北京市西城区2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-11 类型：期末考试

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一、多选题

1. 物理学中，将一个恒力的冲量定义为这个力与其作用时间的乘积，用字母I表示，即I=F·t。下列关于冲量的单位可能正确的是（）

A、N/m B、N·s C、kg·m/s³ D、kg·m/s

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二、单选题

2. 1911年，卢瑟福提出了原子核式结构模型。当时他提出这种模型的实验依据是（）

A、α粒子散射实验 B、光电效应实验 C、天然放射现象 D、阴极射线的发现

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3. 如图所示，是观察布朗运动的实验装置的示意图。用高倍显微镜观察悬浮在液体中的小炭粒的运动情况。选三个小炭粒，每隔30s记录一次它们的位置，然后用线段把这些位置按时间顺序连接起来得到它们的位置连线图。下列说法正确的是（）

A、该实验用显微镜观察到的是液体分子的无规则运动 B、该实验用显微镜观察到的是小炭粒分子的无规则运动 C、这样得到的位置连线图就是该小炭粒实际的运动轨迹 D、小炭粒越小，液体的温度越高，观察到的布朗运动就越明显

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4. 如图所示，容器中封闭了一定质量的理想气体，缓慢推动活塞压缩气体，气体温度保持不变，下列判断正确的是（）

A、气体的压强变大 B、气体分子的平均动能增大 C、气体对外界做功，气体的内能减小 D、外界对气体做功，气体的内能增大

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5. 如图为以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。下列判断正确的是（）

A、这列机械波为纵波 B、质点P从平衡位置开始振动时，其运动方向向上 C、质点Q从平衡位置开始振动时，其运动方向向下 D、机械波传到Q时，质点P恰好振动了1个周期

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6. 用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸里的空气向外散热210J，则汽缸里空气的内能（）

A、增加了900J B、增加了690J C、减少了690J D、减少了210J

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7. 汽车安全性能是当今衡量汽车品质的重要指标。实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法。汽车发生碰撞时，关于安全气囊对驾驶员的保护作用，下列说法中正确的是（）

A、减小了驾驶员的惯性 B、减小了驾驶员的动量变化量 C、减小了驾驶员受到的冲量 D、减小了驾驶员受到的平均冲击力

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8. 如图，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了如图所示的图样，P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点处，下列措施中正确的一组是（）

A、保持N板不动，减小振源频率 B、保持N板不动，增大振源频率 C、增大振源频率，把N板下移 D、保持振源频率不变，把N板下移

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9. 据史书记载：晋朝初期，京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次，人们十分惊恐。当时的学者张华判断，这是铜盘与皇宫早晚的钟声共鸣所致。后来把铜盘磨薄一些，它就不再自鸣了。声音的共振称为共鸣，振动系统受迫振动的振幅A随驱动力频率f变化的关系图像如图所示，请根据图像分析把铜盘磨薄的目的是（）

A、改变铜盘固有振动的振幅 B、改变铜盘固有振动的周期 C、改变皇宫敲钟引起的空气振动的强度 D、改变皇宫敲钟引起的空气振动的频率

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10. 如图所示，用铅做成的容器中放有天然放射源，射线从容器上面的小孔射出后垂直射入匀强磁场中，在磁场的作用下分成a、b、c三束。则下列判断中正确的是（）

A、a为 $α$ 射线、b为 $β$ 射线 B、a为 $β$ 射线、b为 $γ$ 射线 C、b为 $γ$ 射线、c为 $β$ 射线 D、b为 $α$ 射线、c为 $γ$ 射线

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11. 一个质量为2kg的物体在合力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图所示。下列说法中正确的是（）

A、0~4s内，F的冲量大小为 $6 N \cdot s$ B、第2s末时，物体的动量大小是 $2 k g \cdot m / s$ C、第4s末时，物体的动量大小是 $2 k g \cdot m / s$ D、第2s末时，物体的运动方向发生改变

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12. 有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是（）

A、γ射线是高速运动的中子流 B、氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大 C、太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 D、 $_{83}^{210}$ Bi的半衰期是5天，200g $_{83}^{210}$ Bi经过10天后还剩下25g

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13. 如图所示，一束光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是（）

A、玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率 B、若增大入射角，b光先发生全反射 C、a光在真空中的传播速度大于b光在真空中的传播速度 D、a光在玻璃中的传播速度小于b光在玻璃中的传播速度

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14. 如图所示，为某金属在单色光的照射下产生的光电子最大初动能 $E_{k}$ 与入射光频率 $ν$ 的关系图像。由图像可知（）

A、该金属的逸出功大于 $W_{0}$ B、该金属的逸出功等于 $\frac{h}{v_{c}}$ C、入射光的频率为 $ν_{c}$ 时，光电子的最大初动能为 $W_{0}$ D、入射光的频率为 $2 ν_{c}$ 时，光电子的最大初动能为 $W_{0}$

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15. 观察双缝干涉图样的实验装置如图所示，用绿色滤光片时从目镜中可以看到绿色的干涉条纹，在其他条件不变的情况下，下列操作可以使条纹的间距变大的是（）

