度d B．木塞的半径r C．大头针针帽距水面的深度l D．大头针浸入水中的长度h ②水的折射率____________。（利用①中测量的物理量表示） 【答案】（1）CD （2）AC （3） （4） ①. BD##DB ②. 【解析】 【小问1详解】 根据“插针法”测量玻璃折射率的实验原理，在插大头针和时，为准确确定出射光线，应使挡住、的像，使挡住及、的像。 故选CD。 【小问2详解】 A．选取与之间距离适当大一些的玻璃砖，可使光线在玻璃砖中的侧向位移更大，从而减小角度测量时的相对误差，故A正确； B．、的连线与之间的夹角若尽量小，则意味着入射角过大，此时折射光线会较弱，不利于观察和插针，故B错误； C．大头针、的距离适当大一些，在连线确定光线方向时引起的角度误差更小，故C正确。 故选AC。 【小问3详解】 根据折射定律有 由图乙可知，设辅助圆的半径为，入射角为，折射角为，则， 联立解得 【小问4详解】 [1]当从水面上方各个方向向水中看，恰好看不到大头针时，说明从大头针底端发出的光线在木塞边缘的水面上恰好发生全反射，设临界角为，则 由几何关系可知 因此要计算水的折射率，需要测量的物理量为透光圆面（即木塞）的半径和大头针浸入水中的长度（即发光点深度）。 故选BD。 [2]由几何关系知 则 由于发生全反射的临界角满足 故水的折射率 四、论述、计算题。本题共4道小题。（共40分。17、18题各8分，19、20题各12分） 17. 一束单色光由空气射向水中，入射角为53°，折射角为37°。已知空气对光的传播影响很小，可作真空处理。取光在真空中的传播速度，已知、。 （1）求水对该光的折射率n。 （2）求该光在水中的传播速度v。 （3）若该光从水中以53°的入射角射向水和空气的界面，分析判断能否发生全反射。 【答案】（1） （2） （3）设临界角为，可知 当水中的入射角为时，有 即，由此可判断会发生全反射。 【解析】 【分析】 【小问1详解】 光线从空气射入水中，折射率 【小问2详解】 由，可得光在水中传播速度 【小问3详解】 见答案。 【点睛】 18. 单摆做小角度摆动过程中，用拉力传感器测量摆线的拉力，得到拉力随时间变化的图像，如图甲所示，拉力的最小值为，最大值为。已知当地重力加速度，不计空气阻力。 （1）由图甲确定单摆做简谐运动的周期。 （2）取，，求单摆的摆长。 （3）不断改变单摆的最大摆角（不大于）重复实验，拉力的最大值和最小值将随摆角变化。已知摆球质量，用已知的物理量推导出和的关系式，并在图乙中作出的关系图线。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 设单摆从最高点释放向右运动，此时为拉力最小值，之后到达最低点，此时为拉力最大值，继续向右运动到达右侧最高点，此时拉力为最小值，之后向左运动到最低点，拉力到达最大值，最后回到左侧最高点，完成一个周期。 因此由图甲，单摆周期 【小问2详解】 根据单摆周期公式 解得 【小问3详解】 设摆球在最高点时摆线与竖直方向夹角为，此时有 摆球在最低点时，根据牛顿第二定律有 摆球从最高点运动到最低点的过程中，其机械能守恒，即 联立解得 由此画出的的图线如答图1所示。 19. 如图所示，竖直放置的导热气缸内用活塞封闭一部分理想气体，外界大气压为p0，活塞底面积为S、重力大小为，其中k为常数且已知。活塞可视为绝热材料制成，即热量无法通过活塞传递。初始时活塞静止，其下表面距气缸底部的高度为h0，环境温度始终保持恒定，忽略活塞与气缸间的摩擦。现将一质量与活塞质量相同的物块，从距活塞上表面h0处由静止释放，与活塞碰撞后粘在一起，之后又经过足够长的时间系统最终重新达到平衡状态。已知一定质量达到平衡状态的理想气体，其体积V、压强p和温度T之间满足，不考虑气缸内气体的重力。 （1）求最终平衡时，活塞下表面距气缸底部的高度h。 （2）从微观角度分析，假设每个与活塞碰撞的气体分子质量均为m0、速率均为v，分子与活塞碰撞前后的瞬间，其速度方向均与活塞下表面垂直、且碰撞前后速率保持不变。若单位时间内与活塞发生碰撞的气体分子数在初始时为N1、在最终平衡时为N2，求。 （3）求从初始到最终平衡的过程中，气缸内气体向外界释放的热量Q。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【19题详解】 设活塞和物块的质量均为，初始时气缸内气体压强为。