2024-2025学年北京海淀区高二(下)期末物理试卷含答案

2024-2025学年北京市海淀区高二（下）期末物理试卷一、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．（3分）“嫦娥四号”的着陆器和月球车上安装有核电池，可以利用核能提供动力，其核反应方程为94238PuA．24He B．11H C．2．（3分）关于光现象及应用，下列说法正确的是（）A．水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的干涉 B．观察肥皂膜看到的彩色条纹，是由于光的衍射 C．医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，是利用光的全反射 D．为了增加透射光，在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，是利用光的偏振3．（3分）关于分子动理论，下列说法正确的是（）A．气体体积等于所有气体分子体积之和 B．扩散现象是由于重力作用引起的 C．布朗运动是由于液体各部分温度不同引起的 D．分子间作用力的本质是电磁相互作用4．（3分）关于原子核及核反应，下列说法正确的是（）A．β衰变中产生的β粒子来自原子的核外电子 B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 C．86222Rn的半衰期是3.8天，4个86D．在核反应中，由于存在质量亏损，满足电荷数守恒，不满足质量数守恒5．（3分）如图所示的平面内，一束可见光经过平行玻璃砖后，出射光变为a、b两束平行单色光。关于a、b两束单色光，下列说法正确的是（）A．玻璃砖对光束a的折射率小于对光束b的折射率 B．在玻璃砖中，光束a的传播速度小于光束b的传播速度 C．若仅增大入射角，则出射的光束a和光束b将不再平行 D．若仅增大入射角，则光束a在玻璃砖下表面可能发生全反射6．（3分）关于固体和液体，下列说法正确的是（）A．非晶体具有固定的熔点 B．液体的表面张力使液体表面具有扩张的趋势 C．液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态 D．在云母片上石蜡熔化区域呈椭圆形，说明云母沿不同方向的导热性能相同7．（3分）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波源位于坐标原点处，质点P的平衡位置位于x＝2m处。t＝0时波源开始振动，t＝2s时波刚好传到x＝4m处，其波形如图所示。下列说法正确的是（）A．这列波的传播速度为1m/s B．t＝0时，坐标原点处质点沿y轴正方向开始运动 C．t＝2s时，质点P沿y轴负方向运动 D．t＝3s时，质点P的速度最大、加速度为零8．（3分）通过α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。下列说法正确的是（）A．实验时，应将α粒子放射源、金箔及荧光屏置于真空中 B．电子对α粒子速度大小和方向的影响不可忽略 C．绝大多数α粒子运动方向几乎不变，是由于原子是电中性的 D．当α粒子距离正电体很近时，发生大角度偏转是由于受到很强的核力9．（3分）近场通信（NFC）是一种短距高频的无线电技术，其主要结构是线圈和电容器组成的LC电谐振电路。某段时间内，电路中的电流方向、电容器带电情况如图所示，下列说法正确的是（）A．电容器正在充电，电路中的电流正在增大 B．电容器正在放电，极板上的电荷量正在减少 C．线圈的自感电动势正在增大 D．电路中的电场能正在转化为磁场能10．（3分）在外加电场作用下，原子的发射光谱中某些谱线会发生劈裂。通过观测恒星大气中某种原子光谱谱线的劈裂效应，可以推测该恒星大气中的电场强度的情况。如图所示，发生这种效应的原子光谱的能级裂距Δɛ（原子能级劈裂前、后的能量差值）与外加电场强度的大小E成正比，且该效应劈裂谱线的偏振状态与电场方向有关。根据上述信息，下列说法正确的是（）A．根据恒星劈裂谱线的偏振状态可推测该恒星大气中的电场强度的大小 B．外加电场也可使恒星大气中某种原子光谱的吸收谱线发生劈裂 C．若这种劈裂效应满足Δɛ＝μE，则式中μ的单位为A•s D．若外加电场强度的大小增加一倍，则从劈裂后的能级跃迁至基态能级发射光子的频率一定增加一倍二、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，不选或有选错的该题不得分）（多选）11．（3分）如图所示的双缝干涉实验，在光屏上可以观察到光的干涉条纹。下列操作可以使干涉条纹间距变大的是（）A．仅增大双缝之间的距离 B．仅增大双缝与屏之间的距离 C．仅更换频率更高的单色光 D．仅更换波长更长的单色光（多选）12．（3分）氢原子能级示意如图，现有大量氢原子处于n＝3能级上，下列说法正确的是（）A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出3种频率的光子 B．