山东省济南市莱芙市第十七名校2023-2024学年高二（下）6月月考考试物理试卷

试卷更新日期：2024-06-28 类型：月考试卷

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一、单选题：本大题共8小题，共32分。

1. 下列说法中正确的是

A、 $1$ 克 $100 ℃$ 的水的内能等于 $1$ 克 $100 ℃$ 的水蒸气的内能 B、水蒸气凝结成小水珠过程中，水分子间的引力增大，斥力减小 C、分子间的距离 $r$ 存在某一值 $r_{0}$ ，当 $r > r_{0}$ 时，分子间引力小于斥力，当 $r < r_{0}$ 时，分子间斥力小于引力 D、在一定温度下，大量气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律

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2. 如下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，则该振动系统的固有频率最接近( )
驱动力频率 $/ H z$
$30$
$40$
$50$
$60$
$70$
$80$
受迫振动振幅 $/ c m$
$10.2$
$16.8$
$27.2$
$17.1$
$16.5$
$8.3$

A、 $30 H z$ B、 $50 H z$ C、 $60 H z$ D、 $80 H z$

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3. $2023$ 年 $4$ 月 $12$ 日，我国科学家利用自主设计的全超导托卡马克核聚变实验装置 $(E A S T)$ ，成功实现稳态高约束模式等离子体运行 $403$ 秒的新世界纪录．该核聚变反应方程为 $_{1}^{2} H +_{1}^{3} H \to_{2}^{4} H e + X$ ，其中粒子 $X$ 是

A、中子 B、电子 C、质子 D、正电子

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4. 在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料 $— P u O_{2}$ 作为发电能源为火星车供电。 $P u O_{2}$ 中 $P u$ 元素的半衰期是 $87.7$ 年，质量为 $20 g$ 的 $P u$ 元素经过 $t$ 年后，剩余 $P u$ 的质量为 $2.5 g$ ，则 $t$ 等于( )

A、 $76.7$ B、 $263.1$ C、 $175.4$ D、 $87.7$

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5. 如图所示，一定质量的理想气体，经历 $a \to b \to c \to a$ 过程，其中 $a \to b$ 是等温过程， $b \to c$ 是等压过程， $c \to a$ 是等容过程。下列说法正确的是( )

A、完成一次循环，气体向外界放热 B、 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三个状态中，气体在 $c$ 状态分子平均动能最大 C、 $b \to c$ 过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功 D、 $a \to b$ 过程中，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会增加

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6. 甲、乙两列简谐横波在同一种均匀介质中分别沿 $x$ 轴正方向和负方向传播， $t = 0$ 时刻的波形图如图所示。当两列波均传播到坐标原点后，坐标原点 $x = 0$ 处质点的振幅为( )

A、 $8 c m$ B、 $6 c m$ C、 $0 c m$ D、 $2 c m$

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7. 常规材料的折射率都为正值 $(n > 0)$ 。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值 $(n < 0)$ ，称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角 $i$ 与折射角仍满足 $\frac{s i n i}{s i n r} = n$ ，但是折射光线与入射光线位于法线的同一侧 $($ 此时折射角取负值 $)$ 。现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出，若该材料对此电磁波的折射率 $n = - \sqrt{2}$ ，能正确反映电磁波穿过该材料传播路径的示意图是( )

A、 B、 C、 D、

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8. 如图所示，某装置中竖直放置一内壁光滑、开口向上的圆柱形容器，圆柱形容器用一定质量的活塞封闭一定质量的理想气体，外界大气压强为 $p_{0}$ ，当装置静止时，容器内气体压强为 $1.1 p_{0}$ ，活塞下表面与容器底面的距离为 $h_{0}$ ，当装置以某一恒定加速度加速上升时，活塞下表面距容器底面的距离为 $0.8 h_{0}$ ，若容器内气体温度始终保持不变，重力加速度大小为 $g$ ，则装置的加速度大小为( )

A、 $0.25 g$ B、 $1.5 g$ C、 $2.75 g$ D、 $11.5 g$

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二、多选题：本大题共4小题，共16分。

9. 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )

A、物理性质表现为各向同性的固体可能是晶体也有可能是非晶体 B、晶体一般都具有规则的几何形状，形状不规则的固体一定是非晶体 C、液晶材料会呈现光学各向异性，因此液晶也是一种晶体 D、晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化

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10. “微光夜视仪”是利用光电效应工作的一种仪器，当夜间物体反射的低亮度的光，照到阴极时产生光电子，这些光电子经过几十万倍的放大后投射到荧光屏上成像，便于夜间侦察、观测等工作。产生光电子的原理如图所示，阴极 $K$ 由逸出功为 $W_{0}$ 的某金属构成，当某一频率的光照射到阴极时，微安表有示数，普朗克常量为 $h$ ，下列说法正确的是( )

A、只有光照强度足够大才能发生光电效应 B、若增大入射光频率，微安表示数一定增大 C、若光照频率小于 $\frac{W_{0}}{h}$ ，则不能发生光电效应 D、阴极 $K$ 接电源正极，微安表示数可能不为零

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11. 托卡马克装置主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应的方程为 $_{1}^{2} H +_{1}^{2} H - \to_{2}^{3} H e + X$ 。已知氘核的质量为 $m_{1}$ ，的质量为 $m_{2}$ ，下列说法正确的是( )

A、核聚变可以在常温下发生 B、 $X$ 为 C、 $X$ 的质量为 $2 m_{1} - m_{2}$ D、氘的比结合能小于的比结合能

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12. 光导纤维又称光纤，是传光的细圆玻璃丝，图 $(a)$ 是光纤导光后的效果。由甲、乙两种单色光组成的复合光，从一根直的光纤端面以 $45 °$ 角射入，第一次折射后的光路如图 $(b)$ 所示，两束单色光均在侧面发生全反射，下列说法正确的是( )

A、光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小 B、乙光在光纤中全反射的临界角比甲光大 C、乙光在光纤中传播时间比甲光长 D、乙光在光纤中传播速度比甲光大

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三、实验题：本大题共2小题，共14分。

13. 油酸酒精溶液的浓度为每 $1000 m L$ 油酸酒精溶液中含有油酸 $0.6 m L$ ，现用滴管向量筒内滴加 $80$ 滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了 $1 m L$ ，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为 $1 c m$ ，试问：

(1)、这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。

(2)、利用题中所给数据并结合上图，估测出油酸分子的直径是 $m ($ 结果保留一位有效数字 $)$ 。

(3)、某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是。
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B.计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C.计算油酸模面积时，只数了完整的方格数；
D.水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开

(4)、若阿伏加德罗常数为 $N_{A}$ ，油酸的摩尔质量为 $M$ 。油酸的密度为 $ρ$ 。则下列说法正确的是____。

A、 $1 k g$ 油酸所含有分子数为 $ρ N_{A}$ B、 $1 m^{3}$ 油酸所含分子数为 $\frac{ρ N_{A}}{M}$ C、 $1$ 个油酸分子的质量为 $\frac{N_{A}}{M}$ D、油酸分子的直径约为 $\sqrt[3]{\frac{6 M}{ρ N_{A}}}$

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14. 某学习小组通过实验测定一截面为半圆形玻璃砖的折射率 $n$ ，可用的实验器材有半圆形玻璃砖、白纸、激光笔、刻度尺、游标卡尺、光屏、圆规、铅笔。部分步骤如下：
$①$ 用游标卡尺测量玻璃砖的直径 $d$ ；
$②$ 在平铺的白纸上利用圆规画出半圆形玻璃砖的位置和圆心 $O$ ，过 $O$ 点画出法线；将玻璃砖沿画好的半圆形位置放好，玻璃砖直径 $A B$ 与竖直放置的光屏 $M N$ 垂直并接触于 $A$ 点；
$③$ 用激光笔从玻璃砖一侧照射半圆形玻璃砖的圆心 $O$ ，如图甲所示，在光屏 $M N$ 上可以观察到两个光斑 $C$ 、 $D$ ；从图示位置逆时针缓慢移动激光笔，使光斑 $D$ 恰好消失，用铅笔在白纸上标记此时光斑 $E$ 的位置，移走玻璃砖和光屏。
根据以上步骤，回答下列问题：

