
一、單項選擇題:共10小題,每小題4分,共計40分,每題只有一個選項符合題意。
1. 如圖所示,曲線I、II、III分別描述了某物理量隨分子之間距離變化的規(guī)律。現(xiàn)有如下物理量:①分子間引力,②分子間斥力,③分子間引力和斥力的合力,④分子勢能,則曲線I、II、III對應(yīng)的物理量分別是( )
A. ③①②B. ③④②C. ④②③D. ④③②
【答案】D
【解析】
【詳解】根據(jù)分子處于平衡位置(即分子之間距離為)時分子勢能最小可知,曲線I為分子勢能隨分子之間距離r變化的圖像,即對應(yīng)④;根據(jù)分子處于平衡位置(即分子之間距離為)時分子力為零,可知曲線II為分子力隨分子之間距離r變化的圖像,即對應(yīng)③;根據(jù)分子之間斥力隨分子之間距離的增大而減小,可知曲線III為分子斥力隨分子之間距離r變化的圖像,即對應(yīng)②。
故選D。
2. 關(guān)于下列四幅圖所涉及的物理知識,描述正確的是( )
A. 如圖甲為振蕩電路,此時電容器正在放電
B. 如圖乙為布朗運動,說明微粒越大,單位時間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越多,布朗運動越明顯
C. 如圖丙為方解石的雙折射現(xiàn)象,說明方解石是多晶體
D. 如圖丁為核反應(yīng)堆的原理圖,其中鎘棒的作用是將裂變過程中的快中子變成慢中子
【答案】A
【解析】
【詳解】A.如圖甲所示為LC振蕩電路,可知穿過線圈的磁感線向上,根據(jù)右手螺旋定則可知通過線圈電流如圖所示
此時電容器正在放電,故A正確;
B.如圖乙所示微粒越大,單位時間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越多,粒子越趨于平衡,布朗運動越不明顯,故B錯誤;
C.如圖丙所示光在晶體中的雙折射現(xiàn)象就是光學(xué)各向異性的表現(xiàn),所以方解石的雙折射現(xiàn)象說明方解石是單晶體,故C錯誤;
D.圖丁中鎘棒的作用是吸收中子,從而影響鏈式反應(yīng)速度,故D錯誤。
故選A。
3. 氫原子能級如圖所示,則下列說法中正確的是( )
A. 一個處于n=5能級的氫原子可向外輻射10種頻率的光子
B. 當(dāng)氫原子處于不同能級時,核外電子的動能都相同
C. 當(dāng)氫原子從高能級躍遷到低能級時,電勢能會減小
D. 用12eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子時,可使氫原子躍遷
【答案】C
【解析】
【詳解】A.一個處于n=5能級的氫原子可向外輻射4種頻率的光子,A錯誤;
B.根據(jù)牛頓第二定律得
解得
當(dāng)氫原子處于不同能級時,核外電子的軌道半徑不相同,動能不相同,B錯誤;
C.當(dāng)氫原子從高能級躍遷到低能級時,核外電子的軌道半徑減小,電場力做正功,電勢能減小,C正確;
D.根據(jù)題意得
用12eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子時,不能使氫原子躍遷,D錯誤。
故選C。
4. 元素鍶89Sr具有放射性,對于質(zhì)量為m0的89Sr,經(jīng)過時間t,衰變掉的89Sr的質(zhì)量為m,其圖線如圖所示,從圖中可以得到89Sr的半衰期為( )
A. 29.5dB. 50.5dC. 54.8dD. 60.0d
【答案】B
【解析】
【詳解】由圖像可知,衰變掉的89Sr的質(zhì)量從變?yōu)?,剛好衰變了一半的放射性元素,?jīng)歷的時間為一個半衰期,則有
故選B。
5. 如圖所示,一光滑的球裝在一密閉的盒子里,球剛好與盒子的各壁相接觸,現(xiàn)將盒子豎直向上拋出,最后回到拋出點,若空氣阻力大小與速率的平方成正比,則( )
A. 在上升過程中,球?qū)凶由媳砻嬗邢蛏系淖饔昧?br>B. 在上升過程中,球與盒子上下表面都無作用力
C. 在下降過程中,球與盒子之間有作用力,且作用力在變小
D. 從拋出到回到拋出點的過程中,球與盒子之間始終有作用力
【答案】A
【解析】
【詳解】AB.在上升過程中,對整體,根據(jù)牛頓第二定律
可得
對球,根據(jù)牛頓第二定律
解得
方向豎直向下,根據(jù)牛頓第三定律,在上升過程中,球?qū)凶由媳砻嬗邢蛏系淖饔昧?,故A正確,B錯誤;
