山西省运城市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题

试卷更新日期：2024-07-13 类型：期末考试

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一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1. 关于气体的压强，下列说法正确的是（　　）

A、气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的 B、气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大 C、气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 D、当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零

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2. 图1和图2中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子之间的距离变化的规律， $r_{0}$ 为平衡位置。现有如下物理量：①分子间引力，②分子间斥力，③分子间引力和斥力的合力，④分子势能，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是（　　）

A、①③② B、④③② C、④①③ D、①④③

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3. 下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是（　　）

A、图甲表明晶体熔化过程中分子平均动能变大 B、图乙 $T_{1}$ 对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图 C、图丙是显微镜下三颗小炭粒每隔一定时间的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 D、图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象

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4. 根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（　　）

A、 $_{92}^{235} U +_{0}^{1} n \to_{54}^{140} Xe +_{38}^{94} Sr + 2_{0}^{1} n$ 是核裂变反应 B、结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 C、氡的半衰期为3.8天，现有16个氡原子核，经过7.6天后剩下4个氡原子核 D、大量氢原子从 $n = 3$ 的激发态向低能级跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子

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5. 2020年12月17日，我国嫦娥五号月面采样归来。研究发现月壤中含有大量氦3，可实现全人类数千年甚至上万年的能源供应。氦3聚变的核反应方程为 $_{2}^{3} He +_{2}^{3} He \to_{2}^{4} He + 2_{1}^{1} H$ ，设 $_{2}^{3} He$ 、 $_{2}^{4} He$ 、 $_{1}^{1} H$ 的质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 、 $m_{3}$ ，真空中光速为c，则该核反应释放的能量为（）

A、 $(m_{1} - m_{2} - m_{3}) c$ B、 $(2 m_{1} + m_{2} - m_{3}) c$ C、 $(2 m_{1} - m_{2} - 2 m_{3}) c^{2}$ D、 $(2 m_{3} + m_{2} - 2 m_{1}) c^{2}$

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6. 斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象。一个容器中装水，一束单色光沿AO从O点射入水中，以O 点为圆心画圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，交点为N，BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心，OM为半径画另一圆。则以下线段长度之比等于水的折射率的是（　　）

A、 $\frac{O B}{O M}$ B、 $\frac{M B}{M N}$ C、 $\frac{N B}{N M}$ D、 $\frac{M B}{N B}$

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二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，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）

7. 在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（　　）

A、甲光的频率大于乙光的频率 B、乙光的频率大于丙光的频率 C、甲光的光照强度大于乙光 D、甲光所产生的光电子最大初动能小于丙光产生的光电子最大初动能

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8. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历A→B→C→A，完成循环。下列说法正确的是（）

A、理想气体从A→B经历的是等温变化过程 B、气体分子在状态A的平均动能小于在状态B的平均动能 C、从A→B，气体吸收的热量大于 $\frac{3}{2} p_{0} V_{0}$ D、从B→C，气体从外界吸收热量

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9. 如图所示，小车与轻质弹簧组成一个弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动。当小车以水平向右的速度v₀通过平衡位置时，一小球恰好以大小为v₀的速度竖直落入小车车厢中的细砂内并立即与小车保持相对静止，已知小车质量是小球质量的9倍，弹簧振子的周期 $T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}}$ ，其中k为弹簧的劲度系数，m为弹簧振子的质量，下列说法正确的是（　　）

A、小球落入车厢的过程中，小球和小车组成的系统动量守恒 B、小车再次经过平衡位置时的速度大小为 $\frac{9}{10} v_{0}$ C、小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的周期不变 D、小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的周期变大

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10. 沿x轴传播的一列简谐横波在 $t = 0.5 s$ 时的波动图像如图甲所示， $x = 2 m$ 处质点P的振动图像如图乙所示，质点M位于 $x = 1 m$ 处。下列判断正确的是（　　）

A、该波的传播速率为4m/s B、此波在向x轴负方向传播 C、经过2s时间，质点P沿波的传播方向移动8m D、质点M从 $t = 0.5 s$ 开始运动0.5m路程所需的时间为 $\frac{2}{3} s$

