云南省曲靖市第一名校2023-2024学年高二下学期第一次阶段性考试物理试卷

试卷更新日期：2024-04-23 类型：月考试卷

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一、选择题（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项符合题目要求，选对得4分；第8—10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

1. 2023年8月24日，日本政府不顾国际社会的反对，一意孤行向海洋排放福岛核电站的核废水。核废水中含有多种放射性元素，这些放射性元素将对人类环境造成重大破坏。核废水中铯 $_{55}^{137} C s$ 的半衰期大约为30年，已知 $_{55}^{137} C s$ 发生β衰变的同时生成新核，以下说法正确的是（　　）

A、铯的半衰期会随温度升高而变大 B、 $_{55}^{137} C s$ 的比结合能大于其衰变生成新核的比结合能 C、衰变过程质量数、电荷数和质量都守恒 D、衰变生成新核的中子数为81

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2. 一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V₀ ， 2p₀）、 b（2V₀ ， p₀）、c（3V₀ ， 2p₀）以下判断正确的是（　　）

A、气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功 B、气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量 C、在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 D、气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量

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3. 如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出多种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子。下列说法正确的是（　　）

A、最多可放出6种频率不同的光子，全部属于巴耳末系 B、放出的光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到n=3激发态时产生的 C、用动能为12.7eV的电子撞击氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁至n=4的激发态 D、用能量为2.56eV的光子照射处于n=2能级的氢原子，可以使它跃迁到n=4的激发态

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4. 如图所示，一理想变压器由一个原线圈和两个副线圈组成，匝数比n₁：n₂：n₃=3：2：1，a、b端接正弦交流电，电路中电阻R₁=R₂=R₃ ，其余电阻均不计．若R₃消耗的功率为P，则R₁消耗的功率为

A、9P B、 $\frac{25}{9}$ P C、 $\frac{5}{3}$ P D、 $\frac{1}{9}$ P

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5. 如图，一小孩在河水清澈的河面上以1m/s的速度游泳，t = 0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t = 3s时他恰好看不到小石块了，河水的折射率n = $\frac{4}{3}$ ，下列说法正确的是（）

A、3s后，小孩会再次看到河底的石块 B、前3s内，小孩看到的石块越来越明亮 C、这条河的深度为 $\sqrt{7}$ m D、t=0时小孩看到的石块深度为 $\frac{4 \sqrt{7}}{3}$ m

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6. 天问一号在绕火星运动过程中由于火星遮挡太阳光，也会出现类似于地球上观察到的日全食现象，如图所示。已知天问一号绕火星运动的轨道半径为r，火星质量为M，引力常量为G，天问一号相对于火星的张角为 $α$ （用弧度制表示），将天问一号环火星的运动看作匀速圆周运动，天问一号、火星和太阳的球心在同一平面内，太阳光可看作平行光，则（）

A、火星表面的重力加速度为 $\frac{G M}{r^{2} s i n^{2} \frac{α}{2}}$ B、火星的第一宇宙速度为 $\sqrt{\frac{G M}{r t a n \frac{α}{2}}}$ C、天问一号运行的角速度为 $\sqrt{\frac{G M}{r^{3} s i n^{3} \frac{α}{2}}}$ D、天问一号每次日全食持续的时间为 $α \sqrt{\frac{r^{3}}{G M}}$

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7. 如图甲，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从弹簧上方 $x_{0}$ 处静止下落。若以小球开始下落的位置为坐标原点，建立竖直向下坐标轴 $O x$ ，小球下落至最低点过程中的 $a - x$ 图像如图乙（图中 $x_{0}$ ， $x_{1}$ ， $x_{2}$ ， g均为已知量），不计空气阻力，g为重力加速度。下列说法正确的是（　　）

A、 $x_{0}$ 到x₁段，小球做加速度逐渐越小的减速运动 B、弹簧受到的最大弹力为 $\frac{x_{2} - x_{0}}{x_{2} - x_{1}} m g$ C、该过程中小球与弹簧组成系统的势能变化的最大值为 $m g (x_{0} + x_{1})$ D、小球向下运动过程中最大速度为 $\sqrt{g (x_{1} + x_{0})}$

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8. 一列简谐横波在介质中沿x轴传播，波速为2m/s，t=0时的波形图如图所示，P为该介质中的一质点。则（　　）

A、该波的波长为14m B、该波的周期为8s C、t＝0时质点P的加速度方向沿y轴负方向 D、0~2 s内质点P运动的路程有可能小于0.1m

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9. 如图所示，水平桌面上有一个水银槽，薄壁细玻璃管的底部胶接着一根细线，细线的另一端悬挂在铁架台的支架上．玻璃管开口向下并插入水银槽中，管内外水银面高度差为 $h$ ，管内被封闭了一定质量的理想气体，下列各种情况下能使细线拉力变小的是（开始时细线的拉力不为零，且不计玻璃管所受的浮力）（）

A、随着环境温度升高，管内气体温度也升高 B、大气压强变大 C、再向水银槽内注入水银 D、稍降低水平桌面的高度，使玻璃管位置相对水银槽上移

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10. 打篮球是同学们喜爱的一种体育活动，篮球正常使用时气压范围为1.5atm～1.6atm。小明和同学们来到室内篮球场打篮球，发现篮球场内的篮球气压不足，测得篮球内部气体的压强为1.2atm。如图所示，小明同学用手持式打气筒在室内给篮球打气，每打一次都把体积为125mL、压强与大气压相同的气体打进球内。已知篮球的体积 $V = 5 L$ ，大气压强恒为 $p_{0} = 1.0 a t m$ ，打气过程中篮球体积和球内气体温度均视为不变，室内温度 $t_{1} = 24 ℃$ ，室外温度 $t_{2} = 27 ℃$ 。下列说法正确的是（）

