精品解析：河南郑州市2025-2026学年高二下学期期末物理试卷（五）

2025-2026学年下期期末考试 高二物理试题卷（五） 本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。考试时间90分钟，满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项正符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。） 1. 微核电池是一种用核废料中提取出来的镅作为原料的电池，可用于各类航空探测器。已知质量为m0的镅，经过时间t后剩余的镅质量为m，其图线如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 镅的半衰期为645年 B. 镅的半衰期为432年 C. 太空中的极低温度会缩短镅的半衰期 D. 太空中的极低温度会延长镅的半衰期 2. “工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示，热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖，在水面和杯盖间就封闭了一部分空气（可视为理想气体）。下列说法正确的是（　　） A. 玻璃盖碗是非晶体 B. 水温越高，每个水分子运动的速率越大 C. 温度降低，玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变大 D. 水滴落在干净的茶托上会自然摊开，这说明水不能浸润茶托 3. 如图，透过微距镜头可以拍摄到一种彩色雪花，该雪花内部有一夹着空气的薄冰层，使其呈彩色花纹。下列情境中与雪花呈彩色花纹的光学原理相同的是（ ） A. 水中的气泡看起来特别明亮 B. 阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹 C. 戴上特殊眼镜看立体电影可以看到立体影像 D. 用铅笔夹成一条狭缝观察日光灯看到彩色条纹 4. 如图甲，两个相同物块a和b在光滑水平地面上，以速度v0相向运动并发生完全非弹性碰撞。将另一相同物块c以速度2v0撞向竖直墙壁，与墙壁碰撞后减速到零，如图乙所示。若两次碰撞时间相同，则在碰撞过程中（ ） A. a物块与c物块动量变化大小相等 B. a物块与c物块所受平均撞击力大小相等 C. c物块所受平均撞击力冲量是a物块的2倍 D. a、b两物块系统动能损失与c物块动能损失相等 5. 当两股波纹潮以一定夹角相遇时，在其重叠区域有时会形成鱼鳞潮，鱼鳞区域形似一张渔网浮于水面不动（如左图所示），大约可以持续十分钟。其模型简化如右图所示，若两列波纹的振幅相同，叠加区域内介质均匀，实线表示波峰，虚线表示波谷，Q为OP的中点，则下列说法正确的是（ ） A. 两列波的波长不相等 B. P、Q两点的振幅相同 C. M、N两点均为振动加强点 D. 此时O、Q两点均在平衡位置 6. 我国首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hγ分别为氢原子由n=3和n=5能级向n=2能级跃迁产生的谱线，如图所示，用Hγ对应的光照射某种金属表面，恰好能使该金属发生光电效应。下列说法正确的是（ ） A. Hα对应的光子能量可能小于1.89eV B. Hα对应的光照射该金属也可能发生光电效应 C. 照射光的频率大于Hγ对应的光的频率，则该金属逸出功增大 D. 照射光的频率大于Hγ对应的光的频率，则逸出光电子最大初动能增大 7. 洗衣机通过测量竖直圆柱形均匀细管内的压强来实现自动控制进水量。如图，细管上端封闭且与压力传感器相连，下端与洗衣缸底部相通。注水时，细管内空气被封闭且随水面上升逐渐被压缩。若刚开始进水时细管内空气柱被封闭的长度为L0，洗衣缸的液面与细管内液面高度差达到ΔH时，压力传感器启动停止注水程序。封闭空气看作质量不变的理想气体，缓慢注水时气体温度保持不变。已知大气压强的数值等于H0高度的水柱产生的压强，水的密度为ρ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 注水过程中封闭气体内能增大 B. 注水过程中封闭气体从外界吸热 C. 停止注水时细管被封空气的长度为 D. 停止注水时细管被封空气的压强为 8. 如图，水平地面上固定一竖直轻质弹簧，弹簧上端拴接一质量为m0的托盘，轻按托盘后松手，用计时器记录托盘n次全振动的时间为t0。