河南省许昌市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）
1．（2024高二下·许昌期末）2021年12月1日，上海洋山海关首次在进口板材中检测发现人工核素铯137，且铯137活度浓度超过了国家规定的免管浓度值，199.5吨被放射性污染的樟子松板材被退运出境。已知人工核素绝137的半衰期长达30年之久，衰变时还会辐射射线，其衰变方程为。则下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程中的X来自铯137内的质子向中子的转化
B．升高温度，经过大约60年铯137将衰变殆尽
C．X的质量等于衰变过程中的质量亏损
D．衰变后的新核处于不稳定的高能级，它要向低能级跃迁，并放出光子
2．（2024高二下·许昌期末）1909年卢瑟福指导他的学生做了著名的α粒子散射实验。α粒子轰击金箔的轨迹如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．少数α粒子穿过金箔后发生较大角度的偏转是由于其与电子发生了碰撞
B．绝大多数α粒子沿直线穿过，偏转角很小，说明原子内部大部分是中空的
C．极少数α粒子被弹回，说明原子中心是一个体积小，带正电且占有原子几乎全部质量的核
D．α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，电势能最大
3．（2024高二下·许昌期末）关于气体热现象的微观解释，下列说法中正确的是（ ）
A．密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目一定相等
B．大量气体分子的速率有大有小，但是按“中间多，两头少”的规律分布
C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对器壁的碰撞次数一定增多
D．一定质量的理想气体，温度不变，体积减小时，气体的内能一定增大
4．（2024高二下·许昌期末）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．光学镜头上的增透膜是利用光的折射现象
B．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D．如果某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的频率要变大
5．（2024高二下·许昌期末）如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是（ ）
A．振动周期为5s，振幅为8cm
B．第4s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值
C．从第2s末到第3s末振子在做减速运动
D．第1s末振子的速度为正向的最大值
6．（2024高二下·许昌期末）如图甲所示，“日晕”又叫“圆虹”，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示，为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．冰晶对a光的折射率大于对b光的折射率
B．在冰晶中，a光的传播速度较小
C．用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距比a光的窄
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，b光的临界角较大
7．（2024高二下·许昌期末）在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，若机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，从高空客舱到机场地面（ ）
A．瓶内气体的分子平均动能变大 B．瓶内气体放出热量
C．瓶内气体压强变小 D．瓶内气体的密度不变
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，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．（2024高二下·许昌期末）如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波传播的速度的大小均为v=0.4m/s，两列波的振幅均为A=2cm。图示为t=0时刻两列波的图像（传播方向如图所示），此时刻平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动，质点M处于x=0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是（ ）
A．质点M振动后的振幅为2cm
B．x=0.4m处，质点起振方向沿y轴负方向
C．t=2s时，质点M的纵坐标为–4cm
D．0到2s这段时间内，质点M通过的路程为32cm
9．（2024高二下·许昌期末）密闭容器内封有一定质量的理想气体，V-T图像如图所示，从状态a开始变化，经历状态b、状态c，最后回到状态a完成循环。下列说法正确的是（ ）
