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（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1运城市2023-2024学年第二学期期末调研测试高二物理试题本试题满分100分，考试时间75分钟。〖答案〗一律写在答题卡上。注意事项：1．答题前，考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。2．答题时使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的〖答案〗无效。4．保持卡面清洁，不折叠，不破损。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〖答案〗C〖解析〗AC．气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的，等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，选项A错误，C正确；B．气体分子的平均速率增大，若气体体积增大，气体的压强不一定增大，选项B错误；D．当某一容器自由下落时，容器中气体分子的运动不受影响，气体的压强不为零，选项D错误。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，r0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.④③②C.④①③ D.①④③〖答案〗B〖解析〗根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子之间距离r变化的图像；根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子力为零，可知曲线II为分子间引力和斥力的合力随分子之间距离r变化的图像；根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小，且小于r0时主要表现为斥力，即分子力表现为斥力，故曲线III为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。故选B。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.图乙对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图D.图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象〖答案〗D〖解析〗A．晶体熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，故A错误；B．当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大，可知对应曲线为同一气体温度较低时的速率分布图，故B错误；C．每隔一段时间把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，所以布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置，而不是运动轨迹，故C错误；D．图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象，故D正确。故选D。4.根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（）A.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〖答案〗A〖解析〗A．是核裂变反应，故A正确；B．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故B错误；C．半衰期对大量的原子核衰变的统计规律，对少量的原子核不适用，所以无法判断16个氡原子核，经过7.6天后剩下多少氡原子核，故C错误；D．大量氢原子从的激发态向低能级跃迁时，根据可知最多能辐射出3种不同频率的光子，故D错误；故选A。A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗根据质能方程可知，由于质量亏损该反应放出的能量为故选C。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. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗令法线与入射光线之间的夹角，即入射角为，法线与折射光线之间的夹角，即折射角为，根据几何关系有，根据折射率表达式有解得故选A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〖答案〗CD〖解析〗ABD．入射光的频率决定了遏制电压和光电子的最大初动能，由图可知因此甲光的频率等于乙光的频率，均小于丙光的频率，根据丙光的最大初动能大于甲光和乙光的最大出动能，故AB错误，D正确；C．由于甲的饱和电流大于乙的饱和电流，则甲光的光照强度大于乙光，故C正确；故选CD。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D.从B→C，气体从外界吸收热量〖答案〗BC〖解析〗A．由图可知状态A变化到状态B，压强与体积均增加，根据理想气体状态方程，有易知温度必定升高故A错误；B．由A选项分析，A→B温度升高，分子的平均动能增大。故B正确；C．状态A变化到状态B，压强的平均值为气体对外界做功为根据热力学第一定律又所以从A→B，气体吸收的热量大于。故C正确；D．从B→C，气体体积不变，不做功，有根据查理定律，可得气体压强减小，其热力学温度降低，内能减小。所以气体向外界释放热量。故D错误。故选BC。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，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〖答案〗BD〖解析〗A．小球落入小车过程中，竖直方向上系统所受合外力不为零，即小球和小车在竖直方向上动量不守恒，应该是水平方向上动量守恒，故A错误；B．小球落入小车过程中，小球、小车系统水平方向动量守恒可知解得即小车再次经过平衡位置时的速度大小为，选项B正确；CD．小球与小车保持相对静止后，根据弹簧振子的周期公式可知弹簧振子的质量增加，弹簧劲度系数未变，所以整个弹簧振子的周期变大，故C错误，D正确。故选BD。10.沿x轴传播的一列简谐横波在时的波动图像如图甲所示，处质点P的振动图像如图乙所示，质点M位于处。下列判断正确的是（）A.该波的传播速率为4m/sB.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8mD.质点M从开始运动0.5m路程所需的时间为〖答案〗AD〖解析〗A．由图可知，波的波长为4m，周期为1s，则波的传播速率为故A正确；B．由图乙可知，0.5s时质点P沿y轴正方向运动，由上下坡法可知P点处于下坡，即波的传播方向为x轴正方向，故B错误；C．质点P不会随波逐流，只会上下振动，故C错误；D．当质点M运动的路程为0.5m时，M处于-0.1m处且沿y轴正方向运动，以图示位置为计时0点，质点M的振动方程为（m）当y=-0.1m，可得故D正确。故选AD。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_____________，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____________，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）〖答案〗〖解析〗[1]油酸膜的面积是[2]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是[3]估测出油酸分子的直径是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______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______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，则测得的重力加速度______（结果保留3位有效数字，取）；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”）。〖答案〗20.22.09.86偏小〖解析〗[1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为[2]根据图丙可知解得[3]单摆的摆长为根据单摆周期公式有解得[4]结合上述，代入相关物理量的数值，解得[5]摆长应该等于摆动物体的重心到悬点的间距，实验中将悬点O点到钢球中心的距离作为单摆摆长，由于强磁铁吸附于小钢球下侧，摆动物体为钢球与强磁铁构成的整体，其重心应位于钢球中心的下侧，可知，实验中摆长的测量值偏小，结合上述可知，该同学实验得出重力加速度值与当地重力加速度相比会偏小。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，一个质量的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处。已知运动员与网接触的时间为，重力加速度取。（1）求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量；（2）求网对运动员的平均作用力大小。〖答案〗（1），方向竖直向上；（2）〖解析〗（1）设运动员触网前速度大小为，下落过程有解得设运动员触网后的速度大小为，上升过程有解得以竖直向上为正方向，触网过程中动量的变化量为方向竖直向上。（2）触网过程中，根据动量定理可得解得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，此速度仍大于要求的软着陆设计速度，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。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）线圈切割磁感线产生的感应电动势为根据欧姆定律，线圈中的电流为线圈受到的安培力为根据牛顿第二定律可得（2）对滑块K，设滑块K受到的支持力为，由力的平衡线圈的速度减小到原来的一半，则安培力减小为根据牛顿第三定律，滑块对地面的压力为可得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，汽缸底部到斜面底端挡板的距离，汽缸内气体的初始温度。已知汽缸质量，活塞的质量、横截面积，活塞能无摩擦滑动，重力加速度，大气压。（1）求初始状态下汽缸内气体压强；（2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，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，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