从n＝3能级跃迁到n＝1能级需要吸收12.09eV的能量 C．从n＝3能级跃迁到n＝1能级，原子的能量减小 D．从n＝3能级跃迁到n＝1能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光的波长长（多选）13．（3分）分子间的作用力F随分子间距离r的变化如图所示。若将甲分子固定在坐标原点O，乙分子置于r轴r2处，由静止释放。仅考虑两个分子间的作用力，下列说法正确的是（）A．从r＝r2到r＝r0，分子间的作用力先减小后增大 B．从r＝r2到r＝r1，分子间的作用力先做正功后做负功 C．从r＝r2到r＝r0，分子系统的分子势能一直减小 D．从r＝r2到r＝r1，乙分子的动能先减小后增大（多选）14．（3分）如图1所示的单摆装置，其上端固定在O点，用力传感器可测量细线的拉力。现将摆球拉到A点释放，摆球将在竖直面内的A、C之间做摆角很小的往复运动，其中B点为运动中的最低位置。图2表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，其中F1、F2、t0均已知。不考虑空气阻力影响，测得单摆摆长为L。下列说法正确的是（）A．当地重力加速度g=4B．摆球所受的重力G=2C．若仅增大摆长L，则F2与F1的差值变大 D．在0～t0三、实验题。本题共2道小题。（共18分。15题12分，16题6分）15．（12分）（1）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。a.稀释的目的是。b.为了测量出1滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，下列步骤的合理顺序是。（填写选项前字母）A.将注射器吸取的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数B.用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积C.结合浓度计算1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积D.用注射器吸取的油酸酒精溶液的总体积除以滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积（2）某同学在“测量玻璃的折射率”实验中做了如下操作：在木板上面铺一张白纸，把玻璃砖放在白纸上，描出玻璃砖的两个边a和a′。在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针A、B，用“+”表示大头针的位置，过AB的连线与a的交点为O，在玻璃砖另一侧插第三枚大头针C，使它把A、B挡住，再插第四枚大头针D，使它把前三枚大头针都挡住。a.请在图中补充上述操作的光路图，并在界面a标出入射角θ1和折射角θ2。b.此玻璃的折射率n＝。（用θ1和θ2表示）（3）光敏电阻的阻值随光照强弱的变化而变化。光控路灯可以根据光照的变化自动开启或关闭。如图1所示是一种光控开关电路。图中用发光二极管LED模拟“路灯”，RG为光敏电阻、R2为发光二极管的限流电阻、VT为三极管。可调电阻R1与光敏电阻RG组成串联分压电路。当三极管VT的b、e间电压达到一定临界值后，使得由电源正极经电阻R2、发光二极管、三极管VT到达电源负极的回路被导通，二极管发光。改变可变电阻R1可控制电路根据环境的光照强弱点亮“路灯”。a.图2为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分别对应光敏电阻受到的光照强度由弱到强。由图像可知，光敏电阻接入电路中的阻值随其表面受到的光照强度的增强而。（选填“增大”或“减小”）b.在图1的电路中，若在天更暗时才点亮“路灯”，可将可调电阻R1的阻值调得更些。（选填“大”或“小”）16．（6分）某实验小组利用压强传感器探究气体等温变化的规律，实验装置如图1所示。气体压强传感器通过胶管与注射器相连。由注射器壁上的刻度可以读出气体的体积V，由压强传感器可以测得气体的压强p。（1）关于本实验，下列说法正确的是。A.实验中应缓慢推拉活塞B.实验中不可用手接触注射器的针筒部分C.必须测出注射器内封闭气体的质量（2）该小组同学利用实验中得到的体积V与压强p的实验数据，绘制出的p﹣V图像为曲线。他们猜想如果V−1p图像中的各点位于过原点的同一直线上，就可以说明压强与体积成反比。为了验证猜想，他们作出如图2所示的V（3）在（2）的基础上，该小组同学利用该装置测量一小石子的体积。他们将小石子装入注射器内进行实验，记录体积V和压强p。根据实验测量数据，作出如图3所示的V−1p图像，则石子体积为四、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）要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的小题，答案必须明确写出数值和单位。