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江苏省徐州市三年（2020-2022）高二物理下学期期末测试题题型分类汇编2-实验、解答题
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这是一份江苏省徐州市三年（2020-2022）高二物理下学期期末测试题题型分类汇编2-实验、解答题，共21页。试卷主要包含了实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
江苏省徐州市三年（2020-2022）高二物理下学期期末测试题题型分类汇编2-实验、解答题
一、实验题
1．（2022春·江苏徐州·高二期末）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得120滴这样的溶液为1mL。在浅盘里盛上水，将爽身粉均匀地撒在水面上。然后，用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。待油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图甲所示。图中正方形小方格的边长为1cm，轮廓范围内有258个小方格。
（1）该实验体现了理想化模型的思想，下列说法中不属于本实验的理想假设的是_______。
A．把油酸分子简化为球形
B．认为油酸分子紧密排列
C．油酸在水面上形成单分子油膜
D．油酸不溶于水
（2）1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是_______m3，实验测出油酸分子直径的大小为_______m。（结果均保留两位有效数字）
（3）某同学实验时在水面均匀地撒上一层爽身粉。在液面上方滴入一滴油酸酒精溶液后，形成了如图乙所示形状的油膜，该同学认为形成油膜面积过小，测量面积时误差较大。该同学接着再依次滴入第二滴、第三滴油酸酒精溶液。但该同学发现滴入油酸酒精溶液后形成的油膜面积先略有增加，后又很快缩小，基本上恢复到滴入第一滴溶液后的油膜面积。造成滴入多滴油酸酒精溶液后，油膜面积基本不变的原因是_______。若该同学用三滴油酸酒精溶液中油酸的体积及对应形成的面积计算分子直径，计算得到的分子直径与实际分子直径相比_______。（选填“偏大”、“偏小”或“基本相同”）
2．（2021春·江苏徐州·高二期末）某同学用插针法测定一长方体玻璃砖的折射率。操作步骤如下：
①在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2；
②在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像；
③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′；
④取下玻璃砖、大头针，在白纸上描出光线的径迹，量出入射角i和折射角r，计算出折射率；
⑤改变入射角，重复上述过程，求出多组折射率并取其平均值。
（1）以上步骤中有错误或不妥之处的是___________（填步骤前序号）；
（2）为了减小实验误差，实验时应注意的是___________。
A．入射角应尽量小些
B．玻璃砖的宽度宜小一些
C．大头针应垂直的插在纸面上
D．大头针针P1、P2及针P3、P4之间的距离应适当大些
（3）该同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图甲所示，则他测得折射率___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（4）若该同学没有量角器，在完成光路图后，以O点为圆心画圆，分别交线段OA于A点，交OO′连线延长线于B点，如图乙所示，请利用毫米刻度尺测量相关距离，并计算得出玻璃的折射率n=___________（保留两位有效数字）。
3．（2021春·江苏徐州·高二期末）某研究性学习小组设计了利用光电效应测量普朗克常量的实验，实验原理图如图甲所示，实验中通过测定遏止电压UC和对应入射光频率v的数据，即可求出普朗克常量h。该小组的一次实验数据记录如下：
频率v（1014Hz）
8.213
7.408
6.879
5.490
5.196
遏止电压UC（V）
1.600
1.278
1.074
0.488
0.378
（1）建立UC-v的坐标系，根据表中的数据，在图乙中描绘UC随v变化的图线______；
（2）已知元电荷e=1.6×10-19C，利用图乙画出的图线求出普朗克常量h______J·s（保留两位有效数字）；
（3）由于多种因素的影响，各条谱线对应的遏止电压和理论值相比都相差了ΔU，试分析对普朗克常量h的测量有没有大的影响：______。
4．（2020春·江苏徐州·高二期末）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中。
（1）某同学操作步骤如下：
①用0.5mL的油酸配置了1000mL的油酸酒精溶液
②用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液体积为1mL
③在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积为160cm2，油酸分子直径大小d=______m（结果保留一位有效数字）。