将一物块放在托盘上，物块与托盘一起上下振动且没有脱离，记录此时托盘n次全振动的时间为t1。已知弹簧振子做简谐运动的周期公式为（m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数），则可知物块质量为（ ） A. B. C. D. 9. 我国在聚变领域首次完成核聚变装置1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。核反应方程为氘与氚的聚变反应方程，已知核的比结合能为E1，核的比结合能为E2，释放的核能为ΔE，则该核反应中（ ） A. 比结合能E1大于E2 B. 反应前后核子总数不变 C. 反应前后原子核总质量不变 D. 核的比结合能为 10. 如图所示，一定质量的理想气体经a→b→c→d→a完成循环过程，ab、cd与纵轴平行，bc与横轴平行，其中d→a过程为等温过程。关于该循环过程，下列说法正确的是（ ） A. a→b过程中，气体内能减少 B. b→c过程中，气体内能不变 C. c→d过程中，气体向外界放出热量 D. d→a过程中，气体从外界吸收热量 11. 某同学采用如图所示的方案来观察光学现象。初始时，可换光学器件处未放任何器件，能在光屏上看到彩色条纹，在可换光学器件处依次更换放入偏振片、红色滤光片、绿色滤光片，则可换光学器件处（ ） A. 放入偏振片并旋转到某角度，光屏上条纹将消失 B. 放入红色滤光片，光屏上会看到红黑相间的条纹 C. 放入绿色滤光片，光屏上的条纹间距比放入红色滤光片时更大 D. 放入绿色滤光片，仅把双缝到光屏的距离增大，光屏上条纹间距也将增大 12. 如图，一质量M=1.5kg的木箱内部有三段内径相同的管道，三段管道均在同一竖直平面内且平滑连接。第一段AB为倾斜直管道，其水平投影QB的长度为R=1m，倾角∠ABQ=37°；第二段BC为水平粗糙直管道，长度也为R；第三段CD为四分之一圆弧管道，圆心为O，圆弧半径OC的长度也为R。木箱静止在光滑的水平面上，将一个质量为m=1kg，直径略小于管道内径的小球（可视为质点），从管道A点由静止释放，已知管道内径远小于R，小球与BC直管道的动摩擦因数µ=0.5，其余部分均光滑，重力加速度g=10m/s2，取tan37°=0.75。则小球由A点下滑到D点的过程中（　　） A. 小球和木箱系统动量守恒 B. 小球和木箱系统产生的热量为5J C. 木箱相对于地面移动的位移为1.2m D. 小球到D点的速度大小为 第II卷（非选择题 共52分） 二、实验题（本题共2小题，共16分。请按题目要求作答。） 13. 某实验小组在利用单摆测量当地重力加速度时发现，单摆容易出现圆锥摆的情况，从而导致测量结果出现较大误差。于是该实验小组同学改进了实验方案，尝试利用如图所示的双线摆进行实验。 （1）将两段长度相等且不可伸长的细绳一端分别拴在两个固定竖直杆上，固定点记为A、B（A、B两点在同一水平面上），另一端与一小钢球顶端相连。 （2）用刻度尺测出一根细绳的长度为l，A、B两点的间距为a，用游标卡尺测出小球的直径为d，则等效摆长L=___________。 （3）将摆沿垂直纸面方向拉开一个小角度（小于5°），静止释放，待摆动稳定后，摆球运动到最低点时开始计时，并开始计数1，摆球再次运动到最低点时计数2，依次数到n时停止计时，读出秒表时间为t，则单摆的周期为____________。 （4）多次改变细绳的长度，重复实验，根据实验数据绘制得到如图所示的T 2-L图像，由图像中数据可知，当地重力加速度g=___________。 14. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往浅盘里倒入一定深度的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小； ④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，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列问题： （1）上述步骤中，正确的顺序是_____________。（填写步骤前面的序号） （2）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每1000mL溶液中含有1mL油酸，又用滴管测得每100滴这种溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为20mm的正方形小格的纸上（如图）。 ①一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为________mL； ②油膜占有的面积约为________m2； ③油酸分子直径的大小d＝________m。（结果保留两位有效数字） （3）某学生在“用油膜法估测分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，可能是由于___________________________（写出一个原因即可）。 三、计算题（本题共4小题，共36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。） 15. 很多灯光装饰墙上，装有各种形状的玻璃，来达到一定的灯光效果，如图是某半球形玻璃过中心轴线的截面，O为球心，AB为该截面上的直径，球体半径为R。某一束平行单色光，以垂直AB方向射入玻璃。已知半球形玻璃对该单色光的折射率为，空气中的光速为c，在该截面内右侧曲线上，求： （1）被照亮的圆弧长度； （2）恰好发生全反射的光线在玻璃中传播的时间。 16. 振动监测系统可对生产线设备进行智能化实时健康诊断。如图甲，以传送带起始位置作为坐标原点，沿传送方向建立坐标轴。两个压电式传感器分别安装在传送带上和两点，坐标分别为和。某次检测中，传送带起始位置自时刻开始发出一列测试横波，横波沿x轴正方向传播先后经过、两点，到达点。安装在点的传感器记录的振动图像如图乙所示。 （1）求该波的波长； （2）当点第一次到达波谷时，求点运动的总路程S。 17. 如图甲为广泛应用于汽车的减振器——氮气减振器，其结构简图如图乙所示。汽缸内充有惰性气体氮，处于压缩状态的弹簧将“工”字型活塞顶于气缸顶部，活塞被卡环卡住，当活塞受到外界压力时，由于缸内气体和弹簧的共同作用，可以达到缓冲减振的效果。现将减振器竖直放置，状态A时缸内充入的氮气，此时弹簧的压缩量为氮气柱长度为L=20cm。现用外力F向下压活塞，使其缓慢下降h=4cm，气体达到状态B。从状态A到B过程气体放出热量Q=82.4J。已知汽缸中活塞截面，活塞质量m=1kg，弹簧劲度系数k=2×104N/m，大气压强为1×105Pa，重力加速度为气缸内的氮气可视为理想气体，气缸壁导热性能良好，不计摩擦和外界温度变化。 （1）求状态B缸内氮气的压强的大小； （2）从状态A到B过程中，施加于活塞的外力F的最大值； （3）状态A到B过程外界对气体做的功W。 18. 如图所示，带有二分之一光滑圆弧轨道的物块c，放置在光滑水平地面上并锁定，圆弧轨道半径为R，P点为轨道的最高点，Q点为轨道的最低点且与水平地面相切。相同小球a、b静置在物块c左侧的水平地面上，给小球a一初速度，使之与小球b发生碰撞，碰撞后小球b沿轨道c运动到P点抛出，地面上的落点与P点间的水平位移为x=4R；小球a沿轨道恰能运动到与圆心O点等高的位置。不计空气阻力，已知a、b两小球半径远小于R、质量均为m，物块c的质量为，重力加速度为g。 （1）求小球b经过P点时对轨道的压力大小； （2）求小球a、b发生碰撞过程中损失的动能； （3）若在a、b碰撞前解除轨道c的锁定，小球b由Q点滑上轨道至其运动到最高点的时间内，小球a一直在水平地面上运动且位移为2R，求这段时间内小球b的水平位移。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年下期期末考试 高二物理试题卷（五） 本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。考试时间90分钟，满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项正符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。） 1. 微核电池是一种用核废料中提取出来的镅作为原料的电池，可用于各类航空探测器。已知质量为m0的镅，经过时间t后剩余的镅质量为m，其图线如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 镅的半衰期为645年 B. 镅的半衰期为432年 C. 太空中的极低温度会缩短镅的半衰期 D. 太空中的极低温度会延长镅的半衰期 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由半衰期公式可知，经过一个半衰期，剩余的质量变为原来的一半。