解题中要用到、但题目未给出的物理量和数据，要在解题时做必要的说明。17．（8分）如图所示，弹簧振子在光滑水平面上的M、N两点之间做简谐运动。小球经过平衡位置O点向右运动时开始计时，经过2s小球完成10次全振动，通过的路程为80cm。以O点为原点，以水平向右为正方向建立坐标轴Ox。（1）求小球做简谐运动的周期T。（2）求小球做简谐运动的振幅A。（3）写出小球做简谐运动的位移x随时间t变化的关系式。18．（8分）某收音机中的LC电路，由固定线圈和可调电容器组成，能够产生535kHz到1605kHz的电磁振荡。已知LC电路的周期T与电容C、电感L的关系为T＝2πLC，光速c＝3×108m/s。（1）求频率为535kHz的电磁波的波长λ。（2）求可调电容器的最大电容和最小电容之比k。（3）某学校无线电小组的同学绕制天线线圈制作了一个简易收音机，用来收听无线电广播。他们发现某一高频率的电台接收不到，但可以接收到其他低频率的电台。为了接收到这一高频率的电台，请分析说明应如何调整绕制的天线线圈。19．（12分）图1所示是研究光电效应的实验装置。滑动变阻器总长度为2L，a、b为滑动变阻器的两端，O点位于ab的中点。滑片P与滑动变阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。以O点为坐标原点，以Ob为正方向建立坐标轴Ox（图中未画出）。电流表为理想电表。当用频率为ν的单色光束照射阴极K时，移动滑片P，测得光电流i与xL的关系如图2所示，其中x为滑片P对应位置的坐标。图线与横轴交点的横坐标为﹣η（0＜η＜1）。已知电源电动势为E、内阻不计，饱和电流为Im（1）a.判断图1中直流电源的端为正极。（选填“左”或“右”）b.求单位时间能到达阳极A的电子个数的最大值N。c.求光电子的最大初动能Ek。（2）某同学想利用该实验装置测量普朗克常量h。他换用频率为ν′的单色光再次进行实验。请写出需测量的物理量，并推导出h的表达式。20．（12分）人类对现象的认识是从宏观到微观不断深入的，可以通过建构模型等方式寻求宏观现象的微观本质。如图1所示，一汽缸固定在水平地面上，其内用活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气。外界大气压强为p0且保持不变。（1）宏观现象研究。若汽缸内气体从状态A开始，分别经历如图2所示过程到达状态B和状态C。已知状态A的压强为p0。求状态B和状态C的压强pB和pC。（2）微观机制建模。为研究气体压强，可建立如下模型：汽缸内（内部为正方体）每个气体分子质量均为m，其速率均为v，分子的数密度（单位体积内分子数量）为n。为简化问题，我们假定：气体分子与器壁（包括活塞）各面碰撞的机会均等；碰撞前、后瞬间，其速度方向都与器壁垂直，且速率不变。a.利用所学知识，推导出气体压强p与m、n和v的关系。b.从宏观上看，一定质量的理想气体，升高温度或减小体积，可以使气体压强增大。结合（1）的过程，根据（2）a中得出的结论，在表中填写气体压强增大的微观解释。过程宏观现象微观解释A→B气体体积不变，温度升高，压强增大A→C气体温度不变，体积减小，压强增大（3）宏观与微观联系。实际上该汽缸内大量理想气体分子运动的速率不尽相同，不同速率的气体分子对压强的贡献不同。如果速率处于100～200m/s区间的分子约占总数的8%，速率处于800～900m/s区间的分子约占总数的2%，请分析说明这两个区间分子对容器壁产生的压强贡献的大小关系。

2024-2025学年北京市海淀区高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、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．（3分）“嫦娥四号”的着陆器和月球车上安装有核电池，可以利用核能提供动力，其核反应方程为94238PuA．24He B．11H C．【分析】根据质量数和电荷数守恒列式解答。【解答】解：根据质量数和电荷数守恒，则X的质量数为4，电荷数为2，所以X为2故选：A。【点评】考查核反应方程的书写规则，会根据题意进行准确分析解答。2．（3分）关于光现象及应用，下列说法正确的是（）A．水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的干涉 B．观察肥皂膜看到的彩色条纹，是由于光的衍射 C．医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，是利用光的全反射 D．为了增加透射光，在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，是利用光的偏振【分析】根据光的全反射、干涉和衍射、偏振的知识进行分析解答。【解答】解：A.水中气泡明亮是由于光的全反射，而非干涉，故A错误；B.肥皂膜彩色条纹是光的干涉现象，而非衍射，故B错误；C.光纤内窥镜利用光的全反射原理，使光在光纤内传播，实现人体内部检查，故C正确；D.