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广东省肇庆市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题
1．天文学家测得银河系中氦的含量约为25%。有关研究表明，恒星诞生后，其内部氢核聚变反应生成大量的氦，氢核聚变反应的方程式为。下列说法正确的是（　　）
A．氢核聚变反应没有质量亏损
B．反应式中，
C．中有四个中子
D．地球上的氢核聚变可以自发进行
【答案】B
【知识点】原子核的人工转变；核裂变；核聚变
【解析】【解答】A、核聚变释放能量，由质能方程可知反应一定存在质量亏损，故A错误；
B、根据电荷守恒4×1=2+2a，可得 a=1，质量数守恒4×1=4+2b，可得b=0，所以X为粒子（正电子），故B正确；
C、含2个质子和2个中子，中子数为2，故C错误；
D、氢核聚变需要高温高压环境，地球无法自发满足该条件，故D错误。
故答案为：B。
【分析】A、考查核聚变与质能方程，放能核反应必然存在质量亏损；
B、考查核反应守恒规律，依靠电荷数、质量数守恒求解粒子参数；
C、考查原子核结构，中子数等于质量数减去质子数；
D、考查氢核聚变发生条件，反应需要超高温超高压，地球无法自发实现。
2．海上养殖场的浮漂在风浪的作用下上下振动（可视为简谐振动），其振动周期为，振幅为A。某时刻浮漂正好经过平衡位置向上运动。忽略水的黏滞阻力，从该时刻起，下列说法正确的是（　　）
A．经过时间，浮漂的速度达到最大
B．经过时间，浮漂的动能为零
C．经过时间，浮漂所受合力为零
D．风浪突然增大，浮漂的固有振动周期变大
【答案】C
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】A、浮漂从平衡位置向上运动，经过到达最大位移处，速度为零，无法达到最大速度，故A错误；
B、经过浮漂回到平衡位置、向下运动，此时速度最大，动能最大，故B错误；
C、经过浮漂回到初始平衡位置，简谐振动平衡位置回复力为零，浮漂所受合力为零，故C正确；
D、固有周期由浮漂与海水组成系统自身性质决定，风浪仅改变驱动力，不会改变固有周期，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查简谐运动速度变化规律，平衡位置速度最大，最大位移处速度为0；
B、考查简谐运动动能，平衡位置速度最大，动能最大；
C、考查简谐运动周期性，整数周期后物体回到初始状态，平衡位置合力为零；
D、考查固有周期影响因素，固有周期仅由系统本身决定，与外部驱动力无关。
3．在如图甲所示的振荡电路中，电容器极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示。下列关于该电路的说法正确的是（　　）
A．在内，电容器一直处于充电过程
B．在内，电场能正在转化为磁场能
C．若仅将电容器的电容调大，则电路中的振荡周期不变
D．在内，电路中的振荡电流的方向不变
【答案】D
【知识点】LC振荡电路分析
【解析】【解答】A、内极板电荷量先减小后增大，电容器先放电、后充电，并非一直充电，故A错误；
B、内电容器电荷量增加，处于充电过程，线圈磁场能转化为电容器电场能，故B错误；
C、LC振荡周期公式，仅增大电容，周期会变大，故C错误；
D、先放电后充电，整个过程电流方向不发生改变，振荡电流方向不变，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A、考查LC振荡q-t图像，电荷量减小为放电，电荷量增大为充电；
B、考查充电过程能量转化，充电时磁场能转化为电场能；
C、考查LC振荡周期公式，周期与自感系数、电容平方根成正比；
D、考查振荡电流方向，半个周期内电流方向保持恒定。
4．渔船常利用回声探测器发射的超声波来探测远处的鱼群与障碍物的方位。已知某超声波的频率为，时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示，此时介质中质点向轴负方向运动。下列说法正确的是（　　）
A．该超声波沿轴负方向传播
B．时质点和质点的运动方向相反
C．该声波遇到尺寸约为1.5m的障碍物时会发生明显衍射
D．渔船逐渐靠近鱼群时，探测器接收到的回声频率仍为
【答案】B
【知识点】多普勒效应；横波的图象；波长、波速与频率的关系；波的衍射现象
【解析】【解答】A、时刻质点向轴负方向运动，利用上下坡法可判断超声波沿轴正方向传播，故A错误；
B、质点、平衡位置间距为半个波长，振动相位始终相反，时二者运动方向相反，故B正确；
C、由图读出波长，明显衍射条件是障碍物尺寸与波长相近或更小，1.5m远大于波长，不会出现明显衍射，故C错误；
D、渔船靠近鱼群，相对运动导致接收回声频率大于发射频率，故D错误；
故答案为：B。
【分析】A、考查波动传播方向判断，上下坡法判断波传播方向；
B、考查相差与波长关系，相距半波长两点振动完全相反；
C、考查波明显衍射条件，障碍物尺寸需接近或小于波长；
D、考查多普勒效应，波源与接收者靠近时接收频率升高。
5．在上海光电技术研究所的一次实验中，用不同频率的光照射某种金属，实验得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示，其横轴截距为a，纵轴截距为 b，元电荷电量为e。关于此次实验，下列说法正确的是（　　）
A．实验中金属的逸出功为eb
B．直线的斜率表示普朗克常量h
C．实验中金属的截止频率为
D．遏止电压与入射光的频率成正比
【答案】A
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A、光电效应方程，最大初动能，联立得；由图像纵截距，解得逸出功，故A正确；
B、由表达式可知图像斜率，不等于普朗克常量，故B错误；
C、截止频率对应遏止电压，横轴交点横坐标为，截止频率为，并非，故C错误；