初始时活塞平衡，依据平衡条件，有，可得 从物块与活塞碰撞后，直至再次平衡时，设气缸内气体压强为，依据平衡条件，有，可得 设初态时气缸内气体体积为，末态时气缸内气体体积为。因初、末状态气缸内气体的温度相同，所以有，其中、 综上可得 【20题详解】 设向下为正方向，因初、末状态气缸内气体温度相同，所以初、末态气体分子的运动速率均为。由此可知，每个分子与活塞发生弹性碰撞1次，其动量的变化量的大小 碰撞前，气缸内气体的压强 碰撞后，气缸内气体的压强 联立可得 【21题详解】 从物块开始下落，到与活塞碰撞前，气缸内气体与外界没有热量交换。设物块与活塞碰撞前的速度为，物块与活塞碰撞后的共同速度为，依据机械能守恒定律和动量守恒定律 可得 环境温度保持不变，因此气缸内气体的内能保持不变，即，根据热力学第一定律，有，其中为外界对气缸内气体所做的功。根据功能关系，有 其中表示活塞和物块组成的系统所减少的机械能，即 将和代入，可得 20. 光子的能量，其中h是普朗克常量，v是光的频率，取，其中c是真空中光速。光子可引发多种物理或化学过程，结合以下情景解答问题。 （1）如图所示为氢原子能级图。已知可见光的波长范围为400 nm至760 nm。计算可见光光子的最大能量和最小能量（结果用eV做单位，保留2位有效数字）；并判断氢原子至少要处于量子数n为多少的能级才可吸收可见光而电离。 （2）入射光子的能量若大于原子核的结合能，就可引发核反应。用γ光子使氘核发生核反应的方程为。已知引发该反应的光子的最大波长，忽略光子与氘核的动量，且不考虑反应后质子和中子的动能，求氘核的比结合能。（结果用eV做单位，保留2位有效数字） （3）类似于原子核的结合能，分子的化学键也有键能。化学键的键能指将构成化学键的两个原子分开到无穷远所需要的最少能量。水分子由2个H原子和1个O原子构成，每个H原子都和O原子组成键，已知键的键能，1个能量为的紫外光子照射到1个孤立的水分子上，使水分子的1个键断裂，从而飞出1个H原子。假设光子的动量、水分子的初速度均可忽略，已知H原子质量，O原子的质量是H原子的16倍，元电荷。只考虑紫外光子对该水分子的影响，求飞出的H原子的速度大小。 【答案】（1），， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据光子能量公式 可见光光子的最大能量 可见光光子的最小能量 若氢原子被可见光电离，所需能量不能高于3.1eV，因此，至少量子数的能级才可被可见光电离。 【小问2详解】 引发光解反应的光子能量需等于氘核的结合能，其最小能量为，由于氘核只有2个核子，所以有， 可得 【小问3详解】 H原子以速度飞出，羟基-OH则以速度反冲，根据动量守恒定律 根据能量守恒定律 可得 代入已知数据 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级样题 物理 本样题共8页，共四道大题，20道小题，满分100分。考试时长90分钟。试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在样题上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。 一、单项选择题。本题共10道小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共30分） 1. 关于光现象，下列说法正确的是（ ） A. 泊松亮斑属于光的衍射现象 B. 雨后天空出现彩虹属于光的干涉现象 C. 照相机镜头表面的增透膜，利用了光的偏振 D. 观看立体电影时佩戴的特制眼镜，利用了光的全反射 2. 下列说法正确的是（ ） A. 电子的发现表明原子具有核式结构 B. 天然放射现象表明原子核内部是有结构的 C. α粒子散射实验表明电荷量是量子化的 D. 光电效应现象表明光是电磁波 3. 关于分子动理论，下列说法正确的是（ ） A. 1 g水和1 g氧气所含分子个数相同 B. 用显微镜观察到悬浊液中炭粒的运动是无规则的，说明炭粒的分子在做无规则运动 C. 用气筒给自行车车胎打气时要用力才能打进去，说明空气分子间存在斥力 D. 压在一起的金块和铅块，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间存在着空隙 4. 图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，其中P、Q分别为x=4 m和x=8 m处的两质点，图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 每经过4 s，质点P通过的路程均为8 cm B. 