光学元件镀膜增加透射率是利用光的干涉，而非偏振，故D错误。故选：C。【点评】考查光的全反射、干涉和衍射、偏振的知识，会根据题意进行准确分析解答。3．（3分）关于分子动理论，下列说法正确的是（）A．气体体积等于所有气体分子体积之和 B．扩散现象是由于重力作用引起的 C．布朗运动是由于液体各部分温度不同引起的 D．分子间作用力的本质是电磁相互作用【分析】根据气体体积与分子体积、扩散现象、布朗运动和分子力的本质进行分析判断。【解答】解：A．气体体积等于所有气体分子所占的空间，故A错误；B．扩散现象是由于分子的热运动引起的，故B错误；C．布朗运动是由于液体内分子热运动对固体颗粒撞击不平衡引起的，故C错误；D．分子间作用力的本质是电磁相互作用，故D正确。故选：D。【点评】考查气体体积与分子体积、扩散现象、布朗运动和分子力的本质，会根据题意进行准确分析解答。4．（3分）关于原子核及核反应，下列说法正确的是（）A．β衰变中产生的β粒子来自原子的核外电子 B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 C．86222Rn的半衰期是3.8天，4个86D．在核反应中，由于存在质量亏损，满足电荷数守恒，不满足质量数守恒【分析】根据β粒子的来源、比结合能、半衰期和核反应的书写规则进行分析判断。【解答】解：A.β衰变中β粒子源于原子核内中子转化为一个电子同时释放一质子，故A错误；B.比结合能越大，原子核越稳定，核子结合越牢固，故B正确；C.半衰期是统计规律，不能精确预测少量原子核的衰变情况，故C错误；D.在核反应中，虽然存在质量亏损，但一定满足电荷数和质量数守恒，故D错误。故选：B。【点评】考查β粒子的来源、比结合能、半衰期和核反应的书写规则，会根据题意进行准确分析解答。5．（3分）如图所示的平面内，一束可见光经过平行玻璃砖后，出射光变为a、b两束平行单色光。关于a、b两束单色光，下列说法正确的是（）A．玻璃砖对光束a的折射率小于对光束b的折射率 B．在玻璃砖中，光束a的传播速度小于光束b的传播速度 C．若仅增大入射角，则出射的光束a和光束b将不再平行 D．若仅增大入射角，则光束a在玻璃砖下表面可能发生全反射【分析】根据光的偏折程度比较出a、b两光的折射率大小；根据光的传播速度与折射率的关系判断；根据全反射的条件和光路可逆性原理分析光线能否在下面发生全反射。玻璃砖上下表面平行，玻璃砖两侧的光线就是平行，即出射光线与入射光线平行，所以ab两束单色光的出射方向一定平行。【解答】解：A、由图知，a光的偏折程度大，故玻璃对a光的折射率较大，故A错误；B、玻璃对a光的折射率较大，根据v=cCD、光线通过玻璃砖发生了两次折射，第二次的入射角等于第一次的折射角，根据光路可逆性原理可知，光不可能在a、b的下表面发生全反射，一定能从下表面射出玻璃砖，根据光路的可逆性，出射光线与入射光线平行，所以ab两束单色光的出射方向一定平行，故CD错误。故选：B。【点评】本题主要考查了光的折射和全反射，解题时还要注意玻璃砖上下表面平行，玻璃砖两侧的光线就是平行，与折射率无关。6．（3分）关于固体和液体，下列说法正确的是（）A．非晶体具有固定的熔点 B．液体的表面张力使液体表面具有扩张的趋势 C．液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态 D．在云母片上石蜡熔化区域呈椭圆形，说明云母沿不同方向的导热性能相同【分析】根据晶体和非晶体、表面张力和液晶的性质以及各向异性等知识进行分析判断。【解答】解：A.晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故A错误；B.表面张力使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，故B错误；C.由液晶的性质知它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性，是介于固态和液态之间的一种物质状态，故C正确；D.在云母片上石蜡熔化区域呈椭圆形，说明云母沿不同方向的导热性能不同，故D错误。故选：C。【点评】考查晶体和非晶体、表面张力和液晶的性质以及各向异性等知识，会根据题意进行准确分析解答。7．（3分）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波源位于坐标原点处，质点P的平衡位置位于x＝2m处。t＝0时波源开始振动，t＝2s时波刚好传到x＝4m处，其波形如图所示。下列说法正确的是（）A．这列波的传播速度为1m/s B．t＝0时，坐标原点处质点沿y轴正方向开始运动 C．t＝2s时，质点P沿y轴负方向运动 D．t＝3s时，质点P的速度最大、加速度为零【分析】根据传播距离除以传播时间得到波速。根据同侧法由波的传播方向来确定质点的振动方向。由题设条件求出速度与周期，根据所给定的时间与周期关系，分析质点的位置，确定速度以及加速度。