由题图可知，当年时，剩余质量；当年时，剩余质量 因为，即这段时间内镅的质量刚好衰变减少了一半，所以经历的时间恰好为完整的一个半衰期。则半衰期年，故A错误，B正确； CD．放射性元素的半衰期是由原子核内部自身的因素（即核结构）决定的，与外界的物理条件（如温度、压强）和化学状态无关，因此太空中的极低温度不会改变镅的半衰期，故CD错误。 故选B。 2. “工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示，热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖，在水面和杯盖间就封闭了一部分空气（可视为理想气体）。下列说法正确的是（　　） A. 玻璃盖碗是非晶体 B. 水温越高，每个水分子运动的速率越大 C. 温度降低，玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变大 D. 水滴落在干净的茶托上会自然摊开，这说明水不能浸润茶托 【答案】A 【解析】 【详解】A．玻璃属于典型的非晶体，所以玻璃盖碗是非晶体，故A正确； B．水温越高，水分子运动的平均速率越大，但不是每个水分子运动的速率都越大，故B错误； C．温度降低，封闭空气的体积不变，根据查理定律可知，空气的压强减小，则玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变小，故C错误； D．水滴落在干净的茶托上会自然摊开，这说明水能浸润茶托，故D错误。 故选A。 3. 如图，透过微距镜头可以拍摄到一种彩色雪花，该雪花内部有一夹着空气的薄冰层，使其呈彩色花纹。下列情境中与雪花呈彩色花纹的光学原理相同的是（ ） A. 水中的气泡看起来特别明亮 B. 阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹 C. 戴上特殊眼镜看立体电影可以看到立体影像 D. 用铅笔夹成一条狭缝观察日光灯看到彩色条纹 【答案】B 【解析】 【详解】A．水中的气泡看起来特别明亮，是由于光从水中射向气泡表面时发生了全反射现象，故A错误； B．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，是光在肥皂膜前后表面反射叠加形成的薄膜干涉现象，与题干中雪花呈彩色花纹的光学原理相同，故B正确； C．戴上特殊眼镜看立体电影可以看到立体影像，利用的是光的偏振原理，故C错误； D．用铅笔夹成一条狭缝观察日光灯看到彩色条纹，属于光的单缝衍射现象，故D错误。 故选B。 4. 如图甲，两个相同物块a和b在光滑水平地面上，以速度v0相向运动并发生完全非弹性碰撞。将另一相同物块c以速度2v0撞向竖直墙壁，与墙壁碰撞后减速到零，如图乙所示。若两次碰撞时间相同，则在碰撞过程中（ ） A. a物块与c物块动量变化大小相等 B. a物块与c物块所受平均撞击力大小相等 C. c物块所受平均撞击力冲量是a物块的2倍 D. a、b两物块系统动能损失与c物块动能损失相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．对甲图中、的完全非弹性碰撞，由动量守恒可知，总初动量，碰撞后共同速度为。的初动量为​，末动量为，动量变化大小。对乙图中，初动量为​，末动量为，动量变化大小，二者大小不相等，故A错误； B．根据动量定理，碰撞时间相同 整理得平均撞击力，因，故​，平均力大小不相等，故B错误； C．冲量大小等于动量的变化大小，，，即，的冲量是的2倍，故C正确。 D．、系统动能损失 的动能损失，二者不相等，故D错误。 故选C。 5. 当两股波纹潮以一定夹角相遇时，在其重叠区域有时会形成鱼鳞潮，鱼鳞区域形似一张渔网浮于水面不动（如左图所示），大约可以持续十分钟。其模型简化如右图所示，若两列波纹的振幅相同，叠加区域内介质均匀，实线表示波峰，虚线表示波谷，Q为OP的中点，则下列说法正确的是（ ） A. 两列波的波长不相等 B. P、Q两点的振幅相同 C. M、N两点均为振动加强点 D. 此时O、Q两点均在平衡位置 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，两列波的相邻实线（或虚线）之间的间距相等，说明两列波的波长相等，故A错误； B．图中点位于两实线（波峰）的交点，是振动加强点；点位于两虚线（波谷）的交点，也是振动加强点。因为位于连线（振动加强线）上，所以点同样为振动加强点。