D、与是一次函数线性关系，并非正比例关系，故D错误；
故答案为：A。
【分析】A、考查光电效应逸出功求解，结合图像纵截距推导逸出功；
B、考查光电效应图像斜率物理意义，斜率为；
C、考查截止频率定义，遏止电压为零时对应的入射光频率为截止频率；
D、考查线性关系与正比例关系区分，正比例函数需过坐标原点。
6．分子固定在坐标原点O处，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间的势能与分子间距离的关系如图中曲线所示，图中r1是分子势能为0时对应的距离，r2是分子势能最小时对应的距离。现把乙分子从r3处由静止释放，下列说法正确的是（　　）
A．乙分子到达r2的位置时，其动量达到最大
B．乙分子从r3运动到r1的过程中，分子间始终表现为引力
C．乙分子从r2运动到r1的过程中，分子力对乙分子做正功
D．乙分子从r3运动到r1的过程中，动能一直增大
【答案】A
【知识点】分子间的作用力；分子动能；分子势能
【解析】【解答】A、时分子势能最小，分子力为零；乙分子从到过程受引力加速，从向内侧运动受斥力减速，因此处速度最大，动量达到最大，故A正确；
B、时分子间作用力表现为斥力，从到先引力后斥力，并非始终为引力，故B错误；
C、到分子力为斥力，乙分子向原点运动，斥力与位移方向相反，分子力做负功，故C错误；
D、从到引力做正功动能增大，到斥力做负功动能减小，动能先增后减，并非一直增大，故D错误；
故答案为：A。
【分析】A、考查分子势能曲线与分子力、动能变化，势能极小点分子力为零，速度动量最大；
B、考查分子作用力分界距离，大于引力，小于斥力；
C、考查分子力做功正负判断，力与位移同向做正功，反向做负功；
D、考查分子运动动能变化，引力阶段动能增大，斥力阶段动能减小。
7．氢原子在可见光区有四条谱线，即图甲中、、、（已知为紫光，为红光），这四条谱线的波长满足（，式中对应），为常量，图乙为氢原子的部分能级示意图。关于这四条谱线，下列说法正确的是（　　）
A．由同一介质射入空气，发生全反射的临界角最小
B．计算谱线的波长时，应取5
C．和的对应波长之比
D．对应的光子能量为0.54eV
【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A、对应跃迁，波长最长、频率最低，介质折射率最小；由，折射率越小临界角越大，临界角最大，故A错误；
B、是向跃迁，计算波长时代入，并非，故B错误；
C、对应，对应，由可得，故C正确；
D、光子能量，并非，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查全反射临界角与光频率关系，红光频率最低、折射率最小、临界角最大；
B、考查巴尔末系跃迁量子数，为向跃迁；
C、考查氢光谱波长计算，利用里德伯公式推导两条谱线波长比值；
D、考查光子能量计算，光子能量等于能级差值。
8．在一个导热性能良好的容器中封闭有一定质量的理想气体，该气体由状态经过状态变为状态的过程中，其体积与热力学温度的关系如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．气体在状态比在状态时的压强小
B．气体从状态到状态的过程中一定放热
C．气体从状态到状态的过程中外界对气体做功
D．气体从状态到状态的过程中，气体吸收的热量大于气体对外界所做的功
【答案】A,D
【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；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；热力学图像类问题
【解析】【解答】A、A到B图像过原点，不变，为等压变化；B到C体积不变，温度升高，由知压强增大，故，A正确；
B、B到C体积不变，气体不对外做功，；温度升高理想气体内能增大，由得，气体吸热，B错误；
C、A到B体积变大，气体膨胀对外做功，并非外界对气体做功，C错误；
D、A到C总体积增大，气体对外做功；温度升高，由得，，即吸收热量大于对外做功大小，D正确；
故答案为：AD。
【分析】A、考查理想气体状态方程，等压变化、等容变化压强判断；
B、考查等容过程内能变化与吸放热，温度升高内能增加需要吸热；
C、考查气体做功判断，体积膨胀气体对外做功；
D、考查热力学第一定律综合分析，结合内能变化与做功判断吸热量大小。
9．洛埃镜实验也可以得到杨氏干涉的结果，其基本装置如图所示，为单色光源，其发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，平面镜与光屏垂直。某次实验时测得光屏上相邻两亮条纹的间距为，光源到平面镜和到光屏的垂直距离分别为和。则（　　）
A．光屏上的干涉条纹关于平面镜上下对称
B．单色光源的波长为
C．将平面镜水平左移一些，相邻亮条纹间距不变
D．将平面镜竖直下移的距离，相邻亮条纹间距变为
【答案】C,D
【知识点】光的双缝干涉；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】A．因光线不可能到达平面镜的下方，则可知光屏上的条纹只在平面镜的水平线上方，故A错误；
B．从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，如图所示
双缝之间的距离为，而光源到光屏的距离可以看作双缝到像屏的距离，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式可得，则单色光的波长，故B错误；
C．若将平面镜水平左移一些，、之间的距离不变，不变，则相邻亮条纹的间距不变，故C正确；
D．将平面镜竖直下移的距离，双缝之间的距离为，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式可得，则相邻亮条纹间距变为，故D正确。
故答案为：CD。
【分析】A、考查洛埃德镜干涉区域，反射光仅分布在镜面上方，无下方条纹；