【解答】解：A.t＝2s时波刚好传到x＝4m处，这列波的传播速度为v=ΔxB..t＝2s时波刚好传到x＝4m处，根据同侧法可知此时x＝4m处质点向下振动，可知t＝0时，坐标原点处质点沿y轴负方向开始运动，故B错误；CD.根据同侧法可知t＝2s时，质点P沿y轴正方向运动，由T=λ故选：D。【点评】根据波的图像读出振幅、波长、速度方向及大小变化情况，加速度方向及大小变化情况等，是应具备的基本能力。8．（3分）通过α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。下列说法正确的是（）A．实验时，应将α粒子放射源、金箔及荧光屏置于真空中 B．电子对α粒子速度大小和方向的影响不可忽略 C．绝大多数α粒子运动方向几乎不变，是由于原子是电中性的 D．当α粒子距离正电体很近时，发生大角度偏转是由于受到很强的核力【分析】根据α粒子的散射实验得出的结论和基本原理进行分析解答。【解答】解：A．实验时，应将α粒子放射源、金箔及荧光屏置于真空中，以减小空气阻力的影响，故A正确；B．因为α粒子质量很大，电子对α粒子速度大小和方向的影响可忽略不计，故B错误；C．绝大多数α粒子运动方向几乎不变，是由于原子内部有很大的空隙，故C错误；D．当α粒子距离正电体很近时，发生大角度偏转是由于受到很强的库仑斥力作用，故D错误。故选：A。【点评】考查α粒子的散射实验得出的结论和基本原理，会根据题意进行准确分析解答。9．（3分）近场通信（NFC）是一种短距高频的无线电技术，其主要结构是线圈和电容器组成的LC电谐振电路。某段时间内，电路中的电流方向、电容器带电情况如图所示，下列说法正确的是（）A．电容器正在充电，电路中的电流正在增大 B．电容器正在放电，极板上的电荷量正在减少 C．线圈的自感电动势正在增大 D．电路中的电场能正在转化为磁场能【分析】由图示电流方向，结合电容器两极板间的带电情况，判断振荡过程处于什么阶段；然后根据电磁振荡特点分析答题。【解答】解：根据电流方向和电容器带电情况可知电容器处于充电状态，电流逐渐减小，电容器电荷量逐渐变大，电路中的磁场能正在转化为电场能，电容器充电时，电流减小得越来越快，线圈中自感电动势增大，故C正确，ABD错误。故选：C。【点评】本题考查电磁振荡的基本过程，会分析电路中的充放电过程中电流及能量的变化情况是解题关键。10．（3分）在外加电场作用下，原子的发射光谱中某些谱线会发生劈裂。通过观测恒星大气中某种原子光谱谱线的劈裂效应，可以推测该恒星大气中的电场强度的情况。如图所示，发生这种效应的原子光谱的能级裂距Δɛ（原子能级劈裂前、后的能量差值）与外加电场强度的大小E成正比，且该效应劈裂谱线的偏振状态与电场方向有关。根据上述信息，下列说法正确的是（）A．根据恒星劈裂谱线的偏振状态可推测该恒星大气中的电场强度的大小 B．外加电场也可使恒星大气中某种原子光谱的吸收谱线发生劈裂 C．若这种劈裂效应满足Δɛ＝μE，则式中μ的单位为A•s D．若外加电场强度的大小增加一倍，则从劈裂后的能级跃迁至基态能级发射光子的频率一定增加一倍【分析】由题意结合量纲运算，及能级的跃迁即可解答。【解答】解：A、由题意可知，该效应劈裂谱线的偏振状态与电场的方向有关，所以根据恒星劈裂谱线的偏振状态不可推测该恒星大气中的电场强度的大小，故A错误；B、在外加电场作用下，原子的发射光谱中的某些谱线会发生劈裂，同理外加电场也可使恒星大气中某种原子光谱的吸收谱线发生劈裂，故B正确；C、若这种劈裂效应满足Δɛ＝μE，则有：μ=ΔɛE，则μ的单位为：D、无外加电场时，原子从激发态跃迁至基态辐射光子的能量为hν＝En﹣E0；外加电场强度大小增加一倍，能级差Δɛ与外加电场强度E成正比，则能级差变为原来的2倍，此时从劈裂后的能级跃迁至基态能级发射光子的能量为：hν＝2Δɛ+（En﹣E0），根据E＝hν可知，光子频率ν并非一定增加一倍，故D错误。故选：B。【点评】本题是对原子光谱谱线劈裂效应的考查，解题的关键是要从题目中获得信息，知道能级差与外电场强度E成正比，体现电场对原子能级的影响规律；同时劈裂谱线偏振状态与电场方向相关，可借此探知电场方向信息。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，不选或有选错的该题不得分）（多选）11．（3分）如图所示的双缝干涉实验，在光屏上可以观察到光的干涉条纹。下列操作可以使干涉条纹间距变大的是（）A．仅增大双缝之间的距离 B．仅增大双缝与屏之间的距离 C．仅更换频率更高的单色光 D．仅更换波长更长的单色光【分析】根据光的干涉条纹间距公式分析判断。【解答】解：根据光的干涉条纹间距公式Δx=L故选：BD。【点评】本题关键掌握双缝干涉实验原理和光的干涉条纹间距公式。（多选）12．（3分）氢原子能级示意如图，现有大量氢原子处于n＝3能级上，下列说法正确的是（）A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出3种频率的光子 B．从n＝3能级跃迁到n＝1能级需要吸收12.09eV的能量 C．从n＝3能级跃迁到n＝1能级，原子的能量减小 D．