振动加强点的振幅始终等于两列波振幅之和，因此、两点的振幅相同，故B正确； C．图中、两点均为实线与虚线的交点，即波峰与波谷相遇，属于振动减弱点，故C错误； D．点是两列波波谷的交点，此时点处于波谷位置，不在平衡位置，故D错误。 故选B。 6. 我国首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hγ分别为氢原子由n=3和n=5能级向n=2能级跃迁产生的谱线，如图所示，用Hγ对应的光照射某种金属表面，恰好能使该金属发生光电效应。下列说法正确的是（ ） A. Hα对应的光子能量可能小于1.89eV B. Hα对应的光照射该金属也可能发生光电效应 C. 照射光的频率大于Hγ对应的光的频率，则该金属逸出功增大 D. 照射光的频率大于Hγ对应的光的频率，则逸出光电子最大初动能增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据能级跃迁规律，对应的光子能量为，是一个确定的值，不可能小于，故A错误； B．用对应的光照射该金属，恰好能使该金属发生光电效应，说明该金属的逸出功等于光子的能量。根据能级图可知 因为光子的能量小于金属的逸出功，所以用对应的光照射该金属不能发生光电效应，故B错误； C．金属的逸出功由金属材料本身决定，与入射光的频率无关，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程可知，在金属逸出功不变的情况下，照射光的频率越大，逸出光电子的最大初动能就越大，故D正确。 故选D。 7. 洗衣机通过测量竖直圆柱形均匀细管内的压强来实现自动控制进水量。如图，细管上端封闭且与压力传感器相连，下端与洗衣缸底部相通。注水时，细管内空气被封闭且随水面上升逐渐被压缩。若刚开始进水时细管内空气柱被封闭的长度为L0，洗衣缸的液面与细管内液面高度差达到ΔH时，压力传感器启动停止注水程序。封闭空气看作质量不变的理想气体，缓慢注水时气体温度保持不变。已知大气压强的数值等于H0高度的水柱产生的压强，水的密度为ρ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 注水过程中封闭气体内能增大 B. 注水过程中封闭气体从外界吸热 C. 停止注水时细管被封空气的长度为 D. 停止注水时细管被封空气的压强为 【答案】C 【解析】 【详解】A．注水过程中封闭气体的温度不变，所以封闭气体内能不变，故A错误； B．注水过程中封闭气体的体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律 由于封闭气体内能不变，所以注水过程中封闭气体向外界放热，故B错误； CD．洗衣缸的液面与细管内液面高度差达到ΔH时，压力传感器启动停止注水程序，已知大气压强的数值等于H0高度的水柱产生的压强，则停止注水时细管被封空气的压强为 根据题意可知刚注水时封闭气体的压强为 设细管横截面积为，根据玻意耳定律可得 联立解得停止注水时细管被封空气的长度为，故C正确，D错误。 故选C。 8. 如图，水平地面上固定一竖直轻质弹簧，弹簧上端拴接一质量为m0的托盘，轻按托盘后松手，用计时器记录托盘n次全振动的时间为t0。将一物块放在托盘上，物块与托盘一起上下振动且没有脱离，记录此时托盘n次全振动的时间为t1。已知弹簧振子做简谐运动的周期公式为（m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数），则可知物块质量为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】依题意，振子只有托盘时的周期，振子由托盘和物块组成时的周期，设物块的质量为 由，有， 得 故选A。 【点睛】 9. 我国在聚变领域首次完成核聚变装置1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。核反应方程为氘与氚的聚变反应方程，已知核的比结合能为E1，核的比结合能为E2，释放的核能为ΔE，则该核反应中（ ） A. 比结合能E1大于E2 B. 反应前后核子总数不变 C. 反应前后原子核总质量不变 D. 核的比结合能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．该反应放出核能，生成物更加稳定，比结合能更大，即比结合能E1小于E2，A错误； B．反应前后质量数和电荷数守恒，即核子总数不变，B正确； C．反应放出核能，有质量亏损，即反应前后原子核总质量减小，C错误； D．