B、考查洛埃德镜等效双缝模型，结合条纹间距公式推导真空中波长；
C、考查水平移动平面镜的影响，水平移动不改变等效双缝间距，条纹间距不变；
D、考查竖直下移平面镜的变化，镜面下移使等效双缝间距增大，条纹间距减小。
10．某同学自制了如图甲所示的波浪发电装置（内阻不计），浪板在波浪的作用下，带动线框以角速度匀速转动。已知线框的匝数、面积且处于磁感应强度的匀强磁场中。将该发电装置连接到图乙所示的输电电路中，输电线路的总阻值，两理想变压器、的原、副线圈的匝数比分别为，。测得电流表的读数为，电流表和电压表均为理想电表，则（　　）
A．线框中产生的电动势峰值为6V
B．电路中的交流电压表读数为12V
C．发电装置的输出功率为30W
D．电路中的电阻获得的功率为20W
【答案】B,D
【知识点】变压器原理；电能的输送；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、电动势峰值，并非6V，故A错误；
B、原线圈电压有效值，理想变压器电压比，解得，电压表测，读数为12V，故B正确；
C、变压器电流比，，得；输电线损耗电压，输入电压；发电机输出功率等于副线圈功率，不是30W，故C错误；
D、电阻功率等于输出功率，故D正确；
故答案为：BD。
【分析】A、考查交变电流峰值计算，代入交变电动势峰值公式求解；
B、考查理想变压器电压变换规律，先求有效值再利用匝数比算副线圈电压；
C、考查远距离输电功率计算，输出功率等于升压变压器副线圈功率；
D、考查降压变压器输出功率，负载功率等于降压变压器输入功率。
11．传统的油膜法估测油酸分子大小存在一定的局限性，尤其是测量时油膜形状的不规则性和面积测量的主观性会带来较大误差。为此，实验小组利用现代科技手段（智能手机和图像处理软件）来改进这一实验。请根据信息，回答下列问题：
（1）在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这采用的研究方法是　 　（填正确答案标号）；
A.等效替代法 B.类比法
C.理想模型法 D.控制变量法
（2）实验中为了使油酸分子在水面上形成单分子层，应该使用浓度　 　（选填“较高”或“较低”）的油酸酒精溶液；
（3）将体积为的纯油酸溶于酒精中，配制成体积为的油酸酒精溶液，用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入量筒中，当滴入滴时，其体积为。则一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为　 　（用、、、表示）；
（4）向浅水盘中倒入清水，在水面上均匀地撒上一层痱子粉，将一滴配制好的油酸酒精溶液滴在浅水盘中央，待水面稳定后，使用智能手机的高分辨率摄像头垂直拍摄油膜的照片，确保照片清晰且油膜形状完整；
（5）将照片导入图像处理软件中，利用软件的测量工具测得油膜的面积为，则可计算出油酸分子的直径为　 　（用、、、、表示）。
【答案】C；较低；；
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）在这个实验中，将油酸分子看成球形，且认为它们紧密排布形成单分子油膜，把油酸分子简化成了一个理想的球形模型，用单分子油膜的厚度来等效油酸分子的直径，采用的就是理想模型法。
故答案为：C
（2）实验中为了使油酸分子在水面上形成单分子层，应该使用浓度较低的油酸酒精溶液。
故答案为：较低
（3）一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为
故答案为：
（5），解得油酸分子的直径为
故答案为：
【分析】(1) 本题考查物理实验方法，理想模型法是把微观分子抽象为规则球体简化处理；等效替代、类比、控制变量均不符合本实验建模思路。
(2) 低浓度油酸酒精溶液，酒精溶于水快速挥发，剩余少量油酸能充分延展，形成无重叠的单分子油膜。
(3) 先求溶液中油酸的体积分数，再计算单滴溶液总体积，两者相乘得到一滴内纯油酸体积。
(5) 单分子油膜模型下，油酸体积等于油膜面积乘以分子直径，变形直接解出分子直径表达式。
12．如图甲所示为单摆测量重力加速度的实验装置，在摆球运动的最低点两侧分别放置激光仪器和光敏电阻，它们的中心与静止的小球球心等高共线。光敏电阻、电流传感器及电源连接成一个光电计数电路。请回答下列问题：
（1）用刻度尺测得摆线悬点到小球顶点的长度为100.00cm，用10分度的游标卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示，则摆球的直径为　 　cm，该单摆的摆长为　 　cm。
（2）启动激光仪器和光电计数电路，摆球在竖直面做简谐振动，由于摆球的遮挡，使得光敏电阻的阻值随时间做周期性变化，测得电流传感器中的电流随时间变化的图线如图丙所示，则该单摆的振动周期　 　（用、表示）。
（3）改变摆长，按上述方法测量不同摆长情况下单摆的周期，得到多组数据，以为横轴，为纵轴，作出图像如图丁所示，若图线的斜率为，则重力加速度的大小　 　（用题中所给字母表示）。
（4）若由于激光仪器的位置调试不精准，导致小球经过最低点时，球心位置比激光光线低一些，则测得的重力加速度值与真实值相比　 　（选填“偏大”“相等”或 “偏小”）。
【答案】（1）1.12；100.56
（2）
（3）
（4）相等
【知识点】单摆及其回复力与周期；用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）小球的直径为
该单摆的摆长为
故答案为：1.12；100.56
（2）每个振动周期有两次挡光，则振动周期
故答案为：
（3）根据周期公式，可得，则斜率，解得
故答案为：
（4）因为不在同一高度会影响遮光时间，但不影响遮光周期与振动周期的测量，故重力加速度的测量值等于真实值。
故答案为：相等
