[物理][期末]四川省泸州市2023-2024学年高二下学期7月期末试题(解析版)

这是一份[物理][期末]四川省泸州市2023-2024学年高二下学期7月期末试题(解析版)，共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列现象中，与原子核内部变化无关的是（ ）
A. α粒子散射现象B. 天然放射现象
C. α衰变现象D. β衰变现象
【答案】A
【解析】A．α粒子散射实验表明原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A正确；
BCD．天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，故BCD错误。
故选A。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 当鸣笛的汽车向你驶来时听到的频率不等于喇叭发声频率，是属于声波的干涉现象
B. 将光照到不透光的小圆盘上出现泊松亮斑，是因为光发生了衍射现象
C. 3D电影和光学镜头上的增透膜都是光的偏振现象的应用
D. 做阻尼运动的物体振幅和周期随着运动均会逐渐变小
【答案】B
【解析】A．火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变高，这属于多普勒效应，故A错误；
B．将光照到不透光的小圆盘上出现泊松亮斑，是因为光发生了衍射现象，故B正确；
C．3D电影技术利用了光的偏振现象，而光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故C错误；
D．做阻尼运动的物体振幅会逐渐减小，但周期不变，故D错误。
故选B。
3. 从同一位置以相同的速率抛出质量相同的三个小球，a球竖直上抛，b球竖直下抛，c球水平抛出，不计空气阻力，则从抛出到落到同一水平地面的过程中（ ）
A. a球所受合外力的冲量的大小最大B. b球所受合外力的冲量的大小最大
C. c球所受合外力的冲量的大小最大D. 三球所受合外力的冲量大小相同
【答案】A
【解析】三个相同的小球以相同的速率抛出，可知竖直上抛运动的物体运动时间大于平抛运动的时间，平抛运动的时间大于竖直下抛运动的时间，所以上抛运动的时间最长，所以a球所受合外力的冲量的大小最大，下抛球b所受合外力的冲量的大小最小。
故选A。
4. 校园科技节活动中，水火箭吸引了同学们的关注，水火箭又称气压式喷水火箭，由饮料瓶、装入瓶内的水及密闭气体（可视为理想气体）组成。发射前，往瓶内注入一定体积的水，然后使用打气筒向水火箭内部加入一定体积的气体，按下发射按钮，箭体可发射至高空。若充气和放气过程气体温度均不变，忽略空气阻力、瓶身和水的体积变化，整个装置气密性良好。下列说法正确的是（ ）
A. 充气过程中，瓶内密闭的气体压强将变小
B. 充气过程中，瓶内密闭的气体分子的平均动能将增加
C. 在发射过程，封闭气体的内能全部转化为水的机械能
D. 在发射过程，单位时间容器内壁单位面积受到气体分子的撞击次数将减小
【答案】D
【解析】AB．充气过程中，瓶内密闭的气体的分子数增大，分子数密度增大，温度均不变，瓶内密闭的气体分子的平均动能不变，压强将变大，故AB错误；
C．根据热力学第二定律可知，瓶内封闭气体的内能无法全部用来做功以转化成机械能，故C错误；
D．在发射过程，瓶内的水喷出，瓶内气体体积变大，气体分子数密度减小，单位时间容器内壁单位面积受到气体分子的撞击次数将减小，故D正确。
故选D。
5. 如图甲所示为玻尔氢原子能级图，一群处于激发态的氢原子，从n=5能级跃迁到n=4能级时，辐射出光子a，从n=5能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。用光子a和光子b照射乙图中的光电管阴极，已知该光电管阴极材料的逸出功为2.25eV，下列说法正确的是（ ）
A. 光子a的波长小于光子b的波长
B. 光子a照射光电管后，电流计G的示数不为零
C. 这群处于n=5能级的氢原子最多可以辐射5种不同频率的光子
D. 光子b照射光电管阴极后射出的光电子最大初动能为10.81eV
【答案】D
【解析】A．从n=5到n=1能级差最大，则跃迁发出的光子的频率最大，波长最短，所以光子a的波长大于光子b的波长，故A错误；
B．氢原子从n=5能级跃迁到n=4能级时辐射出的光子的能量为
所以光子a照射光电管后，不会发生光电效应，则电流计G的示数为零，故B错误；
C．这群处于n=5能级的氢原子最多可以辐射10种不同频率的光子，故C错误；
D．从n=5到n=1能级差最大，则跃迁发出的光子的频率最大，波长最短，最大光子的能量为