根据 可得核的比结合能为，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，一定质量的理想气体经a→b→c→d→a完成循环过程，ab、cd与纵轴平行，bc与横轴平行，其中d→a过程为等温过程。关于该循环过程，下列说法正确的是（ ） A. a→b过程中，气体内能减少 B. b→c过程中，气体内能不变 C. c→d过程中，气体向外界放出热量 D. d→a过程中，气体从外界吸收热量 【答案】AC 【解析】 【详解】A．过程为等容变化，根据查理定律，气体温度在降低，则气体内能在减小，故A正确； B．过程为等压变化，根据盖吕萨克定律，气体温度在升高，则气体内能在增大，故B错误； C．过程为等容变化，则气体做功，根据查理定律，气体温度在降低，则气体内能在减小，根据热力学第一定律得，则气体向外界放出热量，故C正确； D．过程为等温变化，则气体内能大小不变，体积在变小，则外界对气体做功，根据热力学第一定律得，则气体向外界放出热量，故D错误。 故选 AC。 11. 某同学采用如图所示的方案来观察光学现象。初始时，可换光学器件处未放任何器件，能在光屏上看到彩色条纹，在可换光学器件处依次更换放入偏振片、红色滤光片、绿色滤光片，则可换光学器件处（ ） A. 放入偏振片并旋转到某角度，光屏上条纹将消失 B. 放入红色滤光片，光屏上会看到红黑相间的条纹 C. 放入绿色滤光片，光屏上的条纹间距比放入红色滤光片时更大 D. 放入绿色滤光片，仅把双缝到光屏的距离增大，光屏上条纹间距也将增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．白炽灯发出的是自然光，放入偏振片后，光变成线偏振光，光强减弱，经过单缝和双缝出射后光仍满足相干条件，干涉条纹依然存在，只是亮度降低，不会消失，故A错误； B．红色滤光片仅允许红光通过，此时光源变成单色红光，红光通过双缝发生干涉，在光屏形成红黑相间的等间距明暗条纹，故B正确； C．由条纹间距公式 可知，条纹间距与波长成正比，绿光波长小于红光，因此放入绿色滤光片，条纹间距比放入红色滤光片时更小，故C错误； D．由公式 可知，当双缝到光屏的距离增大，光屏上条纹间距也将增大，故D正确。 故选BD。 12. 如图，一质量M=1.5kg的木箱内部有三段内径相同的管道，三段管道均在同一竖直平面内且平滑连接。第一段AB为倾斜直管道，其水平投影QB的长度为R=1m，倾角∠ABQ=37°；第二段BC为水平粗糙直管道，长度也为R；第三段CD为四分之一圆弧管道，圆心为O，圆弧半径OC的长度也为R。木箱静止在光滑的水平面上，将一个质量为m=1kg，直径略小于管道内径的小球（可视为质点），从管道A点由静止释放，已知管道内径远小于R，小球与BC直管道的动摩擦因数µ=0.5，其余部分均光滑，重力加速度g=10m/s2，取tan37°=0.75。则小球由A点下滑到D点的过程中（　　） A. 小球和木箱系统动量守恒 B. 小球和木箱系统产生的热量为5J C. 木箱相对于地面移动的位移为1.2m D. 小球到D点的速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．小球由A点下滑到D点的过程中，除BC阶段外，小球在竖直方向上存在向下的分加速度，小球和木箱所受外力的合力不为零，系统动量不守恒，但系统水平方向上合力为零，即小球和木箱系统水平方向上动量守恒，故A错误； B．小球和木箱系统产生的热量，故B正确； C．结合上述，小球和木箱系统水平方向上动量守恒，则有 其中 解得，故C正确； D．由于小球和木箱系统水平方向上动量守恒，当小球到D点时，小球在水平方向的分速度与木箱速度相等，可知，此时木箱速度为零，则有 解得，故D错误。 故选BC。 第II卷（非选择题 共52分） 二、实验题（本题共2小题，共16分。请按题目要求作答。） 13. 某实验小组在利用单摆测量当地重力加速度时发现，单摆容易出现圆锥摆的情况，从而导致测量结果出现较大误差。于是该实验小组同学改进了实验方案，尝试利用如图所示的双线摆进行实验。 （1）将两段长度相等且不可伸长的细绳一端分别拴在两个固定竖直杆上，固定点记为A、B（A、B两点在同一水平面上），另一端与一小钢球顶端相连。 （2）用刻度尺测出一根细绳的长度为l，A、B两点的间距为a，用游标卡尺测出小球的直径为d，则等效摆长L=___________。 （3）将摆沿垂直纸面方向拉开一个小角度（小于5°），静止释放，待摆动稳定后，摆球运动到最低点时开始计时，并开始计数1，摆球再次运动到最低点时计数2，依次数到n时停止计时，读出秒表时间为t，则单摆的周期为____________。 （4）多次改变细绳的长度，重复实验，根据实验数据绘制得到如图所示的T 2-L图像，由图像中数据可知，当地重力加速度g=___________。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【13题详解】 [1] 摆长为等效悬点到小球球心的距离。根据几何关系，绳子长度为，间距，则细绳在竖直方向的长度为​，再加上小球半径，因此等效摆长为 [2]开始计时计数为，数到时，一共完成了个半个周期，总时间为，因此周期 [3] 根据单摆周期公式可得​​ 变形得 因此图像的斜率 整理得 14. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往浅盘里倒入一定深度的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小； ④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，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列问题： （1）上述步骤中，正确的顺序是_____________。（填写步骤前面的序号） （2）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每1000mL溶液中含有1mL油酸，又用滴管测得每100滴这种溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为20mm的正方形小格的纸上（如图）。 ①一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为________mL； ②油膜占有的面积约为________m2； ③油酸分子直径的大小d＝________m。（结果保留两位有效数字） （3）某学生在“用油膜法估测分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，可能是由于___________________________（写出一个原因即可）。 【答案】（1）④①②⑤③ （2） ①. 10-5mL ②. 4.8×10-2m2 ③. 2.1×10-10m （3）“油酸未完全散开”或“计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格”或“在计算一滴溶液的体积时，少算了滴数” 【解析】 【小问1详解】 配制油酸酒精溶液并计算一滴油酸酒精溶液的体积：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，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，对应于④； 做好滴定前的准备：往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上，对应于①； 滴定油酸酒精溶液：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，对应于②； 描绘油膜覆盖面积：将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。对应于⑤ 计算油膜面积和油酸分子直径：将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小，对应于③； 正确操作顺序为④①②⑤③； 【小问2详解】 ①[1]一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为； ②[2]油膜覆盖的方格数约为120格，油膜占有的面积约为； ③[3]油酸分子直径的大小。 【小问3详解】 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，可能是由于“油酸未完全散开”或“计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格”或“在计算一滴溶液的体积时，少算了滴数”。 三、计算题（本题共4小题，共36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。） 