A、若同学们在室内篮球场玩，最少需打气11次 B、若同学们在室内篮球场玩，最少需打气12次 C、若同学们将篮球带到室外篮球场玩，最多能打气15次 D、若同学们将篮球带到室外篮球场玩，最多能打气16次

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二、实验题（每空2分，共14分）

11. 某班级探究气体等温变化的规律，采用如图1所示的装置进行实验。他们将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积V；计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数据，做出相应图像。分析得出结论。

(1)、关于该实验下列说法正确的是____。

A、在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，目的是减小摩擦 B、为方便推拉柱塞，应用手握住注射器，且推拉柱塞缓慢 C、必须测出注射器内封闭气体的质量 D、封闭气体的压强和体积单位可以不用国际单位表示

(2)、某同学测得多组压强ρ和体积V的数据后，在 $p - \frac{1}{V}$ 坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为下图中（选填“a”或“b”）。

(3)、实验中某同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出 $V - \frac{1}{p}$ 图线，由于未计入注射器与压强传感器之间软管内的气体体积，作出的图像可能为；
A B. C. D.

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12. 在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下：
a.将 $1 m L$ 油酸配制成 $1000 m L$ 油酸酒精溶液；
b.用小注射器取一段油酸酒精溶液，并将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，直到 $1 m L$ 时一共滴入50滴；
c.向浅盘中倒入约 $2 c m$ 深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上；
d.用注射器在水面上滴一滴配制好的油酸酒精溶液；
e。待油酸薄膜的形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，并用彩笔在玻璃板上描出油酸薄膜的形状，如图所示。

(1)、每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 $m L$ ；

(2)、已知每一小方格的边长为 $1 c m$ ，则油膜面积为 $c m^{2}$ ；

(3)、根据上述数据得出油酸分子的直径是 $m$ （保留一位有效数字）；

(4)、关于本实验下列说法正确的有____。

A、油酸酒精溶液长时间放置，会使分子直径的计算结果将偏大 B、若油酸没有充分散开，会使分子直径的计算结果将偏小 C、计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会使分子直径的计算结果将偏小 D、在向量筒中滴入 $1 m L$ 油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，会使分子直径的计算结果将偏大

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三、解答题（13题8分，14题12分，15题20分）

13. 如图所示，在 $x O y$ 坐标系的第一象限内，分布着垂直纸面向外的匀强磁场（含坐标轴），磁感应强度大小为 $B = 0.5 T$ 。坐标为 $(0, 3)$ （单位：m）的点P处有一静止的原子核 ${}_{92}^{238}U$ 发生了 $α$ 衰变， $α$ 粒子的比荷为 $\frac{q}{m} = 5 \times 1 0^{7} C / k g$ ，放出的 $α$ 粒子以大小为 $v_{1}$ 的速度垂直磁场方向射入磁场中，方向与y轴正方向成30°，刚好与x轴相切而过，从y轴射出。不计重力及 $α$ 粒子与新原子核间相互作用，衰变后产生的新核用Th表示。

(1)、写出衰变的核反应方程：

(2)、 $α$ 粒子离开磁场的位置及速度 $v_{1}$ 大小；

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14. 如图（a），竖直圆柱形汽缸导热性良好，用横截面积为S的活塞封闭一定量的理想气体，活塞质量为 $m_{0}$ ，此时活塞静止，距缸底高度为H。在活塞上放置质量为 $m_{1}$ （未知）的物块静止后，活塞距缸底高度为 $H^{'} = \frac{2}{3} H$ ，如图（b）所示。不计活塞与汽缸间的摩擦，已知大气压强为 $p_{0}$ ，外界温度为27℃，重力加速度为g，汽缸始终保持竖直。

(1)、求物块质量 $m_{1}$ ；

(2)、活塞上仍放质量为 $m_{1}$ 物块，为使得活塞回到距缸底为H的高度，求密封气体的热力学温度T应缓慢上升为多少；

(3)、若（2）过程中气体内能增加了 $Δ U$ ，求该过程中缸内气体从外界吸收的热量Q。

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15. 如图所示，倾角为 $θ = 37 °$ 的绝缘斜面上固定着两足够长的平行金属导轨，导轨间距为 $L = 2 m$ ，上端连接阻值为 $R = 0.4 Ω$ 的定值电阻，下端开口。粗糙的导体棒a、b恰能静止在导轨上MN和PQ位置，MN和PQ之间的距离 $d = 3 m$ 。PQ下方存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 $B = 0.5 T$ ，现使a棒在平行于斜面向下 $F = 6 N$ 的恒力的作用下，从MN位置由静止开始向下加速运动，当a棒运动到与b棒碰撞前瞬间，撤去力 $F$ ， a、b两棒发生弹性碰撞。已知a棒的质量 $m_{a} = 1 k g$ ，电阻 $R_{a} = 0.4 Ω$ ， b棒的质量 $m_{b} = 3 k g$ ，电阻 $R_{b} = 0.2 Ω$ ，金属导轨的电阻不计，两棒始终与金属导轨垂直且接触良好，棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 3 7^{∘} = 0.6$ ， $c o s 3 7^{∘} = 0.8$ ，求：

(1)、a、b棒碰后瞬间b棒的速度大小；

(2)、从b棒开始运动到停下的过程中，定值电阻R上产生的焦耳热；

(3)、最终a、b棒间的距离。

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