河北省张家口市2020-2021学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2021-08-26 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列有关原子核的反应，正确的是（）

A、 $_{1}^{2} H + {}_{1}^{3}H \to {}_{2}^{4}H e +_{0}^{1} n$ 是 $α$ 衰变 B、 $_{4}^{9} Be +_{2}^{4} He \to {}_{6}^{12}C +_{0}^{1} n$ 是天然放射现象 C、 ${}_{90}^{234}T h \to {}_{91}^{234}P a + {}_{- 1}^{0}e$ 说明原子核中有电子 D、 ${}_{92}^{235}U + {}_{0}^{1}n \to {}_{56}^{141}B a + {}_{36}^{92}K r + 3 {}_{0}^{1}n$ 是核裂变

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2. 如图所示，现用一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光照射时，有光电流产生。下列说法正确的是（）

A、若照射光的光强变大，频率不变，则光电子的最大初动能变大 B、若照射光的频率变大，光强不变，则光电子的最大初动能变大 C、调节滑动变阻器，当电压表示数越大时，电流计示数越大 D、调节滑动变阻器，当电压表示数为零时，电流计示数为零

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3. 汽车安全气囊系统是一种被动安全性的保护系统，它与座椅安全带配合使用，可以为驾驶员提供有效的防撞保护。在碰撞过程中，关于安全气囊的保护作用，下列说法正确的是（）

A、安全气囊的作用是减小驾驶员的动量变化 B、安全气囊的作用是减小驾驶员的动量变化率 C、安全气囊的作用是减小驾驶员受到撞击力的冲量 D、安全气囊的作用是延长撞击力的作用时间，从而使得动量变化更大

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4. 新型冠状病毒在世界范围内的肆虐，给人类造成了重大损失。为了减少病毒传播，人们常用乙醇免洗洗手液（主要成分是酒精）洗手消毒，使用免洗洗手液洗手后，手部能够很快变干，下列说法正确的是（）

A、手部能够很快变干是酒精分子做布朗运动的结果 B、手部能够很快变干是空气对流的结果 C、洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子平均动能不变 D、洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子势能不变

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5. 下列说法正确的是（）

A、在一定压强下，固体熔化时都有固定的熔点 B、液晶具有液体的流动性，光学性质表现为各向同性 C、如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏这些土壤里的毛细管 D、浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现，与固体分子无关

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6. 下列说法正确的是（）

A、一定质量的理想气体不可能吸收热量对外做功，内能不变 B、违反能量守恒定律的热现象一定不能发生 C、一定质量的理想气体体积变小，单位体积内的分子数增多，气体的压强一定增大 D、热传递一定是热量从内能大的物体向内能小的物体转移

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7. 如图甲所示，水平光滑杆上有一弹簧振子，振子以 $O$ 点为平衡位置，在 $a$ 、 $b$ 两点之间做简谐运动，其振动图像如图乙所示。由振动图像可以得知（）

A、振子的振动周期等于 $t_{1}$ B、从 $t_{1}$ 到 $t_{2}$ ，振子正从 $O$ 点向 $b$ 点运动 C、在 $t = 0$ 时刻，振子的位置在 $a$ 点 D、在 $t = t_{1}$ 时刻，振子的加速度为最大

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8. 共振现象是指一个物理系统在其自然的振动频率（所谓的共振频率）下趋于从周围环境吸收更多能量的趋势。自然中有许多地方有共振的现象。人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线（振幅 $A$ 与驱动力频率 $f$ 的关系），下列说法正确的是（）

A、此单摆的固有周期为 $2 s$ B、此单摆的摆长约为 $2 m$ C、若仅摆长增大，单摆的固有频率增大 D、若仅摆长增大，共振曲线的峰将右移

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9. 下列说法正确的是（）

A、光的偏振现象说明光是纵波 B、太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是由于折射造成的 C、在单缝衍射实验中，缝越宽得到的中央亮条纹也越宽 D、波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播

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二、多选题

10. 矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为 $m$ 的子弹以速度 $v_{0}$ 水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示，则上述两种情况相比较，下列说法正确的是（）

A、子弹的末速度大小相等 B、子弹射击下层时系统生热较多 C、子弹对滑块做的功相同 D、子弹和滑块间的水平作用力一样大

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11. 氢原子的能级图如图所示，现有大量处于 $n = 5$ 能级的氢原子向低能级跃迁，已知可见光光子的能量范围约为 $1.62 eV ~ 3.11 eV$ ，下列说法正确的是（）