C.在下降過程中,對整體,根據(jù)牛頓第二定律
可得
對球,根據(jù)牛頓第二定律
解得
在下降過程中,球的速度逐漸增大,空氣阻力大小與速率的平方成正比,則空氣阻力逐漸增大,球與盒子之間有作用力,且作用力在變大,故C錯誤;
D.從拋出到回到拋出點的過程中,當(dāng)球位于最高點時,球與盒子之間沒有作用力,故D錯誤。
故選A。
6. 如圖,兩端封閉的玻璃管與水平面成θ角傾斜靜止放置,一段水銀柱將管內(nèi)一定質(zhì)量的氣體分為兩個部分,則下列各種情況中,能使管中水銀柱相對于玻璃管向B端移動的是( )
A. 降低環(huán)境溫度
B. 使玻璃管做豎直上拋運動
C. 使玻璃管做自由落體運動
D. 順時針緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管使θ角減小
【答案】A
【解析】
【詳解】A.由題意可知,兩端封閉的玻璃管,水銀柱將管內(nèi)一定質(zhì)量的氣體分為兩個部分,假設(shè)A、B兩端空氣柱的體積分別為、不變,此時環(huán)境溫度為,當(dāng)溫度降低時,A端空氣柱的壓強由降到,則有
B端空氣柱的壓強由降到,則有
由查理定律可得
設(shè)水銀柱的豎直高度為,因為
所以
可知水銀柱相對于玻璃管向B端移動,A正確;
BC.使玻璃管做豎直上拋運動或自由落體運動,可知水銀柱的加速度向下,水銀柱處于失重狀態(tài),水銀柱對B端氣體的壓力減小,B端氣體的體積增大,水銀柱向A端移動,BC錯誤;
D.順時針緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管使θ角減小,可知水銀柱對B端氣體的壓力減小,B端氣體的體積增大,水銀柱向A端移動,D錯誤。
故選A
7. 一種光電煙霧報警器的結(jié)構(gòu)和原理如圖1和圖2所示,光源S向外發(fā)射某一特定頻率的光束,發(fā)生火情時有煙霧進入報警器內(nèi),由于煙霧對光的散射作用,會使部分光改變方向進入光電管C從而發(fā)生光電效應(yīng),于是有電流輸入報警系統(tǒng),當(dāng)光電流大于I0時,便會報警,當(dāng)滑動變阻器的滑片P處于圖2所示位置,煙霧報警器恰好報警,則( )
A. 將圖2中電源的正負極反接,光電子的最大初動能將減小
B. 僅將滑片P向右移動少許,可以解除報警
C. 僅降低光源S發(fā)出光的強度,可以解除報警
D. 單位時間內(nèi)進入光電管的光子數(shù)為時,報警器一定會報警
【答案】C
【解析】
【詳解】A.圖2中光電管兩端加的是正向電壓,若正負極反接則光電管兩端加負向電壓,根據(jù)光電效應(yīng)方程
可知,光電子的最大初動能不變,故A錯誤;
B.僅將滑片P向右移動少許,則正向電壓增大,根據(jù)光電流與電壓的關(guān)系,光照強度一定時,隨著正向電壓增大,光電流增大,但當(dāng)光電流達到飽和電流時,正向電壓增大,飽和電流不變,不一定解除報警,故B錯誤;
C.僅降低光源S發(fā)出光的強度,根據(jù)光電效應(yīng)方程可知,光電子的最大初動能不變,則單位時間內(nèi)光電管接收到的光子個數(shù)減少,光電流減小,可以解除報警,故C正確;
D.單位時間內(nèi)進入光電管的光子數(shù)為時,但是可能受到兩端電壓的限制,在陰極產(chǎn)生的光電子不一定全部到達A極,所以不一定能讓報警系統(tǒng)的電流達到I0,不一定能觸發(fā)報警,故D錯誤。
故選C。
8. 某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置探究氣體的等壓變化規(guī)律,注射器豎直固定在鐵架臺上,其中密封了一定質(zhì)量的氣體,柱塞上固定一重物,被密封的空氣柱浸沒在燒杯的液體中,液體中放置有溫度計(圖中未標出),忽略柱塞與注射器之間的摩擦,通過改變燒杯內(nèi)液體溫度并讀取多組溫度、體積數(shù)值,則( )
A. 實驗時需要測量注射器的內(nèi)徑
B. 一開始注射器沒有完全豎直而略微傾斜,對實驗結(jié)論沒有影響
C. 每次改變燒杯中液體的溫度時,應(yīng)立即讀出溫度計的示數(shù)和空氣柱的體積
D. 實驗過程中外界大氣壓強發(fā)生變化,對實驗結(jié)論沒有影響
