河南省信阳市2019-2020学年高二下学期物理期末教学质量检测试卷

试卷更新日期：2021-04-23 类型：期末考试

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一、单选题

1. 在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法错误的是（）

A、普朗克在1900年把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一 B、伽利略指出运动物体在不受力的作用时，将保持原来的速率一直运动下去 C、开普勒提出行星运动三定律 D、牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因

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2. 放风筝是有趣的力学平衡实践，如图为某同学放风筝的侧视图，此时风筝恰好处于静止状态，风筝平面与水平面间的夹角为30°，已知风筝的质量为 $m = 0.6 kg$ ，轻质细线的张力为 $T = 6 N$ ，该同学的质量为 $M = 50 kg$ ， $g$ 取 $10 {m/s}^{2}$ 。下列说法中正确的是（）

A、风筝受到的升力为 $9N$ B、该同学对地面的摩擦力方向水平向左 C、细线与水平面的夹角为30° D、该同学对地面的压力大小等于该同学和风筝整体的重力，即 $506N$

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3. 如图所示，固定斜面上两个大小相同的物块A和B紧挨着恰好匀速下滑，A与B的接触面光滑。已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，B的质量是A的质量的2倍。则单独放上B时，其沿斜面运动的加速度是（）

A、0 B、 $\frac{1}{4} g \sin α$ C、 $\frac{1}{3} g \sin α$ D、 $\frac{1}{2} g \sin α$

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4. 生物体能够和空气进行 $^{14} C$ 交换，所以其 $^{14} C$ 含量是固定的，但是当生物体死亡后，停止了与外界的物质交换，原来生物体中的 $^{14} C$ 就得不到补充，会因为 $β$ 衰变逐渐减少，考古学界和地质学界通常通过测量生物体中 $^{14} C$ 含量确定古生物体的年代， $^{14} C$ 的半衰期为5730年。现通过测量得知，某生物遗骸中 $^{14} C$ 的含量是活体中的 $\frac{1}{4}$ ，则（）

A、 $^{14} C$ 的衰变的核反应方程为 $_{6}^{14} C \to_{7}^{14} N +_{1}^{0} e$ B、遗骸距今有11460年 C、 $_{6}^{14} C$ 衰变的半衰期为5730年，表示每经过5730年，两个 $_{6}^{14} C$ 原子核中的一个就要发生衰变 D、升高样品测量环境的的温度将加速 $^{14} C$ 的衰变

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5. 在近代物理学的研究中，有许多经典物理实验，比如爱因斯坦的光电效应、卢瑟福的 $α$ 粒子散射等，为了解释实验现象，科学家建立微观世界的物理模型，比如玻尔的氢原子模型等，对下列四幅图片的表述正确的是（）

A、图甲中A处可以观察到大量的闪光点，绝大多数 $α$ 粒子击中A处荧光屏，C处偶尔能观察到闪光点，比B处要少很多 B、图乙中要用弧光灯照射锌板一段时间后，验电器的指针才会张开，锌板带正电 C、图丙中每一能级，对应氢原子核外电子绕核运动的一条轨道，其能量值为电子的动能 D、图丁中因为有三条射线，①、②、③分别是 $α$ 射线、 $γ$ 射线和 $β$ 射线，所以同时发生了 $α$ 衰变、 $β$ 衰变和 $γ$ 衰变

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6. 1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来许多实验验证了这个规律。如图为一定质量的某种理想气体分子在 $T_{1}$ 和 $T_{2}$ 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化图像。下列说法正确的是（）

A、图中虚线下面积大于实线下的面积 B、 $T_{1} < T_{2}$ ， $T_{2}$ 温度下的分子平均速率大于 $T_{1}$ 温度下的分子平均速率 C、图中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目 D、若从 $T_{1}$ 到 $T_{2}$ 气体体积减小，气体一定从外界吸收热量

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7. 一列简谐波沿x轴方向传播， $t = 3 s$ 时刻的波形如图甲所示，图乙为质点 $P_{2}$ 的振动图象，下列表述错误的是（）

A、该波向x轴负向传播 B、该波的传播速度为 $6m/s$ C、 $t = 2 s$ 时，质点 $P_{1}$ 处于正向最大位移处 D、 $t = 12 s$ 时，质点 $P_{1}$ 加速度最大，沿着y轴负方向