从n＝3能级跃迁到n＝1能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光的波长长【分析】一群氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子种数为Cn2；氢原子从高能级跃迁到低能级向外辐射能量，能量值减小；利用公式hν＝Em﹣E【解答】解：A、有大量氢原子处于n＝3能级上，根据排列组合公式得N=CBC、从n＝3能级跃迁到n＝1能级向外辐射能量，原子的能量减小，向外辐射能量为ΔE＝E3﹣E1＝﹣1.51eV+13.6eV＝12.09eV，故B错误，C正确；D、从n＝3能级跃迁到n＝1能级比跃迁到n＝2能级辐射的光子能量大，根据玻尔假设有ΔE＝Em﹣En＝hν=ℎc故选：AC。【点评】本题考查了氢原子的能级公式和跃迁，学生要能通过简单的计算理解其意义。（多选）13．（3分）分子间的作用力F随分子间距离r的变化如图所示。若将甲分子固定在坐标原点O，乙分子置于r轴r2处，由静止释放。仅考虑两个分子间的作用力，下列说法正确的是（）A．从r＝r2到r＝r0，分子间的作用力先减小后增大 B．从r＝r2到r＝r1，分子间的作用力先做正功后做负功 C．从r＝r2到r＝r0，分子系统的分子势能一直减小 D．从r＝r2到r＝r1，乙分子的动能先减小后增大【分析】r＝r0时分子力等于零，根据分子间的作用力随距离的变化图像可判定分子力的变化，r＝r0时，分子势能最小。如果分子在靠近，分子力为引力则分子力做正功，动能最大，分子势能减小，分子力为斥力则情况相反。【解答】解：A.从r＝r2到r＝r0，分子之间间距减小，分子间作用力先增大后减小，故A错误；BD.从r＝r2到r＝r1，分子间的作用力先表现为引力后表现为斥力，分子力先做正功后做负功，分子动能先增大后减小，故B正确，D错误；C.r＝r0时，分子势能最小，所以从r＝r2到r＝r0，分子势能一直减小，故C正确。故选：BC。【点评】本题给出分子之间的作用力的图像，分析分子力的变化，解决本题的关键是把握分子间的合力的变化关系。（多选）14．（3分）如图1所示的单摆装置，其上端固定在O点，用力传感器可测量细线的拉力。现将摆球拉到A点释放，摆球将在竖直面内的A、C之间做摆角很小的往复运动，其中B点为运动中的最低位置。图2表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，其中F1、F2、t0均已知。不考虑空气阻力影响，测得单摆摆长为L。下列说法正确的是（）A．当地重力加速度g=4B．摆球所受的重力G=2C．若仅增大摆长L，则F2与F1的差值变大 D．在0～t0【分析】根据单摆的周期公式T＝2πLg计算重力加速度；由机械能守恒定律和牛顿第二定律，求解摆球的重力，并得出F2与F1【解答】解：A.摆球在最低点时细线对摆球拉力最大，一个周期内两次经过最低点，根据该规律T＝2t0由单摆的周期公式为T＝2πL解得当地重力加速度g=故A错误；BC.设摆角为θ，则在最高点时F1＝mgcosθ在最低点时F2﹣mg＝mv从最高点到最低点由机械能守恒定律12mv2＝mgL（1﹣cosθ联立解得G＝mg=2F1+F23可知若仅增大摆长L，则F2与F1的差值不变，故B正确，C错误；D.在0～t0故选：BD。【点评】本题考查了单摆周期公式的应用，解决本题的关键掌握单摆的运动规律，知道单摆的周期公式，以及会灵活运用机械能守恒定律、牛顿第二定律解题。三、实验题。本题共2道小题。（共18分。15题12分，16题6分）15．（12分）（1）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。a.稀释的目的是为了使油酸充分展开，形成单分子层油膜。b.为了测量出1滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，下列步骤的合理顺序是BADC。（填写选项前字母）A.将注射器吸取的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数B.用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积C.结合浓度计算1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积D.用注射器吸取的油酸酒精溶液的总体积除以滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积（2）某同学在“测量玻璃的折射率”实验中做了如下操作：在木板上面铺一张白纸，把玻璃砖放在白纸上，描出玻璃砖的两个边a和a′。在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针A、B，用“+”表示大头针的位置，过AB的连线与a的交点为O，在玻璃砖另一侧插第三枚大头针C，使它把A、B挡住，再插第四枚大头针D，使它把前三枚大头针都挡住。