根据光电效应方程可得
故D正确。
故选D。
6. 某小组利用高L、横截面积S的导热汽缸测量不规则物体的体积，气罐上方放置一个质量m、润滑良好且厚度不计的密闭活塞，将缸内的理想气体（氮气）封闭。当外界大气压为，活塞正好在汽缸的顶部，如图所示。在活塞上放置质量为m的物体后，活塞缓慢下移，测量活塞与缸底的间距为0.9L，环境温度保持不变，外界压强保持不变，则不规则物体的体积的大小为（ ）
A. 0.2LSB. 0.5LSC. 0.6LSD. 0.8LS
【答案】C
【解析】在活塞上放置物体后，假设缸内气体的压强为，根据受力平衡可得
解得
根据玻意耳定律可得
解得
故选C。
7. 如图所示为弹簧纵波演示器，一根劲度系数较小的轻弹簧通过细线水平悬挂在空中，弹簧上有P、Q两点，初态弹簧静止时P、Q的平衡位置相距0.6m。现对弹簧左端施加一周期性外力，在弹簧上形成一列纵波。时刻观察到P点向右运动到离平衡位置最远位置处，Q点恰好在平衡位置处且向左运动，在时刻Q点向右运动到离平衡位置最远位置处。若该波的波长，则该波的波速可能为（ ）
A. 0.4m/sB. 1m/sC. 2m/sD. 2.4m/s
【答案】C
【解析】根据题意有
（n=0，1，2……）
（m=0，1，2……）
解得
，，（n=0，1，2……）
当n=0时，有
当n=1时，有
当n=2时，有
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 关于下列四幅图像的判断和说明正确的是（ ）
A. 甲图中，分子间距时，分子力为零，说明此时分子间不存在引力和斥力
B. 乙图中用油膜法测分子直径，可以认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径
C. 丙图中昆虫水黾能在水面上不陷入水中，靠的是液体表面张力的作用
D. 丁图中蜂蜡涂在单层云母片上熔化实验，说明云母晶体的导热性能各向同性
【答案】BC
【解析】A．分子间的引力和斥力同时存在，当分子间的距离时，引力等于斥力，分子力为零，故A错误；
B．乙图形成的是单分子油膜，可以认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径，故B正确；
C．因为液体表面张力存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故C正确；
D．丁图中形状为椭圆，说明云母晶体具有各向异性。故D错误。
9. 如图甲所示，A、B是两个振源，介质中的P点离A点的距离为10m，离B点的距离为8m。两列波源从t=0时刻开始同时起振，A点振动图像如图乙所示，B点振动图像如图丙所示，两列波在介质中的波速均为v=1m/s。则下列说法中正确的是（ ）
A. P点的起振方向向下
B. P点的起振方向向上
C. 在0~12s内，P点运动的路程为30cm
D. 在0~12s内，P点运动的路程为10cm
【答案】AC
【解析】AB．由图可知，波的周期为4s，则波长为
由于P点离A点的距离为10m，离B点的距离为8m，即经过8s质点P开始振动，起振方向与B的起振方向相同，即P点的起振方向向下，故A正确，B错误；
CD．由于
由于两波源振动步调相反，所以P点为振动加强点，8s时P开始振动，即0~8s内P点运动的路程为0，8s~10s内运动路程为10cm，10~12s内运动的路程为20cm，所以在0~12s内，P点运动的路程为30cm，故C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，在光滑水平地面上静置一个四分之一光滑圆弧轨道Q，t=0时刻小球P从圆弧轨道Q底端以水平初速度v0=10m/s冲上圆弧轨道Q，t1时刻圆弧轨道Q达到最大速度vm=15m/s，圆弧轨道Q的质量为0.1kg，若小球P运动到最高点时未超过圆弧轨道半径，则（ ）
A. 小球P的质量为0.3kg
B. 小球P的质量为0.2kg
C. 0~t1时间内，合力对P的冲量大小为1.0N·s
D. 0~t1时间内，合力对P的冲量大小为1.5N·s
【答案】AD
【解析】AB．二者组成的系统水平方向动量守恒，则
解得
，
故A正确，B错误；
CD．0~t1时间内，合力对P的冲量大小为
即0~t1时间内，合力对P的冲量大小为1.5N·s，方向向右，故C错误，D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）单缝宽度为h，双缝间距为d，双缝与屏距离为L，当采取下列数据中的哪一组时，在光屏上观察到干涉条纹清晰可辨度最高的是（ ）
A.
B.
C.
