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黃岡pos機代理品牌
2021年湖北省黃岡市高二（下）期末物理試卷
一、選擇題：本題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8-11題有多項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。
1．（4分）兩個完全相同的透明的玻璃杯中，一杯盛有熱水、另一杯盛有等質量的冰水。現在向兩個玻璃杯中各滴入一滴相同的墨滴，發現玻璃杯中熱水比冰水會更快全部變成黑色。造成這一現象的主要原因是（）
A．水分子間有間距
B．墨滴中的碳粒比水分子重
C．溫度越高水分子熱運動越劇烈，墨滴中碳粒的無規則運動也越劇烈
D．溫度越高分子間的作用力越大
2．（4分）關于熱力學定律下列說法正確的是（）
A．氣體向真空的自由膨脹是可逆的
B．一定質量的理想氣體絕熱膨脹時對外做功，氣體內能減小
C．空調機既能制熱又能制冷，這不遵循熱力學第二定律
D．只要技術不斷進步，內燃機效率可以達到百分之百
3．（4分）在楊氏雙縫干涉實驗中，綠色平行光源經過雙縫后在光屏中間位置附近形成間距相等、明暗相間的綠色亮條紋，下列操作能減小條紋間距的是（）
A．.減小雙縫間距
B．換用紅色光源
C．.減小光照強度
D．.減小光屏到雙縫的距離
4．（4分）下列說法正確的是（）
A．電子的衍射現象說明運動的電子具有波動性
B．光的偏振現象說明光具有粒子性
C．能量越小的實物粒子，其德布羅意波長越短
D．光的色散說明光具有粒子性
5．（4分）2021年科學家們利用14C測年法估測出我國三星堆遺址三號坑的大概年份。其測量依據是：大氣中的14N在宇宙射線的轟擊下轉換為14C，其核反應方程為N+C+X。14C通過光合作用和新陳代謝作用進入生物體內，生物活著的時候其體內12C和14C的比例保持不變，當生物死后，14C發生衰變，其含量逐漸減少，14C的半衰期約為5700年，其衰變方程為C→，下列說法正確的是（）
A．X為光子
B．生物活著時體內14C不會發生衰變
C．14C發生的是β衰變
D．生物死后11400年，體內14C將完全衰變成14N
6．（4分）如圖所示為氫原子的能級圖，基態能級E0＝﹣13.6eV，其他能級的能量滿足：En＝E0（n＝2.3.4..），下列說法正確的是（）
A．氫原子的發射光譜是連續光譜
B．大量處于不同能級的氫原子向基態躍遷時輻射的光子能量可能為3.10eV
C．一個處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷的過程中可能輻射出能量為1.89eV的光子
D．只有能量值為13.6eV的光子才可以使處于基態的氫原子發生電離
7．（4分）一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖如圖中實線所示，a、b兩質點與各自平衡位置的距離相等。虛線為t＝0.1s時的波形圖，下列說法正確的是（）
A．該波可能以10m/s大小的速度沿x軸負向傳播
B．從t＝0至t＝0.2s時間內，質點a運動的路程為6m
C．a、b兩質點受到的回復力總是相同
D．a、b兩質點平衡位置間的距離為2m
8．（4分）已知處于平衡狀態時兩個分子之間的距離為r0。若兩個分子相距為r（r＜r0），只在它們間的分子力作用下，從靜止開始運動（）
A．兩分子遠離過程中，分子間的作用力先表現為斥力，后表現為引力
B．兩分子遠離過程中，分子勢能先減小后增大
C．兩分子遠離過程中，分子間同時存在的斥力減小、引力增大
D．當r＝r0時，兩分子動能最小
9．（4分）容器內一定質量的理想氣體從狀態A經狀態B變化到狀態C，其壓強﹣體積圖象如圖所示，下列說法正確的是（）
A．從狀態A到狀態B，每個氣體分子的動能都增大
B．A、C兩個狀態氣體內能相等
C．整個過程中氣體從外界吸收熱量為2×105J