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二、多选题

8. $μ$ 氢原子在核物理研究中有重要作用， $μ$ 氢原子可在下列各能级之间跃迁，能级如图所示。假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于基态的 $μ$ 氢原子， $μ$ 氢原子吸收光子后，发出频率为 $ν_{1}$ ， $ν_{2}$ ， $ν_{3}$ ， $ν_{4}$ ， $ν_{5}$ ， $ν_{6}$ 的光，且频率依次增大，则E等于（）

A、 $h ν_{3}$ B、 $h (ν_{3} + ν_{4})$ C、 $h ν_{5}$ D、 $h ν_{6}$

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9. 如图所示为研究光电效应的实验电路图，阴极K受到光照可以发射光电子，电源可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流Ⅰ与电压U的关系如图乙所示。下列表述正确的是（）

A、三束单色光的频率大小关系是 $ν_{b} > ν_{a} = ν_{c}$ B、b光照射后产生的光电子最大初动能最大 C、增大c光的光强，c光照射得到的光电流与电压的关系图线可能与a光重合 D、增大a光的光强，a光照射时阴极逸出的光电子数目增多，遏止电压增大

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10. 如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e，对此气体，下列说法正确的是（）

A、过程①中气体温度升高，外界对气体不做功 B、过程④中气体压强增大，放出热量 C、状态c、d的内能相等 D、状态b的压强比状态c的压强大

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11. 如图所示为竖直放置的上粗下细密闭细管，水银柱将气体分隔为A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为 $Δ V_{A}$ 、 $Δ V_{B}$ ，压强变化量为 $Δ p_{A}$ 、 $Δ p_{B}$ ，则下列说法正确的是（）

A、初始状态满足 $p_{B} = p_{A} + ρ g h$ ，h为水银柱长度 B、 $Δ V_{A} > Δ V_{B}$ C、 $Δ p_{A} < Δ p_{B}$ D、液柱将向上移动

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12. 如图所示，是水平面上两列频率相同简谐波在某时刻的叠加情况。两列波振幅均为 $A = 5 cm$ ，波的传播方向如箭头方向所示，实线与虚线分别表示波峰和波谷。此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是（）

A、N、P两处质点此刻位移为0 B、P、Q两处质点在该时刻的竖直高度差为 $10 cm$ C、M、Q连线中点处的质点是振动减弱点 D、从该时刻起，经过四分之一周期，位于M点的质点到达平衡位置，此时位移为零

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13. 水下一点光源，发出红光。人在水面上方向下看，如图所示，水面中心区域有光射出，已知区域的半径为R，红光在水中的折射率为n。下列判断正确的是（）

A、光源在水下的深度为 $\sqrt{n^{2} - 1} R$ B、如果光源在水中匀速下沉，则R随时间均匀增大 C、水下光源发出的光，穿过水面可以照亮水面上方的任何位置 D、换成蓝光光源，在水面上方向下看，水面被照亮区域增大

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三、实验题

14. 某同学用图所示的实验装置探究小车的加速度a与小车质量M的关系。所用交变电流的频率为 $50Hz$ 。

(1)、已安装好器材，准备开始实验。请写出实验装置图中错误（或不合适）的地方：，图中电火花打电计时器使用的电源为（填写以下选项前字母）。
A．直流 $4 ～ 6 V$ B．直流 $220V$ C．交流 $4 ～ 6 V$ D．交流 $220V$

(2)、该同学在教师指导下，将实验装置调试正确。下左图是他某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据如下左图所示。求小车的加速度是 m/s² （结果保留两位有效数字）。

(3)、该同学实验中，保持所挂钩码的总质量m不变，改变小车的质量M，并测出所对应的加速度a，以小车的质量M为横坐标，以 $\frac{1}{a}$ 为纵坐标，在坐标纸上作出如上右图所示的关系图线，已知当地的重力加速度为g，结果发现图像不过原点，根据牛顿第二定律认为在拉力不变的情况下， $\frac{1}{a}$ 与M应该成正比，请你告诉该同学图中纵轴上的截距的物理意义（用题中所给的字母表示）。

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15. 利用“验证玻意耳—马略特定律”的实验装置来验证查理定律。

(1)、为了完成这个实验，除了图中给出的器材外，还需要托盘天平、热水、凉水、和；

(2)、必须进行的实验步骤有：
①用托盘天平称出活塞和框架的质量M，用气压计读出实验室中的大气压强 $p_{0}$ 。按图安装器材，在框架两侧挂上钩码，使注射器的下半部分位于量杯之中。往量杯中加入适量的凉水，使注射器内的空气柱位于水面之下，过几分钟后，记下钩码的质量和活塞下表面的位置，同时；

