北京市第八中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷

这是一份北京市第八中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷，共9页。试卷主要包含了科目等内容，欢迎下载使用。

考试时间90 分钟 满分100 分
一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分，每小题只有一个选项符合题意。)
1.下列说法中正确的是
★.核反应方程： He+17¹⁴N→917O+X中,X 表示 12He
B.核反应 12H+13H→24Hc+c0n是α衰变
C.放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态无关
D.β衰变中放出的β射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
2.生活中有很多有趣的光学现象，关于这些现象，下列说法中不正确的是
A.甲图所示的光导纤维，内芯的折射率比外套的大
B.乙图所示的肥皂膜看起来是彩色的，这是光的折射现象
C.丙图所示的劈尖干涉，任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度差恒定
D.如丁图所示，要想减弱玻璃表面反射光的干扰，拍出清晰的车窗内景象，可以在相机镜头前装一片偏振滤光片
3.一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程，先后到达状态b和c，最后回到原状态 a，其p-T图像如图所示。下列判断正确的是
A.从状态a到状态b的过程中，气体既不吸热也不放热。
B.从状态b到状态c的过程中，气体的内能增加
C.从状态c到状态a的过程中，气体的体积不变
D.a、b和c三个状态中，状态a时分子的平均动能一定最大
4.如图所示，后车安装了“预碰撞安全系统”，其配备的雷达会发射波长为毫米量级的电磁波(毫米波)，并对前车反射的毫米波进行运算，则
A.毫米波的频率比可见光高
B.毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象
C.经前车反射后毫米波的速度将比反射前大
D.前车的金属尾板遇到毫米波时会产生极其微弱的感应电流
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5.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n₁:m₂=10:1,R₁=R₂=20Ω,C为电容器。已知加在原线圈两端的正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图乙所示，则
A. 副线圈交流电的频率为100Hz B.副线圈中交流电压表的示数为 20V
C.通过电阻. R₁的电流为 2A D. 电阻 R₁的电压小于20V
6.波源 O 垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在 t=0.105时的俯视图，实线圆表示波峰，虚线圆表示波谷，相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。该介质中某质点的振动图像如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。下列说法中正确的是
A 图乙可能是质点 N的振动图像
8 该波的波速为15cm/s
C.图甲中质点 P和Q的相位差为π
D.图甲中质点 N在该时刻速度方向垂直纸面向外
7.研究光电效应现象的装置如图所示。图中K、A 是密封在真空玻璃管中的两个电极，K极受到光照时能够发射电子。当用光子能量为2.82eV的光照射K 极时，电流表的读数为30μA，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于1.82V时，电流表读数为零，保持滑片位置不变。下列说法中不正确的是
▲ 光电子的最大初动能为1.82eV
B K极材料的逸出功为1eV
C. 电流表的读数为30μA 时，电压表的示数大于1.82V
D.仅将电源正负极对调，电流表示数一定大于30μA
8.氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，四条谱线满足巴耳末公式 1λ=R−123−1n,n=3、4、5、6分别对应 H、Hβ,HI.H6。用 H₃和H₂光进行如下实验研究，则
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A.照射同一单缝衍射装置， Hδ光的中央明条纹宽度宽(红)
B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖， Hδ光的侧移量小… ).