【分析】(1) 10分度游标卡尺读数规则：主尺毫米读数+游标尺对齐格数×精度；单摆摆长定义为悬点到小球球心，需加上小球半径。
(2) 单摆每完成一次全振动会两次经过最低点遮挡激光，相邻两次遮光间隔为半周期，因此总周期为两倍间隔。
(3) 由单摆周期公式线性变形，得到与成正比，斜率，反解出重力加速度表达式。
(4) 本实验依靠挡光时间间隔测周期，激光高低只影响遮光脉冲宽度，不改变周期，摆长测量无偏差，故计算值不变。
（1）[1][2]小球的直径为
该单摆的摆长为
（2）每个振动周期有两次挡光，则振动周期
（3）根据周期公式
可得
则斜率
解得
（4）因为不在同一高度会影响遮光时间，但不影响遮光周期与振动周期的测量，故重力加速度的测量值等于真实值。
13．如图所示，在面积足够大的长方体水池中注满清水，水深为，一束单色光以的入射角由空气射入清水中，已知清水的折射率，光在空气中的传播速度为。，。求：
（1）光由空气射入清水时的折射角；
（2）光在清水中传播的速度；
（3）光从水面传播到池底的时间。
【答案】（1）解：如图所示
根据折射率公式可得
解得折射角
（2）解：光在水中传播满足
解得
（3）解：光在水中传播的距离为
光在水中传播的时间为
联立，解得
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】(1) 本题考查光的折射定律，空气入射水，入射角、折射角满足，代入数据求出折射角正弦值，对应角度。
(2) 介质折射率定义式，为真空中光速，直接变形求解光在水中传播速度。
(3) 先由几何关系求出光在水下传播的斜线路程，再结合水中光速，利用计算传播总时间。
（1）如图所示
根据折射率公式可得
解得折射角
（2）光在水中传播满足
解得
（3）光在水中传播的距离为
光在水中传播的时间为
联立，解得
14．如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置位于处的质点，是平衡位置位于处的质点。如图乙所示为质点的振动图像，求：
（1）该列波的波速；
（2）从到的过程中，质点运动的路程；
（3）从时刻开始计时，写出质点的振动方程。
【答案】（1）解：由图甲和图乙可得，波长
周期
则波速
解得
且由同侧法可知，该列波沿轴负方向传播。
（2）解：由图甲可知，振幅
从到的过程中，质点运动的时间
时质点位于平衡位置，质点在一个周期内的路程为，则质点运动的路程
（3）解：设质点的振动方程为
其中，，
由初始条件，时，，速度正向最大
则振动方程为
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】(1) 从波形图读取波长、振动图像读取周期，利用波速定义式直接计算波速；结合振动图像判断波沿负方向传播。
(2) 先计算时间间隔占周期的比例，结合初始位置（平衡位置），根据简谐运动路程规律求解质点总路程。
(3) 先求角频率，结合质点位移、速度方向确定初相位，代入简谐振动通用表达式得到的振动方程。
（1）由图甲和图乙可得，波长
周期
则波速
解得
且由同侧法可知，该列波沿轴负方向传播。
（2）由图甲可知，振幅
从到的过程中，质点运动的时间
时质点位于平衡位置，质点在一个周期内的路程为，则质点运动的路程
（3）设质点的振动方程为
其中，，
由初始条件，时，，速度正向最大
则振动方程为
15．如图所示，一深度为、横截面积为、导热性能良好的汽缸开口向上放置，其底部与一热源表面紧贴，缸口有限制活塞上升的卡槽。用厚度和质量均不计的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞上面有一个气阀，需要时可以打开气阀放气。初始时活塞距汽缸底部的距离为，缸内气体的热力学温度为，通过热源对缸内气体缓慢加热。已知外界大气压强恒为，汽缸承受缸内气体的最大气压为。不计活塞与汽缸壁间的摩擦及卡槽的厚度，汽缸密闭性能良好，重力加速度为。
（1）当活塞恰好上升到卡槽位置时，求缸内气体的温度；
（2）活塞达到卡槽位置后会被卡槽锁紧，之后持续给缸内气体加热，使缸内气体压强达到汽缸所能承受的最大气压，求缸内气体的气压达到最大时的温度；
（3）缸内气压达到最大后，为了保护汽缸，停止对气体加热并迅速打开气阀释放气体，直至缸内气体压强与外界大气压强相同（忽略放气过程中气体的温度变化），求释放的气体质量与缸内原有气体总质量的比值。
【答案】（1）解：对缸内的气体分析可知，活塞恰好升高到卡槽位置的过程中，气体的压强不变，设初始体积为，升高到卡槽时的体积为，则可得
由盖-吕萨克定律，有
联立，解得
（2）解：活塞被锁紧后，缸内气体体积保持不变，设气体压强达到最大气压时的温度为，则由查理定律，有
联立，解得
（3）解：打开气阀放气时，气体温度的变化忽略不计，则由玻意耳定律，有
释放的气体体积为
设释放的气体质量与初始质量的比值为，则
联立，解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】(1) 活塞自由上升过程，活塞重力、大气压不变，气体压强恒定，适用盖 - 吕萨克定律（等压变化），以体积变化列比例式求末温。
(2) 活塞被卡槽固定，体积不变，等容变化，使用查理定律，压强与热力学温度成正比，求最大压强对应的温度。
(3) 放气过程温度不变，把缸内原有气体作为整体，等温膨胀到外界大气压，由玻意耳定律求出膨胀后总体积；理想气体同温同压质量与体积成正比，放出气体体积与总膨胀体积之比即为质量比值。
（1）对缸内的气体分析可知，活塞恰好升高到卡槽位置的过程中，气体的压强不变，设初始体积为，升高到卡槽时的体积为，则可得
由盖-吕萨克定律，有
联立，解得
（2）活塞被锁紧后，缸内气体体积保持不变，设气体压强达到最大气压时的温度为，则由查理定律，有
联立，解得
（3）打开气阀放气时，气体温度的变化忽略不计，则由玻意耳定律，有
释放的气体体积为
设释放的气体质量与初始质量的比值为，则
联立，解得
1 / 1广东省肇庆市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题