（2）若该同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，拿错的注射器的针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直径______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径为d后，还可以继续测出阿伏加德罗常数NA=______（用题中给出的物理量符号表示）。
5．（2020春·江苏徐州·高二期末）某同学利用单摆测量当地重力加速度的大小。
（1）如图所示，用游标卡尺测量摆球的直径为______cm。
（2）实验中，测量单摆周期时需要在摆球摆动的______（选填“最高点”或“最低点”）做一标记，当摆球通过该标记时开始计时。
（3）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达计时标记时开始计时并记为n=1，此后单摆每经过标记记一次数，当数到n=45时秒表的示数为44s，该单摆的周期是T=______s。
（4）若用L0表示摆线长，d表示摆球的直径，T表示单摆周期，那么重力加速度的表达式为g=______（用题中给出的物
理量符号表示）。
二、解答题
6．（2022春·江苏徐州·高二期末）2021年9月。在我国甘肃武威钍基熔盐核能系统顺利试运行，此次运行体现出我国在核电领域深厚的技术实力，对我国核电产业的进步和能源安全都有积极作用。本次运行不再直接以轴和杯元素为核燃料，而改用以放射性极低的钍元素为核燃料。原子序数为90的钍232（Th）是一种放射性金属元素，经过一个中子轰击，转变成钍233，钍233会通过β衰变成镤（Pa）233、镤233会再次通过β衰变为铀（U）233，铀233不稳定，易裂变释放出大量能量。已知e=1.6×10-19C。
（1）写出中子轰击钍232转变成钍233、钍233通过β衰变转变成镤（Pa）233的两个核反应方程式；
（2）已知一个铀233核在裂变时可产生197.93MeV的能量，则一个铀233核在裂变过程中质量亏损多少千克？（计算结果保留一位有效数字）
7．（2022春·江苏徐州·高二期末）如图甲所示是研究光电效应饱和电流和遏止电压的实验电路，A、K为光电管的两极，调节滑动变阻器触头P可使光电管两极获得正向或反向电压。现用光子能量E=11.2eV的光持续照射光电管的极板K。移动滑动变阻器触头P，获得多组电压表、电流表读数，作出电流与电压关系的图线如图乙所示。求：
（1）光电管K极材料的逸出功；
（2）恰达到饱和电流3.1μA时，到达A极板的光电子的最大动能。
8．（2022春·江苏徐州·高二期末）如图所示，用活塞在高度为H的容器内封闭一定质量的理想气体，温度为T1。容器底部装电热生，容器和活塞绝热性能良好。容器外的大气压强恒为p0。活塞面积为S，质量为，活塞与容器间的指动摩擦力大小为，摄大静摩聚力等于滑动摩擦力。最初活塞保持静止状态，距容器底部，且与容器间无运动趋势。不计活塞厚度，重力加速度为g。求：
（1）最初封闭气体的压强p1；
（2）电热丝通电缓慢加热气体，当活塞恰要上滑时，气体的温度；
（3）已知最初封闭气体的内能为U1，气体的内能正比于气体的温度。缓慢加热气体，活塞从最初状态到活塞滑动到容器顶端的过程中，气体吸收的热量Q。
9．（2022春·江苏徐州·高二期末）如图所示，abcd是一放置在光滑水平面上、边长l=1m的正方形导线框，其质量m=0.25kg，电阻R=1Ω，线框右侧的虚线框中有“斑马线”式分布的匀强磁场区域，线框的bc、ad边与磁场边界平行，磁场的左边界距线框bc边距离为l，磁场区域的宽度为l，磁场之间的距离为3l。从左向右，匀强磁场的磁感应强度分别B1、B2、B3…Bn，磁场方向均垂直于水平面。最初线框处于静止状态，用一垂直于bc边、大小F=0.5N的恒力，向右拉线框，使线框匀速通过各个磁场。求：
（1）磁感应强度B1的大小；
（2）线框进入磁感应强度为B1的磁场时，线框bc两端的电压大小；
（3）从开始运动到通过第n个磁场区域的过程中线框产生的电热Q、第n个磁场的磁感应强度Bn的大小。
10．（2021春·江苏徐州·高二期末）简谐横波波源位于坐标原点处，如图为t1=0时刻波的图像，已知波源的振动周期T=2s，振幅A=2cm。质点P、Q的平衡位置分别处于x轴上的-7m和9m处。求：
（1）质点P开始振动的时刻t2；
（2）0~4s内质点Q运动的路程s。
11．（2021春·江苏徐州·高二期末）如图所示，一束激光在P点以入射角θ=45°射入一个直角棱镜ABC，在另一直角边上的Q点恰好发生全反射，已知BP间距离为l，光速为c、求：
（1）棱镜的折射率n；
（2）激光从P到Q的传播时间t。
12．（2021春·江苏徐州·高二期末）如图所示，下端开口的圆柱形容器（导热性能良好）竖立在水面上，其上部封闭有一定质量的理想气体。当环境温度为T1时，容器底部与水面间的高度差为h1，容器内外水面间的高度差为h2；当环境温度升高到T2（未知）时，容器上升的高度为h，此过程中气体从环境中吸收的热量为Q。容器的横截面积为S，已知大气压强始终保持p0不变，水的密度为ρ，当地的重力加速度为g。求：
（1）容器内部气体压强p；
（2）环境温度T2；
（3）环境温度从T1升高到T2过程中，气体内能的变化量。
13．（2021春·江苏徐州·高二期末）如图所示，超市购物车的后侧围栏可以向上转动，不用时将购物车依次嵌入前车中减少占据空间。若某人将一辆空置购物车A由静止迅速推出，经过时间t后，车A以水平速度v0撞上正前方另一辆静止的空置购物车B，相撞后两车一起运动（碰撞时间极短）。已知空置购物车质量为M（含围栏），围栏质量为m；某人将车A推出时推力的冲量为I，相撞后车B的围栏重心上升的高度为h。求：
（1）购物车受到地面的平均摩擦力大小f；
（2）碰撞后两车一起运动的速度大小v；
（3）碰撞过程中A、B系统损失的机械能△E
14．（2020春·江苏徐州·高二期末）篮球内气体的体积为V1、压强为p1，用打气筒将体积为V2的气体一次打入篮球内，打入的气体和篮球内气体为同温同压的同种气体。若打入过程中，气体的温度保持不变；将气体全部打入篮球后，篮球内气体的体积为V3。已知阿伏伽德罗常数为NA，打气前气体的摩尔体积为V，求：
（1）将气体全部打入篮球后的气体压强p2；
（2）打气前和打气后篮球内气体的分子数N1、N2。
15．（2020春·江苏徐州·高二期末）如图所示，位于x轴上的P、Q两个质点间的距离x=0.8m。t=0时刻，从位于原点的波源发出的一列简谐横波刚好传播到P点。此后又经△t=8s，P完成了10次全振动，Q完成了8次全振动。已知波源振动时的振幅A=4cm。
（1）求这列波的波速大小v；
（2）写出波源振动的位移y随时间t变化的函数关系式。
16．（2020春·江苏徐州·高二期末）在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示，某个“道威棱镜”的横截面ABCD为底角45°的等腰梯形，O为AB中点，P为OA中点。光线1和光线2为两条与BC平行的光线，分别从P点和O点射入棱镜，两条光线均在BC上发生一次全反射后从CD射出，其中光线2的出射点为CD的中点Q（图中未标出）。已知棱镜对两条光线的折射率，AB长为，光在真空中的传播速度为c，。求：
（1）光线在BC面发生全反射的临界角C；
（2）光线2在棱镜中的传播时间t；
（3）光线1从CD射出时到BC的距离x。
17．（2020春·江苏徐州·高二期末）如图所示，光滑轨道由倾角θ=30°的斜面AB、小圆弧BC（长度可忽略）、水平面CD连接而成。轻弹簧一端固定在斜面底端的挡板上，另一端被锁定在斜面上的P点，此时弹簧压缩量x=0.1m。两个小物块M、N分别静止在P点和水平面上的Q点。某时刻解除弹簧锁定，经△t=0.ls后物块M离开弹簧，离开时速度，此后继续沿斜面运动，通过小圆弧后与物块N发生弹性碰撞。若整个过程中物块M不会脱离轨道，已知kg，kg，P、B两点间距离m，g=10m/s2。求：
（1）从解除弹簧锁定到物块M离开弹簧，弹簧弹力的冲量大小I；
（2）锁定弹簧时，弹簧的弹性势能Ep；
（3）物块M与物块N碰撞后它们的速度大小。
参考答案：
1． D 1.7×10-11 6.5×10-10或6.6×10-10 爽身粉太厚 偏大
【详解】（1）[1]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验中理想假设有：①让油膜尽可能散开，形成单分子层；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间空隙。而油酸本身不溶于水，不是理想假设，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
（2）[2] 1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是
[3] 由于每格边长为1cm，则每一格面积就是1cm2，轮廓范围内有258个小方格。则油酸薄膜面积
油酸分子直径的大小为
（3）[4]爽身粉太厚，不能形成单分子油膜。
[5]由于油膜面积偏小，所以计算得到的分子直径与实际分子直径相比偏大。
2． ③ CD 偏小 1.65（1.6~1.7）
【详解】(1)[1]应该是在玻璃两侧分别描两个点，然后移开玻璃，接着分别过两点作出边界aa′和bb′。
(2)[2]A．为了减小实验误差，入射角应适当大些。故A错误；
B．为了减小实验误差，玻璃砖的宽度应适当宽一些。故B错误；
C．为了使大头针挡住前面大头针的象。大头针应垂直的插在纸面上。故C正确；
D．为了减小实验误差，大头针针P1、P2及针P3、P4之间的距离应适当大些。故D正确。
故选CD。
(3)[3]界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，导致折射角偏大，则导致折射率偏小。
(4)[4]用刻度尺测得A点到直径虚线的距离为，B点到直径虚线的距离为。设O点入射角为，折射角为，则玻璃的折射率为
3． 6.0×10-34~6.8×10-34 见解析
【详解】（1）[1]根据表格数据，通过一一描点，并作出图象，如图所示：
（2）[2]由爱因斯坦的光电效应方程可得
可得
由图可知，斜率为
解得
h=6.0×10-34J·s
（3）[3]各条谱线对应的遏止电压和理论值相比都增加ΔU，相当于在描出的图线向一侧平移了些许，不影响图像的斜率计第，对h的测量没有大的影响。
4． 偏小
【详解】（1）[1]每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为
把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为
（2）[2]因为拿错的注射器的针管比原来的粗，则每滴油酸酒精溶液的体积较大，含油酸较多，在水平上形成油膜的面积较大，根据可知这会导致实验测得的油酸分子直径偏小；
（3）[3]每个油酸分子的体积
则阿伏加德罗常数
5． 2.050 最低点 2
【详解】(1)[1]游标卡尺读数
(2)[2]由于在最低点时速度最快，如果记录位置稍有误差，时间的误差很小，而若在最高点记时，如果记录位置稍有误差，时间的误差较大，因此在最低点记时。
(3)[3]振动周期
(4)[4]根据单摆的振动周期公式
整理得
6．（1）,；（2）4×10-28kg
【详解】（1）中子轰击钍232转变成钍233的核反应方程为
钍233通过β衰变转变成镤（Pa）233的核反应方程为
（2）根据质能方程可得一个铀233核在裂变过程中质量亏损
7．（1）5.4eV；（2）8.0eV
【详解】（1）由题图乙可知，用光子能量E=11.2eV的光持续照射光电管的极板K时，遏止电压为Uc=5.8V，根据动能定理以及爱因斯坦光电效应方程可得
解得光电管K极材料的逸出功为
（2）由题图乙可知，恰达到饱和电流3.1μA时，在A、K间有正向电压U=2.2V，电子在两极间加速，设到达A极板的光电子的最大动能为Ekm1，则由动能定理有
解得
Ekm1=8.0eV
8．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）对活塞受力分析有
可得
（2）活塞恰要上滑，对活塞受力分析有
可得
气体做等容变化，则
可得
（3）活塞开始滑动后，气体做等压变化，有
可得
故可得此时内能为2U1。在此过程中，气体对外做功
由热力学第一定律
代入数据
可得
9．（1）0.5T；（2）0.75V；（3）nJ（n=1，2，3 ，…)，（n=1，2，3 ，…)
【详解】（1）设线框匀速进入磁场B1时速度为v1，由动能定理有
解得
v1=2m/s
线框匀速通过磁场B1的过程中产生的感应电动势大小为
线框中的感应电流大小为
线框所受安培力大小为
根据平衡条件可知
解得
（2）线框进入磁感应强度为B1的磁场时，bc边切割磁感线，可看作电源，根据闭合电路欧姆定律可知线框bc两端的电压大小为
（3）由于线框每次都是匀速通过磁场，根据功能关系可知每次产生的电热均为
从开始运动到通过第n个磁场区域的过程中线框产生的电热为
设线框通过第n个磁场时的速度为vn，由动能定理有
根据（1）中分析同理可知
解得
10．（1）1.5s；（2）6cm
【详解】（1）由图可知波长
=4m
可得
v==2m/s
波传播到质点P需要的时间
质点P开始振动的时刻t2=1.5s
（2）波传播到质点Q处需要的时间
质点Q振动的时间△tQ′=1.5s，即，所以振动的路程
s=3A=6cm
11．（1）；（2）
【详解】（1）设折射角为r，由折射定律可得
在Q点恰好发生全反射则有
sinC=
由几何关系可得
r+C=
联立三式可得
（2）由几何关系的
光在介质中的传播速度
光线从P点传到Q点需要的时间
代入数值解得
12．（1）；（2）；（3）
【详解】(1)对容器内水面上的“某一液片”分析可得
(2)对容器底部受力分析得
mg+p0S=pS
因大气压强p0、容器质量m均不变，可知容器内部气体压强p不变，即T1到T2过程为等压膨胀过程，由盖吕萨克定律有
可得
(3)该过程中外界对气体所做的功
由热力学第一定律可得
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）规定购物车前进的方向为正方向，对购物车从静止到碰撞前这一过程，由动量定理有
可得
（2）因两车碰撞时间极短，则可认为碰撞过程中水平方向动量守恒，有
则碰撞后两车一起运动的速度
（3）购物车碰撞过程中，围栏重心上升，重力势能增加量为
△Ep=mgh
由能量守恒可得
解得
14．（1）；（2）；NＡ
【详解】（1）由玻意耳定律
p1(V1+V2)=p2V3
解得
p2=
（2）打气前的分子总数
N1=
打气后的分子总数
N2=NＡ
15．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知，T=0.8s，λ=0.4m，由得：
（2）设波源的振动方程为，因为
且时，，所以解得，且由波的传播方向和振动方向可知时刻波源向下振动，所以波源振动的位移y随时间t变化的函数关系式为
16．（1）45°；（2）；（3）
【详解】（1）由
sinC=
得
C=45°
（2）光线2从AB入射时，由折射定律
n=
得
=30°
由几何关系可得，当光线2射到BC时，与BC的夹角为15°
所以光线2在棱镜中传播的距离
s==L
光在棱镜中的速度
v=
光线2在棱镜中的传播时间
t=
（3）如图所示，设E为光线2在BC上的入射点，F为光线1在BC上的入射点，R为光线1在CD上的出射点，由光路的对称性，E为BC的中点，由几何关系得
EF：BE=OP：BO=1：2
所以EF=FC=BE，可得R为CQ的中点
所以光线1射出时到BC的距离
x==
17．（1）；（2）3.7J；（3）vM′=m/s；vN′=m/s
【详解】（1）由动量定理
I-mMgsin30°Δt=mMvM-0
代入数据得
I=1.3N∙s
（2）由能量守恒定律
EP=mMgsin30°x+mM
代入数据得
EP=3.7J
（3）从物块M脱离弹簧到滑到B点，由机械能守恒定律