C.以相同功率发射的细光束分别照射同一光电效应装置， H₁光的饱和光电流小
以 相同功率发射的细光束，真空中单位长度上 H₁光的平均光子数多v
9.甲、乙两物体分别在水平面上做直线运动，取向右为正方向，它们运动的相关图像分别如图甲、乙所示。已知乙的初速度为0，下列说法中正确的是
A.甲物体2s时的运动方向发生变化
B.乙物体2s时的运动方向发生变化
C.甲物体0~2s内的平均速度与2~4s内的平均速度相同
D.乙物体4s时的位置与0时刻的位置相同
10.核聚变过程可以释放大量能量。一种典型的聚变反应就是四个氢原子核(质子)结合成一个氦原子核，大约释放28MeV的能量。太阳内部就时刻发生着核聚变。如果想实现人工核聚变，困难在于原子核都带正电，互相排斥，一般情况下不能相互靠近而发生结合，只有在温度达到极高温度时，原子核的热运动速度非常大，才能冲破库仑斥力的壁垒，碰撞到一起发生结合，这叫热核反应。根据统计物理学，绝对温度为T时，粒子的平均动能 Ek=32kT,其中 k=1.38×10⁻²³y/K,叫做玻尔兹曼常量。理论计算表明，当质子的平均动能达到约 7.2×10⁵eV时，热运动的质子容易发生结合而发生聚变反应。不考虑量子效应及相对论效应，根据以上信息结合经典理论，判断下列说法中正确的是
A.目前核电站利用核聚变反应
B.将氦核的核子全部分开，大约需要28MeV 的能量，氦核的比结合能约为14MeV
C.若两个质子以相同初动能 E₀相向运动正碰而恰好结合，则一个质子从远处以初动能2E₀与另一个静止的质子发生正碰，也能给好结合
D.由以上信息可以估算出发生热核反应时的温度约为 10⁹K量级
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二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题至少有两个选项符合正确题意，漏选得2分，错选不得分。)
11.关于布朗运动和扩散现象，下列说法中正确的是
A.布朗运动是固体颗粒的运动，反映了液体或气体分子的无规则运动
B.布朗运动和扩散现象都需要在重力作用下才能进行
C.布朗运动和扩散现象在没有重力作用下也能进行
D.扩散现象直接证明了“组成物质的分子在永不停息地做无规则运动”，而布朗运动间接证明了这一观点
12.某同学用如图所示的实验装置观察光的干涉现象。他使用绿色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。若要增加从目镜中观察到的条纹个数，以下措施可行的是
A.减小单缝到双缝的距离 B.换用间距更大的双缝
C.换用更长的遮光筒 D 换用蓝色的滤光片
13.分子间存在着分子力，并且分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图像，取r趋近于无穷大时Ep为零。通过功能关系可以从此图像中得到有关分子力的信息，若仅考虑这两个分子间的作用，下述说法中正确的是
A.两个分子间距r=r₁时，分子力为零
B.假设将两个分子从r=r₂处释放，它们将相互靠近
C.假设将两个分子从r=r₃处释放，当 r=n₂时它们的速度最大
D.假设将两个分子间距从r₁增大至r₂的过程，分子力减小
14.如图所示，某自动洗衣机洗衣缸的下部与一控水装置的竖直均匀细管相通，细管的上部封闭，并和一压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，细管中空气压强会随着洗衣缸中水面的升降而变化，再通过压力传感器控制进水阀门的开合，以达到自动控水的目的。下列说法正确的是
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A.洗衣缸水位与细管水位总是等高
B.洗衣缸水位越高，传感器受到压力越大
C 洗衣缸水位与传感器受到压力成正比
D.洗衣缸进水过程，细管中的空气体积会不断减小
三、实验题(本题共2小题，共16分。)
15.(8分)
利用“油膜法估测分子直径”实验体现了构建分子模型的物理思想，应用了通过对宏观量的测量来间接测量微观量的方法。
(1)某同学进行了下列操作：
A.向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
B.将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上扩展为形状稳定的油酸薄膜
C .取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液。测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V
D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S
E：将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上正确操作的合理顺序是 (填字母代号)；
(2)已知实验室中使用的酒精油酸溶液每 2000mL 溶液中含有 1mL 油酸，又用滴管测得每 50 滴这种酒精油酸溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上(如右图)。
①油膜占有的面积约为 cm²；
∠②油酸分子的大小d= m(结果保留一位有效数字)：
(3)为减小误差，该实验并未直接测量1滴油酸酒精溶液体积，而是用滴管测得n滴这种酒精油酸溶液的总体积为lmL，下列实验采用了类似方法的有 。
A. “测定玻璃的折射率”实验中折射角的测量
B. “用双缝干涉测光的波长”实验中的测量相邻亮条纹间的距离
C. “用单摆测重力加速度”实验中单摆的周期的测量
16.(8分)
某实验小组用如图1所示实验装置来“探究气体等温变化的规律”。
(1)关于该实验，下列说法正确的是 。
A.实验时应快速推拉活塞以避免气体与外界发生热交换
B.无需测出封闭气体的质量
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℃，推拉活塞时，应用手握住整个注射器以使装置更稳定
(2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的p--V图像如图2所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T₁ ·T₂(选填“<” “=”或“>”)。
(3)某同学用传感器进行该实验，实验装置如图 3 所示。先在注射器内壁上涂一些润滑油，然后把活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接：缓慢移动活塞，记录注射器的刻度值 V、以及由计算机显示的对应的气体压强值p。考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积 V₀不可忽略，则封闭气体的真实体积为 V=V+V₀。
请你借鉴教科书中“探究加速度与质量关系”的数据处理方法，怎样能得到V与p的线性函数图像，并定性画出该图像，分析说明能否从图像中求出软管内气体体积 V₀?