在t=0到t=1 s时间内，质点Q的速度逐渐增大 C. 从t=0时刻开始，P比Q先达到波峰 D. 质点P的位移y随时间t变化的关系为 5. 将一个压瘪的乒乓球放到热水中，在乒乓球升温且缓慢恢复原状的过程中，乒乓球里的气体可视为质量不变的理想气体。关于球内气体，下列说法正确的是（ ） A. 从外界吸收热量，其内能不变 B. 对外界做功，其内能减小 C. 吸收的热量大于其增加的内能 D. 吸收的热量等于其对外界所做的功 6. 分子A保持不动，分子B从无穷远逐渐靠近A，此过程中，两分子间的作用力随分子间距离变化的图像如图所示。规定A、B相距无穷远时，A、B所组成的系统的分子势能为0。下列说法正确的是（　　） A. B从无穷远处向A靠近的过程中，先减小后增大 B. 当A、B相距在和之间时，表现为斥力 C. 当A、B相距小于时，分子势能一定大于零 D. B从无穷远处到与A相距的过程中，做正功、分子势能减小 7. 如图甲所示，置于水平桌面上的小车，其上方固定一竖直框架，框架通过光滑转轴O与一轻杆相连，轻杆可绕O在竖直平面内自由转动，轻杆下端固定一小球。如图乙所示，将小球向左拉开，使其位置比最低点高，同时由静止释放小球和小车。忽略摩擦和空气阻力，已知重力加速度。关于此后的运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 小车将一直向左运动 B. 小球第一次回到最低点时的速度大小为 C. 小球第一次摆到右侧最高点时，仍比最低点高 D. 小车、框架和小球组成系统的机械能和动量均守恒 8. 图中所示为一种干涉热膨胀仪的结构示意图，G为标准石英柱，C为待测柱形样品，C的上表面与标准平面石英板M之间存在劈形空气薄层。用单色平行光垂直照射M，会观察到干涉条纹，利用光的干涉条纹的移动情况，可精确测量C和G长度的相对改变量。已知温度升高时，C的伸长量大于G的伸长量。在膨胀过程中，认为劈形空气薄层夹角不变。下列说法正确的是（ ） A. 干涉条纹是由M的上表面与C的上表面的反射光共同形成的 B. 温度相同时，分别用红、紫单色平行光垂直照射M，紫光形成的条纹间距大 C. 当温度升高时，干涉条纹将向右移动 D. 当温度升高时，干涉条纹间距将减小 9. 如图所示，轻质弹簧上端固定在铁架台上，下端挂一可视为质点的重物。重物静止时处于B位置，此时弹簧伸长量为x0。用手缓慢托举重物至弹簧原长的A位置，之后放手，重物从静止开始沿竖直方向在A位置和C位置（图中未标出）之间做简谐运动。已知重力加速度g，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。下列说法错误的是（ ） A. 重物做简谐运动的振幅为x0 B. 重物运动到C时，其加速度大小为g、方向竖直向上 C. 重物从A到C的过程中，重力的冲量大小等于弹簧弹力的冲量大小 D. 手缓慢托举重物从B到A的过程中，手对重物做的功小于重物在简谐运动中的最大动能 10. 某同学利用图甲所示实验装置研究光电效应，换用多组不同频率的入射光对同一种金属进行照射，测出对应的遏止电压Uc，并绘制出Uc随入射光频率v变化的图像，如图乙所示。该同学查找资料得知：在K、A间施加电压时，会在金属表面附近产生场强为E的电场，该电场使逸出功发生改变，改变量，其中��为常量、��为元电荷。下列说法正确的是（ ） A. 测量Uc时，图甲中滑片P应当位于O点右侧 B. 利用图乙中图像的横截距v0可求出普朗克常量 C. 常量k的单位可用国际单位制基本单位表示为 D. 依据图线为一条直线，可判断实验中可忽略 二、多项选择题。本题共4道小题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的。（每小题3分，共12分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，不选或有选错的该小题不得分） 11. 铀238（）是一种放射性元素，它发生衰变时生成新核钍234（），同时释放X粒子。生成的新核钍234仍然具有放射性，发生衰变时生成新核镤234（），同时释放Y粒子。下列说法正确的是（　　） A. 中有92个质子和146个中子 B. 提高温度，这两个衰变过程都变快 C. Y粒子的穿透能力比X粒子强 D. 8个原子核经过两个半衰期后一定剩余2个未发生衰变 12. 