辽宁省沈阳市浑南区东北育才学校2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题（原卷版+解析版）

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1. 太赫兹技术是实现6G通信的关键基础技术，它是利用电磁波谱中频率介于毫米波和红外线之间的太赫兹波段进行工作的，具有高频、高速、低功率和高效率等优点，目前我国在太赫兹通信领域的相关技术处于世界领先地位。关于太赫兹通信，下列说法正确的是（ ）
A. 太赫兹波在真空中的传播速度小于真空中的光速
B. 太赫兹波的波长小于红外线的波长
C. 太赫兹波光子能量比红外线光子能量更小
D. 太赫兹波是一种纵波
2. 下列关于热现象的说法中正确的是（ ）
A. 布朗运动是液体分子无规则的运动
B. 分子间不可能同时存在引力和斥力
C. 热量可以从低温物体传递到高温物体，但一定要引起其他的变化
D. 一定质量的理想气体发生等压膨胀过程，其温度可能不变
3. 2023 年8月 25 日，新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现 100 万安培等离子体电流下的高约束模式运行，再次刷新中国磁约束聚变装置运行纪录。核聚变是一种核反应的形式。下列关于核反应的说法中正确的是（ ）
A. 要使轻核发生聚变，一种可行的方法是将物质加热到几百万开尔文的高温
B. 氘氚核聚变的核反应方程为
C. 相同质量的核燃料，重核裂变比轻核聚变释放的核能更多
D. 核聚变反应过程中没有质量亏损
4. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 时，振子在O点左侧6cm处
B. 和时，振子的速度相同
C. 从到，系统的势能逐渐增加
D. 和时，振子的加速度相同
5. 下列三幅图对应的说法中正确的有（ ）
A. 图甲中
B. 图甲中两条曲线下的面积相等
C. 图乙中玻璃管锋利的断口在烧熔后变钝，原因是分子间存在着相互作用力
D. 图丙是玻璃管插入某液体发生的现象，是由于该液体分子间的相互作用比液体与玻璃的相互作用强造成的
6. 一盏LED发光功率为20W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长m，在距电灯r=5m远处，以电灯为球心的球面上，的面积每秒通过的能量子数约为（ ）
A. 个B. 个C. 个D. 个
7. 如图所示为一款近期火爆的玩具“弹簧小人”，由头部、轻质弹簧及底部组成，头部质量为m，底部质量为，弹簧劲度系数为k。将“弹簧小人”置于水平桌面上，轻压头部后由静止释放，头部会不停地上下振动，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内。下列判断正确的是（ ）
A. 若头部刚释放时的加速度大小为，则振动过程中底部能离开桌面
B. 若头部刚释放时的加速度大小为，则振动过程中“弹簧小人”对桌面的最大压力为
C. 若振动过程中底部恰好能离开桌面，头部在最高点时的加速度为
D. 若振动过程中底部恰好能离开桌面，则释放头部时弹簧压缩量为
二、多选题
8. 有关量子力学的下列说法中，正确的是（ ）
A. 普朗克为解释图甲的黑体辐射实验数据，提出了能量子的概念
B. 图乙在某种单色光照射下，电流表发生了偏转，若仅将图乙中电源的正负极反接，电流表一定不会偏转
C. 密立根依据爱因斯坦光电效应方程，测量并计算出的普朗克常量，与普朗克根据黑体辐射得出的值在误差允许的范围内是一致的
D. 图丙为氢原子的能级示意图，一群处于的激发态的氢原子向低能级跃迁过程所发出的光中，从跃迁到到所发出的光波长最长
9. 用轻质绝缘细线悬挂带正电的小球，如图1所示。将装置分别放入图2所示的匀强电场，图3所示的匀强磁场中。将小球从偏离竖直方向左侧的一个小角度θ处由静止释放，三种情况下，小球均在竖直平面内往复运动，周期分别为T1、T2、T3，小球第一次到达轨迹最低点时的速度大小分别为v1、v2、v3，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 小球第一次到达轨迹最低点时的速度关系v1 = v3 B. 三种情况小球第一次到达最低点时对绳的拉力相同
C. 三种情况下小球运动的周期关系T1 = T3 > T2
D. 三种情况下小球到达右侧最高点的高度各不相同
10. 如图，一光滑斜面固定在水平地面上，斜面倾角为，其底端固定一轻质弹簧，将质量为m的物块从斜面顶端由静止释放，弹簧的劲度系数为k，弹簧的最大压缩量为。已知，弹簧弹性势能为，其中x是形变量，弹簧振子简谐运动的周期，则下列说法正确的是（ ）
A. 速度最大时的弹簧压缩量为
B. 物块下滑的最大位移为
C. 物块最大动能为
D. 物块从与弹簧接触到速度第一次为零的时间为
三、实验题
11. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
A.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