15. 很多灯光装饰墙上，装有各种形状的玻璃，来达到一定的灯光效果，如图是某半球形玻璃过中心轴线的截面，O为球心，AB为该截面上的直径，球体半径为R。某一束平行单色光，以垂直AB方向射入玻璃。已知半球形玻璃对该单色光的折射率为，空气中的光速为c，在该截面内右侧曲线上，求： （1）被照亮的圆弧长度； （2）恰好发生全反射的光线在玻璃中传播的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设光线在玻璃内全反射的临界角为C，则有 解得C=45° 恰好发生全反射的光线刚好入射到半圆玻璃圆弧面的M点，再全反射到N点，如图所示。由几何关系可知 【小问2详解】 由几何知识可得，玻璃半球右侧曲面上恰好全反射的光线传播的路程 光在玻璃中的速度 则该光线在玻璃半球中传播的时间 16. 振动监测系统可对生产线设备进行智能化实时健康诊断。如图甲，以传送带起始位置作为坐标原点，沿传送方向建立坐标轴。两个压电式传感器分别安装在传送带上和两点，坐标分别为和。某次检测中，传送带起始位置自时刻开始发出一列测试横波，横波沿x轴正方向传播先后经过、两点，到达点。安装在点的传感器记录的振动图像如图乙所示。 （1）求该波的波长； （2）当点第一次到达波谷时，求点运动的总路程S。 【答案】（1） （2）115cm 【解析】 【小问1详解】 该波传播的速度 由图乙可得 可得波长 【小问2详解】 波传播到Q点的时间 Q点第一次到达波谷的时间 此时P点运动时间为 由图像知，振幅 故P点运动的总路程为 17. 如图甲为广泛应用于汽车的减振器——氮气减振器，其结构简图如图乙所示。汽缸内充有惰性气体氮，处于压缩状态的弹簧将“工”字型活塞顶于气缸顶部，活塞被卡环卡住，当活塞受到外界压力时，由于缸内气体和弹簧的共同作用，可以达到缓冲减振的效果。现将减振器竖直放置，状态A时缸内充入的氮气，此时弹簧的压缩量为氮气柱长度为L=20cm。现用外力F向下压活塞，使其缓慢下降h=4cm，气体达到状态B。从状态A到B过程气体放出热量Q=82.4J。已知汽缸中活塞截面，活塞质量m=1kg，弹簧劲度系数k=2×104N/m，大气压强为1×105Pa，重力加速度为气缸内的氮气可视为理想气体，气缸壁导热性能良好，不计摩擦和外界温度变化。 （1）求状态B缸内氮气的压强的大小； （2）从状态A到B过程中，施加于活塞的外力F的最大值； （3）状态A到B过程外界对气体做的功W。 【答案】（1） （2）2190N （3）82.4J 【解析】 【小问1详解】 根据玻意耳定律可得 解得 【小问2详解】 B状态，对活塞，根据平衡条件可得 解得 【小问3详解】 从状态A到状态B过程气体温度不变，故内能不变，根据热力学第一定律，结合气体放出热量，所以有 解得 18. 如图所示，带有二分之一光滑圆弧轨道的物块c，放置在光滑水平地面上并锁定，圆弧轨道半径为R，P点为轨道的最高点，Q点为轨道的最低点且与水平地面相切。相同小球a、b静置在物块c左侧的水平地面上，给小球a一初速度，使之与小球b发生碰撞，碰撞后小球b沿轨道c运动到P点抛出，地面上的落点与P点间的水平位移为x=4R；小球a沿轨道恰能运动到与圆心O点等高的位置。不计空气阻力，已知a、b两小球半径远小于R、质量均为m，物块c的质量为，重力加速度为g。 （1）求小球b经过P点时对轨道的压力大小； （2）求小球a、b发生碰撞过程中损失的动能； （3）若在a、b碰撞前解除轨道c的锁定，小球b由Q点滑上轨道至其运动到最高点的时间内，小球a一直在水平地面上运动且位移为2R，求这段时间内小球b的水平位移。 【答案】（1） （2）4mgR （3） 【解析】 【小问1详解】 小球b从P点抛出后做平抛运动，其竖直方向为自由落体运动 水平方向为匀速直线运动 解得 小球b在P点时，根据牛顿第二定律 解得 由牛顿第三定律可得：小球b经过P点时对轨道的压力大小 【小问2详解】 设小球a、b碰撞后的速度分别为va、vb，则对小球b根据机械能守恒定律 解得 设小球a的初速度为v0，对小球根据机械能守恒定律 解得 小球a、b碰撞过程动量守恒 解得 所以小球a、b发生碰撞过程中损失的动能为 解得 【小问3详解】 小球b滑到轨道最高点时，b和c达到共速，由水平方向动量守恒可得 设最大高度为，根据机械能守恒： 解得 小球b由Q点滑上轨道最高点的过程中，b和c水平方向动量守恒 可得 设这段时间为t，则有，即 由题意知 在这段时间内由a的运动可知 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $