江苏省南通市海安高级中学2023-2024学年高二下学期第二次月考物理试题

这是一份江苏省南通市海安高级中学2023-2024学年高二下学期第二次月考物理试题，共3页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共计44分，每题只有一个选项最符合题意.
1.2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核废水。核废水中的 84210P发生衰变时的核反应方程为 84210P0→82206Pb+X,该反应过程中释放的核能为Q。设 84210P的结合能为E₁, ²⁰⁶Pb的结合能为E₂, X的结合能为E₃, 则下列说法正确的是 ( )
A.衰变过程中放出的光子是由 84²¹⁰P从高能级向低能级跃迁产生的
B.82206Pb的平均核子质量大于 84²¹⁰P的平均核子质量
C.该核反应过程中的质量亏损可以表示为 Δm=Q/c²
D.该核反应过程中释放的核能 Q=E₁-E₂+E₃
2.如图所示，甲为演示光电效应的实验装置，乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，丙图为氢原子的能级图，丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是( )
丁
A.若b光为绿光，c光可能是黄光
B.图甲所示的光电效应实验装置所加的是反向电压，由此可测得U₀₁，U₆₂
C.若b光光子能量为0.66eV，照射某一个处于n=3激发态的氢原子，最多可以产生3种不同频率的光
D.若用能使金属铷发生光电效应的光，用它直接照射处于n=2激发态的氢原子，一定可直接使该氢原子电离
3.某兴趣小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好痱子粉的水盘，下列说法正确的是( )
A.滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应远离水面
B.为清晰显示油膜的边界，应滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉
C.滴入油酸酒精溶液后，出现如图所示的图样是因为痱子粉撒得太少太薄
D.配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值偏小
4.我国科学家利用脑机接口技术帮助截瘫患者实现意念控制体外仪器。植入患者颅骨内的微处理器，将意念对应的低频神经信号，通过高频载波无线传输给体外仪器。则( )
A.高频载波属于纵波
B.使高频载波随低频神经信号改变的过程属于调制
C.体外接收电路的固有频率与低频神经信号的频率相等
D.体外接收电路中的信号经过调谐还原出低频神经信号
5.如图所示，竖直玻璃管内用水银封闭了一段空气柱，水银与玻璃管的质量相等。现将玻璃管由静止释放，忽略水银与玻璃管间的摩擦，重力加速度为g，则( )
A.释放瞬间，水银的加速度大小为g B.释放瞬间，玻璃管的加速度大小为2g
C.释放瞬间，水银内部各处压强相等 D.释放后，水银与玻璃管始终以相同速度运动
高二 物 理(共2页)
6.如图所示，物体从斜面上的A点由静止开始下滑，经 B点进入水平面(经过B 点前后速度大小不变)，最后停在C点。每隔0.1秒测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。则物体通过B点时的速度为( )

7.如图所示，一足够长的倾斜传送带以恒定的速率逆时针转动，某时刻在传送带上适当的位置放上具有一定初速度的小物块，如图所示。取沿传送带向下的方向为正方向，则下列v-t|图中不可能描述小物块在传送带上运动的是 ( )
8.课外兴趣小组为了研究瞬时加速度问题，将两个相同的小球分别和相同长度的弹性绳和刚性绳相连，然后从某高度静止释放。如图，连接A、B的是一般细绳(刚性绳)，连接C、D的是橡皮条(弹性绳)。那么在实验过程中，小球在释放后的短暂时间(橡皮条还未第一次恢复原长)后，下列图中符合ABCD实际排列情况的是 ( )
9.用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的一x₀和x₀处由静止释放，如图所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图所示。取无穷远处势能为零，下列说法正确的是( )
A. A、B间距离为x₁时分子力为零
B. A、B间距离为 2x₁-x₀时分子力为零
C.A、B系统的分子势能最小值为 12mv22-12mv|2
D.释放时A、B 系统的分子势能为 mv22
10.下列关于传感器元件说法正确的是( )
几种金属的逸出功和极限频率
金属
W/eV
W10*Hz
钠
2.29
5.33
钾
2.25
5.44
鄧
2.13
5.15
t(s)