【答案】B
【解析】
【詳解】A.空氣柱體積與空氣柱長度成正比,故實驗時不需要測量注射器的內(nèi)徑,故A錯誤;
B.一開始注射器沒有完全豎直而略微傾斜,空氣柱體積仍與空氣柱長度成正比,對實驗結(jié)論沒有影響,故B正確;
C.為減小實驗誤差,每次改變燒杯中液體的溫度時,穩(wěn)定后讀出溫度計的示數(shù)和空氣柱的體積,故C錯誤;
D.設(shè)柱塞、重物的總質(zhì)量為,柱塞的截面積為,大氣壓強為,則空氣柱壓強為
可知實驗過程中外界大氣壓強發(fā)生變化,空氣柱壓強將發(fā)生變化,對實驗結(jié)論有影響,故D錯誤。
故選B。
9. 如圖所示,粗糙程度相同的水平桌面上有一輕質(zhì)細桿,一端可繞豎直光滑軸O轉(zhuǎn)動,另一端與小球相連,小球以水平初速度出發(fā),恰好能完成4個完整的圓周運動,用時4s,則小球完成第三圈所用時間為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】小木塊在粗糙程度處處相同水平桌面上,受到與運動方向相反的大小相等的摩擦力作用,物體恰好完成四個完整的圓周運動,可以等效成物體做初速度為的勻減速直線運動至速度為0,逆向思維,根據(jù)初速度為0的勻加速直線運動相鄰相等位移所用時間的比例關(guān)系可得完成第一圈、第二圈、第三圈、第四圈所用時間之比為
則
解得
故小球完成第三圈所用時間為
故選B。
10. 如圖所示,勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連,輕桿可在固定的豎直槽內(nèi)移動,與槽間的滑動摩擦力恒定,一物體從離彈簧上端h高處自由下落并壓縮彈簧,設(shè)輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,l足夠長,不計空氣阻力,從物體與彈簧剛接觸時開始計時,物體向下運動的v-t圖像不可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】依題意,輕桿未移動時,對物體受力分析,根據(jù)牛頓第二定律
可知隨著彈簧形變量的增加,物體的加速度減小,v-t圖像中圖線的斜率減小,當(dāng)彈簧彈力增加到與輕桿所受最大靜摩擦力時,輕桿開始運動,分情況分析,若此時
由
可知物體將做勻加速直線運動。若
可得
則物體將做勻速直線運動。若
則物體在輕桿動之前先做加速度減小的加速運動,直至重力與彈簧彈力等大速度達到最大,然后做加速度增大的減速運動,輕桿動之后,由
可知物體做勻減速直線運動。
本題選不正確的故選D。
二、非選擇題:共5題,共60分,其中第12題~15題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
11. 如圖所示,某實驗小組用圖甲裝置來測小鐵球在斜面上運動的加速度,具體操作如下:在斜面的頂端固定電磁鐵,在電磁鐵下方適當(dāng)位置固定兩個位置可調(diào)節(jié)的光電門A、B,并使小球球心正好通過光電門,光電門可記錄小球通過光電門的時間。
(1)先用游標卡尺測量小鐵球的直徑,測量結(jié)果如圖乙所示,則小球直徑d=_____cm;
(2)接通電磁鐵的開關(guān)吸住小鐵球,再斷開開關(guān),小鐵球靜止?jié)L下,小鐵球通過光電門A、B的時間分別為t1、t2,接著測出兩光電門中心之間的距離s;則小鐵球的加速度a=____________(用d、s、t1、t2表示);
(3)嚴格來說通過光電門擋光時間計算出來的速度并不等于小鐵球球心經(jīng)過光電門時的速度,由此原因,(2)中計算出的加速度比真實值_______(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(4)實驗中光電門B出現(xiàn)故障,不能使用,為此該實驗小組進行改進操作:移走光電門B,控制電磁鐵多次讓小鐵球靜止釋放,測出小球每次經(jīng)過光電門A時間t和小球球心到光電門A中心間的距離x,為了測量加速度,應(yīng)該作出x與________關(guān)系圖像(填“t”、“t2”、“”、“”),如圖丙所示,若圖線的斜率為k,則小鐵球的加速度a=_______(用d和k表示)。
【答案】(1)1.23
(2)##
(3)偏小 (4) ①. ②.
