高安市重点中学2022-2023学年高二下学期7月期末考试
物理
考生注意:
1.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、选择题 (共11题,每题4分,共44分,1-7单选,8-11多选。)
1.根据热力学知识,下列说法错误的是( )
A.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
B.0℃的冰中的水分子和0℃的液态水中的水分子平均动能相同
C.用阿伏加德罗常数和某种气体的密度,就可以求出该种气体的分子质量
D.寒冷的冬天,利用室内和室外之间的温度差制造一种热机,将空气中的一部分内能转化为机械能是可能的
2.如图所示,“伽利略在做铜球沿斜面运动的实验”,油画中描述了伽利略研究自由落体运动规律时设计的斜面实验,由此他推断:自由落体运动是匀变速直线运动。伽利略对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合,对这一过程的分析,下列叙述正确的是( )
A.伽利略通过实验来研究落体运动规律,比较精确的测量出了重力加速度的值
B.伽利略的探究过程是:问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
C.这个实验证实了亚里士多德对自由落体运动的认识是正确的
D.伽利略通过这个实验总结出了惯性定律
3.如图所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下列说法正确的是( )
A.红光的偏折最大,紫光的偏折最小
B.红光的偏折最小,紫光的偏折最大
C.玻璃对红光的折射率比紫光大
D.玻璃中紫光的传播速度比红光大
4.下列关于电磁波的说法,不正确的是( )
A.电磁波不能传播能量
B.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波
C.手机既可接收电磁波,又可发射电磁波
D.电磁波在真空中的速度约为c=3.0×108 m/s
5.《梦溪笔谈》是中国科学技术史上重要文献,书中对彩虹作了如下描述:“虹乃雨中日影也,日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图,设水滴是球形的,图中的圆代表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是( )
A.a、b两种单色光在真空中的传播速度不同
B.水滴对a光的临界角大于对b光的临界角
C.a、b光分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距较小
D.在水滴中a光的频率小于b光的频率
6.太阳内部有多种热核反应,其中的一个反应方程是:,若已知的质量为,的质量为,的质量为,x的质量为,则下列说法中正确的是
A.x是质子
B.x是电子
C.这个反应释放的核能为
D.和在常温下就能够发生聚变
7.如图是浩明同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于,每次打入的气体的压强为、体积为篮球容积的0.05倍,假设整个过程中篮球没有变形,不计气体的温度变化,球内气体可视为理想气体( )
A.打气后,球内体积不变,气体分子数密度不变
B.打气后,球内每个气体分子对球内壁的作用力增大
C.打气8次后,球内气体的压强为1.5atm
D.打气6次后,球内气体的压强为1.7atm
8.如图所示,质量为m的小球与轻质弹簧相连,穿在竖直光滑的等腰直角三角形的杆AC上,杆BC水平弹簧下端固定于B点,小球位于杆AC的中点D时,弹簧处于原长状态。现把小球拉至D点上方的E点由静止释放,小球运动的最低点为F,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.小球运动D点时速度最大
B.ED间的距离等于DF间的距离
C.小球运动到D点时,杆对小球的支持力为
D.小球在F点时弹簧的弹性势能大于在E点时弹簧的弹性势能
9.一束白光通过如图所示的梯形玻璃砖,在白墙上形成彩色光带,下列说法正确的有( )
A.墙面从上到下的依次是红橙黄绿蓝靛紫
B.墙面从下到上的依次是红橙黄绿蓝靛紫
C.在玻璃砖中,红光的光速比紫光大
D.对于同一介质,红光的折射率最小
10.空间中有如图所示的匀强电场,刚放入点可视为静止的原子核立刻发生衰变。之后衰变产物A、B两粒子的初速度与电场强度垂直,A、B两粒子的运动轨迹如图虚线所示,不计粒子重力和两粒子间的库仑力作用,下列说法正确的是( )
A.原子核发生的是衰变
B.粒子为粒子
C.A、B两粒子运动的加速度大小之比为
D.A、B两粒子运动的初速度大小相等
11.一群处于激发态的氢原子向基态跃迁,发出的光以相同的入射角照射到一块平行玻璃砖A上,经玻璃砖A后又照射到一块金属板B上,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.入射光经玻璃砖A后会分成相互平行的三束光线,从跃迁到发出的光经玻璃砖A后的出射光线与入射光线间的距离最小
B.在同一双缝干涉装置上,从跃迁到发出的光形成的干涉条纹最窄
C.经玻璃砖A后有些光子的能量将减小,有些光在玻璃砖的下表面会发生全反射