A．气体在由状态a变化到状态b的过程中吸收热量
B．气体在由状态b变化到状态c的过程中，内能增加
C．气体从状态a完成循环回到状态a的过程中，向外界放出热量
D．气体从状态c变化到状态a的过程中，单位时间撞击单位面积容器壁的分子数增加
10．（2024高二下·许昌期末）氢原子能级如图甲所示。一群处于n=4能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，只能得到3条电流随电压变化的图线，如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．b光的频率大于c光的频率
B．阴极K材料的逸出功为5.75eV
C．图中M点的数值为-6.34
D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数一定持续增大
三、实验题（本题共2小题，共14分。请在答题卡上按题目要求作答）
11．（2024高二下·许昌期末）小徐同学在做“用油膜法估测分子的大小”的实验。他在1mL纯油酸中加入酒精，直至油酸酒精溶液的总体积为1000mL，接着用滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得50滴油酸酒精溶液的体积为1mL。
（1）他在浅盘中装入约2cm深的水，并撒上痱子粉，接着将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。则这滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 m3。
（2）待油酸薄膜的形状稳定后，他将玻璃板放在盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上，接着将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标系中正方形方格的边长为2cm。根据实验数据估测出油酸分子直径约为 m。（计算结果均保留一位有效数字）
（3）关于本实验，下列说法正确的有_______。
A．计算油膜面积时应舍去所有不足一格的方格
B．实验中我们假设油酸分子是紧挨着的没有空隙
C．实验中油酸未完全散开，会导致油酸分子直径的计算结果偏大
D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，若滴数少计了，会导致油酸分子直径的计算结果偏小
12．（2024高二下·许昌期末）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；加上红色滤光片，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可 ；（单选）
A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝
（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为，则单色光的波长 ；
（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm，则所测单色光的波长为 m（结果保留2位有效数字）；
（4）如果用紫色光重新实验，相邻亮纹间距会 （填“变大”“变小”或“不变”）。
四、计算题：（本题共3小题，共40分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。请在答题卡上按题目要求作答）
13．（2024高二下·许昌期末）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时刻部分的波形图如图中实线所示，经过该部分波形图如图中虚线所示，已知虚线上波峰对应的平衡位置到原点O的距离为，质点A平衡位置的横坐标为。
（1）求该简谐横波的波速；
（2）当波速取最小值时，求质点A的振动方程。
14．（2024高二下·许昌期末）如图所示，一导热性能良好的汽缸水平放置，用一质量为、面积为的光滑薄活塞封闭一定质量的理想气体，此时活塞静止，离汽缸口的距离。已知外界气温为27℃，大气压强为，重力加速度。
（1）将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后如图所示，此时活塞与汽缸底部的距离，求开始汽缸水平放置时活塞与汽缸底的距离为多少？
（2）在（1）基础上再对缸内气体缓慢加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，该过程气体增加的内能△U=400J，求该过程气体吸收的热量Q。
15．（2024高二下·许昌期末）如图所示，截面为直角三角形的玻璃棱镜置于真空中，已知，，；一束极细的光于AC边的中点F处垂直AC面入射，在AB面发生了一次全反射后又分别从AB、BC面射出，发现光从BC面折射出时的折射角为45°（图中未画出），已知光在真空中的传播速度为，请解决下列问题：
（1）借助作图工具画出光在玻璃中传播的光路示意图（不考虑光线在AC面反射和在AB面上第二次反射情况）；
（2）求出光从玻璃射向真空时，发生全反射的临界角；