mM=mMgsin30°xPB+mM
代入数据得
vB=5m/s
当物块M与物块N碰撞时，由动量守恒和能量守恒可得
mMvB=mMvM′+mNvN′
mM=mM+mN′
代入数据得
vM′=m/s
vN′=m/s
江苏省徐州市三年（2020-2022）高二物理下学期期末测试题题型分类汇编2-实验、解答题
一、实验题
1．（2022春·江苏徐州·高二期末）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得120滴这样的溶液为1mL。在浅盘里盛上水，将爽身粉均匀地撒在水面上。然后，用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。待油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图甲所示。图中正方形小方格的边长为1cm，轮廓范围内有258个小方格。
（1）该实验体现了理想化模型的思想，下列说法中不属于本实验的理想假设的是_______。
A．把油酸分子简化为球形
B．认为油酸分子紧密排列
C．油酸在水面上形成单分子油膜
D．油酸不溶于水
（2）1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是_______m3，实验测出油酸分子直径的大小为_______m。（结果均保留两位有效数字）
（3）某同学实验时在水面均匀地撒上一层爽身粉。在液面上方滴入一滴油酸酒精溶液后，形成了如图乙所示形状的油膜，该同学认为形成油膜面积过小，测量面积时误差较大。该同学接着再依次滴入第二滴、第三滴油酸酒精溶液。但该同学发现滴入油酸酒精溶液后形成的油膜面积先略有增加，后又很快缩小，基本上恢复到滴入第一滴溶液后的油膜面积。造成滴入多滴油酸酒精溶液后，油膜面积基本不变的原因是_______。若该同学用三滴油酸酒精溶液中油酸的体积及对应形成的面积计算分子直径，计算得到的分子直径与实际分子直径相比_______。（选填“偏大”、“偏小”或“基本相同”）
2．（2021春·江苏徐州·高二期末）某同学用插针法测定一长方体玻璃砖的折射率。操作步骤如下：
①在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2；
②在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像；
③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′；
④取下玻璃砖、大头针，在白纸上描出光线的径迹，量出入射角i和折射角r，计算出折射率；
⑤改变入射角，重复上述过程，求出多组折射率并取其平均值。
（1）以上步骤中有错误或不妥之处的是___________（填步骤前序号）；
（2）为了减小实验误差，实验时应注意的是___________。
A．入射角应尽量小些
B．玻璃砖的宽度宜小一些
C．大头针应垂直的插在纸面上
D．大头针针P1、P2及针P3、P4之间的距离应适当大些
（3）该同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图甲所示，则他测得折射率___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（4）若该同学没有量角器，在完成光路图后，以O点为圆心画圆，分别交线段OA于A点，交OO′连线延长线于B点，如图乙所示，请利用毫米刻度尺测量相关距离，并计算得出玻璃的折射率n=___________（保留两位有效数字）。
3．（2021春·江苏徐州·高二期末）某研究性学习小组设计了利用光电效应测量普朗克常量的实验，实验原理图如图甲所示，实验中通过测定遏止电压UC和对应入射光频率v的数据，即可求出普朗克常量h。该小组的一次实验数据记录如下：
频率v（1014Hz）
8.213
7.408
6.879
5.490
5.196
遏止电压UC（V）
1.600
1.278
1.074
0.488
0.378
（1）建立UC-v的坐标系，根据表中的数据，在图乙中描绘UC随v变化的图线______；
（2）已知元电荷e=1.6×10-19C，利用图乙画出的图线求出普朗克常量h______J·s（保留两位有效数字）；
（3）由于多种因素的影响，各条谱线对应的遏止电压和理论值相比都相差了ΔU，试分析对普朗克常量h的测量有没有大的影响：______。
4．（2020春·江苏徐州·高二期末）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中。
（1）某同学操作步骤如下：
①用0.5mL的油酸配置了1000mL的油酸酒精溶液
②用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液体积为1mL
③在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积为160cm2，油酸分子直径大小d=______m（结果保留一位有效数字）。
（2）若该同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，拿错的注射器的针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直径______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径为d后，还可以继续测出阿伏加德罗常数NA=______（用题中给出的物理量符号表示）。