1．天文学家测得银河系中氦的含量约为25%。有关研究表明，恒星诞生后，其内部氢核聚变反应生成大量的氦，氢核聚变反应的方程式为。下列说法正确的是（　　）
A．氢核聚变反应没有质量亏损
B．反应式中，
C．中有四个中子
D．地球上的氢核聚变可以自发进行
2．海上养殖场的浮漂在风浪的作用下上下振动（可视为简谐振动），其振动周期为，振幅为A。某时刻浮漂正好经过平衡位置向上运动。忽略水的黏滞阻力，从该时刻起，下列说法正确的是（　　）
A．经过时间，浮漂的速度达到最大
B．经过时间，浮漂的动能为零
C．经过时间，浮漂所受合力为零
D．风浪突然增大，浮漂的固有振动周期变大
3．在如图甲所示的振荡电路中，电容器极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示。下列关于该电路的说法正确的是（　　）
A．在内，电容器一直处于充电过程
B．在内，电场能正在转化为磁场能
C．若仅将电容器的电容调大，则电路中的振荡周期不变
D．在内，电路中的振荡电流的方向不变
4．渔船常利用回声探测器发射的超声波来探测远处的鱼群与障碍物的方位。已知某超声波的频率为，时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示，此时介质中质点向轴负方向运动。下列说法正确的是（　　）
A．该超声波沿轴负方向传播
B．时质点和质点的运动方向相反
C．该声波遇到尺寸约为1.5m的障碍物时会发生明显衍射
D．渔船逐渐靠近鱼群时，探测器接收到的回声频率仍为
5．在上海光电技术研究所的一次实验中，用不同频率的光照射某种金属，实验得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示，其横轴截距为a，纵轴截距为 b，元电荷电量为e。关于此次实验，下列说法正确的是（　　）
A．实验中金属的逸出功为eb
B．直线的斜率表示普朗克常量h
C．实验中金属的截止频率为
D．遏止电压与入射光的频率成正比
6．分子固定在坐标原点O处，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间的势能与分子间距离的关系如图中曲线所示，图中r1是分子势能为0时对应的距离，r2是分子势能最小时对应的距离。现把乙分子从r3处由静止释放，下列说法正确的是（　　）
A．乙分子到达r2的位置时，其动量达到最大
B．乙分子从r3运动到r1的过程中，分子间始终表现为引力
C．乙分子从r2运动到r1的过程中，分子力对乙分子做正功
D．乙分子从r3运动到r1的过程中，动能一直增大
7．氢原子在可见光区有四条谱线，即图甲中、、、（已知为紫光，为红光），这四条谱线的波长满足（，式中对应），为常量，图乙为氢原子的部分能级示意图。关于这四条谱线，下列说法正确的是（　　）
A．由同一介质射入空气，发生全反射的临界角最小
B．计算谱线的波长时，应取5
C．和的对应波长之比
D．对应的光子能量为0.54eV
8．在一个导热性能良好的容器中封闭有一定质量的理想气体，该气体由状态经过状态变为状态的过程中，其体积与热力学温度的关系如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．气体在状态比在状态时的压强小
B．气体从状态到状态的过程中一定放热
C．气体从状态到状态的过程中外界对气体做功
D．气体从状态到状态的过程中，气体吸收的热量大于气体对外界所做的功
9．洛埃镜实验也可以得到杨氏干涉的结果，其基本装置如图所示，为单色光源，其发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，平面镜与光屏垂直。某次实验时测得光屏上相邻两亮条纹的间距为，光源到平面镜和到光屏的垂直距离分别为和。则（　　）
A．光屏上的干涉条纹关于平面镜上下对称
B．单色光源的波长为
C．将平面镜水平左移一些，相邻亮条纹间距不变
D．将平面镜竖直下移的距离，相邻亮条纹间距变为
10．某同学自制了如图甲所示的波浪发电装置（内阻不计），浪板在波浪的作用下，带动线框以角速度匀速转动。已知线框的匝数、面积且处于磁感应强度的匀强磁场中。将该发电装置连接到图乙所示的输电电路中，输电线路的总阻值，两理想变压器、的原、副线圈的匝数比分别为，。测得电流表的读数为，电流表和电压表均为理想电表，则（　　）
A．线框中产生的电动势峰值为6V
B．电路中的交流电压表读数为12V
C．发电装置的输出功率为30W
D．电路中的电阻获得的功率为20W
11．传统的油膜法估测油酸分子大小存在一定的局限性，尤其是测量时油膜形状的不规则性和面积测量的主观性会带来较大误差。为此，实验小组利用现代科技手段（智能手机和图像处理软件）来改进这一实验。请根据信息，回答下列问题：
（1）在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这采用的研究方法是　 　（填正确答案标号）；
A.等效替代法 B.类比法
C.理想模型法 D.控制变量法
（2）实验中为了使油酸分子在水面上形成单分子层，应该使用浓度　 　（选填“较高”或“较低”）的油酸酒精溶液；
（3）将体积为的纯油酸溶于酒精中，配制成体积为的油酸酒精溶液，用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入量筒中，当滴入滴时，其体积为。则一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为　 　（用、、、表示）；
（4）向浅水盘中倒入清水，在水面上均匀地撒上一层痱子粉，将一滴配制好的油酸酒精溶液滴在浅水盘中央，待水面稳定后，使用智能手机的高分辨率摄像头垂直拍摄油膜的照片，确保照片清晰且油膜形状完整；
（5）将照片导入图像处理软件中，利用软件的测量工具测得油膜的面积为，则可计算出油酸分子的直径为　 　（用、、、、表示）。
