2023-2024学年辽宁省协作体高二（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年辽宁省协作体高二（下）期末物理试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，综合题等内容，欢迎下载使用。

1.某同学上学时错过了校车。校车从上车位置A点出发10分钟后，某同学才从A点乘上了一辆出租车。两车刚好同时到达下车位置B。两车均视为直线运动，所走路径一致，校车的v−t图像如图实线所示；出租车的v−t图像如图虚线所示。关于两车从A到B的过程，下列说法正确的是( )
A. 前25min内两车间的距离一直在增大
B. 出租车的平均速度比校车的大
C. 30min末两车第三次相遇
D. 25min末校车速度和加速度的方向均改变
2.如图所示，蜘蛛网的主干纤维上分布着许多纤维凸起，可作为水蒸气凝结为水珠的凝结核，在朝阳下宛如珍珠项链。下列说法正确的有( )
A. 清晨的露珠格外明亮，这是阳光照射进小水珠后的折射现象
B. 由于露珠受到重力作用，所以露珠呈现的是上小下大的近似球状的水滴，与表面张力无关
C. 水珠悬挂在蜘蛛网上，说明水可以浸润蜘蛛丝
D. 露珠内部水分子热运动的平均动能不随温度变化而变化
3.如图所示，甲图是铀核裂变，铀核在被中子轰击后分裂成钡和氪，同时释放中子，产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，乙图是反应堆中放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，丙图是原子核的比结合能与质量数之间的关系图像，丁图为α粒子散射图景，下列判断正确的是( )
A. 甲图，铀核裂变反应方程为 92235U→56144Ba+3689Kr+201n
B. 乙图，每过3.8天反应堆的质量就减少一半
C. 丙图， 2656Fe原子核结合能高于 56144Ba
D. 丁图，其中有少数α粒子发生大角度偏转，是因为α粒子受到原子核的库仑斥力
4.有时我们能观察到日晕现象，如图甲所示，日晕是当太阳光线在卷层云中的冰晶折射时而产生的。图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的两种单色光。下列说法正确的是( )
A. a光的频率大于b光的频率
B. 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大
C. 分别用a、b两种光在相同条件做双缝干涉实验，a光得到的干涉条纹间距较窄
D. b光比a光更容易发生明显衍射现象
5.如图所示为做简谐运动的质点位移随时间变化图像，则下列说法正确的是( )
A. 质点在t=0时刻位移方向为y轴负方向
B. (t1+0.25)s～(t1+0.5)s时间内，质点的速度与加速度方向相反
C. 质点在任意一个1.25s内通过的路程均为50cm
D. 质点的振动方程为y=0.1sin(2πt+π6)m
6.如图甲所示为演示光电效应的实验装置，图乙所示为该实验装置在a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，图丙所示为氢原子的能级图，表格给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。则( )
A. 图甲所示的光电效应实验装置所加的是反向电压，能测得图乙中的Uc1，Uc2
B. 若b光为绿光，c光可能是黄光
C. 若b光光子能量为0.66eV，照射某一个处于n=3激发态的氢原子，最多可以产生3种不同频率的光
D. 若用能使金属铷发生光电效应的光，用它直接照射处于n=2激发态的氢原子，可以直接使该氢原子电离
7.一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2s时刻的波形如图中的虚线所示，则( )
A. t=0.2s时，质点P的振动方向一定竖直向上
B. 波的周期可能为0.17s
C. 波的传播速度可能为330m/s
D. 波的传播速度可能为280m/s
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，一定质量的某种理想气体，沿p−V图像中箭头所示方向，从状态a开始先后变化到状态b、c，再回到状态a。已知a状态气体温度为27℃。则下列说法正确的是( )(绝度零度取−273℃)
A. 气体在c状态时的温度为600K
B. 从状态a→b→c的过程中，气体吸收热量
C. 气体在a→b→c→a过程中放出热量100J
D. 气体在b→c过程中单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数增多
9.如图所示，可伸缩轻质弹簧和轻质杆的一端分别用铰链连接在固定竖直板的P、Q处；另一端连接在质量为m的小球上，初始时刻竖直向上的力F的作用在小球上，使杆处于水平状态，弹簧的原长和杆的长度均为l，PQ间距为l2。现保持力F的方向不变缓慢提升小球，直到弹簧呈水平状态(弹簧始终在弹性限度内)。则在这个过程中( 5=2.236)( )
A. 弹簧在末态时的弹力比初态时的大B. 小球可能受三个力作用
C. 轻质杆所受的弹力先变小后变大D. F先变大后一直变小
10.如图所示，一劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定，上端栓接质量为m的水平木板P，木板上再放一质量也为m的小物块Q，静止时位置如图所示。现对Q施加一竖直向上、大小为12mg的恒力F，已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，则( )
A. 刚施加力F时，Q对P的压力大小为12mg
B. 施加力F后，在接下来的运动过程中P、Q不可能分离
C. P运动到最高点时，弹簧的弹力大小为mg
D. P从静止时位置到第一次速度最大的位置间的距离是mg2k
三、综合题：本大题共5小题，共54分。
11.（6分）某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶套和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度L可以从刻度尺读取，由于注射器横截面积各处相同，所以可用空气柱长度L代替空气柱体积，空气柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表读取。改变并记录空气柱的长度及对应的压强。

(1)下列实验操作中，有助于减小实验误差的有______；
A.实验中缓慢推动活塞，改变空气柱的体积，读出对应的压强
B.推动活塞时，为了保持装置稳定，用手握住注射器
C.在注射器活塞上涂上润滑油，防止漏气
(2)处理数据时，某同学绘制了两种图像，图乙横坐标为L，图丙横坐标为1L，为了快速判断本实验中压强和体积的关系，应选择______图方式处理数据(填“乙”或“丙”)。
(3)根据实验数据，得出的结论为______。
A.一定量的气体等温变化时，压强与体积成正比
B.一定量的气体等温变化时，压强与体积成反比
C.一定量的气体等容变化时，压强与温度成正比
D.一定量的气体等容变化时，压强与温度成反比
12.（8分）某软件能够调用手机内置加速度传感器，实时显示手机加速度的数值。小明通过安装有该软件的智能手机(其坐标轴如图1所示)探究加速度与力的关系，实验装置原理图如图2所示。

(1)分别称量出小桶的质量m0和手机的质量M0。
(2)开始时，整个实验装置处于静止状态，小桶里没有装砝码。
(3)用手突然向上托起小桶，使得绳子松弛，此瞬间手机受到的合力大小为______(用题中所给字母表示)，根据图3软件截图读出此瞬间手机y轴上的加速度a的数值为______m/s2。
(4)往小桶中增加砝码，重复步骤(3)，测得实验数据如下，g取10m/s2：
如表中空白处的数据为(3)中所读数据。利用数据作出a−F图像，在图4中描出第一组数据的点并连线，可以得到结论：当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比。
(5)从图3软件截图可以看出，即使整个实验装置处于静止状态，手机依然显示有加速度扰动，为了减少该扰动造成的相对误差，下列做法可行的是______。
A.使用质量更大的砝码组
B.将弹簧更换为不可伸长的细线
C.将弹簧更换为劲度系数更小的弹簧
D.让小桶和砝码的质量远远小于手机的质量
13.（10分）瓷器是“泥琢火烧”的艺术，是古人智慧的结晶。如图所示，气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为p0，温度为27℃，当窑内气压达到3p0时，气窑上方的单向排气阀开始排气，之后使气窑内气体压强保持3p0不变，窑内气体温度逐渐升高至1227℃后保持不变，连续烧制8～10小时。则：
(1)单向排气阀开始排气时，窑内气体温度为多少开尔文？
(2)本次烧制排出气体的质量与原来气体质量之比是多少？
14.（12分）如图甲所示，玻璃半球半径为R，O为球心，AB为直径，现有均匀分布的单色光垂直入射到半球的底面。已知玻璃对单色光的折射率为 2。如图乙所示，球冠(不含圆底面)的表面积为S=2πRℎ。其中ℎ为球冠高度，只考虑首次射到球面的光。则：
(1)所有从半球底面射入的光发生全反射的占总数的几分之几？
(2)整个半球面透光的面积为多少？
(3)从半球球面射出的光中，在玻璃内的传播的最短时间为多少秒？
15.（18分）如图甲所示，质量M=2kg的L形工件静置于粗糙的水平桌面上，O为工件上表面一点，工件上表面O点左侧光滑，右侧粗糙。质量m=1kg的可以看成质点的小滑块放在工件上并紧靠左侧壁，其与工件上表面粗糙部分间的动摩擦因数μ=0.8。现对工件施加大小为12N的水平推力F，并于1.5s后撤去推力F。在推力作用下工件运动的速度v随时间t变化的关系如图乙所示。撤去推力后，当滑块到达O点时工件速度恰好为零，滑块运动过程中始终未滑出工件。g取10m/s2，不计工件侧壁的厚度，桌面足够长。求：