D.若从能级跃迁到能级放出的光子刚好能使金属板B发生光电效应,则从能级跃迁到基态放出的光子一定能使金属板B发生光电效应
二、实验题(共20分)
12.某探究小组为了通过油膜法测得油酸分子的大小,进行了如下实验步骤:
A.用注射器取一滴配置好的油酸酒精溶液滴入量筒测出体积,再根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积;
B.用浅盘装入约深的水,然后将 子粉均匀地撒在水面上;
C.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,立即将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上;
D.根据画有油膜轮廊的玻璃板上的坐标方格,数出轮廊内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方格的面积求出油膜的面积;
E.用公式,求出薄膜厚度,即油酸分子的直径。
(1)上述步骤中哪两个步骤是不妥当的,请指出并改正:
①_________________________________________________。
②_________________________________________________。
(2)探究小组的同学先将体积为的油酸溶解到酒精中,配制成体积为的油酸酒精溶液,并测得其中1滴油酸酒精溶液体积为,且在水面上形成的油膜面积为S,则可以测得油酸分子直径约为__________;若已知纯油酸的摩尔质量为,密度为,阿伏加德罗常数为,则滴这样的油酸酒精溶液含油酸分子个数约为__________。
(3)某同学实验中得到的结果比大多数同学的结果偏大,出现这种结果的原因,下列说法可能正确的是__________
A.油酸中含有大量酒精
B.计算油膜面积时,所有不足一格的方格都作为整格计入
C.水面上痱子粉撒得较多,油酸末完全散开
D.将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算了
13.如图所示,用气体压强传感器探究气体做等温变化的规律,操作步骤如下:
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体,将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来;
②移动活塞至某一位置,记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体的压强;
③重复上述步骤②,多次测量并记录压强和体积数据;
④根据记录的数据,作出相应图像,分析得出结论。
(1)关于本实验的基本要求,下列说法正确的是________(填选项前的字母)。
A.移动活塞时应缓慢一些
B.封闭气体的注射器应密封良好
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必须用国际单位表示
(2)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出________(填“”或“”)图像。对图像进行分析,如果在误差允许范围内该图线是一条________,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。
(3)在不同环境温度下,另一位同学重复了上述实验,实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为、,且。在如图所示的四幅图中,可能正确反映相关物理量之间关系的是________(填选项的字母)。
A. B.
C. D.
(4)当缓慢压缩注射器内的气体时,外界对气体做功,试从热力学第一定律的角度分析,气体做等温变化的原因是________。
三、计算题(共36分)
14.弹簧振子以点为平衡位置,在两点间做简谐运动,在时刻,振子从间的点以速度向点运动;在时刻,振子速度第一次变为;在时刻,振子速度第二次变为。
(1)求弹簧振子的振动周期;
(2)若之间的距离为,求振子在内通过的路程;
(3)若之间的距离为,从点以速度向点运动开始计时,写出弹簧振子的简谐运动方程。
15.如图所示,平静湖面岸边有一垂钓爱好者,他的眼睛恰好位于岸边B点正上方的A点,竿梢处于水面上的C点,浮标处于水面上的D点,鱼饵灯处于浮标正下方的F点。已知水面与B点等高,AB间的高度h=0.9m,AC间的距离l=4.5m,CD间的距离x=2m,此时垂钓者发现鱼饵灯刚好被竿梢挡住,已知鱼饵灯发出的色光,对湖水的折射率为,求:
(1)鱼饵灯的深度;
(2)若鱼饵灯缓慢竖直上浮,当它离水面多深时,鱼饵灯发出的光恰好无法从水面BC间射出。
16.如图所示,为方便抽取密封药瓶里的药液,护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液。某种药瓶的容积为5mL,瓶内装有4mL的药液,在的冰箱内时,瓶内空气压强为。在室温条件下放置较长时间后,护士先把注射器内0.5mL压强为的空气注入药瓶,然后抽出3mL的药液。抽取药液的过程中,瓶内外温度相同且保持不变,忽略针头内气体的体积和药液体积,气体视为理想气体。
(1)放置较长时间后,瓶内气体压强多大?
(2)注入的空气与瓶中原有空气质量之比多大?
(3)抽出药液后瓶内气体压强多大?
1.C
A.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力,故A正确,不符合题意;
B.0℃的冰中的水分子和0℃的液态水温度想的,则水分子平均动能相同,故B正确,不符合题意;
C.用阿伏加德罗常数,再加上气体的摩尔质量,才能求出该种气体分子的分子质量,故C错误,符合题意;
D.寒冷的冬天,利用室内和室外之间的温度差制造一种热机,将空气中的一部分内能转化为机械能是可能的,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.B
A.伽利略通过实验斜面来研究落体运动规律,得出了:自由落体运动是匀变速直线运动,但并没有测量出了重力加速度的值,A错误;
B.伽利略的探究过程是:提出问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论,B正确;
C.这个实验驳倒了亚里士多德对自由落体运动的认识,C错误;
D.牛顿在前人的基础上得出了牛顿第一定律又称为惯性定理,D错误。
故选B。
3.B
白色光经过三棱镜后产生色散现象,在光屏由上至下依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.由于紫光的折射率最大,所以偏折最大;红光的折射率最小,则偏折程度最小.故A错误,B正确.根据折射定律得知,玻璃对红光的折射率比紫光小.故C错误.由分析可知,折射率大的在玻璃中传播速度小,则紫光的传播速度比红光小.故D错误.故选B.
4.A
电磁波能传播能量,选项A错误; 根据电磁波谱的知识可知,无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波.故B正确;手机既可接收信号,又可发射信号;既可接收电磁波,又可发射电磁波.故C正确;根据电磁理论以及目前的测量可知,电磁波在真空中的速度为c=3.0×108m/s.故D正确;本题选择不正确的,故选A.
5.C
A.a、b两种单色光在真空中的传播速度相同,均为,故A错误;
B.由图可知,光线进入水滴后,a光的折射角小,根据
可知光折射率大,根据临界角公式,可知水滴对a光的临界角小于对b光的临界角,故B错误;
C.光折射率大,则光频率较大,根据可知光波长较小,根据可知a、b光分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距较小,故C正确;
D.光进入水滴后频率不变,所以在水滴中a光的频率大于b光的频率,故D错误。
故选C。
6.C
AB.根据核反应方程式质量数和核电荷数守恒,可知x的电荷数是0,质量数是1,所以x是中子,故AB错误;
C.由质能方程可知,这个反应释放的核能为,故C正确;
D.和在只有在极高温度下才能够发生聚变反应,故D错误.