【解析】
【小問1詳解】
10分度的游標卡尺精確度為0.1mm,則小球直徑為
【小問2詳解】
小鐵球通過光電門A、B的時間分別為t1、t2,則瞬時速度為
,
由勻變速直線運動的速度位移關(guān)系有
聯(lián)立解得加速度為
【小問3詳解】
通過光電門擋光時間計算出來的速度是通過光電門時間中點的瞬時速度,而小球球心通過光電門的速度為位移中點的瞬時速度,由位移中點的瞬時速度大于時間中點的瞬時速度知速度比真實值偏小,則計算出的加速度比真實值偏??;
【小問4詳解】
[1]小鐵球靜止釋放,測出小球每次經(jīng)過光電門A的時間t和小球球心到光電門A中心間的距離x,有
變形可得
則應(yīng)該作出x與關(guān)系圖像可構(gòu)成正比例函數(shù)圖像;
[2]圖像的斜率為
故小鐵球的加速度為
12. 放射性元素镅,發(fā)生一次衰變生成和另一種粒子,并放出能量為E的γ光子,衰變前可視為靜止,衰變生成的的質(zhì)量為m、速度為v,與γ光子的運動方向相同。
(1)寫出衰變方程;
(2)求γ光子的動量p1和另一種粒子的動量p2。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)核反應(yīng)方程衰變前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知
【小問2詳解】
根據(jù)題意可知
所以γ光子的動量為
根據(jù)動量守恒可得
所以
13. 某小組設(shè)計了一個簡易深度計,如圖所示,其構(gòu)造為一導(dǎo)熱良好的剛性柱形容器,頂端有卡口,用質(zhì)量忽略不計的薄活塞,密封一部分理想氣體,活塞與容器壁間能無摩擦滑動,水對活塞產(chǎn)生擠壓使其向下移動,根據(jù)圖中向下移動的距離d可求得深度計所到達的深度,容器內(nèi)部底面積,內(nèi)部高度,忽略水的溫度隨深度的變化,深度計在水中與水達到熱平衡后,活塞位于頂端卡口處,此時封閉氣體壓強為,已知外界大氣壓強,且p0相當(dāng)于10m高的水柱產(chǎn)生的壓強。
(1)某次實驗中測得長度,求此時深度計所處的深度H;
(2)若深度計由水深70m處緩慢下降至90m處的過程中,其氣體狀態(tài)變化過程對應(yīng)為等溫線上a點到b點的過程,如圖乙所示,ab段可近似看成一段傾斜直線,求在該過程中氣體向外界釋放的熱量Q。
【答案】(1)90m (2)
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)題意可知,封閉氣體等溫變化,由玻義耳定律有
解得
又有
解得
則有
【小問2詳解】
根據(jù)題意可知,70m深處,封閉氣體的壓強為
由玻義耳定律有
可得
90m深處,封閉氣體的壓強為
由玻義耳定律有
解得
過程中,外界對氣體做功為
可得
由熱力學(xué)第一定律有
得
即放出的熱量。
14. 如圖所示,水平傳送帶順時針運行的速度,與傾角為30°的斜面的底端P平滑連接(物體經(jīng)過此處的速度大小不變),將一質(zhì)量的小物塊(可以視為質(zhì)點)從A點靜止釋放,之后小物塊能返回斜面,已知A、P的距離,小物塊與斜面、傳送帶間的動摩擦因數(shù)分別為、,取重力加速度,求:
(1)傳送帶的最短長度d;
(2)小物塊第3次通過P點的速度;
(3)整個過程中,小物塊在斜面上運動的總路程。
【答案】(1)6.4m
(2)3m/s (3)22m
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)題意可知,物塊在斜面上向下加速,根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
第一次到達P點時,根據(jù)運動學(xué)公式可得
解得
物塊在傳送帶上向左做勻減速運動,根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
又有
解得傳送帶的最短長度為
【小問2詳解】
因為
所以物塊在傳送帶上向右勻加速再勻速,第二次到達P點的速度為
物塊在斜面上向上勻減速,根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