（3）从AB面射出的光在棱镜中传播的时间。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；质量亏损与质能方程；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．X为电子，衰变方程中的电子来自铯137内的中子向质子的转化，故A错误；
B．半衰期只由原子核自身决定，铯137的半衰期为30年，所以经过大约60年，还剩下四分之一的铯137没有发生衰变，故B错误；
C．衰变过程中的质量亏损为
故C错误；
D．衰变后的新核处于不稳定的高能级，放出光子，故D正确。
故选D。
【分析】反应过程满足质量数和电荷数守恒，半衰期只由原子核自身决定，与温度无关。
2．【答案】A
【知识点】α粒子的散射
【解析】【解答】A．少数α粒子穿过金箔后发生较大角度的偏转是由于α粒子受到金箔原子核的斥力作用较大，A错误，符合题意；
B．原子内部大部分是中空的，所以绝大多数α粒子沿直线穿过，偏转角很小，B正确，不符合题意；
C．极少数α粒子被弹回，说明原子中心是一个体积小，带正电且占有原子几乎全部质量的核，C正确，不符合题意；
D．α粒子散射实验中，当α粒子接近原子核时，电场力对α粒子做负功，电势能增大，当α粒子最接近原子核时，电势能最大，D正确，不符合题意。
故选A。
【分析】电场力对α粒子做负功，电势能增大，做负功最多时，电势能最大。
3．【答案】B
【知识点】分子动理论的基本内容；气体压强的微观解释；物体的内能；气体热现象的微观意义
【解析】【解答】A．气体分子做无规则运动，某一时刻向各个方向运动的气体分子数目不能说一定相等，故A错误；
B．大量气体分子的速率有大有小，但是按“中间多，两头少”的规律分布，故B正确；
C．温度升高，分子热运动加快，分子的平均速率增大，但如果体积也增大， 气体分子在单位时间内对器壁的碰撞次数不一定增多 ，故C错误；
D．一定质量的理想气体，温度不变，气体的内能不变，故D错误。
故选B。
【分析】气体分子做无规则运动，符合统计规律，很少存在什么什么一定相等的规律。
4．【答案】B
【知识点】多普勒效应；光导纤维及其应用；薄膜干涉
【解析】【解答】A．光学镜头上的增透膜是利用薄膜干涉现象，A错误；
B．在光导纤维束内传送图像是利用光在两种介质交界面发生全反射现象，B正确；
C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象，C错误；
D．由多普勒效应可知，如果某一遥远星球离地球远去，地球上接收到该星球发出光的频率要变小，D错误。
故选B。
【分析】 干涉现象是指同振幅、频率和初位相的两列（或多列）波的叠加合成而引起振动强度重新分布的现象。在波的叠加区有的地方振幅增加，有的地方振幅减小，振动强度在空间出现强弱相间的固定分布，形成干涉条纹。
5．【答案】B
【知识点】简谐运动的表达式与图象
【解析】【解答】A．由图得，振幅为8cm，振动周期为4s，A错误；
B．第4s末，振子速度为零，在正最大位移处，加速度为负向的最大值，B正确；
C．从第2s末到第3s末，振子做加速运动，振子从负最大位移处运动到平衡位置，C错误；
D．第1s末，振子从正最大位移处向负最大位移处运动的过程中恰好经过平衡位置处，速度为负向的最大值，D错误。
故选B。
【分析】振幅是振子离开平衡位置的最大距离，周期是完成一次全振动的时间。
6．【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】AC．由题图可知根据棱镜色散规律可知a光折射率比b光小，波长比b光的波长大，根据干涉条纹间距公式
可知b光的条纹间距比a光的窄，故A错误，C正确；
B．易知冰晶对b光的折射率比对a光的折射率大，在冰晶中，b光的传播速度较小，故B错误；
D．同种玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小，从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，故D错误。
故选C。
【分析】a光的偏折程度比b光的偏折程度小，折射率比b光小，波长比b光的波长大。
7．【答案】B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】A．温度不变，瓶内气体的分子平均动能不变，故A错误；
B．矿泉水瓶变瘪，外界对气体做功
根据热力学第一定律
可知
瓶内气体放出热量，故B正确；
C．根据理想气体状态方程
可知瓶内气体的压强变大，故C错误；
D．瓶内气体体积减小，质量不变，密度增大，故D错误。
故选B。
【分析】机场地面温度与高空客舱内温度相同， 分子平均动能不变，理想气体内能只有分子动能。
8．【答案】B,C
【知识点】横波的图象；波的叠加
【解析】【解答】A．根据波的叠加原理可知质点M振动后的振幅为4cm，故A错误；
B．左侧波的起振方向沿y轴负方向，左侧波先传播至x=0.4m处，则该处的起振方向沿y轴负方向，故B正确；
CD．两列简谐波的周期等于波长波速
两列简谐波传播至质点M的时间等于路程除以波速，
则t=2s时，质点M已振动的时间为
质点M处于波谷位置，纵坐标为–4cm，通过的路程为
故C正确，D错误；
故选BC。
【分析】两列简谐横波同时传播至M点，左侧波的起振方向沿y轴负方向，右侧波的起振方向也沿y轴负方向。