②在量杯中加些热水，过几分钟后在框架两侧加挂适当质量的钩码，使，记下钩码的质量，同时，。

③把步骤②重复4次。

(3)、可用作图法来验证查理定律是否成立，该图线的横坐标所代表的物理量及其单位是温度、℃（或K），纵坐标所代表的物理量及其单位是。

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16. 利用光的干涉测光波波长，现有实验器材：双缝干涉仪（含全套光学器材）、米尺、测量头。如图所示，把直径约 $10 cm$ 、长约 $1m$ 的遮光筒水平放在光具座上，一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏。

(1)、单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样。单缝的作用是：。

(2)、如图所示，用测量头测出相邻两条亮（暗）纹间的距离 $Δ x$ ，为了减小误差，可测出n条亮（暗）条纹中心间的距离a，则 $Δ x =$ 。

(3)、在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是 $L = 600 mm$ ，双缝之间的距离是 $d = 0.20 mm$ ，单缝到双缝之间的距离是 $100 mm$ ，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如下图甲所示，然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如下图乙所示。这两次示数依次为 $mm$ 和 $mm$ ，由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为 $mm$ 。（计算结果保留三位有效数字）

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四、解答题

17. 短跑运动员进行体能训练，质量 $M = 69 kg$ 的运动员腰部系着不可伸长的轻绳，绳长 $L = 5 m$ ，拖着质量 $m = 11 kg$ 的轮胎。最初绳子绷紧，运动员从百米跑道的起点由静止开始，沿着笔直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是37°， $5s$ 末绳突然断裂，运动员保持绳断时的速度跑到百米跑道的终点。轮胎运动的 $v - t$ 图像如图所示，运动员的跑鞋与地面不打滑，不计空气阻力。 $sin37 ° = 0 .6$ ，g取 $10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、绳上的拉力大小；

(2)、运动员冲过终点线时与轮胎之间的距离。

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18. A、B两物块叠放在竖直轻弹簧上，B与弹簧连结，如图所示，处于静止状态。已知物块A、B质量分别为 $1.2 kg$ 和 $0 .3kg$ 。若在物块A上施加一个竖直向上的恒力 $F_{1} = 20 N$ ，使A、B两物块由静止开始向上加速运动，已知上升距离为 $s = 1.0 m$ 时A、B两物块分离。若在物块A上施加一个竖直向上的力 $F_{2}$ ，使A、B两物块由静止开始向上做匀加速运动， $t = 0.2 s$ 时刻A、B两物块分离，g取 $10 {m/s}^{2}$ 。求：A、B两物块一起匀加速运动的过程中，力 $F_{2}$ 的最大值。

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19. 容积为 $20L$ 的钢瓶充满氧气后，压强为 $150atm$ ，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为 $4L$ 的小瓶中，若小瓶原来被抽成真空，小瓶中充气后压强为 $15atm$ ，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装多少瓶？

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20. 如图所示，一端封闭、粗细均匀的足够长薄壁玻璃管开口向下，竖直插在装有水银的水银槽内，水银槽的水平截面积上下相同，是玻璃管横截面积的8倍。玻璃管上端封闭有一定质量的空气，开始时管内空气柱长度为 $12cm$ ，管内外水银面高度差为 $46cm$ 。将玻璃管沿竖直方向缓慢上移（管口始终未离开槽中水银），使管内外水银面高度差变成 $60cm$ ，已知大气压强为 $76cmHg$ 。求此时：

(1)、管内空气柱的长度；

(2)、水银槽内水银面下降的高度。

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21. 一列简谐横波在x轴线上传播，在 $t_{1} = 0.01 s$ 和 $t_{2} = 0.06 s$ 时的波形图如图所示， $t_{1}$ 时刻为实线。

①读出简谐波的波长是多大？振幅多大？

②设周期大于 $(t_{2} - t_{1})$ ，如果波向右传播，波速多大？如果波向左传播波速又是多大？

③设周期小于 $(t_{2} - t_{1})$ ，且波速为 $600m/s$ ，求波的传播方向。

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22. 如图所示，为某种透明介质的截面图，∆AOC为等腰直角三角形，BC为半径 $R = 10 cm$ 的四分之一圆弧，AB与水平面屏幕MN垂直并接触于A点。由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角 $i = 45 °$ ，发现在水平屏幕MN上出现两个亮斑。已知该介质对红光和紫光的折射率分别为： $n_{1} = \frac{2 \sqrt{3}}{3} ， n_{2} = 1.4$ ，不考虑多次反射后的效果：

(1)、判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；

(2)、求两个亮斑间的距离。

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