(1)工件底面与水平桌面间的动摩擦因数μ′；
(2)工件光滑部分的长度d；
(3)工件的最小长度L和工件发生的总位移x。
参考答案
1.B
2.C
3.D
4.B
5.D
6.CD
7.C
8.BC
9.AC
10.BCD
11.AC 丙 B
12.m0g 0.96 A
13.解：(1)烧制前窑内空气的温度为
T1=(30+273)K=300K
加热到排气前瞬间，锅内温度为T2，排气前，锅内气体为等容变化，则有
p0T1=3p0T2
解得T2=900K
(2)最终窑内温度为
T3=(273+1227)K=1500K
设窑内容积为V，排出气体体积为V′，排气后气气体压强保持3p0不变，为等压变化，则
VT2=V+V′T3
由于密度相同，则本次烧制排出气体的质量与原来气体质量之比为
m′：m=V′：(V+V)
解得m′：m=2：5
答：(1)单向排气阀开始排气时，窑内气体温度为900开尔文；
(2)本次烧制排出气体的质量与原来气体质量之比是2：5。
14.解：(1)设发生全反射的临界角为C，作出光路图，如图所示

则有
1n=rR
解得
r= 22R
发生全反射的光入射位置的面积为S1，底面总面积为S2，则有
S1=πR2−πr2=12πR2，S2=πR2
则
S1S2=12
(2)由几何关系可知O点到球冠圆底面的距离为 22R，则球冠高度为
ℎ=R− 22R
则由球冠面积公式，透光面积为
S=2πRℎ
解得
S=(2− 2)πR2
(3)射出的光中，在玻璃内的传播路径最短为
x= 22R
根据折射率与光速的关系式有
n=cv
光在玻璃内的传播的最短时间
t=xv
解得
t=Rc
答：(1)所有从半球底面射入的光发生全反射的占总数的12；
(2)整个半球面透光的面积为(2− 2)πR2；
(3)从半球球面射出的光中，在玻璃内的传播的最短时间Rc。
15.解：(1)由工件运动的丙图像得
a0=ΔvΔt=31.5m/s2=2m/s2
设工件底面与水平桌面间的动摩擦因数为μ′，在水平推力作用下，滑块与工件看成整体，对整体由牛顿第二定律可得
F−μ′(M+m)g=(M+m)a0
解得
μ′=0.2
(2)撤去推力F后，滑块匀速到达O点，工件做减速运动，对工件则有
−μ′(M+m)g=Ma1
解得
a1=−3m/s2
工件运动时间为
t1=0−v0a1
解得
t1=1s
工件光滑部分的长度
d=v0t1−v02t1
解得
d=1.5m
(3)滑块运动到粗糙面上时，由于
μmg=8N>μ′(M+m)g=6N
滑块做减速运动，工件做加速运动，对滑块则有
−μmg=ma2
解得
a2=−8m/s2
对工件则有
μmg−μ′(M+m)g=Ma3
解得
a3=1m/s2
滑块运动在粗糙面上时，与工件达到共速，则有
v共=v0+a2t2=a3t2
解得
t2=13s，v共=13m/s
滑块与工件右侧壁未相碰，则粗糙面长度最小为
d′=v0+v共2t2−v共2t2
解得
d′=0.5m
则工件的最小长度为
L=d+d′=1.5m+0.5m=2m
滑块与工件达到共速后两者一起减速运动，加速度
−μ′(M+m)g=(M+m)a4
解得
a4=−2m/s2
工件从开始运动到最后静止，经历了先加速后减速，再加速，最后减速的运动过程，发生的位移
x=v02t0+v02t1+v共2t2+0−v共22a4
解得
x=236m
答：(1)工件底面与水平桌面间的动摩擦因数0.2；
(2)工件光滑部分的长度1.5m；
(3)工件的最小长度2m，和工件发生的总位移236m。 几种金属的逸出功和极限频率
金属
W/eV
v/1014Hz
钠
2.29
5.53
钾
2.25
5.44
铷
2.13
5.15
实验次数
1
2
3
4
5
6
小桶和砝码的重力m(kg)
0.0245
0.0445
0.0645
0.0845
0.1045
0.1245
手机加速度a(m/s2)
1.76
2.58
3.39
4.20
4.98