
?大慶實驗中學實驗三部2021級高(二)下學期期末考試
物理試題
第Ⅰ卷(選擇題,共52分)
一、單項選擇題:本大題共6小題,每小題4分,共24分,在每小題給出的四個選項中,只有一個符合題目要求。
1. 下列說法正確的是( )
A. 某氣體的摩爾質(zhì)量為M,密度為,阿伏伽德羅常數(shù)為,則該氣體的分子體積為
B. 相同質(zhì)量的的水和的冰比較,水的分子勢能較小
C. 懸浮在水中的花粉顆粒越大,撞擊花粉顆粒的水分子越多,布朗運動越明顯
D. 用不能被水浸潤的塑料瓶做醬油瓶,向外倒醬油時不易外灑
【答案】D
【解析】
【詳解】A.某氣體的摩爾質(zhì)量為M,密度為,阿伏伽德羅常數(shù)為,則該氣體的分子占據(jù)的空間為
故A錯誤;
B.相同質(zhì)量的的水和的冰比較,水的分子勢能較大,故B錯誤;
C.懸浮在水中的花粉顆粒越大,撞擊花粉顆粒的水分子越多,布朗運動越不明顯,故C錯誤;
D.用不能被水浸潤的塑料瓶做醬油瓶,向外倒醬油時不易外灑,故D正確。
故選D。
2. 根據(jù)熱力學定律,下列說法正確的是( ?。?br />
A. 熱量既能自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體,也能夠自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體
B. 一定質(zhì)量的理想氣體吸收了熱量,則氣體溫度一定升高
C. 對于一定質(zhì)量的理想氣體,如果體積增大,就會對外做功,所以內(nèi)能一定減少
D. 物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功
【答案】D
【解析】
【詳解】A.根據(jù)熱力學第二定律,熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體,但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體,故A錯誤;
B.根據(jù)熱力學第一定律,可知物體內(nèi)能的改變是外界對物體做功與物體吸收的熱量的和。所以物體吸收熱量,又對外做功時。物體的內(nèi)能可能減小。故B錯誤;
C.對于一定質(zhì)量的理想氣體,如果壓強不變,體積增大對外做功,根據(jù)熱力學第一定律結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程可知,溫度一定升高,內(nèi)能增大,故C錯誤;
D.根據(jù)熱力學第二定律可知,物體不可以從單一熱源吸收的熱量全部用于做功而不產(chǎn)生其他影響,也就是說在引起其它變化的情況下,物體可以從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功,故D正確。
故選D。
3. 如圖所示,兩端封閉、粗細均勻的玻璃管內(nèi)的理想氣體被一段水銀柱隔開,當玻璃管水平放置時,左側(cè)管內(nèi)氣體的體積小于右側(cè)管內(nèi)氣體的體積,左側(cè)管內(nèi)氣體的溫度高于右側(cè)管內(nèi)氣體的溫度,水銀柱處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是( ?。?br />
A. 此時左側(cè)管內(nèi)氣體壓強大于右側(cè)管內(nèi)氣體壓強
B. 此時左側(cè)管內(nèi)氣體壓強小于右側(cè)管內(nèi)氣體壓強
C. 若管內(nèi)兩端的氣體都升高相同的溫度,則水銀柱向左移動
D. 若管內(nèi)兩端的氣體都升高相同的溫度,則水銀柱向右移動
【答案】C
【解析】
【詳解】AB.對水平狀態(tài)的水銀柱受力分析可知,來自兩側(cè)的封閉氣體的壓力相等,則此時左側(cè)管內(nèi)氣體壓強等于右側(cè)管內(nèi)氣體壓強,故AB錯誤;
CD.管內(nèi)兩端的氣體都升高相同的溫度時,假設(shè)水銀柱不動,由等容變化有
可得
因左側(cè)管內(nèi)氣體的溫度高于右側(cè)管內(nèi)氣體的溫度,,則左側(cè)壓強的增加小于右側(cè)氣體壓強的增加,,而初態(tài)兩側(cè)的壓強相等,故水銀柱要向左移動,故C正確,D錯誤。
故選C。