9．【答案】A,C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】A.气体对外做功，即W＜0；温度升高，气体内能增大，即＞0，由热力学第一定律
可知Q气体吸收热量，故A正确；
B．气体温度不变，气体内能不变，故B错误；
C．气体温度不变，气体内能不变，由热力学第一定律有
=0
从a到b为等压变化，气体体积变大，气体对外做功为
从b到c为等温变化，气体体积减小，外界对气体做功为
为从b到c的压强的平均值，据
可得
所以
数值上
而气体从c到a体积不变，气体不做功，故气体从状态a完成循环回到状态a的的过程中，表现为外界对气体做功，总全程功为正值，根据热力学第一定律可知气体向外界放出热量，故C正确；
D．体积不变，分子密度不变，而温度降低，分子的平均动能减小，所以单位时间撞击单位面积容器壁的分子数不会增加，故D错误。
故选AC。
【分析】气体在由状态a变化到状态b的过程中压强不变，体积增大，理想气体内能只有分子动能。
10．【答案】A,B,C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A．b光的遏止电压大于c光的遏止电压，b光的频率大于c光的频率，故A正确；
B．a光的遏止电压在三种光中最大，最大值为7V，结合上述可知，a光的频率最大，即光子能量最大，a光是从4能级跃迁至1能级产生，则有
根据
解得
故B正确；
C．结合上述可知，b光是从3能级跃迁至1能级产生，
解得
可知，图中M点的数值为-6.34，故C正确；
D．当达到饱和电流后，电流保持不变，即电流表的示数不是持续增大，故D错误。
故选ABC。
【分析】光子频率越大，遏止电压越大，光照强度越大，饱和光电流越大。
11．【答案】（1）
（2）
（3）B；C
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】 （1）油酸酒精溶液中纯油酸的浓度为
一滴油酸酒精溶液的体积为
一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
（2）
可得油酸分子直径约为
（3）A．若舍去所有不足一格的方格，得到的油膜面积将偏小，从而计算得到的油酸分子直径偏大，A错误；
B．该实验是理想化的模型，实验中我们假设油酸分子是紧挨着的没有空隙，B正确；
C．实验中油酸未完全散开，将导致油膜面积偏小，从而会导致油酸分子直径的计算结果偏大，C正确；
D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，若滴数少计了，则导致一滴油酸酒精溶液的体积偏大，从而导致一滴油酸的体积偏大，则会导致油酸分子直径的计算结果偏大，D错误。
故选BC。
【分析】 （1）油酸酒精溶液中纯油酸的浓度等于油酸体积除以油酸酒精溶液总体积；
（2）计算油膜面积时应舍去不足半格的，而大于等于半格的记为一格；
（3）根据油酸分子直径等于油酸体积除以油膜面积进行分析。
12．【答案】B；；；变小
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）要增加观察到的条纹数，即减小，需增大d或减小l，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，或使用间距更大的双缝，故ACD错误，B正确。
故选B。
（2）
根据双缝干涉条纹间距公式
解得
（3）所测单色光的波长
（4）根据双缝干涉条纹间距公式可知，用波长较短的紫色光重新实验，相邻两条亮纹间距会变小。
【分析】（1）根据双缝干涉条纹间距公式进行分析；
（2）求出相邻亮条纹间距，根据双缝干涉条纹间距公式进行分析；
（3）代入双缝干涉条纹间距公式即可求解波长；
（4）紫色光波长比红色光波长短，相邻两条亮纹间距会变小。
13．【答案】解：（1）由一列沿x轴正方向传播的简谐横波， 结合波形图可知，波长波沿轴正方向传播，则
解得
（2）时，波速最小为，此时
则
时刻质点正在向轴正方向振动，设初相位为，故质点的振动方程
【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】（1）由实线到虚线，至少传播四分之一个波长，结合波的多解性进行分析；
（2）求出周期，圆频率，振幅，初相位，代入振动方程即可。
14．【答案】解：（1）气缸水平放置有
汽缸开口向上时
由玻意耳定律得
解得
（2）加热后气体做等压变化，气体对外做功为
根据热力学第一定律
解得
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）等温变化，由玻意耳定律列式求解；
（2）加热后气体做等压变化，结合气体对外做功的公式以及热力学第一定律进行求解。
15．【答案】解：（1）根据光的折射规律画图如图
（2）由几何关系可知，在BC边折射时的入射角为，由题意可知从BC边折射出的折射角，由
由
得光从玻璃射向真空时，发生全反射时的临界角
C=45°
（3）光在玻璃中的速度为
由数学知识得
光线由O点到H点所需的时间t为
【知识点】光的全反射
【解析】【分析】（1）根据折射定律做出光传播的路径以及各个折射角以及入射角；
（2）根据几何关系求解折射角以及入射角，从而求解折射率，代入临界角求解公式求解光从玻璃射向真空时，发生全反射的临界角；
（3）根据折射率求解光传播的速度，根据几何关系求解光传播的路程，路程除以速度等于时间。