a.请在图中补充上述操作的光路图，并在界面a标出入射角θ1和折射角θ2。b.此玻璃的折射率n＝sinθ1sinθ2。（用θ（3）光敏电阻的阻值随光照强弱的变化而变化。光控路灯可以根据光照的变化自动开启或关闭。如图1所示是一种光控开关电路。图中用发光二极管LED模拟“路灯”，RG为光敏电阻、R2为发光二极管的限流电阻、VT为三极管。可调电阻R1与光敏电阻RG组成串联分压电路。当三极管VT的b、e间电压达到一定临界值后，使得由电源正极经电阻R2、发光二极管、三极管VT到达电源负极的回路被导通，二极管发光。改变可变电阻R1可控制电路根据环境的光照强弱点亮“路灯”。a.图2为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分别对应光敏电阻受到的光照强度由弱到强。由图像可知，光敏电阻接入电路中的阻值随其表面受到的光照强度的增强而减小。（选填“增大”或“减小”）b.在图1的电路中，若在天更暗时才点亮“路灯”，可将可调电阻R1的阻值调得更大些。（选填“大”或“小”）【分析】（1）根据实验原理、正确操作分析作答；（2）作出光路图，根据折射定律求解作答；（3）根据欧姆定律I=1【解答】解：（1）a.稀释的目的是为了使油酸充分展开，形成单分子层油膜；b.实验的正确操作顺序为：①用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积；②将注射器吸取的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数；③用注射器吸取的油酸酒精溶液的总体积除以滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积；④结合浓度计算滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积；因此实验的正确操作顺序为BADC；（2）a.光路图如图所示：b.根据折射定律n=sin（3）a.I﹣U图像中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分别对应光敏电阻受到的光照强度由弱到强；根据欧姆定律I=1b.串联电路电压的分配与电阻成正比，在天更暗时才点亮“路灯”，光敏电阻的阻值变大，为了使三极管VT的b、e间电压达到相同的临界值，应将可调电阻R1的阻值调得更大些。故答案为：（1）a.为了使油酸充分展开，形成单分子层油膜；b.BADC；（2）a.见解析；b.sinθ【点评】本题主要考查了“用油膜法估测油酸分子的大小”实验、“测量玻璃的折射率”实验和研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性的实验，要明确实验原理、正确操作和数据处理方法。16．（6分）某实验小组利用压强传感器探究气体等温变化的规律，实验装置如图1所示。气体压强传感器通过胶管与注射器相连。由注射器壁上的刻度可以读出气体的体积V，由压强传感器可以测得气体的压强p。（1）关于本实验，下列说法正确的是AB。A.实验中应缓慢推拉活塞B.实验中不可用手接触注射器的针筒部分C.必须测出注射器内封闭气体的质量（2）该小组同学利用实验中得到的体积V与压强p的实验数据，绘制出的p﹣V图像为曲线。他们猜想如果V−1p图像中的各点位于过原点的同一直线上，就可以说明压强与体积成反比。为了验证猜想，他们作出如图2所示的V（3）在（2）的基础上，该小组同学利用该装置测量一小石子的体积。他们将小石子装入注射器内进行实验，记录体积V和压强p。根据实验测量数据，作出如图3所示的V−1p图像，则石子体积为V1+V【分析】（1）根据实验原理和正确操作分析作答；【解答】解：（1）A.为了保证封闭气体做等温变化，实验中应缓慢推拉活塞，故A正确；B.为了保证封闭气体做等温变化，实验中不可用手接触注射器的针筒部分，故B正确；C.实验时只需要保持分别气体的质量不变即可，不需要必须测出注射器内封闭气体的质量，故C错误。故选：AB。（2）设注射器与压强传感器相连处胶管中气体的体积为V0根据玻意耳定律p（V+V0）＝C变形得V=C⋅因此V−1（3）设小石子的体积为V石，根据玻意耳定律p（V+V0﹣V石）＝C变形得V=C⋅结合V−1p图像，图像纵截距V1＝V石解得V石＝V1+V0。故答案为：（1）AB；（2）未计入压强传感器与注射器相连处胶管中气体的体积；（3）V1+V0。【点评】本题主要考查了探究气体等温变化的规律的实验，要明确实验原理，掌握实验的正确操作，掌握理想气体状态方程的运用。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）要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的小题，答案必须明确写出数值和单位。解题中要用到、但题目未给出的物理量和数据，要在解题时做必要的说明。17．（8分）如图所示，弹簧振子在光滑水平面上的M、N两点之间做简谐运动。