0.0
0.1
0.2
……
0.9
1.0
……
v(m/s)
0.0
0.5
1.0
…
1.5
1.4
…
A.如图甲，当磁体靠近“干簧管”时，“干簧管”能起到开关的作用是由于电磁感应
B.如图乙，是一种电感式微小位移传感器，物体1连接软铁芯2插在空心线圈3中，当物体1向右发生微小位移时，线圈自感系数变大
C.如图丙是一光敏电阻，当强光照射时，电阻变大
D.如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大
11.如图所示，两个内壁光滑的导热汽缸通过一个质量不能忽略的“工”字形活塞封闭了A、B两部分理想气体。下面汽缸的横截面积大于上面汽缸的横截面积，现使环境温度降低10℃，外界大气压保持不变，下列说法正确的是 ( )
A.活塞下降 B.活塞上升
C.活塞静止不动 D.不能确定
二、非选择题：共5小题，计56分.其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
12.(14分)如图甲所示，某学习小组用传感器完成“探究加速度与力的关系”的实验，保持小车质量M不变，实验时先用手控制住小车，通过改变细线下端悬挂的回形针个数来改变小车所受拉力F大小，接通传感器，释放小车，小车内部集成的各种传感器可获得小车运动的v-t图像和细线对小车拉力的F-t图像，图乙和图丙是某次实验得到的两个图像。
(1)该实验中的研究对象是 (选填“小车”或者“回形针”)；
(2)图乙对应的是 图像，图丙对应的是 图像(分别选填“v-t”或者“F-t”)，图中坐标值都是国际单位；
(3)在图乙和图丙中，选择哪个时间段的数据进行研究最为合理 ；
A. 0s~2s B. 2s~3.5s C. 3.5s以后
(4)通过选取的数据，粗略计算小车的质量为 kg(计算结果保留2位有效数字)；
(5)实验过程中长木板是水平放置的，第(4)问中计算得到的小车质量与其真实值相比 (选填“偏大”、“相等”或者“偏小”);
(6)该实验中回形针的总质量 (选填“需要”、“不需要”)远小于小车的质量。
13.(7分)光谱的结果显示氢原子只能发出一系列特定波长的光，瑞士科学家巴耳末发现这些谱线的波长λ 满足一个简单的公式，即巴耳末公式 1λ=R122-1n2,n=345。已知R为里德伯常量，电子电荷量的大小为e，真空中的光速为c，普朗克常量为h。
(1)求氢原子中电子从n=3 能级跃迁到n=2时对应谱线的波长λ；
(2)利用巴耳末系中波长最长的光照射某金属发生光电效应，已知遏止电压为U₀。求该金属的逸出功W₀。
高二 物 理(共2页) 第 2
14.(7分)太阳之所以能发光并辐射出巨大的能量，是内部氢核聚变的结果。
(1)氢核聚变的核反应方程为 12H+13H→24He+01n,12H的质量为2.0141u,³H的质量为3.0160u,⁴/₂He的质量为4.0026u,0n的质量为1.0087u, lu=931.5MeV/c²。求该反应释放的核能约为多少MeV? (结果保留2位小数)
(2)假定地球单位面积接受太阳直射能量的功率为P₀，地球到太阳的距离为r，太阳可用于氢核聚变的质量为m，光在真空中传播的速度为c，请估算太阳的寿命。
15.(14分)家里地板上有一块质量为M=0.5kg的木板，木板正中央静置有质量为m=2kg的小铁块(视为质点)，木板与地板、铁块之间的动摩擦因数分别为 μ₁=0.8和 μ₂=0.4,设最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度取10m/s²。求：
(1)若小猫用水平向左的拉力拉动木板，小猫对木板的最小拉力F₁；
(2)若小猫以恒定水平向左拉力 F₂=25N拉动木板，则木板加速度 a₀；
(3)若在铁块与墙壁间用劲度系数k=3N/m的轻质橡皮绳相连，橡皮绳刚好伸直且无张力。小猫将木板以 a=3m/s²的加速度向左拖动，当铁块相对木板发生滑动的瞬间，橡皮绳恰好崩断，小猫吓得立即放开爪子，铁块没有从木板上掉下来，则橡皮绳能承受的最大拉力Fm及木板的最小长度L。
16.(14分)如图甲所示，三维坐标系中，yOz平面的右侧存在平行z轴方向周期性交化的磁场B(图中未画出)和沿y轴正方向竖直向上的匀强电场E。有一个质量为m、电荷量为q的带正电的高能微粒从xOy平面内的P点沿x轴正方向水平射出，微粒第一次经过x轴时恰好经过O点，此时速度大小为v₀，方向与x轴正方向的夹角为45°。已知电场强度大小 E=mg/q，从微粒通过O点开始计时，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，已知. B₀=mg/qv₀,t₀=πv₀/g,规定当磁感应强度沿z轴正方向时为正，重力加速度大小为g。
(1) 求抛出点P到x轴的距离y；
(2)求微粒从通过O点开始做周期性运动的周期T；
(3)若 t=t02时撤去yOz右侧的原电场和磁场，同时在整个空间加上沿y轴正方向 B'=52π2B0的匀强磁场，求微粒向上运动到离xOz平面最远时的坐标。