12．如图甲所示为单摆测量重力加速度的实验装置，在摆球运动的最低点两侧分别放置激光仪器和光敏电阻，它们的中心与静止的小球球心等高共线。光敏电阻、电流传感器及电源连接成一个光电计数电路。请回答下列问题：
（1）用刻度尺测得摆线悬点到小球顶点的长度为100.00cm，用10分度的游标卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示，则摆球的直径为　 　cm，该单摆的摆长为　 　cm。
（2）启动激光仪器和光电计数电路，摆球在竖直面做简谐振动，由于摆球的遮挡，使得光敏电阻的阻值随时间做周期性变化，测得电流传感器中的电流随时间变化的图线如图丙所示，则该单摆的振动周期　 　（用、表示）。
（3）改变摆长，按上述方法测量不同摆长情况下单摆的周期，得到多组数据，以为横轴，为纵轴，作出图像如图丁所示，若图线的斜率为，则重力加速度的大小　 　（用题中所给字母表示）。
（4）若由于激光仪器的位置调试不精准，导致小球经过最低点时，球心位置比激光光线低一些，则测得的重力加速度值与真实值相比　 　（选填“偏大”“相等”或 “偏小”）。
13．如图所示，在面积足够大的长方体水池中注满清水，水深为，一束单色光以的入射角由空气射入清水中，已知清水的折射率，光在空气中的传播速度为。，。求：
（1）光由空气射入清水时的折射角；
（2）光在清水中传播的速度；
（3）光从水面传播到池底的时间。
14．如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置位于处的质点，是平衡位置位于处的质点。如图乙所示为质点的振动图像，求：
（1）该列波的波速；
（2）从到的过程中，质点运动的路程；
（3）从时刻开始计时，写出质点的振动方程。
15．如图所示，一深度为、横截面积为、导热性能良好的汽缸开口向上放置，其底部与一热源表面紧贴，缸口有限制活塞上升的卡槽。用厚度和质量均不计的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞上面有一个气阀，需要时可以打开气阀放气。初始时活塞距汽缸底部的距离为，缸内气体的热力学温度为，通过热源对缸内气体缓慢加热。已知外界大气压强恒为，汽缸承受缸内气体的最大气压为。不计活塞与汽缸壁间的摩擦及卡槽的厚度，汽缸密闭性能良好，重力加速度为。
（1）当活塞恰好上升到卡槽位置时，求缸内气体的温度；
（2）活塞达到卡槽位置后会被卡槽锁紧，之后持续给缸内气体加热，使缸内气体压强达到汽缸所能承受的最大气压，求缸内气体的气压达到最大时的温度；
（3）缸内气压达到最大后，为了保护汽缸，停止对气体加热并迅速打开气阀释放气体，直至缸内气体压强与外界大气压强相同（忽略放气过程中气体的温度变化），求释放的气体质量与缸内原有气体总质量的比值。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】原子核的人工转变；核裂变；核聚变
【解析】【解答】A、核聚变释放能量，由质能方程可知反应一定存在质量亏损，故A错误；
B、根据电荷守恒4×1=2+2a，可得 a=1，质量数守恒4×1=4+2b，可得b=0，所以X为粒子（正电子），故B正确；
C、含2个质子和2个中子，中子数为2，故C错误；
D、氢核聚变需要高温高压环境，地球无法自发满足该条件，故D错误。
故答案为：B。
【分析】A、考查核聚变与质能方程，放能核反应必然存在质量亏损；
B、考查核反应守恒规律，依靠电荷数、质量数守恒求解粒子参数；
C、考查原子核结构，中子数等于质量数减去质子数；
D、考查氢核聚变发生条件，反应需要超高温超高压，地球无法自发实现。
2．【答案】C
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】A、浮漂从平衡位置向上运动，经过到达最大位移处，速度为零，无法达到最大速度，故A错误；
B、经过浮漂回到平衡位置、向下运动，此时速度最大，动能最大，故B错误；
C、经过浮漂回到初始平衡位置，简谐振动平衡位置回复力为零，浮漂所受合力为零，故C正确；
D、固有周期由浮漂与海水组成系统自身性质决定，风浪仅改变驱动力，不会改变固有周期，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查简谐运动速度变化规律，平衡位置速度最大，最大位移处速度为0；
B、考查简谐运动动能，平衡位置速度最大，动能最大；
C、考查简谐运动周期性，整数周期后物体回到初始状态，平衡位置合力为零；
D、考查固有周期影响因素，固有周期仅由系统本身决定，与外部驱动力无关。
3．【答案】D
【知识点】LC振荡电路分析
【解析】【解答】A、内极板电荷量先减小后增大，电容器先放电、后充电，并非一直充电，故A错误；
B、内电容器电荷量增加，处于充电过程，线圈磁场能转化为电容器电场能，故B错误；
C、LC振荡周期公式，仅增大电容，周期会变大，故C错误；
D、先放电后充电，整个过程电流方向不发生改变，振荡电流方向不变，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A、考查LC振荡q-t图像，电荷量减小为放电，电荷量增大为充电；
B、考查充电过程能量转化，充电时磁场能转化为电场能；
C、考查LC振荡周期公式，周期与自感系数、电容平方根成正比；
D、考查振荡电流方向，半个周期内电流方向保持恒定。
4．【答案】B
【知识点】多普勒效应；横波的图象；波长、波速与频率的关系；波的衍射现象
【解析】【解答】A、时刻质点向轴负方向运动，利用上下坡法可判断超声波沿轴正方向传播，故A错误；
B、质点、平衡位置间距为半个波长，振动相位始终相反，时二者运动方向相反，故B正确；
C、由图读出波长，明显衍射条件是障碍物尺寸与波长相近或更小，1.5m远大于波长，不会出现明显衍射，故C错误；
D、渔船靠近鱼群，相对运动导致接收回声频率大于发射频率，故D错误；
故答案为：B。