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三、实验题（每空2分，共16分）

11. 在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格，则油酸膜的面积是 $m^{2}$ ，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 $m^{3}$ ，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是m。（以上结果均保留两位有效数字）

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12. 在“利用单摆测重力加速度”的实验中，一同学利用智能手机软件中的“磁传感器”功能，可以实时记录手机附近磁场的变化，磁极越靠近手机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大。现用智能手机、磁化小球、铁架台、塑料夹子等实验器材，来测量当地重力加速度，实验步骤如下：
a.用游标卡尺测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数 $d =$ mm；
b.将细绳一端固定在O点，另一端系一小钢球，用毫米刻度尺测量出细绳的长度L；
c.如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一手机，打开手机中测量磁感应强度的应用软件；
d.使单摆小角度摆动，每当钢球经过手机时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值，某次实验中采集到磁感应强度随时间变化的图像如图丙，由图得单摆的周期 $T =$ s（保留两位有效数字）；
e.若该同学把O点到钢球中心的距离作为单摆摆长，则重力加速度的表达式可表示为（用L、d、T进行表示）；若这次测量中绳长 $L = 99 cm$ ，则测得的重力加速度 $g =$ $m / s^{2}$ （结果保留3位有效数字，取 $π^{2} = 9.86$ ）；
f.根据以上操作，该同学实验得出重力加速度值与当地重力加速度相比会（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

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四、计算题（共3小题，共36分，要求必须写出必要的文字说明、公式、主要的计算步骤和明确的答案，只有最后答案不给分）

13. 如图所示，一个质量 $m =50kg$ 的蹦床运动员，从离水平网面 $h_{1} =3.2m$ 高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面 $h_{2} =5.0m$ 高处。已知运动员与网接触的时间为 $Δ t =0.9s$ ，重力加速度 $g$ 取 $10m/ s^{2}$ 。
（1）求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量 $Δ p$ ；
（2）求网对运动员的平均作用力大小 $\bar{F}$ 。

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14. 航天回收舱实现软着陆时，回收舱接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为 $v_{0}$ ，此速度仍大于要求的软着陆设计速度 $\frac{v_{0}}{2}$ ，为此，科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。主要部件为缓冲滑块K及固定在绝缘光滑缓冲轨道MN和PQ上的回收舱主体，回收舱主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面磁感应强度为B的匀强磁场，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L，当回收舱接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使回收舱主体持续做减速运动，从而实现缓冲。已知回收舱主体及轨道的总质量为m，缓冲滑块（含线圈）K的质量为M，重力加速度为g，不考虑运动磁场产生的电场，求：
（1）缓冲滑块刚落地时回收舱主体的加速度大小；
（2）达到回收舱软着陆要求的设计速度时，缓冲滑块K对地面的压力大小。

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15. 图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其放在光滑斜面上进行研究，简化结构如图乙，带有活塞A的导热汽缸B放置在倾角为 $θ = 30 °$ 的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部的距离 $L_{1} = 27 cm$ ，汽缸底部到斜面底端挡板的距离 $L_{2} = 1 cm$ ，汽缸内气体的初始温度 $T_{1} = 270 K$ 。已知汽缸质量 $M = 0.6 kg$ ，活塞的质量 $m = 0.2 kg$ 、横截面积 $S = 1.5 {cm}^{2}$ ，活塞能无摩擦滑动，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，
大气压 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ 。
（1）求初始状态下汽缸内气体压强 $p_{1}$ ；
（2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从 $T_{1}$ 上升到 $T_{2}$ ，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板。已知该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系 $U = k T, k = 2 \times 10^{- 3} J / K$ ，若气缸气密性良好，求该过程中气体吸收的热量Q；
（3）为了检验该装置的气密性，实验小组将该装置固定在一平板车上加速下坡，如图丙所示，已知坡度 $θ = 30 °$ ，加速度 $a = 5 m / s^{2}$ ，活塞到汽缸底部的距离 $L_{1}^{'} = 27 cm$ ，环境温度保持 $T_{1}$ 不变，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若不良好，求进气或漏气气体占原有气体的百分比？

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