5．（2020春·江苏徐州·高二期末）某同学利用单摆测量当地重力加速度的大小。
（1）如图所示，用游标卡尺测量摆球的直径为______cm。
（2）实验中，测量单摆周期时需要在摆球摆动的______（选填“最高点”或“最低点”）做一标记，当摆球通过该标记时开始计时。
（3）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达计时标记时开始计时并记为n=1，此后单摆每经过标记记一次数，当数到n=45时秒表的示数为44s，该单摆的周期是T=______s。
（4）若用L0表示摆线长，d表示摆球的直径，T表示单摆周期，那么重力加速度的表达式为g=______（用题中给出的物
理量符号表示）。
二、解答题
6．（2022春·江苏徐州·高二期末）2021年9月。在我国甘肃武威钍基熔盐核能系统顺利试运行，此次运行体现出我国在核电领域深厚的技术实力，对我国核电产业的进步和能源安全都有积极作用。本次运行不再直接以轴和杯元素为核燃料，而改用以放射性极低的钍元素为核燃料。原子序数为90的钍232（Th）是一种放射性金属元素，经过一个中子轰击，转变成钍233，钍233会通过β衰变成镤（Pa）233、镤233会再次通过β衰变为铀（U）233，铀233不稳定，易裂变释放出大量能量。已知e=1.6×10-19C。
（1）写出中子轰击钍232转变成钍233、钍233通过β衰变转变成镤（Pa）233的两个核反应方程式；
（2）已知一个铀233核在裂变时可产生197.93MeV的能量，则一个铀233核在裂变过程中质量亏损多少千克？（计算结果保留一位有效数字）
7．（2022春·江苏徐州·高二期末）如图甲所示是研究光电效应饱和电流和遏止电压的实验电路，A、K为光电管的两极，调节滑动变阻器触头P可使光电管两极获得正向或反向电压。现用光子能量E=11.2eV的光持续照射光电管的极板K。移动滑动变阻器触头P，获得多组电压表、电流表读数，作出电流与电压关系的图线如图乙所示。求：
（1）光电管K极材料的逸出功；
（2）恰达到饱和电流3.1μA时，到达A极板的光电子的最大动能。
8．（2022春·江苏徐州·高二期末）如图所示，用活塞在高度为H的容器内封闭一定质量的理想气体，温度为T1。容器底部装电热生，容器和活塞绝热性能良好。容器外的大气压强恒为p0。活塞面积为S，质量为，活塞与容器间的指动摩擦力大小为，摄大静摩聚力等于滑动摩擦力。最初活塞保持静止状态，距容器底部，且与容器间无运动趋势。不计活塞厚度，重力加速度为g。求：
（1）最初封闭气体的压强p1；
（2）电热丝通电缓慢加热气体，当活塞恰要上滑时，气体的温度；
（3）已知最初封闭气体的内能为U1，气体的内能正比于气体的温度。缓慢加热气体，活塞从最初状态到活塞滑动到容器顶端的过程中，气体吸收的热量Q。
9．（2022春·江苏徐州·高二期末）如图所示，abcd是一放置在光滑水平面上、边长l=1m的正方形导线框，其质量m=0.25kg，电阻R=1Ω，线框右侧的虚线框中有“斑马线”式分布的匀强磁场区域，线框的bc、ad边与磁场边界平行，磁场的左边界距线框bc边距离为l，磁场区域的宽度为l，磁场之间的距离为3l。从左向右，匀强磁场的磁感应强度分别B1、B2、B3…Bn，磁场方向均垂直于水平面。最初线框处于静止状态，用一垂直于bc边、大小F=0.5N的恒力，向右拉线框，使线框匀速通过各个磁场。求：
（1）磁感应强度B1的大小；
（2）线框进入磁感应强度为B1的磁场时，线框bc两端的电压大小；
（3）从开始运动到通过第n个磁场区域的过程中线框产生的电热Q、第n个磁场的磁感应强度Bn的大小。
10．（2021春·江苏徐州·高二期末）简谐横波波源位于坐标原点处，如图为t1=0时刻波的图像，已知波源的振动周期T=2s，振幅A=2cm。质点P、Q的平衡位置分别处于x轴上的-7m和9m处。求：
（1）质点P开始振动的时刻t2；
（2）0~4s内质点Q运动的路程s。
11．（2021春·江苏徐州·高二期末）如图所示，一束激光在P点以入射角θ=45°射入一个直角棱镜ABC，在另一直角边上的Q点恰好发生全反射，已知BP间距离为l，光速为c、求：
（1）棱镜的折射率n；
（2）激光从P到Q的传播时间t。
12．（2021春·江苏徐州·高二期末）如图所示，下端开口的圆柱形容器（导热性能良好）竖立在水面上，其上部封闭有一定质量的理想气体。当环境温度为T1时，容器底部与水面间的高度差为h1，容器内外水面间的高度差为h2；当环境温度升高到T2（未知）时，容器上升的高度为h，此过程中气体从环境中吸收的热量为Q。容器的横截面积为S，已知大气压强始终保持p0不变，水的密度为ρ，当地的重力加速度为g。求：
（1）容器内部气体压强p；
（2）环境温度T2；
（3）环境温度从T1升高到T2过程中，气体内能的变化量。
13．（2021春·江苏徐州·高二期末）如图所示，超市购物车的后侧围栏可以向上转动，不用时将购物车依次嵌入前车中减少占据空间。若某人将一辆空置购物车A由静止迅速推出，经过时间t后，车A以水平速度v0撞上正前方另一辆静止的空置购物车B，相撞后两车一起运动（碰撞时间极短）。已知空置购物车质量为M（含围栏），围栏质量为m；某人将车A推出时推力的冲量为I，相撞后车B的围栏重心上升的高度为h。求：