D．C、B兩狀態下，單位時間內與器壁單位面積碰撞的分子數不變
10．（4分）1931年中國留美學生葉企孫利用X射線測算出普朗克常量的值，這一結果隨后在科學界延用16年之久。利用光電效應也可以測定普朗克常量，圖甲為光電效應實驗原理圖，獲取若干對v、U數據，依數據作U﹣v圖象如圖乙所示，則下列說法正確的是（）
A．普朗克常量可表示為
B．普朗克常量可表示為
C．陰極K的逸出功為eU2
D．陰極K的逸出功為
11．（4分）一振動片以頻率f做簡諧振動，固定在振動片上的兩根相同的細桿同步觸動水面上a，b兩點，已知a、c、d間的間距均為l，b、e到a的距離均為l，下列說法正確的是（）
A．e點一定是振動加強點
B．d點的振動頻率為2f
C．在ae連線上，a、e兩點間至少存在兩個振動加強點
D．水波的傳播速度大小可能為
二、非選擇題：本題共5小題，共56分
12．（6分）圖甲為“用單擺測定重力加速度”的實驗裝置示意圖，實驗中改變細線的長度L并測得相應的周期T，根據實驗數據繪得如圖乙所示的圖象
（1）在測量周期時，擺球到達 （填“最高點”或“最低點”）位置時，作為計時的開始時刻和停止時刻較好；
（2）若圖乙中圖象的斜率為k，縱軸截距為b，則當地的重力加速度可表示為 ，小球的半徑可表示為 。
13．（10分）制作近視眼鏡時需要控制鏡片的厚度。某同學猜想：制作相同度數的眼鏡，鏡片的厚度與其材料的折射率相關。為探究該猜想，他找來度數相同、鏡片厚度不同的兩副眼鏡（與厚鏡片材質相同）和玻璃磚2（與薄鏡片材質相同），設計了如下實驗：
a.用刻度尺測出半圓形玻璃磚的直徑D；
b.在木板上固定一張白紙，將玻璃磚水平放置在白紙上，用筆描出磚的邊界，在紙上標出圓心O、直徑AB、AB的垂線OC；
c.將玻璃磚1放在白紙上，使之與邊界完全重合，用長直刻度尺MN緊靠A點并與AB垂直放置；
d.調節激光器，使光線沿PO射向圓心O，并使長直尺MN的左右兩端均出現亮點1，右側亮點到A點距離為x0；
e.移走玻璃磚1，將玻璃磚2置于玻璃磚1原來位置，使光線仍沿PO方向射向圓心O.并使長直尺MN的左右兩端均出現亮點2。
（1）畫出步驟d，e中對應的光路圖；
（2）玻璃磚1的折射率可表示為 ；
（3）測得x1＞x2，可知厚鏡片材質的折射率比薄鏡片材質的折射率 （填“大”或“小”）。該實驗主要采用的實驗方法是 （選填“放大法”“理想實驗法”“替代法”）
14．（9分）2021年4月，福清核電廠5號機組正式授牌，這標志著我國核能發電裝機容量突破5000萬千瓦。核反應方程n→Ba+n是反應堆中發生的許多反應中的一種，mU、mB、mK、mn，分別表示U、Ba、，光速為c.
（1）求上述反應中一個U核裂變釋放的核能；
（2）若核能轉化為電能的效率為50%，假設反應堆中裂變全是上述核反應，已知每次核反應中放出的核能E1＝2.8×10﹣11J，U核的質量約為mU＝3.9×10﹣25kg，估算目前我國核電站平均每天最多消耗的純凈鈾的質量（結果保留兩位有效數字）。
15．（13分）如圖所示，以折射率為的材料制作的三棱鏡，底角A為120°，BC邊長為l，一束寬度為的平行光垂直于BC面射向三棱鏡
（1）通過計算說明光線在三棱鏡內部傳播過程中在BC面是否有光線射出？
（2）求光束從三棱鏡出射時的方向及出射后光束的寬度。（結果可用根式表示）
16．（18分）如圖所示，頂端開口、內壁裝有卡口、底部側壁開有小孔的氣缸豎直放置，小孔與裝有水銀的U形玻璃管相通。現將光滑的活塞從氣缸頂端開口處密封住缸內氣體，使活塞緩慢下移，直到活塞恰好與卡口接觸但無壓力0＝5cm。已知氣缸內底到氣缸頂部開口處的距離為L＝64cm，活塞橫截面積為S＝0.01m2，缸外大氣氣壓強恒定為p0＝75cmHg，水銀的密度ρ＝13.6×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2，假設缸外大氣溫度保持在T0＝320K不變，氣缸導熱良好，缸內氣體可看作理想氣體，卡口厚度不計，U形管兩側直管足夠長