7.C
A.打气后,球内体积不变,气体分子数密度增大,故A错误;
B.打气后,由于气体的温度不变,分子平均动能不变,球内气体分子对球壁的平均作用力不变,但是球内每个气体分子对球内壁的作用力不一定增大,故B错误;
C.打气8次后,由玻意耳定律
解得
故C正确;
D.打气6次后,由玻意耳定律
解得
故D错误。
故选C。
8.CD
A.圆环沿杆滑下,ED段受到重力和弹簧弹力(杆对小球的支持力垂直于杆,不做功),且与杆的夹角均为锐角,则小球加速,D点受重力和杆对小球的支持力,则加速度为,仍加速,DF段受重力和弹簧弹力,弹力与杆的夹角为钝角,但一开始弹力较小,则加速度先沿杆向下,而F点速度为0,则DF段,先加速后减速,D点时速度不是最大,故A错误;
B.若ED间的距离等于DF间的距离,则全过程,全过程小球重力势能减少,弹性势能不变,则系统机械能不守恒,故B错误;
C.D点受重力和杆对小球的支持力,垂直于杆方向受力分析得杆对小球的支持力为,故C正确;
D.若ED间的距离等于DF间的距离,则全过程,全过程小球重力势能减少,弹性势能不变,则ED间的距离应小于DF间的距离,则全过程,全过程小球重力势能减少,弹性势能增大,则系统机械能守恒,故D正确;
故选CD。
9.BCD
AB.在相同介质中,7中颜色的光中,红光折射率最小,紫光最大,因此在上图中,紫光的偏折程度最大,红光最小,A错误,B正确;
C.在根据公式
在玻璃砖中,,红光折射率比紫光折射率小,故红光的光速比紫光大,C正确;
D.对于同一介质,红光的频率最小,则红光的折射率最小,D正确。
故选BCD。
10.AC
A.根据A、B两粒子的运动轨迹,可知其所受电场力均与电场方向相同,即两粒子均带正电,可知原子核发生的是衰变,故A正确;
D.根据上述,该衰变的核反应方程为
衰变过程动量守恒,则有
可知,质量越大,速度越小,即的初速度小于的初速度,故D错误;
B.粒子在电场中做类平抛运动,则有
,
解得
根据图像可知,当竖直分位移大小相等时,的初速度小,电荷量大,则水平分位移小一些,可知A粒子为粒子,故B错误;
C.A、B两粒子运动的加速度大小
则
C正确。
故选AC。
11.AD
A.一群处于激发态的氢原子向基态跃迁,发出三种不同频率的光子,光线经过平行玻璃砖折射后,出射光线与入射光线平行。从跃迁到发出的光频率最小,则折射率最小,偏折程度最小,根据几何关系知,出射光线与入射光线间的距离最小,故A正确;
B.根据
可知,频率最大的光,波长最短,条纹间距最窄,从跃迁到发出的光频率最小,故B错误;
C.经玻璃砖A后,光子的频率不变,所以能量不变,在玻璃砖的下表面,根据光的可逆性,知不可能发生全反射,故C错误;
D.从能级跃迁到能级放出的光子频率最小,该光子若能发生光电效应,则其它光子也能发生光电效应,故D正确。
故选AD。
12.(1)A.只取一滴溶液测量体积时误差太大,应取数十滴滴入量筒进行测量 C.不能立即进行形状描绘,应等待油膜形状稳定后再进行描绘 (2) (3)CD
13.(1)AB (2) 过原点的倾斜直线 (3)AC (4)气体放热,Q为负值,W为正值
当时,气体内能不变,温度不变。
14.(1)1.2s;(2)160cm;(3)
(1)弹簧振子的振动周期
(2)振子的振幅
振子内路程
(3)因
则
根据
当时,带入得
即
15.(1)1.5m;(2)
(1)由题意知
由折射定得
解得
(2)鱼饵灯与竿梢的连线和竖直方向夹角恰好为临界角C时,鱼饵灯发出的光恰好无法从水面BC间射出。则
由几何关系得
解得
16.(1);(2);(3)
(1)根据题意有
,
放置较长时间后,瓶内温度与室温相同,体积不变,根据查理定律有
解得
(2)根据上述与题意可知,注入气体的压强与放置较长时间后瓶内气体压强相等,由于温度也相等,则有
(3)根据题意令
,,
抽出药液后气体体积
根据玻意耳定律有
解得