四、计算题(本题共4小题，共38分。要求：写出必要的文字说明、基本的物理公式和受力分析图，只写出最后答案的不给分)
17.(6分)
汽车在路上出现故障时，应在车后放置三角警示牌(如图所示)，以提醒后面驾车司机减速安全通过。夜间有一小汽车因故障停在一条平直公路上，后面有一货车以30m/s的速度向前驶来，由于夜间视线不好，货车司机只能看清前方 50m内的物体，并且他的反应时间为1.0s，制动后最大加速度为 5.0m/c².假设车始终沿直线运动。求：
(1)货车从刹车到停止所用的最短时间t；
(2)为了避免两车相撞，三角警示牌至少要放在小汽车后多远处?
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18.(10分)
从分子动理论的观点来看，一个密闭容器中气体分子的运动是杂乱无章的，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等，如图所示。为简化问题，假定：气体分子的大小可以忽略，速率均为v；每次分子与器壁碰撞作用时间为Δt，碰撞前后气体分子的速度方向都与器壁垂直，且速率不变。已知每个分子的质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。利用所学力学知识，回答以下问题：
(1)选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象，求碰撞过程气体分子对器壁的作用力 F₀的大小；
(2)推导出器壁单位面积受到的压力p的表达式；
(3)对于一定量的气体，从宏观上看，仅升高温度或仅减小体积都会使气体压强增大，请从微观角度说明原因。
19. (10分)
如图所示，一根粗细均匀的木筷，下端绕几根铁丝，竖直浮在盛水的盆中。筷子与铁丝的总质量为m，筷子的直径远小于盆的直径。把木筷向上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动，振幅为A。不考虑水对筷子的阻力，忽略铁丝体积的影响，木筷始终有一部分露在水面上。
(1)证明：木筷在水中做简谐运动。
(2)某同学发现木筷与铁丝在最高点的机械能大于它们在最低点的机械能。他分析之后认为，木筷与铁丝损失的机械能应转化为了水的重力势能，请判断他的结论是否正确，并说明理由。
(3)证明木筷与铁丝的最大动能 Eₖₘ∝A²。北京八中2023-2024 学年度第二学期期末练习题
20.(12分)
二十世纪初，卢瑟福进行α粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。
(1)如图1所示，有两个α粒子均以速度v射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个α粒子此后的运动轨迹示意图。
(2)如图2所示，一个α粒子以速度v射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用，可将α粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明α粒子与金原子核作用后速度的大小和方向。
(3)实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数α粒子发生了大角度偏转(超过 90°)。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便，可作如下假设：①将α粒子视为质点，金原子和金原子核视为球体；②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成：③各层原子核前后不互相遮蔽；④大角度偏转是α粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为x，金原子直径为D，大角度偏转的α粒子数占总α粒子的比例为p，且p<<1。
a.请估算金原子核的直径d。
b.上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径 d 的估算产生影响。已知金箔的厚度约10⁻⁷m，金原子直径约 10¹⁰m,金原子核直径约 10⁻¹⁴m。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。