（2）为了使射向单缝的光更集中，图中仪器A是______（填“凹透镜”或“凸透镜”）。
（3）通过调整，某同学从目镜中看到干涉图像如图乙，当她将中心刻线对准M处的亮条纹中心时，测量头游标卡尺读数为x1，当移至N处亮条纹中心时，测量头游标卡尺读数为x2，已知单缝与双缝的距离L1，双缝与屏的距离L2，单缝宽d1，双缝间距为d2，由以上物理量求得所测单色光的波长为______（选择其中的已知物理量符号表示）。
【答案】（1）C （2）凸透镜 （3）
【解析】（1）本实验单缝必须形成线光源，所以h应尽量小，再根据双缝干涉条纹间距公式
可知，d越小，L越大，条纹间距越大，越清晰。
故选C。
（2）由于凸透镜有会聚作用，所以为了使射向单缝的光更集中，图中仪器A是凸透镜。
（3）根据双缝干涉条纹间距公式可得
所以
12. 某实验小组利用桌面上的实验装置完成以下两次探究实验。
（1）给小车A向右的初速度使之与小车B碰撞，碰撞后两车连接成一个整体，纸带打出的点迹如图乙所示，若已知0~2之间的间距x1=2.00cm，5～7之间的间距x2=1.28cm，则碰撞前两小车的总动量p1为______kg·m/s，碰撞后两小车的总动量p2为______kg·m/s，若在误差允许范围内二者相等，则说明碰撞过程满足动量守恒定律。（结果保留2位小数）。
（2）如图丙所示，将小车B撤下去，在小车A右端安装拉力传感器，轻绳左端系在拉力传感器上，右端通过定滑轮下端连着砝码和砝码盘，小车在运动过程中，拉力传感器的读数为F，小车左端打出的纸带如图丁所示，该图中若已知0~2之间的间距x3，5~7之间的间距x4，小车A（含拉力传感器）的质量为m，若满足公式______（用F、x3、x4、T、m表示）则动量定理得以验证。
【答案】（1）0.25 0.24 （2）
【解析】（1）[1]碰撞前两小车总动量为
[2]碰撞后两小车总动量为
（2）若动量定理成立，则有
即
整理得
13. 水平面有一沿x轴正方向传播的简谐横波，如图所示的实线和虚线分别是和时的波形图，求：
（1）若已知波速，该波波长的最大值；
（2）若已知波长，该波波速的可能值。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设周期为T，则
解得
当时周期最大
该波波长的最大值
（2）若已知波长
该波波速的可能值
14. 如图所示为一个长为，宽为L的长方形和半径为L的四分之一圆弧组成的玻璃砖ABCD，一束单色光从BC圆弧上E点沿平行AB边的方向射入玻璃砖，折射光线恰好经过F点，已知，，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）玻璃砖对该光的折射率；
（2）光在玻璃中传播的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据题意，画出光路图，如图所示
由几何关系可知，光线在点入射角，由于，则
由折射定律可得，玻璃砖对该光的折射率
（2）根据题意可知，光在玻璃中的临界角满足
光线在点入射角的正弦为
发生全反射，光路图如图所示
可知，光线从点射出玻璃，由几何关系可得
，
由公式可得，光线在玻璃中的传播速度为
则光在玻璃中传播的时间
15. 如图所示，固定在地面上的光滑水平桌面上放置两个滑块，质量为m=1kg的滑块A左端拴接一个轻弹簧，弹簧左端靠在质量m=1kg的物块B上（未拴接），物块A正上方L=1m处固定一个铁钉，铁钉系着一根长为L=1m的轻绳，轻绳的另一端系着质量小球C，小球C从O点正上方0.2L处以某一初速度水平抛出，运动一段时间后，绳与竖直方向成53°角，绳恰好被拉直，绳拉直瞬间，沿绳方向的速度减为零，之后小球C在竖直平面内做圆周运动，C与A发生非弹性碰撞（碰撞时间极短），C发生反弹且之后C不再与A发生碰撞。A与B运动一段时间后，B脱离弹簧，从水平桌面掉到水平地面上，落地点与桌面左端的水平距离为x=0.4m，桌面距地面高度h=0.8m，A、B、C均视为质点，取sin53°=0.8，cs53°=0.6，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）B脱离弹簧时的速度大小；
（2）弹簧弹性势能最大值；
（3）小球C与A碰撞后瞬间，小球C的速度大小。
【答案】（1）1m/s；（2）0.25J；（3）
【解析】（1）根据题意可知，B脱离弹簧后做平抛运动，则有
联立解得
，
（2）弹簧从开始压缩到最后恢复原长可得
解得
，
当AB速度相等时，弹簧弹性势能最大，则
解得
（3）小球C从抛出到绳拉直过程，有
解得
，
绳拉直瞬间，沿绳方向的速度减为零，只有垂直绳方向的速度，所以
小球C做圆周运动过程有
解得
小球C与A碰撞过程有
所以
即小球C与A碰撞后瞬间，小球C的速度大小为，方向水平向右。