4. 在光電效應(yīng)中,當一定頻率光照射某種金屬時,實驗得到的遏止電壓與入射光的頻率的關(guān)系如圖所示,其橫軸截距為,縱軸截距為,元電荷電量為。下列說法正確的是( ?。?br />
A. 遏止電壓與入射光的頻率成正比 B. 金屬的逸出功為
C. 金屬的截止頻率為 D. 普朗克常量
【答案】B
【解析】
【詳解】根據(jù)光電效應(yīng)方程可得電子的最大初動能為
根據(jù)動能定理可得
聯(lián)立可得
可知遏止電壓與入射光的頻率不成正比關(guān)系,圖像的斜率為
解得普朗克常量為
圖像的縱軸截距為
解得金屬的逸出功為
金屬的截止頻率為
故選B。
5. 關(guān)于結(jié)合能、比結(jié)合能,下列說法正確的是( ?。?br />
A. 原子核的結(jié)合能越大表示該原子核越穩(wěn)定
B. 質(zhì)子和中子結(jié)合成新原子核一定有質(zhì)量虧損,釋放出能量
C. 比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成比結(jié)合能大的原子核時一定吸收核能
D. 在中子轟擊下生成和過程中,原子核中的平均核子質(zhì)量變大
【答案】B
【解析】
【詳解】A.原子核的比結(jié)合能越大表示該原子核越穩(wěn)定,故A錯誤;
B.質(zhì)子和中子結(jié)合成新原子核一定有質(zhì)量虧損,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程,一定會釋放能量,故B正確;
C.比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成比結(jié)合能大的原子核時會出現(xiàn)質(zhì)量虧損,故一定會釋放能量,故C錯誤;
D.在中子轟擊下生成和的過程中,會伴隨有能量的釋放,所以存在有質(zhì)量虧損,則核子的平均質(zhì)量變小,故D錯誤。
故選B。
6. 某物體以的初速度豎直向上拋出,取向上為正,不計空氣阻力。則( ?。?br />
A. 物體上升的最大高度為 B. 物體上升的時間為
C. 內(nèi)物體的位移為 D. 末物體的速度為
【答案】C
【解析】
【詳解】A.根據(jù)運動學規(guī)律,物體上升的最大高度為
故A錯誤;
B.物體上升的時間為
故B錯誤;
C.根據(jù)運動學規(guī)律,內(nèi)物體的位移為
故C正確;
D.末物體的速度為
故D錯誤。
故選C。
二、多項選擇題:本大題共4小題,每小題6分,共24分。在每小題給出的四個選項中,至少有一個符合題目要求,每道題全對得6分,部分選對得3分,有錯誤選項不得分。
7. 滴水法測重力加速度的過程是這樣的:讓水龍頭的水一滴一滴地滴在其正下方的盤子里,調(diào)整水龍頭,讓前一滴水滴到盤子而聽到聲音時,后一滴恰好離開水龍頭.從第1次聽到水擊盤聲時開始計時,測出n次聽到水擊盤聲的總時間為t,用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差為h,即可算出重力加速度.設(shè)人耳能區(qū)別兩個聲音的時間間隔為0.1s,聲速為340m/s,g取10m/s2,則( ?。?br />
A. 水龍頭距人耳的距離至少為34m B. 水龍頭距盤子的距離至少為0.05m
C. 重力加速度的計算式為 D. 重力加速度的計算式為
【答案】BD
【解析】
【分析】由題意可知考查滴水法測重力加速度,根據(jù)測量原理分析計算可得.
【詳解】A.人耳能區(qū)分兩個聲音的最小時間間隔為0.1s,所以兩次聲音傳到人耳的時間差最小為0.1s,設(shè)盤子到人耳的距離為x,則
+t=0.1,
t為滴水的時間間隔,由于不知道t的具體值,所以無法算出x,故A錯誤;
B.由于人耳能區(qū)別兩個聲音的時間間隔為0.1s,故水龍頭距盤子的距離至少為:
h=gt2=×10×0.12m=0.05m,
故B正確;
CD.從前一滴水滴到盤子里面聽到聲音時后一滴水恰好離開水龍頭,測出n次聽到水擊盤的總時間為t,知道兩滴水間的時間間隔為
△t=,
所以水從水龍頭到盤子時間為
t=,
由自由下落公式可得
h=gt2
聯(lián)立可求得
g=,
故C錯誤,D正確.
【點睛】利用累積法測出滴水總時間,計算出滴水的時間間隔,再利用由自由落實體運動公式可得寫出重力加速度的表達式.