A、这些氢原子可能发出10种不同频率的可见光 B、已知钠的逸出功为 $2.29 eV$ ，则氢原子从 $n = 5$ 能级跃迁到 $n = 2$ 能级释放的光子可以从金属钠的表面打出光电子 C、氢原子从 $n = 5$ 能级跃迁到 $n = 1$ 能级释放的光子波长最长 D、氢原子从 $n = 5$ 能级跃迁到 $n = 4$ 能级时，核外电子动能增加

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12. 如图所示，在奥托循环的 $p - V$ 图像中，一定质量的理想气体从状态 $a$ 依次经过状态 $b 、 c$ 和 $d$ 后再加到状态 $a$ ，整个过程由两个等温和两个等容过程组成，下列说法正确的是（）

A、从 $a$ 到 $b$ ，气体的温度一直升高 B、从 $b$ 到 $c$ ，气体与外界无热量交换 C、从 $c$ 到 $d$ ，气体对外放热 D、从 $b$ 到 $c$ 气体吸收的热量与从 $d$ 到 $a$ 气体放出的热量相同

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13. 将分子a固定在x轴上的O点，另一分子b由无穷远处只在分子间作用力作用下沿x轴的负方向运动，其分子势能随两分子的空间关系的变化规律如图所示。则下列说法正确的是（）

A、分子b在 $x = x_{2}$ 处时的速度最大 B、分子b由 $x = x_{2}$ 处向 $x = x_{1}$ 处运动的过程中分子力减小 C、分子b由无穷远处向 $x = x_{2}$ 处运动的过程中，分子b的加速度一直增大 D、分子b在 $x = x_{2}$ 处受到的分子力为零

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14. 甲图为用干涉法检查平面平整程度装置，乙图为俯视装置看到的薄膜干涉条纹，下列说法正确的是（）

A、利用了标准样板的下表面和被检查平面的上表面反射光形成的薄膜干涉图样 B、条纹弯曲处说明被检查的平面在此处是凹下的 C、条纹弯曲处说明被检查的平面在此处是凸起的 D、若仅增加板间薄片的厚度，干涉条纹将变稀疏

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15. 如图为水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源 $s_{1}$ ， $s_{2}$ 为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），两波源振幅均为 $3.5 cm$ ，下列说法正确的是（）

A、 $A$ 、 $D$ 两质点都是振动加强点 B、质点 $A$ 、 $D$ 在该时刻的高度差为 $14 cm$ C、再过半个周期，质点 $B$ 、 $C$ 是振动加强点 D、再过半个周期，质点 $D$ 的位移为零

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三、实验题

16. 用如图所示的装置验证动量守恒定律，滑块 $A$ 和 $B$ 相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。

(1)、实验前需要调节气垫导轨水平：先在光电门 $a$ 的右侧轨道上只放滑块A，向左轻推一下滑块A，其先后通过光电门 $a$ 和光电门 $b$ 的时间分别为 $t_{1}$ 、 $t_{2}$ ，若 $t_{1} > t_{2}$ ，则需将导轨左端（选填“调高”或“调低”）。

(2)、调节气垫导轨水平后，将滑块 $B$ 置于光电门 $b$ 的左侧，滑块 $A$ 静置于两光电门间的某一适当位置。给 $B$ 一个向右的初速度，通过光电门 $b$ 的时间为 $Δ t_{1}$ ， $B$ 与 $A$ 碰撞后再次通过光电门 $b$ 的时间为 $Δ t_{2}$ ，滑块 $A$ 通过光电门 $a$ 的时间为 $Δ t_{3}$ 。为完成该实验，还必须测量的物理量有______（填选项前的字母）。

A、挡光片的宽度 $d$ B、滑块 $B$ 及挡光片的总质量 $m_{1}$ C、滑块A及挡光片的总质量 $m_{2}$ D、光电门 $a$ 到光电门 $b$ 的间距 $L$

(3)、若滑块A和 $B$ 在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为：（用已知物理量和测量的物理量的字母表示）。

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17. 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每 $1000 mL$ 溶液中有纯油酸 $0.2 mL$ ，用量筒和注射器测得 $1 mL$ 上述溶液有80滴，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，画出油酸薄膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为 $1 cm$ 。（结果均保留两位有效数字）

(1)、油酸薄膜的面积S是 $m^{2}$ 。

(2)、每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 $V$ 是 $m^{3}$ 。

(3)、油酸分子的直径表达式 $d =$ （用字母 $S$ 、 $V$ 表示），根据上述数据，估测出的分子直径是 $m$ 。

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18. 现用如图所示双缝干涉实验装置来测量红光的波长。

(1)、在组装仪器时单缝和双缝应该相互放置（选填“垂直”或“平行”）

(2)、已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为 $1.16 mm$ ；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如图所示，则读数为 $mm$ 。已知双缝间距 $d = 2.00 \times 10^{- 4} m$ ，测得双缝到毛玻璃屏的距离 $L = 0.800 m$ ，所测红光的波长 $λ =$ $nm$ （保留三位有效数字）。