（1）购物车受到地面的平均摩擦力大小f；
（2）碰撞后两车一起运动的速度大小v；
（3）碰撞过程中A、B系统损失的机械能△E
14．（2020春·江苏徐州·高二期末）篮球内气体的体积为V1、压强为p1，用打气筒将体积为V2的气体一次打入篮球内，打入的气体和篮球内气体为同温同压的同种气体。若打入过程中，气体的温度保持不变；将气体全部打入篮球后，篮球内气体的体积为V3。已知阿伏伽德罗常数为NA，打气前气体的摩尔体积为V，求：
（1）将气体全部打入篮球后的气体压强p2；
（2）打气前和打气后篮球内气体的分子数N1、N2。
15．（2020春·江苏徐州·高二期末）如图所示，位于x轴上的P、Q两个质点间的距离x=0.8m。t=0时刻，从位于原点的波源发出的一列简谐横波刚好传播到P点。此后又经△t=8s，P完成了10次全振动，Q完成了8次全振动。已知波源振动时的振幅A=4cm。
（1）求这列波的波速大小v；
（2）写出波源振动的位移y随时间t变化的函数关系式。
16．（2020春·江苏徐州·高二期末）在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示，某个“道威棱镜”的横截面ABCD为底角45°的等腰梯形，O为AB中点，P为OA中点。光线1和光线2为两条与BC平行的光线，分别从P点和O点射入棱镜，两条光线均在BC上发生一次全反射后从CD射出，其中光线2的出射点为CD的中点Q（图中未标出）。已知棱镜对两条光线的折射率，AB长为，光在真空中的传播速度为c，。求：
（1）光线在BC面发生全反射的临界角C；
（2）光线2在棱镜中的传播时间t；
（3）光线1从CD射出时到BC的距离x。
17．（2020春·江苏徐州·高二期末）如图所示，光滑轨道由倾角θ=30°的斜面AB、小圆弧BC（长度可忽略）、水平面CD连接而成。轻弹簧一端固定在斜面底端的挡板上，另一端被锁定在斜面上的P点，此时弹簧压缩量x=0.1m。两个小物块M、N分别静止在P点和水平面上的Q点。某时刻解除弹簧锁定，经△t=0.ls后物块M离开弹簧，离开时速度，此后继续沿斜面运动，通过小圆弧后与物块N发生弹性碰撞。若整个过程中物块M不会脱离轨道，已知kg，kg，P、B两点间距离m，g=10m/s2。求：
（1）从解除弹簧锁定到物块M离开弹簧，弹簧弹力的冲量大小I；
（2）锁定弹簧时，弹簧的弹性势能Ep；
（3）物块M与物块N碰撞后它们的速度大小。
参考答案：
1． D 1.7×10-11 6.5×10-10或6.6×10-10 爽身粉太厚 偏大
【详解】（1）[1]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验中理想假设有：①让油膜尽可能散开，形成单分子层；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间空隙。而油酸本身不溶于水，不是理想假设，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
（2）[2] 1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是
[3] 由于每格边长为1cm，则每一格面积就是1cm2，轮廓范围内有258个小方格。则油酸薄膜面积
油酸分子直径的大小为
（3）[4]爽身粉太厚，不能形成单分子油膜。
[5]由于油膜面积偏小，所以计算得到的分子直径与实际分子直径相比偏大。
2． ③ CD 偏小 1.65（1.6~1.7）
【详解】(1)[1]应该是在玻璃两侧分别描两个点，然后移开玻璃，接着分别过两点作出边界aa′和bb′。
(2)[2]A．为了减小实验误差，入射角应适当大些。故A错误；
B．为了减小实验误差，玻璃砖的宽度应适当宽一些。故B错误；
C．为了使大头针挡住前面大头针的象。大头针应垂直的插在纸面上。故C正确；
D．为了减小实验误差，大头针针P1、P2及针P3、P4之间的距离应适当大些。故D正确。
故选CD。
(3)[3]界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，导致折射角偏大，则导致折射率偏小。
(4)[4]用刻度尺测得A点到直径虚线的距离为，B点到直径虚线的距离为。设O点入射角为，折射角为，则玻璃的折射率为
3． 6.0×10-34~6.8×10-34 见解析
【详解】（1）[1]根据表格数据，通过一一描点，并作出图象，如图所示：
（2）[2]由爱因斯坦的光电效应方程可得
可得
由图可知，斜率为
解得
h=6.0×10-34J·s
（3）[3]各条谱线对应的遏止电压和理论值相比都增加ΔU，相当于在描出的图线向一侧平移了些许，不影响图像的斜率计第，对h的测量没有大的影响。
4． 偏小
【详解】（1）[1]每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为
把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为
（2）[2]因为拿错的注射器的针管比原来的粗，则每滴油酸酒精溶液的体积较大，含油酸较多，在水平上形成油膜的面积较大，根据可知这会导致实验测得的油酸分子直径偏小；
（3）[3]每个油酸分子的体积
则阿伏加德罗常数
5． 2.050 最低点 2
【详解】(1)[1]游标卡尺读数