8. 如圖所示,把球夾在豎直墻A和木板BC之間,不計摩擦,球?qū)Φ膲毫?,球?qū)Π宓膲毫?。在將板BC逐漸放至水平的過程中,對和的情況分析正確的是( )
A. 逐漸減小 B. 逐漸增大 C. 逐漸減小 D. 先減小后增大
【答案】AC
【解析】
【詳解】以小球為研究對象,分析受力可知小球受到重力mg、墻對小球的支持力和板對球的支持力,設(shè)板與墻間的夾角為α,受力如下圖
根據(jù)平衡條件得知
在將板BC逐漸放至水平的過程中,α增大,減小,減小,則知減小,減小,根據(jù)牛頓第三定律可得
故板BC逐漸放至水平的過程中,和均減小。
故選AC。
9. 如圖所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圓柱體上,小球B用水平輕彈簧拉著系于豎直板上,兩小球A、B通過光滑滑輪O用輕質(zhì)細線相連,兩球均處于靜止狀態(tài),已知B球質(zhì)量為m。O點在半圓柱體圓心的正上方,OA與豎直方向成角,OA長度與半圓柱體半徑相等,OB與豎直方向成角,則下列敘述正確的是( )
A. A球質(zhì)量為
B. 光滑半圓柱體對A球支持力的大小為mg
C. 此時地面對半圓柱體的摩擦力的大小為
D. 若用力拉動小球B使小球A一直沿著半圓柱體緩慢向上運動,則小球A受到繩的拉力變小
【答案】ACD
【解析】
【詳解】ABC.分別對A、B進行受力分析如圖所示
對B,根據(jù)受力可知彈簧處于伸長狀態(tài),則
解得
對A,由幾何關(guān)系可知、與豎直方向的夾角相等,夾角為,則
其中
代入解得
A正確,B錯誤;
C.對半圓柱體和A球看作整體,對系統(tǒng)受力分析得,此時地面對半圓柱體的摩擦力的大小為
C正確;
D.根據(jù)共點力平衡和三角形定則,結(jié)合相似三角形可得
若小球B緩慢下降,使小球A一直沿著半圓柱體緩慢向上運動,由于不斷減小,可得小球A受到繩的拉力變小,D正確。
故選ACD。
10. 一物體在一周期性變化的合外力作用下,從x軸坐標原點由靜止開始運動,加速度變化周期為T,在每個周期內(nèi)前半個周期加速度為(沿x軸正方向),后半個周期內(nèi)加速度為(負號表示為x軸負方向,)。其中T、、k為已知量。則下列說法正確的是( ?。?br />
A. 物體在第一個周期內(nèi)的位移是
B. 物體在9.5T末的速度為
C. 物體在9.5T末速度為
D. 如果物體在第N個T內(nèi)的位移是0,則
【答案】ABD
【解析】
【詳解】A.物體在第一個周期內(nèi)的前半個周期的位移
物體在第一個周期內(nèi)的前半個周期的末速度
物體在第一個周期末的速度
物體在第一個周期內(nèi)的后半個周期的位移
物體在第一個周期內(nèi)的位移是
故A正確;
BC.物體在9.5T末的速度為
故B正確,C錯誤;
D.物體在第二個周期內(nèi)的前半個周期的末速度
物體在第二個周期內(nèi)的前半個周期的位移
物體在第二個周期內(nèi)的后半個周期的末速度
物體在第二個周期內(nèi)的后半個周期的位移
物體在第二個周期內(nèi)的位移
以此類推物體在第N個T內(nèi)的位移是
如果物體在第N個T內(nèi)的位移是0,則
解得
故D正確。
故選ABD。
第Ⅱ卷(非選擇題,共48分)
三、實驗題:本題共2小題,每題8分,共16分。把答案填在答題卡的相應(yīng)位置。
11. 在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中:
(1)下列操作中正確的是______;
A. 在釋放小車前,小車應(yīng)該靠近打點計時器
B. 打點計時器應(yīng)該安裝在長木板有滑輪的這一端
C. 應(yīng)該先接通電源,后釋放小車
D. 電火花計時器應(yīng)該使用220V直流電源
(2)某同學用如圖1所示的裝置,打出的一條紙帶如圖2所示,其中ABCDE為計數(shù)點,相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點未畫出。
①實驗時該紙帶的______端是和小車相連的;(選填“左”或“右”)
②打點計時器打下C點時小車的瞬時速度大小為______m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);
③由紙帶上所示數(shù)據(jù)可算得小車運動的加速度大小為______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
【答案】 ①. AC##CA ②. 左 ③. 0.30 ④. 0.40