如图甲所示，竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在竖直方向往复振动，进而通过下面的弹簧驱动小球振动。当圆盘静止时，给小球一个竖直方向的初速度让小球上下振动，其振动频率为。改变圆盘匀速转动的周期，得到小球的振幅与驱动力频率的图像如图乙所示。现使圆盘以的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定。下列说法正确的是（　　） A. B. 稳定后，小球振动的周期为 C. 若圆盘匀速转动的周期从开始逐渐增大，小球振动的振幅会变大 D. 若圆盘匀速转动的周期从开始逐渐减小，图乙中曲线的峰将向左移动 13. 俄歇电子能谱广泛应用于材料表面成分分析，如氩离子溅射涂层深度剖析，借助俄歇电子能谱可进行表面化学态与氧化层分析。用高速氩离子（）轰击硅样品表面，使硅原子处于1 s能级（基态）的1个电子被电离，留下1个空位，原本处于2 s能级（激发态）的1个电子跃迁到基态填补空位，释放出的能量为E，该能量可能以X射线的形式射出；也可能立即将另1个处于2 s能级的电子电离而逸出样品表面，逸出样品表面的电子称为俄歇电子。已知硅原子的1 s能级能量值为−2552.6 eV，2 s能级能量值为−422.7 eV。下列说法正确的是（ ） A. 氩离子轰击硅样品表面时，可能有电磁波向外辐射 B. 氩离子的速度越大，氩离子的德布罗意波长越大 C. 2 s能级逸出的俄歇电子的动能为2129.9 eV D. E大于2 s能级逸出的俄歇电子的动能 14. 如图甲所示，质量分别为、的A、B两物体用轻弹簧连接，初始时A、B被一根轻绳系住，弹簧处于压缩状态，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面）。烧断细线并开始计时，弹簧弹力随时间变化的图像如图乙所示，其中时弹簧处于压缩状态，时弹簧处于拉伸状态，图像在第内与轴所围面积大小为，在第内与轴所围面积大小为。已知弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比，下列说法正确的是 A. 物体A的速度在某些时刻可能向左 B. 时，物体B的速度为0 C. D. 三、实验题。本题共2道小题。（共18分。15题8分，16题10分） 15. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数； 往浅盘里倒入一定深度的水，待水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上； 用注射器将油酸酒精溶液滴1滴在水面上，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的轮廓用彩笔描绘在带有正方形小格的玻璃板上，玻璃板上正方形小格的边长为2 cm（如图甲所示）。 已知油酸酒精溶液每103  mL溶液中含有1 mL油酸，又用滴管测得每100滴这种溶液的总体积为1 mL。完成下列问题： （1）1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为____________ mL。 （2）油酸分子直径的大小d=____________ m。（结果保留1位有效数字） （3）若撒在水面的痱子粉过多，油酸无法形成单分子膜，如图乙所示，则计算得到的油酸分子直径____________。（选填“偏大”“偏小”） （4）为减小误差，该实验并未直接测量1滴油酸酒精溶液的体积V，而是先测量n滴油酸酒精溶液的总体积再求出V。下列实验采用了类似方法的有____________。 A. 图丙所示“用单摆测量重力加速度”实验中单摆周期的测量 B. 图丁所示“用双缝干涉测量光的波长”实验中相邻亮条纹间距离的测量 C. 图戊所示“探究气体等温变化的规律”实验中气体体积的测量 16. “测量玻璃的折射率”实验中，在水平放置的白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。 （1）在插P3和P4时，在另一侧透过玻璃砖观察，应使____________。 A. P3只挡住P1的像 B. P4只挡住P3 C. P3同时挡住P1、P2的像 D. P4同时挡住P3及P1、P2的像 （2）下列操作对于减小实验误差有帮助的是____________。 