小球经过平衡位置O点向右运动时开始计时，经过2s小球完成10次全振动，通过的路程为80cm。以O点为原点，以水平向右为正方向建立坐标轴Ox。（1）求小球做简谐运动的周期T。（2）求小球做简谐运动的振幅A。（3）写出小球做简谐运动的位移x随时间t变化的关系式。【分析】（1）振子在2s内完成了10次全振动，由此得出周期；（2）完成10次全振动，通过的路程为80cm，由此求解振幅；（3）结合简谐振动的通式写出振动方程。【解答】解：（1）经过2s小球完成10次全振动，则经过0.2s完成一次全振动，即小球做简谐运动的周期T＝0.2s；（2）完成10次全振动，通过的路程为80cm，10次全振动走过的路程等于40A，即40A＝80cm，小球做简谐运动的振幅为A＝2cm；（3）根据ω=2πT，得ω＝10πrad/s，小球经过O点且向右运动开始计时，运动方向为正，根据x＝Asin（ωt+φ），且当t＝0时，x＝0；当t=T答：（1）小球做简谐运动的周期等于0.2s；（2）小球做简谐运动的振幅等于2cm；（3）小球做简谐运动的位移x随时间t变化的关系式为x＝2sin（10πt）cm。【点评】本题主要考查了简谐运动的相关应用，注意掌握在简谐运动中各个物理量的求解方法。18．（8分）某收音机中的LC电路，由固定线圈和可调电容器组成，能够产生535kHz到1605kHz的电磁振荡。已知LC电路的周期T与电容C、电感L的关系为T＝2πLC，光速c＝3×108m/s。（1）求频率为535kHz的电磁波的波长λ。（2）求可调电容器的最大电容和最小电容之比k。（3）某学校无线电小组的同学绕制天线线圈制作了一个简易收音机，用来收听无线电广播。他们发现某一高频率的电台接收不到，但可以接收到其他低频率的电台。为了接收到这一高频率的电台，请分析说明应如何调整绕制的天线线圈。【分析】（1）根据波速、波长和频率的关系分析求解；（2）根据周期与频率的关系，结合f=1（3）根据f=1【解答】解：（1）设接收到的电磁波频率为ν、波长为λ，根据c＝λν，得λ＝561m；（2）根据T=1f，又T=2πLC，得f=12π（3）减少线圈匝数高频率的电台接收不到，是因为收音机调谐电路的固有频率达不到接收信号的频率，不能产生电谐振，这就需要增加电路的固有频率f，由f=1答：（1）电磁波的波长等于561m；（2）可调电容器的最大电容和最小电容之比等于91（3）应减少线圈匝数。【点评】本题考查LC回路的固有频率的计算公式的应用，将相关数据代入公式即可。19．（12分）图1所示是研究光电效应的实验装置。滑动变阻器总长度为2L，a、b为滑动变阻器的两端，O点位于ab的中点。滑片P与滑动变阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。以O点为坐标原点，以Ob为正方向建立坐标轴Ox（图中未画出）。电流表为理想电表。当用频率为ν的单色光束照射阴极K时，移动滑片P，测得光电流i与xL的关系如图2所示，其中x为滑片P对应位置的坐标。图线与横轴交点的横坐标为﹣η（0＜η＜1）。已知电源电动势为E、内阻不计，饱和电流为Im（1）a.判断图1中直流电源的左端为正极。（选填“左”或“右”）b.求单位时间能到达阳极A的电子个数的最大值N。c.求光电子的最大初动能Ek。（2）某同学想利用该实验装置测量普朗克常量h。他换用频率为ν′的单色光再次进行实验。请写出需测量的物理量，并推导出h的表达式。【分析】根据实验原理与实验操作分析；正向电压增大光电流增大，但到达饱和电流后正向电压增大，电流值不变；根据动能定理结合光电效应方程分析遏止电压，通过测量两组数据联立方程可解得普朗克常量。【解答】解：（1）a.滑片P从中间O点向右移动时，产生的正向电流变大，则正向电压变大，说明电源左端电势高，即左端为正极；b.单位时间内逸出的光电子数最多时，光电流最大。设光子数为N，最大光电流为Im，根据Im又q＝Nt•e，得：N=Ic.根据图2可知，当光电流减为0时，对应的遏止电压为U当光电子从K极逸出后，在K、A间做减速运动，根据动能定理﹣eU0＝0﹣Ek，得Ek（2）换用频率为ν′的单色光再次进行实验时，测出光电流为0时，滑动变阻器滑片P的位置坐标x′。根据图1的实验装置，当入射光频率为ν′时，计算出η′=x′此时对应的遏止电压为Uc根据动能定理﹣eUc′＝0﹣Ek，得Ek根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν﹣W0，又Ek′＝hν′﹣W0，联立以上各式得ℎ=(x′−x)eE答：（1）a.左，b.单位时间能到达阳极A的电子个数的最大值为Imc.光电子的最大初动能ηeE2（2）换用频率为ν′的单色光再次进行实验时，测出光电流为0时，滑动变阻器滑片P的位置坐标x′。h的表达式为ℎ=(x′−x)eE【点评】解决该题需明确知道光电效应方程的产生条件，掌握普朗克常量的求解方法。20．（12分）人类对现象的认识是从宏观到微观不断深入的，可以通过建构模型等方式寻求宏观现象的微观本质。如图1所示，一汽缸固定在