【解析】
【詳解】(1)[1] AB.為了有效的利用紙帶,小車應(yīng)靠近打點計時器,打點計時器應(yīng)該安裝在長木板遠離滑輪的一端,故A正確,B錯誤;
C.應(yīng)先接通電源再釋放紙帶,故C正確;
D.電火花計時器應(yīng)該使用220V交流電源,D錯誤。
故選AC
(2)①[2]由圖2所示紙帶可知,紙帶的左端與小車相連。
②[3]相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點未畫出,則計數(shù)點間時間間隔
打點計時器打下C點時小車的瞬時速度大小為
③[4]根據(jù),得小車的加速度
12. 甲、乙兩同學為了驗證力的平行四邊形定則,各自根據(jù)不同的實驗器材采用了不同的方法。
(i)甲同學按教材提供的方法:把橡皮筋的一端固定在木板上的A點,另一端通過細繩連接彈簧測力計(O為橡皮條與細繩結(jié)點在伸長時到達的固定點,所用彈簧測力計的量程為0~5N),如圖甲所示。
(1)若圖乙是該同學用兩個彈簧測力計在三個不同角度的情況下,把橡皮筋的另一端拉到某一確定點O點時,兩彈簧測力計的拉力示意圖(和分別表示B、C彈簧測力計的拉力),三次操作中各力和夾角如下,那么這三次操作中不合適的是______(填(a)、(b)或(c))。
(a)中的和的方向互相垂直,、;
(b)中的和方向間的夾角約為,;
(c)中的和方向間的夾角約為,。
(2)圖丙是根據(jù)沒有操作失誤的實驗結(jié)果畫出的圖,則圖中的F與兩力中,方向一定沿AO方向的是______。
(ii)乙同學根據(jù)題圖所示的實驗裝置,彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M。彈簧測力計B的一端用細線系于O點,手持另一端水平向左拉,使結(jié)點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向(所用彈簧測力計的量程也均為0~5N)。
(1)在實驗操作過程中,改變拉力,重復(fù)多次實驗時,要求O點______(“一定”或“不一定”)靜止在同一位置。
(2)在某次實驗中,若該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程,為了解決這一問題,在不換用彈簧測力計的前提下,以下辦法可行的是______。
A. 減小M的質(zhì)量
B. 彈簧測力計A、B互換位置
C. 保持彈簧測力計B的方向不變,適當減小B的拉力
D. 將彈簧測力計B繞結(jié)點O緩慢沿順時針方向轉(zhuǎn)過某一夾角
【答案】 ①. (b) ②. ③. 不一定 ④. ACD
【解析】
【詳解】(i)(1)[1](a)中F1和F2的合力大小為
F1、F2的合力未超出彈簧測力計的量程,此次操作合適;
(b)中F1和F2的合力大小為
F1、F2的合力已超出彈簧測力計的量程,此次操作不合適;
(c)中F1和F2的合力大小為
F1、F2的合力未超出彈簧測力計的量程,此次操作合適。
(2)[2]題圖丙中F是通過平行四邊形定則得到兩個彈簧測力計拉力合力的理論值,而F′是通過一個彈簧測力計沿AO方向拉橡皮條的力,所以一定沿AO方向的是F′。
(ii)(1)[3]此實驗中,MO段拉線對結(jié)點O的拉力始終不變,所以O(shè)點不一定靜止在同一位置。
(2)[4]AC.設(shè)OA與豎直方向的夾角為θ,則根據(jù)平衡條件有
為使彈簧測力計不超過量程,即減小FOA,可以減小M,或減小θ,或適當減小B的拉力,故AC可行;
B.由于兩彈簧測力計相同,所以彈簧測力計A、B互換位置后,B也會超過量程,故B不可行;
D.如圖所示,可知保證O點位置不動,同時將彈簧測力計B緩慢沿順時針方向轉(zhuǎn)過某一夾角,F(xiàn)OA減小,故D可行。
故選ACD。
四、解答題:本大題共3小題,其中13和14題滿分均為10分,15題滿分16分,共36分。把答案填在答題卡的相應(yīng)位置。
13. 如圖所示,質(zhì)量為的物體甲通過三段輕繩相連,三段輕繩的結(jié)點為O,輕繩OB水平且B端與站在水平地面上的質(zhì)量為的人相連,輕繩OA與豎直方向的夾角,物體甲及人均處于靜止狀態(tài),人的質(zhì)量,人與水平面之間的動摩擦因數(shù)為。已知,,重力加速度,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,求:
(1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大?