河南省许昌市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）
1．（2024高二下·许昌期末）2021年12月1日，上海洋山海关首次在进口板材中检测发现人工核素铯137，且铯137活度浓度超过了国家规定的免管浓度值，199.5吨被放射性污染的樟子松板材被退运出境。已知人工核素绝137的半衰期长达30年之久，衰变时还会辐射射线，其衰变方程为。则下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程中的X来自铯137内的质子向中子的转化
B．升高温度，经过大约60年铯137将衰变殆尽
C．X的质量等于衰变过程中的质量亏损
D．衰变后的新核处于不稳定的高能级，它要向低能级跃迁，并放出光子
【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；质量亏损与质能方程；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．X为电子，衰变方程中的电子来自铯137内的中子向质子的转化，故A错误；
B．半衰期只由原子核自身决定，铯137的半衰期为30年，所以经过大约60年，还剩下四分之一的铯137没有发生衰变，故B错误；
C．衰变过程中的质量亏损为
故C错误；
D．衰变后的新核处于不稳定的高能级，放出光子，故D正确。
故选D。
【分析】反应过程满足质量数和电荷数守恒，半衰期只由原子核自身决定，与温度无关。
2．（2024高二下·许昌期末）1909年卢瑟福指导他的学生做了著名的α粒子散射实验。α粒子轰击金箔的轨迹如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．少数α粒子穿过金箔后发生较大角度的偏转是由于其与电子发生了碰撞
B．绝大多数α粒子沿直线穿过，偏转角很小，说明原子内部大部分是中空的
C．极少数α粒子被弹回，说明原子中心是一个体积小，带正电且占有原子几乎全部质量的核
D．α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，电势能最大
【答案】A
【知识点】α粒子的散射
【解析】【解答】A．少数α粒子穿过金箔后发生较大角度的偏转是由于α粒子受到金箔原子核的斥力作用较大，A错误，符合题意；
B．原子内部大部分是中空的，所以绝大多数α粒子沿直线穿过，偏转角很小，B正确，不符合题意；
C．极少数α粒子被弹回，说明原子中心是一个体积小，带正电且占有原子几乎全部质量的核，C正确，不符合题意；
D．α粒子散射实验中，当α粒子接近原子核时，电场力对α粒子做负功，电势能增大，当α粒子最接近原子核时，电势能最大，D正确，不符合题意。
故选A。
【分析】电场力对α粒子做负功，电势能增大，做负功最多时，电势能最大。
3．（2024高二下·许昌期末）关于气体热现象的微观解释，下列说法中正确的是（ ）
A．密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目一定相等
B．大量气体分子的速率有大有小，但是按“中间多，两头少”的规律分布
C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对器壁的碰撞次数一定增多
D．一定质量的理想气体，温度不变，体积减小时，气体的内能一定增大
【答案】B
【知识点】分子动理论的基本内容；气体压强的微观解释；物体的内能；气体热现象的微观意义
【解析】【解答】A．气体分子做无规则运动，某一时刻向各个方向运动的气体分子数目不能说一定相等，故A错误；
B．大量气体分子的速率有大有小，但是按“中间多，两头少”的规律分布，故B正确；
C．温度升高，分子热运动加快，分子的平均速率增大，但如果体积也增大， 气体分子在单位时间内对器壁的碰撞次数不一定增多 ，故C错误；
D．一定质量的理想气体，温度不变，气体的内能不变，故D错误。
故选B。
【分析】气体分子做无规则运动，符合统计规律，很少存在什么什么一定相等的规律。
4．（2024高二下·许昌期末）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．光学镜头上的增透膜是利用光的折射现象
B．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D．如果某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的频率要变大
【答案】B
【知识点】多普勒效应；光导纤维及其应用；薄膜干涉
【解析】【解答】A．光学镜头上的增透膜是利用薄膜干涉现象，A错误；
B．在光导纤维束内传送图像是利用光在两种介质交界面发生全反射现象，B正确；
C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象，C错误；
D．由多普勒效应可知，如果某一遥远星球离地球远去，地球上接收到该星球发出光的频率要变小，D错误。
故选B。
【分析】 干涉现象是指同振幅、频率和初位相的两列（或多列）波的叠加合成而引起振动强度重新分布的现象。在波的叠加区有的地方振幅增加，有的地方振幅减小，振动强度在空间出现强弱相间的固定分布，形成干涉条纹。