【分析】A、考查波动传播方向判断，上下坡法判断波传播方向；
B、考查相差与波长关系，相距半波长两点振动完全相反；
C、考查波明显衍射条件，障碍物尺寸需接近或小于波长；
D、考查多普勒效应，波源与接收者靠近时接收频率升高。
5．【答案】A
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A、光电效应方程，最大初动能，联立得；由图像纵截距，解得逸出功，故A正确；
B、由表达式可知图像斜率，不等于普朗克常量，故B错误；
C、截止频率对应遏止电压，横轴交点横坐标为，截止频率为，并非，故C错误；
D、与是一次函数线性关系，并非正比例关系，故D错误；
故答案为：A。
【分析】A、考查光电效应逸出功求解，结合图像纵截距推导逸出功；
B、考查光电效应图像斜率物理意义，斜率为；
C、考查截止频率定义，遏止电压为零时对应的入射光频率为截止频率；
D、考查线性关系与正比例关系区分，正比例函数需过坐标原点。
6．【答案】A
【知识点】分子间的作用力；分子动能；分子势能
【解析】【解答】A、时分子势能最小，分子力为零；乙分子从到过程受引力加速，从向内侧运动受斥力减速，因此处速度最大，动量达到最大，故A正确；
B、时分子间作用力表现为斥力，从到先引力后斥力，并非始终为引力，故B错误；
C、到分子力为斥力，乙分子向原点运动，斥力与位移方向相反，分子力做负功，故C错误；
D、从到引力做正功动能增大，到斥力做负功动能减小，动能先增后减，并非一直增大，故D错误；
故答案为：A。
【分析】A、考查分子势能曲线与分子力、动能变化，势能极小点分子力为零，速度动量最大；
B、考查分子作用力分界距离，大于引力，小于斥力；
C、考查分子力做功正负判断，力与位移同向做正功，反向做负功；
D、考查分子运动动能变化，引力阶段动能增大，斥力阶段动能减小。
7．【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A、对应跃迁，波长最长、频率最低，介质折射率最小；由，折射率越小临界角越大，临界角最大，故A错误；
B、是向跃迁，计算波长时代入，并非，故B错误；
C、对应，对应，由可得，故C正确；
D、光子能量，并非，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查全反射临界角与光频率关系，红光频率最低、折射率最小、临界角最大；
B、考查巴尔末系跃迁量子数，为向跃迁；
C、考查氢光谱波长计算，利用里德伯公式推导两条谱线波长比值；
D、考查光子能量计算，光子能量等于能级差值。
8．【答案】A,D
【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；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；热力学图像类问题
【解析】【解答】A、A到B图像过原点，不变，为等压变化；B到C体积不变，温度升高，由知压强增大，故，A正确；
B、B到C体积不变，气体不对外做功，；温度升高理想气体内能增大，由得，气体吸热，B错误；
C、A到B体积变大，气体膨胀对外做功，并非外界对气体做功，C错误；
D、A到C总体积增大，气体对外做功；温度升高，由得，，即吸收热量大于对外做功大小，D正确；
故答案为：AD。
【分析】A、考查理想气体状态方程，等压变化、等容变化压强判断；
B、考查等容过程内能变化与吸放热，温度升高内能增加需要吸热；
C、考查气体做功判断，体积膨胀气体对外做功；
D、考查热力学第一定律综合分析，结合内能变化与做功判断吸热量大小。
9．【答案】C,D
【知识点】光的双缝干涉；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】A．因光线不可能到达平面镜的下方，则可知光屏上的条纹只在平面镜的水平线上方，故A错误；
B．从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，如图所示
双缝之间的距离为，而光源到光屏的距离可以看作双缝到像屏的距离，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式可得，则单色光的波长，故B错误；
C．若将平面镜水平左移一些，、之间的距离不变，不变，则相邻亮条纹的间距不变，故C正确；
D．将平面镜竖直下移的距离，双缝之间的距离为，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式可得，则相邻亮条纹间距变为，故D正确。
故答案为：CD。
【分析】A、考查洛埃德镜干涉区域，反射光仅分布在镜面上方，无下方条纹；
B、考查洛埃德镜等效双缝模型，结合条纹间距公式推导真空中波长；
C、考查水平移动平面镜的影响，水平移动不改变等效双缝间距，条纹间距不变；
D、考查竖直下移平面镜的变化，镜面下移使等效双缝间距增大，条纹间距减小。
10．【答案】B,D
【知识点】变压器原理；电能的输送；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、电动势峰值，并非6V，故A错误；
B、原线圈电压有效值，理想变压器电压比，解得，电压表测，读数为12V，故B正确；
C、变压器电流比，，得；输电线损耗电压，输入电压；发电机输出功率等于副线圈功率，不是30W，故C错误；
D、电阻功率等于输出功率，故D正确；
故答案为：BD。
【分析】A、考查交变电流峰值计算，代入交变电动势峰值公式求解；
B、考查理想变压器电压变换规律，先求有效值再利用匝数比算副线圈电压；
C、考查远距离输电功率计算，输出功率等于升压变压器副线圈功率；
D、考查降压变压器输出功率，负载功率等于降压变压器输入功率。
11．【答案】C；较低；；
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）在这个实验中，将油酸分子看成球形，且认为它们紧密排布形成单分子油膜，把油酸分子简化成了一个理想的球形模型，用单分子油膜的厚度来等效油酸分子的直径，采用的就是理想模型法。