(2)人對地面的摩擦力是多大?
(3)欲使人在水平面上不滑動,物體甲的質(zhì)量最大不能超過多少?
【答案】(1)250N,150N;(2)150N;(3)32kg
【解析】
【詳解】(1)以結(jié)點O為研究對象,如圖所示
建立直角坐標系,將FOA分解,由平衡條件有
解得
(2)人水平方向受到OB繩的拉力和水平面的靜摩擦力,受力如圖所示
由平衡條件得
方向水平向左;
根據(jù)牛頓第三定律可得人對地面的摩擦力大小是150N,方向水平向右;
(3)當甲的質(zhì)量增大到人剛要滑動時,質(zhì)量達到最大,此時人受到的靜摩擦力達到最大值
由平衡條件得
又
解得
所以物體甲的質(zhì)量最大不能超過32kg。
14. 一根一端封閉的玻璃管豎直放置,內(nèi)有一段高的水銀柱,當溫度為時,封閉空氣柱長為,則(外界大氣壓相當于高的水銀柱產(chǎn)生的壓強,?。?br />
(1)如圖所示,若玻璃管足夠長,緩慢地將管轉(zhuǎn)至開口向下,求此時封閉氣柱的長度(此過程中氣體溫度不變);
(2)若玻璃管長,溫度至少升到多少開爾文時,水銀柱會全部從管中溢出?
【答案】(1)1.20m;(2)361.25k
【解析】
【詳解】(1)設(shè)玻璃管內(nèi)部橫截面積為S,對水銀柱分析可知,氣體初狀態(tài)的壓強
初狀態(tài)的體積
管轉(zhuǎn)至開口向下后,氣體的壓強
體積為
氣體做等溫變化,由玻意耳定律可得
代入數(shù)據(jù)解得
(2)由理想氣體狀態(tài)方程
可知,乘積越大,對應(yīng)的溫度T越高,假設(shè)管中還有長為x的水銀柱尚未溢出,值最大,即的值最大,因為
由數(shù)學知識可知當時,取得最大值,代入數(shù)據(jù)解得
即管中水銀柱由0.25m溢出到還剩下0.10m的過程中,的乘積越來越大,這一過程必須是升溫的,此后溫度不必再升高(但是要繼續(xù)給氣體加熱),水銀柱也將繼續(xù)外溢,直至全部溢出,由理想氣體狀態(tài)方程
得
代入數(shù)據(jù)得
15. 假設(shè)在某公路的十字路口,紅燈攔停了很多汽車,攔停的汽車排成筆直一列,最前面的一輛汽車的前端剛好與路口停車線相齊,相鄰兩車的前端之間的距離均為,若汽車起動時都以的加速度做勻加速運動,加速到后做勻速運動通過路口。該路口亮綠燈時間,而且有按倒計時顯示的時間顯示燈。另外交通規(guī)則規(guī)定:原在綠燈時通行的汽車,紅燈亮起時,車頭已越過停車線的汽車允許通過。請解答下列問題:
(1)一停在停車線內(nèi)的第一輛汽車完全通過路口時間為8s,已知車長為5m,問路口長度為多少米?
(2)若綠燈亮起瞬時,所有司機同時起動汽車,問有多少輛汽車能通過路口?
(3)事實上由于人反應(yīng)時間的存在,綠燈亮起時不可能所有司機同時起動汽車,現(xiàn)假設(shè)綠燈亮起時,第一個司機滯后起動汽車,后面司機都比前一輛車遲后起動汽車,在該情況下,有多少輛車能通過路口?
【答案】(1)50m;(2)41輛;(3)25輛
【解析】
【詳解】(1)汽車加速時間
8s時間,汽車能行駛位移為
所以路口長為
根據(jù)題意,路口長為50米;
(2)汽車加速時間
經(jīng)過時間,汽車能行駛的位移為
所以
根據(jù)題意,則第41輛汽車能通過;
(3)設(shè)能通過k輛汽車,則第k輛汽車能通過路口要滿足
數(shù)據(jù)代入后解得
所以能通過25輛汽車。
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