5．（2024高二下·许昌期末）如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是（ ）
A．振动周期为5s，振幅为8cm
B．第4s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值
C．从第2s末到第3s末振子在做减速运动
D．第1s末振子的速度为正向的最大值
【答案】B
【知识点】简谐运动的表达式与图象
【解析】【解答】A．由图得，振幅为8cm，振动周期为4s，A错误；
B．第4s末，振子速度为零，在正最大位移处，加速度为负向的最大值，B正确；
C．从第2s末到第3s末，振子做加速运动，振子从负最大位移处运动到平衡位置，C错误；
D．第1s末，振子从正最大位移处向负最大位移处运动的过程中恰好经过平衡位置处，速度为负向的最大值，D错误。
故选B。
【分析】振幅是振子离开平衡位置的最大距离，周期是完成一次全振动的时间。
6．（2024高二下·许昌期末）如图甲所示，“日晕”又叫“圆虹”，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示，为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．冰晶对a光的折射率大于对b光的折射率
B．在冰晶中，a光的传播速度较小
C．用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距比a光的窄
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，b光的临界角较大
【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】AC．由题图可知根据棱镜色散规律可知a光折射率比b光小，波长比b光的波长大，根据干涉条纹间距公式
可知b光的条纹间距比a光的窄，故A错误，C正确；
B．易知冰晶对b光的折射率比对a光的折射率大，在冰晶中，b光的传播速度较小，故B错误；
D．同种玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小，从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，故D错误。
故选C。
【分析】a光的偏折程度比b光的偏折程度小，折射率比b光小，波长比b光的波长大。
7．（2024高二下·许昌期末）在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，若机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，从高空客舱到机场地面（ ）
A．瓶内气体的分子平均动能变大 B．瓶内气体放出热量
C．瓶内气体压强变小 D．瓶内气体的密度不变
【答案】B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】A．温度不变，瓶内气体的分子平均动能不变，故A错误；
B．矿泉水瓶变瘪，外界对气体做功
根据热力学第一定律
可知
瓶内气体放出热量，故B正确；
C．根据理想气体状态方程
可知瓶内气体的压强变大，故C错误；
D．瓶内气体体积减小，质量不变，密度增大，故D错误。
故选B。
【分析】机场地面温度与高空客舱内温度相同， 分子平均动能不变，理想气体内能只有分子动能。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，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．（2024高二下·许昌期末）如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波传播的速度的大小均为v=0.4m/s，两列波的振幅均为A=2cm。图示为t=0时刻两列波的图像（传播方向如图所示），此时刻平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动，质点M处于x=0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是（ ）
A．质点M振动后的振幅为2cm
B．x=0.4m处，质点起振方向沿y轴负方向
C．t=2s时，质点M的纵坐标为–4cm
D．0到2s这段时间内，质点M通过的路程为32cm
【答案】B,C
【知识点】横波的图象；波的叠加
【解析】【解答】A．根据波的叠加原理可知质点M振动后的振幅为4cm，故A错误；
B．左侧波的起振方向沿y轴负方向，左侧波先传播至x=0.4m处，则该处的起振方向沿y轴负方向，故B正确；
CD．两列简谐波的周期等于波长波速
两列简谐波传播至质点M的时间等于路程除以波速，
则t=2s时，质点M已振动的时间为
质点M处于波谷位置，纵坐标为–4cm，通过的路程为
故C正确，D错误；
故选BC。
【分析】两列简谐横波同时传播至M点，左侧波的起振方向沿y轴负方向，右侧波的起振方向也沿y轴负方向。
9．（2024高二下·许昌期末）密闭容器内封有一定质量的理想气体，V-T图像如图所示，从状态a开始变化，经历状态b、状态c，最后回到状态a完成循环。下列说法正确的是（ ）
A．气体在由状态a变化到状态b的过程中吸收热量
B．气体在由状态b变化到状态c的过程中，内能增加
C．气体从状态a完成循环回到状态a的过程中，向外界放出热量
D．气体从状态c变化到状态a的过程中，单位时间撞击单位面积容器壁的分子数增加
【答案】A,C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】A.气体对外做功，即W＜0；温度升高，气体内能增大，即＞0，由热力学第一定律
可知Q气体吸收热量，故A正确；
B．气体温度不变，气体内能不变，故B错误；
C．气体温度不变，气体内能不变，由热力学第一定律有
=0
从a到b为等压变化，气体体积变大，气体对外做功为
从b到c为等温变化，气体体积减小，外界对气体做功为
为从b到c的压强的平均值，据
可得
所以
数值上
而气体从c到a体积不变，气体不做功，故气体从状态a完成循环回到状态a的的过程中，表现为外界对气体做功，总全程功为正值，根据热力学第一定律可知气体向外界放出热量，故C正确；
D．体积不变，分子密度不变，而温度降低，分子的平均动能减小，所以单位时间撞击单位面积容器壁的分子数不会增加，故D错误。
故选AC。
【分析】气体在由状态a变化到状态b的过程中压强不变，体积增大，理想气体内能只有分子动能。
10．（2024高二下·许昌期末）氢原子能级如图甲所示。一群处于n=4能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，只能得到3条电流随电压变化的图线，如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．b光的频率大于c光的频率
B．阴极K材料的逸出功为5.75eV
C．图中M点的数值为-6.34
D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数一定持续增大
【答案】A,B,C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A．b光的遏止电压大于c光的遏止电压，b光的频率大于c光的频率，故A正确；
B．a光的遏止电压在三种光中最大，最大值为7V，结合上述可知，a光的频率最大，即光子能量最大，a光是从4能级跃迁至1能级产生，则有
根据
解得
故B正确；
C．结合上述可知，b光是从3能级跃迁至1能级产生，
解得
可知，图中M点的数值为-6.34，故C正确；
D．当达到饱和电流后，电流保持不变，即电流表的示数不是持续增大，故D错误。
故选ABC。
【分析】光子频率越大，遏止电压越大，光照强度越大，饱和光电流越大。
三、实验题（本题共2小题，共14分。请在答题卡上按题目要求作答）
11．（2024高二下·许昌期末）小徐同学在做“用油膜法估测分子的大小”的实验。他在1mL纯油酸中加入酒精，直至油酸酒精溶液的总体积为1000mL，接着用滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得50滴油酸酒精溶液的体积为1mL。
（1）他在浅盘中装入约2cm深的水，并撒上痱子粉，接着将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。则这滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 m3。
（2）待油酸薄膜的形状稳定后，他将玻璃板放在盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上，接着将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标系中正方形方格的边长为2cm。根据实验数据估测出油酸分子直径约为 m。（计算结果均保留一位有效数字）
（3）关于本实验，下列说法正确的有_______。
A．计算油膜面积时应舍去所有不足一格的方格
B．实验中我们假设油酸分子是紧挨着的没有空隙
C．实验中油酸未完全散开，会导致油酸分子直径的计算结果偏大
D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，若滴数少计了，会导致油酸分子直径的计算结果偏小
【答案】（1）
（2）
（3）B；C
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】 （1）油酸酒精溶液中纯油酸的浓度为
一滴油酸酒精溶液的体积为
一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
（2）
可得油酸分子直径约为
（3）A．若舍去所有不足一格的方格，得到的油膜面积将偏小，从而计算得到的油酸分子直径偏大，A错误；
B．该实验是理想化的模型，实验中我们假设油酸分子是紧挨着的没有空隙，B正确；
C．实验中油酸未完全散开，将导致油膜面积偏小，从而会导致油酸分子直径的计算结果偏大，C正确；
D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，若滴数少计了，则导致一滴油酸酒精溶液的体积偏大，从而导致一滴油酸的体积偏大，则会导致油酸分子直径的计算结果偏大，D错误。
故选BC。
【分析】 （1）油酸酒精溶液中纯油酸的浓度等于油酸体积除以油酸酒精溶液总体积；
（2）计算油膜面积时应舍去不足半格的，而大于等于半格的记为一格；