B．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积；
C．往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
D．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
E.根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径。
（1）以上各实验步骤中正确的顺序是______（填写步骤前面的字母）。
（2）实验中所用的油酸酒精溶液的体积百分比浓度为0.05％，每滴溶液的体积为0.02mL，描出油酸膜边缘轮廓如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1cm，所占方格数目约为110个，则油酸膜的面积约为______（保留两位有效数字）。由以上数据，可估算出油酸分子的直径为______m（保留两位有效数字）。
（3）若实验时痱子粉撒的太厚，则所测的分子直径会______（选填“偏大”或“偏小”）
12. 某实验小组用如图甲所示实验装置测量所在地的重力加速度，取3.14。
（1）将制作好且符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图__________（选填“乙”或“丙”）中所示的固定方式。
（2）让小球在同一竖直平面内做小角度摆动，当小球经过__________（选填“最低点”或“最高点”）时开始计时并从1开始计数，测得小球第次经过此处的时间为，则单摆的周期__________。（用题中所给物理量符号表示）
（3）改变摆长，重复实验，测量出多组周期与摆长的数值后，作出图丁中直线，则重力加速度的大小为__________。（保留三位有效数字）
四、解答题
13. 氢原子的能级图如图甲所示，一群处于的激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有a、b两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测量得到的光电流I与电压U的关系曲线如图丙所示。求：
（1）b光产生的光电子的最大初动能（结果用eV为单位）；
（2）阴极K的逸出功W（结果用eV为单位）；
（3）反向遏止电压。

14. 对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，可以更加深刻地理解其物理本质。
（1）单个微小粒子撞击巨大物体力是局部而短促的脉冲，但大量粒子撞击物体的平均效果是均匀而持续的力。我们假定单位体积内粒子数量为n，每个粒子的质量为m，粒子运动速率均为v，如果所有粒子都垂直物体表面运动并与其碰撞，碰撞后粒子垂直物体表面返回的速度大小也是v，利用所学力学知识，导出物体表面单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。
（2）对于一定质量密闭理想气体，若用N表示单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数，分子的质量为m，速率为v，假设分子与容器壁的碰撞都是垂直容器壁方向，且碰撞前后速率不变。
a.请通过计算写出气体对容器壁的压强表达式。
b.改变密闭气体温度和体积，但保持的比值不变。当密闭气体的温度升高时，请问N如何变化？
（3）在热力学中有一种循环过程叫做焦耳循环。它由两个等压过程和和两个绝热过程组成，图示为一定质量的某理想气体的焦耳循环过程（A→B→C→D→A）。已知某些状态的部分参数如图所示。若已知A→B过程放热Q=80J，求B→C过程外界对气体做的功是多少？
15. 物理学中，力与运动关系密切，而力的空间累积效果—做功，又是能量转化的量度。因此我们研究某些运动时，可以先分析研究对象的受力特点，进而分析其能量问题。已知重力加速度为g，且在下列情境中，均不计空气阻力。
（1）劲度系数为k1的轻质弹簧上端固定，下端连一可视为质点的小物块，若以小物块的平衡位置为坐标原点O，以竖直向下为正方向建立坐标轴Ox，如图1所示，用x表示小物块由平衡位置向下发生的位移。
a．求小物块的合力F与x的关系式，并据此在图2中画出F与x的图像；
b．系统的总势能为重力势能与弹性势能之和。请你结合小物块的受力特点和求解变力功的基本方法，以平衡位置为系统总势能的零势能参考点，推导小物块振动位移为x时系统总势能Ep的表达式。
（2）图3所示为理想单摆，摆角θ足够小，可认为简谐运动。其平衡位置记为O'点。
a．若已知摆球的质量为m，摆长为L，在偏角很小时，摆球对于O'点的位移x'的大小与θ角对应的弧长、弦长都近似相等，即近似满足：sinθ≈。请推导得出小球在任意位置处的回复力与位移的比例常数k2的表达式；
b．若仅知道单摆的振幅A，及小球所受回复力与位移的比例常数k2，求小球在振动位移为时的动能Ek（用A和k2表示）。
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