故答案为：C
（2）实验中为了使油酸分子在水面上形成单分子层，应该使用浓度较低的油酸酒精溶液。
故答案为：较低
（3）一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为
故答案为：
（5），解得油酸分子的直径为
故答案为：
【分析】(1) 本题考查物理实验方法，理想模型法是把微观分子抽象为规则球体简化处理；等效替代、类比、控制变量均不符合本实验建模思路。
(2) 低浓度油酸酒精溶液，酒精溶于水快速挥发，剩余少量油酸能充分延展，形成无重叠的单分子油膜。
(3) 先求溶液中油酸的体积分数，再计算单滴溶液总体积，两者相乘得到一滴内纯油酸体积。
(5) 单分子油膜模型下，油酸体积等于油膜面积乘以分子直径，变形直接解出分子直径表达式。
12．【答案】（1）1.12；100.56
（2）
（3）
（4）相等
【知识点】单摆及其回复力与周期；用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）小球的直径为
该单摆的摆长为
故答案为：1.12；100.56
（2）每个振动周期有两次挡光，则振动周期
故答案为：
（3）根据周期公式，可得，则斜率，解得
故答案为：
（4）因为不在同一高度会影响遮光时间，但不影响遮光周期与振动周期的测量，故重力加速度的测量值等于真实值。
故答案为：相等
【分析】(1) 10分度游标卡尺读数规则：主尺毫米读数+游标尺对齐格数×精度；单摆摆长定义为悬点到小球球心，需加上小球半径。
(2) 单摆每完成一次全振动会两次经过最低点遮挡激光，相邻两次遮光间隔为半周期，因此总周期为两倍间隔。
(3) 由单摆周期公式线性变形，得到与成正比，斜率，反解出重力加速度表达式。
(4) 本实验依靠挡光时间间隔测周期，激光高低只影响遮光脉冲宽度，不改变周期，摆长测量无偏差，故计算值不变。
（1）[1][2]小球的直径为
该单摆的摆长为
（2）每个振动周期有两次挡光，则振动周期
（3）根据周期公式
可得
则斜率
解得
（4）因为不在同一高度会影响遮光时间，但不影响遮光周期与振动周期的测量，故重力加速度的测量值等于真实值。
13．【答案】（1）解：如图所示
根据折射率公式可得
解得折射角
（2）解：光在水中传播满足
解得
（3）解：光在水中传播的距离为
光在水中传播的时间为
联立，解得
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】(1) 本题考查光的折射定律，空气入射水，入射角、折射角满足，代入数据求出折射角正弦值，对应角度。
(2) 介质折射率定义式，为真空中光速，直接变形求解光在水中传播速度。
(3) 先由几何关系求出光在水下传播的斜线路程，再结合水中光速，利用计算传播总时间。
（1）如图所示
根据折射率公式可得
解得折射角
（2）光在水中传播满足
解得
（3）光在水中传播的距离为
光在水中传播的时间为
联立，解得
14．【答案】（1）解：由图甲和图乙可得，波长
周期
则波速
解得
且由同侧法可知，该列波沿轴负方向传播。
（2）解：由图甲可知，振幅
从到的过程中，质点运动的时间
时质点位于平衡位置，质点在一个周期内的路程为，则质点运动的路程
（3）解：设质点的振动方程为
其中，，
由初始条件，时，，速度正向最大
则振动方程为
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】(1) 从波形图读取波长、振动图像读取周期，利用波速定义式直接计算波速；结合振动图像判断波沿负方向传播。
(2) 先计算时间间隔占周期的比例，结合初始位置（平衡位置），根据简谐运动路程规律求解质点总路程。
(3) 先求角频率，结合质点位移、速度方向确定初相位，代入简谐振动通用表达式得到的振动方程。
（1）由图甲和图乙可得，波长
周期
则波速
解得
且由同侧法可知，该列波沿轴负方向传播。
（2）由图甲可知，振幅
从到的过程中，质点运动的时间
时质点位于平衡位置，质点在一个周期内的路程为，则质点运动的路程
（3）设质点的振动方程为
其中，，
由初始条件，时，，速度正向最大
则振动方程为
15．【答案】（1）解：对缸内的气体分析可知，活塞恰好升高到卡槽位置的过程中，气体的压强不变，设初始体积为，升高到卡槽时的体积为，则可得
由盖-吕萨克定律，有
联立，解得
（2）解：活塞被锁紧后，缸内气体体积保持不变，设气体压强达到最大气压时的温度为，则由查理定律，有
联立，解得
（3）解：打开气阀放气时，气体温度的变化忽略不计，则由玻意耳定律，有
释放的气体体积为
设释放的气体质量与初始质量的比值为，则
联立，解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】(1) 活塞自由上升过程，活塞重力、大气压不变，气体压强恒定，适用盖 - 吕萨克定律（等压变化），以体积变化列比例式求末温。
(2) 活塞被卡槽固定，体积不变，等容变化，使用查理定律，压强与热力学温度成正比，求最大压强对应的温度。
(3) 放气过程温度不变，把缸内原有气体作为整体，等温膨胀到外界大气压，由玻意耳定律求出膨胀后总体积；理想气体同温同压质量与体积成正比，放出气体体积与总膨胀体积之比即为质量比值。
（1）对缸内的气体分析可知，活塞恰好升高到卡槽位置的过程中，气体的压强不变，设初始体积为，升高到卡槽时的体积为，则可得
由盖-吕萨克定律，有
联立，解得
（2）活塞被锁紧后，缸内气体体积保持不变，设气体压强达到最大气压时的温度为，则由查理定律，有
联立，解得
（3）打开气阀放气时，气体温度的变化忽略不计，则由玻意耳定律，有
释放的气体体积为
设释放的气体质量与初始质量的比值为，则
联立，解得
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