（3）根据油酸分子直径等于油酸体积除以油膜面积进行分析。
12．（2024高二下·许昌期末）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；加上红色滤光片，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可 ；（单选）
A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝
（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为，则单色光的波长 ；
（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm，则所测单色光的波长为 m（结果保留2位有效数字）；
（4）如果用紫色光重新实验，相邻亮纹间距会 （填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】B；；；变小
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）要增加观察到的条纹数，即减小，需增大d或减小l，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，或使用间距更大的双缝，故ACD错误，B正确。
故选B。
（2）
根据双缝干涉条纹间距公式
解得
（3）所测单色光的波长
（4）根据双缝干涉条纹间距公式可知，用波长较短的紫色光重新实验，相邻两条亮纹间距会变小。
【分析】（1）根据双缝干涉条纹间距公式进行分析；
（2）求出相邻亮条纹间距，根据双缝干涉条纹间距公式进行分析；
（3）代入双缝干涉条纹间距公式即可求解波长；
（4）紫色光波长比红色光波长短，相邻两条亮纹间距会变小。
四、计算题：（本题共3小题，共40分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。请在答题卡上按题目要求作答）
13．（2024高二下·许昌期末）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时刻部分的波形图如图中实线所示，经过该部分波形图如图中虚线所示，已知虚线上波峰对应的平衡位置到原点O的距离为，质点A平衡位置的横坐标为。
（1）求该简谐横波的波速；
（2）当波速取最小值时，求质点A的振动方程。
【答案】解：（1）由一列沿x轴正方向传播的简谐横波， 结合波形图可知，波长波沿轴正方向传播，则
解得
（2）时，波速最小为，此时
则
时刻质点正在向轴正方向振动，设初相位为，故质点的振动方程
【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】（1）由实线到虚线，至少传播四分之一个波长，结合波的多解性进行分析；
（2）求出周期，圆频率，振幅，初相位，代入振动方程即可。
14．（2024高二下·许昌期末）如图所示，一导热性能良好的汽缸水平放置，用一质量为、面积为的光滑薄活塞封闭一定质量的理想气体，此时活塞静止，离汽缸口的距离。已知外界气温为27℃，大气压强为，重力加速度。
（1）将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后如图所示，此时活塞与汽缸底部的距离，求开始汽缸水平放置时活塞与汽缸底的距离为多少？
（2）在（1）基础上再对缸内气体缓慢加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，该过程气体增加的内能△U=400J，求该过程气体吸收的热量Q。
【答案】解：（1）气缸水平放置有
汽缸开口向上时
由玻意耳定律得
解得
（2）加热后气体做等压变化，气体对外做功为
根据热力学第一定律
解得
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）等温变化，由玻意耳定律列式求解；
（2）加热后气体做等压变化，结合气体对外做功的公式以及热力学第一定律进行求解。
15．（2024高二下·许昌期末）如图所示，截面为直角三角形的玻璃棱镜置于真空中，已知，，；一束极细的光于AC边的中点F处垂直AC面入射，在AB面发生了一次全反射后又分别从AB、BC面射出，发现光从BC面折射出时的折射角为45°（图中未画出），已知光在真空中的传播速度为，请解决下列问题：
（1）借助作图工具画出光在玻璃中传播的光路示意图（不考虑光线在AC面反射和在AB面上第二次反射情况）；
（2）求出光从玻璃射向真空时，发生全反射的临界角；
（3）从AB面射出的光在棱镜中传播的时间。
【答案】解：（1）根据光的折射规律画图如图
（2）由几何关系可知，在BC边折射时的入射角为，由题意可知从BC边折射出的折射角，由
由
得光从玻璃射向真空时，发生全反射时的临界角
C=45°
（3）光在玻璃中的速度为
由数学知识得
光线由O点到H点所需的时间t为
【知识点】光的全反射
【解析】【分析】（1）根据折射定律做出光传播的路径以及各个折射角以及入射角；
（2）根据几何关系求解折射角以及入射角，从而求解折射率，代入临界角求解公式求解光从玻璃射向真空时，发生全反射的临界角；
（3）根据折射率求解光传播的速度，根据几何关系求解光传播的路程，路程除以速度等于时间。