（1）求添加沙子的總質量m以及卡口到氣缸底部的距離；
（2）當活塞與卡口接觸后，缸外大氣溫度從T0緩慢降低至T1＝288K，求該過程中U形管右側直管中液面高度的變化量Δh。
答案
1．解：玻璃杯中熱水比冰水會更快全部變成黑色的原因是，溫度越高，分子運動越劇烈。
A、擴散現象表明分子是運動的；擴散現象的快慢的主要原因不是水分子之間有間距；
B、產生擴散現象的原因不是墨滴中的碳粒比水分子重；
C、溫度越高，擴散現象越明顯，故C正確；
D、溫度的高低與分子間的作用力大小無關。
故選：C。
2．解：A、根據熱力學第二定律知氣體向真空的自由膨脹是不可逆的；
B、一定質量的理想氣體絕熱膨脹時，氣體對外做功，結合熱力學第一定律可知氣體的內能減小；
C、空調機既能制熱又能制冷，仍然遵循熱力學第二定律；
D、根據熱力學第二定律可知，即使對內燃機不斷改進，故D錯誤。
故選：B。
3．解：根據Δx＝λ知，可采取減小雙縫到光屏的距離L、或減小入射光的波長λ。
A、減小雙縫之間的距離d，故A錯誤；
B、綠光的波長小于紅光的波長，波長λ增大，故B錯誤；
C、減小光的強度，不影響條紋；
D、減小雙縫到光屏之間的距離L，故D正確。
故選：D。
4．解：A、電子的衍射現象說明運動的電子具有波動性；
B、光的偏振現象說明光是橫波；
C、根據E＝，能量越小的實物粒子，故C錯誤；
D、光的色散說明光具有波動性。
故選：A。
5．解：A、根據電荷數守恒，電荷數：z＝7+0﹣2＝1，故A錯誤；
B、放射性元素的半衰期與外界因素無關14C仍然會發生衰變，故B錯誤；
C、根據電荷數守恒，電荷數：z＝6﹣4＝﹣1，14C發生的是β衰變，故C正確；
D、經過一個半衰期，經過11400年14C經過了兩個半衰期，則剩余的質量：14C將剩余，故D錯誤。
故選：C。
6．解：A、氫原子的發射光譜是不連續的，故A錯誤；
B、大量處于不同能級的氫原子向基態躍遷時輻射的光子，能量為10.2eV，故B錯誤；
C、一個處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷的過程可能為：n＝7→n＝3→n＝2→n＝6，故C正確；
D、根據氫原子電離的條件可知，故D錯誤。
故選：C。
7．解：A、由圖知該波的波長λ＝4m。
若波沿x軸正向傳播，則波速為v＝＝，（n＝0，7，2，3；
若波沿x軸負向傳播，則波速為v＝＝，（n＝2，1，2，4
當n＝0時，v＝10m/s，故A正確；
B、因t＝（n+）T＝8.1s，1，4，3，…），所以不能確定質點a在0.7s時間內運動的路程；
CD、t＝0時刻，a，則a，即2m，a，回復力總是等大反向；a，即不是7m，故CD錯誤。
故選：A。
8．解：A、兩分子遠離過程中0的過程中，分子力表現為斥力0的過程中，分子力表現為引力；
B、兩分子遠離過程中5的過程中，分子力表現為斥力，分子勢能減小0的過程中，分子力表現為引力，分子勢能增大；
C、兩分子遠離過程中、引力也減小；
D、當r＝r0時，分子引力等于分子斥力，兩分子動能最大。
故選：AB。
9．解：A、由圖示圖象可知，氣體壓強不變而體積增大，氣體的溫度升高，并不是每個分子動能都增大；
B、由圖示圖象可知：pA＝2×105Pa，pC＝4×105Pa，VA＝1m8，VB＝VC＝2m3，
則pAVA＝pCVC，由理想氣體狀態方程可知：TA＝TC，
一定質量的理想氣體內能由溫度決定，A、C兩狀態的溫度相等，故B正確；
C、A到B過程氣體體積增大AB＝﹣pAΔVAB＝﹣7×105×（2﹣8）J＝﹣2×105J
從B到C過程氣體體積不變，外界對氣體不做功，WBC＝4，
整個過程外界對氣體做功：W＝WAB+WBC＝﹣2×105J
由于A、C兩狀態溫度相等，A，從A到C過程氣體內能不變，
由熱力學第一定律ΔU＝W+Q可知：Q＝ΔU﹣W＝﹣W＝﹣（﹣6×105J）＝2×102J，即整個過程中氣體從外界吸收熱量為2×105J，故C正確；