2023-2024 学年度高二年级第二学期阶段检测——物理答案
1. C 2. C 3. D 4. B 5. B 6. A 7. D 8. C 9. D 10. D 11. A
12.(每空2分, 共14分) 小车 v-t F-t B 0.27 偏大 不需要
(1)[1]通过改变细线下端悬挂的回形针个数来改变小车所受拉力F大小，研究对象是小车。
(2)[2][3]图乙中2s-3.5s对应的是匀加速运动的v-t图像, 则图丙对应的是 F-t图像。
(3)[4]图乙中2s-3.5s对应的是匀加速运动的 v-t图像, 故选 B。
(4)[5]由 v-t图像可知, 小车大约在 2.0s~3.5s时间内做匀加速运动, 则加速度 a=ΔvΔt=0.7-
由丙图可知在 2.0s~3.5s时间内小车所受拉力约为F=0.1174N，则小车质量约为 M=Fa=0.27kg
(5)[6][7]长木板是水平放置的，小车与木板之间存在摩擦，加速度的测量值偏小，则第(4)问中计算得到的小车质量与其真实值相比偏大。
(6)[8]因为有力传感器测量小车受的拉力，则该实验中回形针的总质量不需要远小于小车的质量。
13.(7分)(1 )365R;25Rhc36-eUc
(1)(3分)在巴耳末系中，氢原子由n=3能级跃迁到 n=2时有 1λ=R122-132解得 λ=365R
(2)(4分)氢原子由n=3 能级跃迁到n=2时，辐射光子的能量最小，巴耳末系中波长最长，根据c=λv, 解得 ν=5Rc36根据光电效应方程有 E|my=hv-W0
根据遏止电压的规律有( eUc=Ekmax解得 W0=5Rhc36-eUc
14. (7分)(1) 17.51MeV; 2mc24πP0r2
(1)(3分)该反应中质量亏损Δm=2.0141u+3.0160u-4.0026u-1.0087u=0.0188u由质能方程 ΔE=△mc²代入数据, 该反应释放的核能△E=17.51MeV
(2)(4分)太阳每秒钟辐射的能量 E₀=P₀×4πr²
太阳每秒钟减少的质量 Δm0=E0c2太阳的寿命 t=mΔm0解得 t=mc24πP0r2
15. (14分)(1) 20N; (2) 2m/s²; (3) 2N, 0.833m
(1)(3分)对木板和小物块整体分析，根据平衡条件可得小猫对木板的最小拉力为 F₁=μ₁m+Mg=20N
(2)(5分)设铁块刚好开始滑动时，所加的外力为Fmin，对铁块，根据牛顿第二定律，有 μ₂mg=ma对整体，根据牛顿第二定律，有 F-μ₁m+Mg=m+Ma,联立解得 Fₘᵢₙ=30N>25N说明猫的拉力为25N时，铁块与木板未发生相对滑动。
对整体，根据牛顿第二定律可得 F₂-μ₁m+Mg=m+Ma解得 a₀=2m/s²
(3)(6分)橡皮绳刚被拉断时，对铁块，根据牛顿第二定律，可得 μ₂mg-Fₘ=ma解得 Fₘ=2N,对橡皮绳，根据胡克定律，可得 Fₘ=kx解得 x=23m设猫松爪时的木板速度为v，由运动学公式 v²=2ax,解得v=2m/s
橡皮绳刚被拉断后，对铁块，根据牛顿第二定律，有 μ₂mg=ma₂解得 a₂=4m/s²
对木板，根据牛顿第二定律，有 μ₁m+Mg-μ₂mg=Ma₁解得 a₁=24m/s
设板长为L，则 L2=0-v22-a2-0-v22-a1解得 L=56m≈0.833m
16. (14分)(1) 23/48;((2) 4πv₀ ; 3)2+15πv02gv024gv025πg
(1)(4分)粒子做平抛运动，由于经过O点时方向与x轴正方向的夹角为45°，有 vy=22v0根据平抛规律得 22ν02=2gy解得 y=ν024g
(2)(5分)根据题意，重力与电场力平衡，即qE=mg，由洛伦兹力提供向心力，有 qv0B=mv02R, T0=2πRv0解得 R=mv0qB,T0=2πmqB,当 B=B₀时 R1=v02g,T1=2πv0g当 B=B02时 R2=2v02g,T2=4πv0g
结合题中信息可知: 0~t₀, 微粒刚好转过180°; t₀~2t₀,微粒转过90°; 2t₀~3t₀与0~t₀的运动轨迹大小一样, 只是偏转方向不一样； 3t₀~4t₀与 t₀~2t₀的运动轨迹大小一样，只是偏转方向不一样，综上所述，微粒一个周期的运动轨迹如图所示，由图可知 T=2×T12+2×T24=4πv0g
(3)(5分) t=t₀时，把速度分解到水平方向和竖直方向，即 y'x=v'y=v0sin45∘=22v0
粒子在竖直方向上做竖直上抛运动，则有 22ν02=2gy2,22ν0=gt2
解得 y2=v024g,t2=2v02g粒子水平方向向上做圆周运动，则有 R3=mνxqB'=v025πg
T3=2πmqB'=22v05g可知 t2=54T3则有 x'=2R1+R3=2+15πν02gy'=y2=v024g
z'=R3=v025πg因此粒子向上运动到离xOz平面最远时的坐标为 2+15πv02gv024gv025πg