(3)、若仅将滤光片更换为蓝色滤光片，其他装置不变，第一条亮条纹到第六条亮条纹之间的间距（选填“变大”“变小”或“不变”）。

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四、解答题

19. 如图所示，光滑水平面上有一质量 $M = 1.98 kg$ 的小车，车上 $B$ 点左侧为半径 $R = 0.7 m$ 的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在 $B$ 点相切，一个质量 $m = 2 kg$ 的小物块置于 $B$ 点，车与小物块均处于静止状态，突然有一质量 $m_{0} = 20 g$ 的子弹，以 $v_{0} = 500 m / s$ 的速度击中小车并停留在车中，设子弹击中小车的过程时间极短，已知重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、子弹刚与小车共速时的速度；

(2)、小物块上升的最大高度；

(3)、当小物块再次回到 $B$ 点时，小物块的速度大小。

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20. 氡是放射性气体，当人吸入体内后，氡发生衰变的 $α$ 粒子可在人的呼吸系统造成辐射损伤，引发肺癌。而建筑材料是室内氡的最主要来源。如花岗岩、砖砂、水泥及石膏之类，特别是含放射性元素的天然石材，最容易释出氡。一静止的氡核 ${}_{86}^{222}R n$ 生一次 $α$ 衰变生成新核钋（ $Po$ ），此过程动量守恒且释放的能量全部转化为 $α$ 粒子和钋核的动能，已知 $m_{氡} = 222.0866 u$ ， $m_{α} = 4.0026 u$ ， $m_{钋} = 218.0766 u$ ， $1 u$ 相当于 $931 MeV$ 的能量。（最后计算结果保留三位有效数字）

(1)、写出上述核反应方程；

(2)、求上述核反应放出的能量 $Δ E$ ；

(3)、求 $α$ 粒子的动能 $E_{k α}$ 。

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21. 学校食堂采用高温消毒柜对公共餐具进行消毒，加热前柜内气体温度 $T_{1} = 300 K$ ，压强与外部气压均为 $p_{0} = 1 \times 10^{5} Pa$ ，若将柜门关好不漏气，加热一段时间后，柜内气体温度达到 $T_{2} = 360 K$ 后处于保温状态。

(1)、求 $T_{2} = 360 K$ 时柜内气体的压强 $p$ ；

(2)、将消毒柜放气阀打开，缓慢放气至柜内气体与外界压强相同，忽略放气过程柜内气体温度的变化，求放出气体与柜内剩余气体的质量比。

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22. 一U形玻璃管竖直放置，左端开口且足够长，右端封闭，玻璃管导热良好。用水银封闭一段空气（可视为理想气体）在右管中，初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示，环境温度为27 ℃。已知玻璃管的横截面积处处相同，大气压强 $p_{0} = 76.0 cmHg$ 。

(1)、若升高环境温度直至两管水银液面相平，求环境的最终温度。

(2)、若环境温度为27 ℃不变，在左管内加注水银直至右管水银液面上升1 cm，求应该向左管中加注水银的长度。

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23. 如图所示， $△ A B C$ 为直角三棱镜的截面， $∠ B = 30 °$ ， $∠ A = 90 °$ ，一束单色光从 $A B$ 面上的 $D$ 点斜射入棱镜，入射光线与 $B C$ 边平行，折射光线射到 $B C$ 面上的 $E$ 点，经 $B C$ 面反射，光线照射到 $A C$ 面上的 $F$ 点，且 $E F$ 与 $A B$ 平行。已知 $E$ 、 $F$ 两点间距为 $0.2 m$ ， $D$ ， $E$ 两点间距为 $0.1 m$ ，光在真空中的传播速度为 $3 \times 10^{8} m / s$ 。
求：

(1)、棱镜对该单色光的折射率；

(2)、光在棱镜中沿 $D E F$ 传播所用的时间（结果保留两位有效数字）。

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24. 一列沿 $x$ 轴负方向传播的简谐横波在 $t = 0$ 时的波形如图所示，已知 $t = 0.5 s$ 时， $P$ 点第一次出现波谷，求：

(1)、这列波的传播速度；

(2)、当 $Q$ 点第二次出现波峰时， $P$ 点通过的路程。

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