D、由圖示圖象可知，B，兩狀態下氣體分子數密度（單位體積內的分子個數）相等，則C狀態下單位時間內與器壁單位面積碰撞的分子數小于B狀態下單位時間內與器壁單位面積碰撞的分子數。
故選：BC。
10．解：AB.根據光電效應方程可得
eU＝Ekm＝hγ﹣W0
逸出功：W0＝hγ6
聯立可得
U＝
由圖像可知
解得
h＝
故A錯誤，B正確；
CD.陰極K的逸出功為
W＝hγ0＝
或者由于
則陰極K的逸出功為
W＝hγ4＝eU2
故C正確，D錯誤。
故選：BC。
11．解：A.因e點到兩振源的距離之差為零，則e點一定是振動加強點；
B.兩振源的振動頻率為f，則d點的振動頻率為f；
D.因為
bd＝＝
d點是振動加強點，則
1﹣＝＝nλ
當n＝1時，λ＝
v＝＝λf＝
故D正確；
C.過e點做ab的垂直平分線，則該直線上的點都是振動加強點的點到ab的距離之差為，是振動加強點的點到ab的距離之差為，也是振動加強點，即ae連線上，a，故C正確。
故選：ACD。
12．解：（1）由于擺球在最低點時速度最大，為了減小時間測量的誤差。
（2）根據單擺的周期公式T＝，其中L為擺線的長2＝，結合圖象的斜率和縱截距有：k＝，聯立解得：g＝。
故答案為：（1）最低點；（2）、
13．解：
（1）光路圖如下圖
（2）玻璃磚1的折射率可表示為
＝
（3）根據
n1＝
可知因兩次實驗中x0相同，x1越大，折射率越小2＞x2，可知厚鏡片材質的折射率比薄鏡片材質的折射率小，該實驗主要采用的實驗方法是替代法。
故答案為：（1）見解析（2）（3）小
14．解：（1）一個U核裂變的質量虧損m＝mU﹣mB﹣mK﹣2mn
由愛因斯坦質能方程可知，釋放的核能E＝mc2＝（mU﹣mB﹣mK﹣7mn）c2
（2）目前每天的核電能量為E0＝Pt＝2.32×1015J
則每天消耗的核能為E總＝＝8.64×1015J
則每天發生核反應的U核個數N＝
每天消耗的純凈鈾質量為M＝NmU
代入數據解得：M＝1.2×103kg
答：（1）一個U核裂變釋放的核能（mU﹣mB﹣mK﹣2mn）c2；
（2）目前我國核電站平均每天最多消耗的純凈鈾的質量是5.2×102kg。
15．解：（1）其中一條光線傳播情況如圖所示：
在AB面反射遵循反射定律，入射角和反射角大小相等，
根據幾何關系可得：∠B＝＝＝30°
光線在AB面的入射角和反射角均為30°
光線射到BC面上時入射角與反射角大小相等，由幾何關系可得：
∠O4O2H2＝∠O8O2H2＝90°﹣∠B＝90°﹣30°＝60°
在BC面光線發生全反射的臨界角為C，則有：sinC＝＝
則光線在BC面發生全反射，不能從BC面射出玻璃磚；
（2）由幾何關系可得光線在AC面入射角為：∠O2O4H3＝∠ACB＝30°
由折射定律可得：n＝
解得：∠NO3H4＝60°
所以從AC面出射光線與BC面平行，則出射光線的寬度為：
d＝tan30°＝＝l。
答：（1）光線在三棱鏡內部傳播過程中在BC面沒有有光線射出；
（2）光束從三棱鏡出射時的方向與BC面平行，出射光線的寬度為l。
16．解：（1）設U形管兩側水銀面高度差h0＝5cm＝5.05m時氣缸內被封閉氣體的壓強為p1，則p1＝p5+ρgh0
設沙子的總質量為m，活塞恰好無壓力停在卡口處時，
由平衡條件得：mg+p0S＝p7S
代入數據解得：m＝6.8kg
設卡口到氣缸底部的距離是L4，往活塞上加沙子過程，氣缸內被封閉氣體的溫度不變，
由玻意耳定律得：p0SL＝p1SL3
代入數值解得：L1＝60cm
（2）缸外大氣從T0緩慢降到T5過程，氣缸內被封閉氣體的壓強不變，
由蓋﹣呂薩克定律得：
代入數據解得：p2＝72cmHg
設溫度為T8＝288K時U形管兩側液面差為h1，則p2＝p6﹣ρgh1
代入數據計算：h1＝4cm
U形管右側直管中液面高度的變化量Δh＝cm＝4cm
答：（1）添加沙子的總質量m是6.4kg，卡口到氣缸底部的距離是60cm；
（2）該過程中U形管右側直管中液面高度的變化量Δh是4cm。
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