A、换成紫色滤光片 B、换成缝宽更大的单缝 C、换成间距更小的双缝 D、换成双缝到屏的距离更小的遮光筒

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16. 如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的物块，组成一竖直的弹簧振子，在物块上装有一记录笔，在竖直面内放置有记录纸。当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示的余弦型函数曲线印迹，图中的 $y_{1}$ 、 $y_{2}$ 、 $x_{0}$ 、 $2 x_{0}$ 、 $3 x_{0}$ 为记录纸上印迹的位置坐标值，P、Q分别是印迹上纵坐标为 $y_{1}$ 和 $y_{2}$ 的两个点。若空气阻力、记录笔的质量及其与纸之间的作用力均可忽略不计，则下列说法正确的是（）

A、该弹簧振子在P点时的加速度最大，在Q点时的加速度最小 B、若拉纸的速度v变大，该弹簧振子的振幅不变，周期会变长 C、在记录笔留下PQ段印迹的过程中，物块所受合力的冲量为零 D、在弹簧振子的运动过程中，物块和弹簧所组成系统的动量和机械能都守恒

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三、实验题

17. 某同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”实验。

(1)、实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的____。

A、长约1m的细线 B、长约1m的橡皮绳 C、直径约2cm的铁球 D、直径约2cm的塑料球

(2)、用游标卡尺测量小球的直径，某次测量的结果如图所示，那么读出的小球直径为cm。

(3)、为了提高实验精确度，下列操作正确的是____。

A、把摆球从平衡位置拉开一个约30°的角度后由静止释放 B、当摆球经过平衡位置时开始计时和结束计时 C、用秒表测50次全振动的时间，计算出平均周期 D、保证摆球在同一竖直平面内摆动

(4)、若测出单摆的周期T、摆线长l、摆球直径d，则当地的重力加速度g＝（用测出物理量的字母表示）。

(5)、若该同学做实验时，测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，正确地画出了 $T^{2} - l$ 图像。那么：
①该同学画出的图像应该是下列图中的。
A． B． C． D．
②该同学通过图线斜率计算的重力加速度与真实值相比（选填“偏大”、“偏小”或“不变”），请通过分析说明你的判断依据：。

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四、解答题

18. 如图所示，为一列简谐横波在 $t = 0$ 时刻的波形图像，介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为 $y = 10 s i n (5 π t)$ （y的单位是cm）。

(1)、由波形图像，确定这列波的波长与振幅；

(2)、求P点的振动周期和这列波的传播波速；

(3)、试判定这列波的传播方向。

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19. 如图所示，一束光线沿AO方向从真空中射向某种介质，其折射光线沿OB的方向。其中，入射角 $θ_{1}$ 和折射角 $θ_{2}$ 均为可测的已知量，已知光在真空中的速度为c。求：

(1)、该介质的折射率n；

(2)、这束光在该介质中的传播速度v；

(3)、该光由介质射向真空而发生全反射的临界角用C表示。请写出 $s i n C$ 的表达式。

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20. 一个静止的放射性原子核发生了一次 $α$ 衰变，放射出的 $α$ 粒子的质量为m。速度的大小为v。分析并计算以下三个问题：

(1)、放射性原子核用 ${}_{Z}^{A}X$ 表示，新核的元素符号用Y表示，写出该 $α$ 衰变的核反应方程；

(2)、若该原子核发生衰变后的新核质量为M，求衰变后新核的速度大小；

(3)、设该衰变过程释放的核能都转化为 $α$ 粒子和新核的动能，求衰变过程的质量亏损 $Δ m$ 。

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21. 在宏观、微观世界中，碰撞是普遍存在的现象，它可以实现物体之间运动量或能量的“传输”。

(1)、如图所示，在光滑的水平面上有两个体积相同的小球A和B，其质量分别是 $m_{1}$ 和 $m_{2}$ 。A球以 $v_{1}$ 的速度与静止的B球发生对心相碰，碰撞后A、B的速度分别是 ${v_{1}}^{^{'}}$ 、 ${v_{2}}^{^{'}}$ 。碰撞过程中A对B的平均作用力是 $F_{2}$ ， B对A的平均作用力是 $F_{1}$ 。
a．请根据牛顿运动定律和运动学公式，推导小球A和小球B在碰撞前后满足关系式： $m_{1} v_{1} = m_{1} {v_{1}}^{^{'}} + m_{2} {v_{2}}^{^{'}}$
b．如果系统在碰撞前后总动能不变，这类碰撞叫作弹性碰撞；如果系统在碰撞后总动能减少，这类碰撞叫作非弹性碰撞。
在某次碰撞实验中 $m_{1} = 2 k g$ 、 $m_{2} = 1 k g$ ，碰撞前后的速度 $v_{1} = 3 m / s$ 、 ${v_{2}}^{^{'}} = 4 m / s$ 。请通过计算碰撞前后的动能，分析说明该次碰撞属于弹性碰撞还是非弹性碰撞。

(2)、碰撞过程可以实现物体之间的能量传输。在（1）的情景中，小球A和B的质量 $m_{1}$ 和 $m_{2}$ 的大小关系未确定。如果某次碰撞前后，小球A的动能全部“传输”给了小球B，请分析并判断这次碰撞中的两个问题：
a．小球A和B发生的碰撞类型是。
A．一定是弹性碰撞
B．一定是非弹性碰撞
C．弹性碰撞或非弹性碰撞均有可能
b．质量 $m_{1}$ 和 $m_{2}$ 的大小关系是什么？

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