(1)、测得半圆形玻璃砖直径 $d$ 的读数如图乙所示，则 $d =$ $c m$ ；

(2)、为了精准测量半圆形玻璃砖的折射率 $n$ ，还需测量的一个物理量及表示它的字母为；

(3)、根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式 $n =$ 。

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四、简答题：本大题共1小题，共8分。

15. 如图所示，海洋浴场的海面上等间距排列着一排浮球，用来警示航行者注意安全，避免进入危险海域。现有距离为 $3.6 m$ 的两个浮球 $A$ 和 $B$ 停在海面上，在沿浮球排列方向上的水波作用下，浮球每分钟上下浮动 $15$ 次。当浮球 $A$ 处于波峰位置时，浮球 $B$ 恰在平衡位置，两浮球间还有一个波谷。求：

(1)、该水波的传播周期 $T$ ；

(2)、该水波的波速 $v$ 。

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五、计算题：本大题共3小题，共30分。

16. 核电池又称同位素电池，是利用放射性同位素衰变放出载能粒子并将其能量转换为电能的装置，我国发射的嫦娥三号和四号月球着陆器配备了中俄联合研制的钚 $238$ 核电池，该核电池使用的燃料为 $_{94}^{238} P u$ 。一个静止的 $_{94}^{238} P u$ 发生 $α$ 衰变生成新核 $X$ ，并放出 $γ$ 射线。已知 $_{94}^{238} P u$ 的质量为 $m_{0}$ ， $α$ 粒子的质量为 $m_{1}$ ，动能为 $E_{1}$ ，新核 $X$ 的质量为 $m_{2}$ ，动能为 $E_{2}$ ，光速为 $c$ ，普朗克常量为 $h$ 。

(1)、写出 $_{94}^{238} P u$ 衰变的核反应方程；

(2)、求 $γ$ 射线的频率。

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17. 极紫外线广泛应用于芯片制造行业，如图甲所示，用波长 $λ = 110 n m$ 的极紫外线照射光电管，恰好能发生光电效应。已知普朗克常量 $h = 6.6 \times 1 0^{- 34} J \cdot s$ ， $1 n m = 1 0^{- 9} m$ ， $1 e V = 1.6 \times 1 0^{- 19} J$ ， $c = 3 \times 1 0^{8} m / s$ 。

(1)、求阴极 K 材料的逸出功 $W_{0}$ ；

(2)、图乙是氢原子的能级图，若大量处于 $n = 4$ 激发态的氢原子发出的光照射阴极 K，灵敏电流计G显示有示数，调整电源和滑动变阻器，测得电流计示数I与电压表示数U的关系图像如图丙，则图丙中 $U_{c}$ 的大小是多少?

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18. 如图所示，有一高为 $0.30 m$ 的内壁光滑的汽缸开口向上放置，其上端设有挡板，使厚度不计的绝热活塞不能离开汽缸，活塞的质量为 $4.0 k g$ ，横截面积为 $8.0 c m^{2}$ 。汽缸内封闭着一定质量的理想气体，开始时活塞距汽缸底部的高度为 $0.20 m$ 。现对汽缸加热，活塞缓慢上升，一段时间后停止加热，当封闭气体的温度达到 $600 K$ 时，压强变为 $2.0 \times 1 0^{5} P a$ 。已知大气压强为 $1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，求

(1)、气体原来的压强；

(2)、气体原来的温度；

(3)、若气体在整个过程中吸收的热量为 $48 J$ ，求气体内能的增加量。

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驱动力频率 $/ H z$	$30$	$40$	$50$	$60$	$70$	$80$
受迫振动振幅 $/ c m$	$10.2$	$16.8$	$27.2$	$17.1$	$16.5$	$8.3$