(2)[2]由于在最低点时速度最快，如果记录位置稍有误差，时间的误差很小，而若在最高点记时，如果记录位置稍有误差，时间的误差较大，因此在最低点记时。
(3)[3]振动周期
(4)[4]根据单摆的振动周期公式
整理得
6．（1）,；（2）4×10-28kg
【详解】（1）中子轰击钍232转变成钍233的核反应方程为
钍233通过β衰变转变成镤（Pa）233的核反应方程为
（2）根据质能方程可得一个铀233核在裂变过程中质量亏损
7．（1）5.4eV；（2）8.0eV
【详解】（1）由题图乙可知，用光子能量E=11.2eV的光持续照射光电管的极板K时，遏止电压为Uc=5.8V，根据动能定理以及爱因斯坦光电效应方程可得
解得光电管K极材料的逸出功为
（2）由题图乙可知，恰达到饱和电流3.1μA时，在A、K间有正向电压U=2.2V，电子在两极间加速，设到达A极板的光电子的最大动能为Ekm1，则由动能定理有
解得
Ekm1=8.0eV
8．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）对活塞受力分析有
可得
（2）活塞恰要上滑，对活塞受力分析有
可得
气体做等容变化，则
可得
（3）活塞开始滑动后，气体做等压变化，有
可得
故可得此时内能为2U1。在此过程中，气体对外做功
由热力学第一定律
代入数据
可得
9．（1）0.5T；（2）0.75V；（3）nJ（n=1，2，3 ，…)，（n=1，2，3 ，…)
【详解】（1）设线框匀速进入磁场B1时速度为v1，由动能定理有
解得
v1=2m/s
线框匀速通过磁场B1的过程中产生的感应电动势大小为
线框中的感应电流大小为
线框所受安培力大小为
根据平衡条件可知
解得
（2）线框进入磁感应强度为B1的磁场时，bc边切割磁感线，可看作电源，根据闭合电路欧姆定律可知线框bc两端的电压大小为
（3）由于线框每次都是匀速通过磁场，根据功能关系可知每次产生的电热均为
从开始运动到通过第n个磁场区域的过程中线框产生的电热为
设线框通过第n个磁场时的速度为vn，由动能定理有
根据（1）中分析同理可知
解得
10．（1）1.5s；（2）6cm
【详解】（1）由图可知波长
=4m
可得
v==2m/s
波传播到质点P需要的时间
质点P开始振动的时刻t2=1.5s
（2）波传播到质点Q处需要的时间
质点Q振动的时间△tQ′=1.5s，即，所以振动的路程
s=3A=6cm
11．（1）；（2）
【详解】（1）设折射角为r，由折射定律可得
在Q点恰好发生全反射则有
sinC=
由几何关系可得
r+C=
联立三式可得
（2）由几何关系的
光在介质中的传播速度
光线从P点传到Q点需要的时间
代入数值解得
12．（1）；（2）；（3）
【详解】(1)对容器内水面上的“某一液片”分析可得
(2)对容器底部受力分析得
mg+p0S=pS
因大气压强p0、容器质量m均不变，可知容器内部气体压强p不变，即T1到T2过程为等压膨胀过程，由盖吕萨克定律有
可得
(3)该过程中外界对气体所做的功
由热力学第一定律可得
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）规定购物车前进的方向为正方向，对购物车从静止到碰撞前这一过程，由动量定理有
可得
（2）因两车碰撞时间极短，则可认为碰撞过程中水平方向动量守恒，有
则碰撞后两车一起运动的速度
（3）购物车碰撞过程中，围栏重心上升，重力势能增加量为
△Ep=mgh
由能量守恒可得
解得
14．（1）；（2）；NＡ
【详解】（1）由玻意耳定律
p1(V1+V2)=p2V3
解得
p2=
（2）打气前的分子总数
N1=
打气后的分子总数
N2=NＡ
15．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知，T=0.8s，λ=0.4m，由得：
（2）设波源的振动方程为，因为
且时，，所以解得，且由波的传播方向和振动方向可知时刻波源向下振动，所以波源振动的位移y随时间t变化的函数关系式为
16．（1）45°；（2）；（3）
【详解】（1）由
sinC=
得
C=45°
（2）光线2从AB入射时，由折射定律
n=
得
=30°
由几何关系可得，当光线2射到BC时，与BC的夹角为15°
所以光线2在棱镜中传播的距离
s==L
光在棱镜中的速度
v=
光线2在棱镜中的传播时间
t=
（3）如图所示，设E为光线2在BC上的入射点，F为光线1在BC上的入射点，R为光线1在CD上的出射点，由光路的对称性，E为BC的中点，由几何关系得
EF：BE=OP：BO=1：2
所以EF=FC=BE，可得R为CQ的中点
所以光线1射出时到BC的距离
x==
17．（1）；（2）3.7J；（3）vM′=m/s；vN′=m/s
【详解】（1）由动量定理
I-mMgsin30°Δt=mMvM-0
代入数据得
I=1.3N∙s
（2）由能量守恒定律
EP=mMgsin30°x+mM
代入数据得
EP=3.7J
（3）从物块M脱离弹簧到滑到B点，由机械能守恒定律
mM=mMgsin30°xPB+mM
代入数据得
vB=5m/s
当物块M与物块N碰撞时，由动量守恒和能量守恒可得
mMvB=mMvM′+mNvN′
mM=mM+mN′
代入数据得
vM′=m/s
vN′=m/s
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