物塊在斜面上向上勻減速過程,有
物塊在斜面上向下勻加速,則有
聯(lián)立解得物塊第三次到達P點的速度為
【小問3詳解】
由分析可知,物塊第一次離開傳送帶以后,每次再到達傳送帶和離開傳送帶的速度大小相等,物塊最終停止在P點,則根據(jù)能量守恒有
又因為
解得小物塊在斜面上運動的總路程為
15. 如圖所示,一對“Ω”形長柵極板(粒子可自由穿過)水平放置,極板外存在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場,極板與可調(diào)穩(wěn)壓電源U相連,正極板上O點處的一粒子源垂直極板向上連續(xù)發(fā)射速度為v0(v0大小未知)的粒子,粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0),C點位于O點正上方,弧AD為半圓,其半徑為R,AC的長度也為R,在E點處放置一粒子靶(忽略靶的大?。糜诮邮諒纳戏酱蛉氲牧W印,F(xiàn)有一薄擋板與半圓AD完全重合,薄擋板可吸收打中的粒子,當(dāng)電源電壓U=0時,粒子正好打中A點,忽略柵極的電場邊緣效應(yīng)、粒子間的相互作用、粒子在極板中的運動時間和粒子所受的重力。
(1)求粒子發(fā)射速度v0的大?。?br>(2)調(diào)整電壓的大小,使粒子打在擋板上,求粒子打中D點時的電壓大小U和打在擋板上的最短時間tmin;
(3)若DE=17R,調(diào)整電壓大小使粒子被粒子靶接收,求粒子靶能接收到幾種動能的粒子,并求出其中的最小動能。
【答案】(1)
(2)當(dāng)粒子直接運動半周打中D點,當(dāng)粒子先在上方磁場中運動半圈再到下方磁場中運動半圈到達D點,
(3)粒子靶能接收到6種動能,
【解析】
【小問1詳解】
由題意粒子正好打中A點,帶電粒子在磁場中做勻圓周運動,由洛倫茲力提供向心力可得
其中
得到
【小問2詳解】
第一種情況:當(dāng)粒子直接運動半周打中D點,則有
根據(jù)動能定理可得
得到
第二種情況:當(dāng)粒子先在上方磁場中運動半圈再到下方磁場中運動半圈到達D點,則有
所以
根據(jù)
因
【小問3詳解】
設(shè)上方的半徑為r,下方的半徑為r0,自下而上由動能定理
由洛倫茲力提供向心力可知
粒子上下運動2個半圓一次會向右平移△l,則有
當(dāng)粒子打中E點時,由幾何關(guān)系可知
可知
且
解得
n可以取0,1,2,3,4,5共6種能量,當(dāng)n=5 時,可得軌道半徑
速度大小
最小動能
這是一份江蘇省海門中學(xué)、淮陰中學(xué)、金陵中學(xué)、天一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期末物理試卷(原卷版),共6頁。試卷主要包含了單項選擇題,非選擇題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份江蘇省海門中學(xué)、淮陰中學(xué)、金陵中學(xué)、天一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期末物理試卷(原卷版+解析版),文件包含江蘇省海門中學(xué)淮陰中學(xué)金陵中學(xué)天一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期末物理試卷原卷版docx、江蘇省海門中學(xué)淮陰中學(xué)金陵中學(xué)天一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期末物理試卷解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共25頁, 歡迎下載使用。
這是一份江蘇省海門中學(xué)、淮陰中學(xué)、金陵中學(xué)、天一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期末聯(lián)考物理試卷(含答案),共14頁。試卷主要包含了單選題,計算題,實驗題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
注冊成功