A. 选取与之间距离适当大一些的玻璃砖 B. P1、P2的连线与之间的夹角应尽量小一些 C. 大头针P3、P4的距离应适当大一些 （3）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上作出光路图，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B，再过A、B分别作法线的垂线，垂足分别为C、D，如图乙所示，则玻璃的折射率n=____________。（用图乙中的字母表示线段） （4）某同学想测量家中自来水的折射率。如图丙所示，他在水盆中盛足够深的水，并找到一个大头针和圆柱形木塞，将大头针插在木塞的圆心处，并将木塞浮在水面上，大头针露出木塞的部分深入水中。 调整大头针插入木塞的深度，使得从水面上方的各个方向向水中看，恰好看不到大头针。忽略大头针针帽的大小。 ①只需利用刻度尺测量两个物理量即可得到水的折射率，这两个物理量是_______。 A．木塞的厚度d B．木塞的半径r C．大头针针帽距水面的深度l D．大头针浸入水中的长度h ②水的折射率____________。（利用①中测量的物理量表示） 四、论述、计算题。本题共4道小题。（共40分。17、18题各8分，19、20题各12分） 17. 一束单色光由空气射向水中，入射角为53°，折射角为37°。已知空气对光的传播影响很小，可作真空处理。取光在真空中的传播速度，已知、。 （1）求水对该光的折射率n。 （2）求该光在水中的传播速度v。 （3）若该光从水中以53°的入射角射向水和空气的界面，分析判断能否发生全反射。 18. 单摆做小角度摆动过程中，用拉力传感器测量摆线的拉力，得到拉力随时间变化的图像，如图甲所示，拉力的最小值为，最大值为。已知当地重力加速度，不计空气阻力。 （1）由图甲确定单摆做简谐运动的周期。 （2）取，，求单摆的摆长。 （3）不断改变单摆的最大摆角（不大于）重复实验，拉力的最大值和最小值将随摆角变化。已知摆球质量，用已知的物理量推导出和的关系式，并在图乙中作出的关系图线。 19. 如图所示，竖直放置的导热气缸内用活塞封闭一部分理想气体，外界大气压为p0，活塞底面积为S、重力大小为，其中k为常数且已知。活塞可视为绝热材料制成，即热量无法通过活塞传递。初始时活塞静止，其下表面距气缸底部的高度为h0，环境温度始终保持恒定，忽略活塞与气缸间的摩擦。现将一质量与活塞质量相同的物块，从距活塞上表面h0处由静止释放，与活塞碰撞后粘在一起，之后又经过足够长的时间系统最终重新达到平衡状态。已知一定质量达到平衡状态的理想气体，其体积V、压强p和温度T之间满足，不考虑气缸内气体的重力。 （1）求最终平衡时，活塞下表面距气缸底部的高度h。 （2）从微观角度分析，假设每个与活塞碰撞的气体分子质量均为m0、速率均为v，分子与活塞碰撞前后的瞬间，其速度方向均与活塞下表面垂直、且碰撞前后速率保持不变。若单位时间内与活塞发生碰撞的气体分子数在初始时为N1、在最终平衡时为N2，求。 （3）求从初始到最终平衡的过程中，气缸内气体向外界释放的热量Q。 20. 光子的能量，其中h是普朗克常量，v是光的频率，取，其中c是真空中光速。光子可引发多种物理或化学过程，结合以下情景解答问题。 （1）如图所示为氢原子能级图。已知可见光的波长范围为400 nm至760 nm。计算可见光光子的最大能量和最小能量（结果用eV做单位，保留2位有效数字）；并判断氢原子至少要处于量子数n为多少的能级才可吸收可见光而电离。 （2）入射光子的能量若大于原子核的结合能，就可引发核反应。用γ光子使氘核发生核反应的方程为。已知引发该反应的光子的最大波长，忽略光子与氘核的动量，且不考虑反应后质子和中子的动能，求氘核的比结合能。（结果用eV做单位，保留2位有效数字） （3）类似于原子核的结合能，分子的化学键也有键能。化学键的键能指将构成化学键的两个原子分开到无穷远所需要的最少能量。水分子由2个H原子和1个O原子构成，每个H原子都和O原子组成键，已知键的键能，1个能量为的紫外光子照射到1个孤立的水分子上，使水分子的1个键断裂，从而飞出1个H原子。假设光子的动量、水分子的初速度均可忽略，已知H原子质量，O原子的质量是H原子的16倍，元电荷。只考虑紫外光子对该水分子的影响，求飞出的H原子的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $