摘要:
**基本信息**
高二物理期末试卷以三星堆考古测年、喷泉游戏等真实情境为载体,覆盖力学、热学、光学等核心模块,通过实验探究与综合计算,考查物理观念与科学思维的应用能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|7/28|衰变、平抛运动、原子物理、油膜法实验|结合三星堆考古(题1)考查衰变规律,体现文化传承与科技融合|
|多选题|3/18|热力学定律、斜面碰撞|题9以空调制冷为情境,考查热力学第二定律应用,贴近生活|
|非选择题|5/54|动量守恒实验、单摆测g、光学折射、力学多过程、气体定律|题15以医用氧气瓶为背景,综合应用查理定律与玻意耳定律,强化科学态度与社会责任;题12通过单摆实验操作细节(摆长测量),培养科学探究能力|
内容正文:
高二物理
试卷满分100分,考试时间75分钟
一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.2023年6月10日,四川省文物考古研究院对外公布:三星堆遗址祭祀区再现两件跨坑拼对成功的大型青铜器。利用衰变的测年技术可进行考古研究,衰变方程为,已知的半衰期为5730年,下列说法正确的是( )
A.来源于核外电子
B.全球变暖会导致半衰期变短
C.该核反应吸收能量
D.的比结合能小于的比结合能
2.篮球是中学生喜欢的一项运动,如图所示,某同学从同一高度的A、B两点先后将同一篮球抛出,且抛出点到篮板的水平距离B是A的两倍,篮球恰好都能垂直打在篮板上的P点,不计空气阻力,篮球从抛出到打在篮板的过程中,下列说法正确的是( )
A.从A点抛出时该同学对篮球做的功较多
B.从B点抛出时篮球的动量变化量较大
C.两次抛出的篮球运动时间相等
D.两次抛出的篮球克服重力做功的功率均先增大后减小
3.下列说法正确的是( )
A.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究,揭示了原子核的组成
B.动能为10eV的电子与能级值为–13.6eV的基态氢原子碰撞,碰后氢原子可能处于第一激发态
C.能量为E的光子照射逸出功为W0的金属发生光电效应,逸出质量为m的光电子的最大动量为
D.质量为m半衰期为3.8天的氡,经过11.4天已衰变的氡的质量为
4.如图所示,一束单色光从真空射入某介质,入射光线与法线夹角为45°,折射光线与法线夹角为30°,下列说法中正确的是( )
A.光的频率变小
B.光的波长变大
C.该介质的折射率是
D.调整该单色光的入射角度可能发生全反射现象
5.关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验,下列说法错误的是( )
A.实验时应先将痱子粉撒在水面上,再将油酸酒精溶液滴入水中
B.在水面上撒的痱子粉太厚会让测量结果偏大
C.计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积
D.该实验能在天宫空间站中进行
6.如图所示,水平光滑地而上停放着一辆质量为M的小车,小车左端靠在竖直墙壁上,其左侧半径为R的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,轨道最低点B与水平轨道BC相切,整个轨道处于同一竖直平面内.将质量为m的物块(可视为质点)从A点无初速释放,物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出.重力加速度为g,空气阻力可忽略不计.关于物块从A位置运动至C位置的过程,下列说法中正确的是( )
A.在这个过程中,小车和物块构成的系统水平方向动量守恒
B.在这个过程中,物块克服摩擦力所做的功为 mgR
C.在这个过程中,摩擦力对小车所做的功为 mgR
D.在这个过程中,由于摩擦生成的热量为 mMgR/(M+m)
7.如图所示,游戏者享受着坐在喷泉上的快乐。若游戏者的质量,喷泉喷到人体的水柱横截面积,支撑人的水柱高,水接触人体后做平抛运动。忽略空气阻力,水的密度,重力加速度g取,则喷口处的水流速度为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上正确答案,全部选对得6分,漏选得3分,错选得0分。
8.下图为某实验器材的结构示意图,金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气,内筒中有水,在水加热升温的过程中,被封闭的空气
A.内能增大
B.压强增大
C.分子间引力和斥力都减小
D.所有分子运动速率都增大
9.根据热力学定律,下列说法正确的是( )
A.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递
B.空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
C.科技的进步可以使内燃机成为单一的热源热机
D.对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少,形成“能源危机”
10.如图(a),质量均为m的小物块甲和木板乙叠放在足够长倾角为θ的粗糙斜面上,甲到乙顶端的距离为L,初始时甲、乙均静止,质量为M的物块丙以速度沿斜面匀速向下运动,与乙发生弹性碰撞。碰后,乙的位移x随时间t的变化如图(b)中实线所示,其中时刻前后的图像分别是抛物线的一部分和直线,二者相切于P,抛物线的顶点为Q。甲始终未脱离乙,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.乙与斜面间的动摩擦因数为
B.甲、乙间的动摩擦因数为
C.甲到乙顶端的距离
D.乙、丙的质量比
三、非选择题:本题共5道小题,共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分;有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。
11.(6分)如图甲所示,在做验证动量守恒定律实验时,在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动。在小车A后连着纸带,电磁打点计时器的电源频率为50Hz,长木板右端下面垫放小木片用以补偿阻力。
(1)实验开始前________(选填“需要”或“不需要”)补偿阻力
(2)若打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上)。A为打下的第一点,则应选________段来计算A的碰前速度,应选________段来计算A和B碰后的共同速度。(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)
(3)已测得小车A的质量,小车B的质量,由以上测量结果可得碰前总动量为________,碰后总动量为________。实验结论:________________。(计算结果保留三位有效数字)
12.(9分)实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
(1)实验室有如下器材可供选用:
A.长约1m的细线
B.长约1m的橡皮绳
C.直径约2cm的铁球
D.直径约2cm的塑料球
E.米尺
F.时钟
G.停表
实验时需要从上述器材中选择:____(填写器材前面的字母)。
(2)在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验,操作步骤如下:
①将单摆上端固定在铁架台上
②测得摆线长度,作为单摆的摆长
③在偏角较小的位置将小球由静止释放
④记录小球完成n次全振动所用的总时间t,得到单摆振动周期
⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。其中有一处操作不妥当的是____。(填写操作步骤前面的序号)
(3)按照以上的实验步骤,测量多组摆长和对应的周期,并根据实验数据做出了图像,根据该图像得出重力加速度的测量值为____m/s2。
(4)实验后同学们进行了反思。他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关,而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因______。
13.(10分)竖直放置的实心圆柱形水晶柱,折射率n=1.5,柱高H=0.4 m,横截面半径r=0.1 m。在柱体底面中心处固定一点光源(可看作质点)发出单色光,光在真空中的传播速度为。已知,。求:
(1)点光源发出的光从发出到射出柱体顶面的最短时间t;
(2)在水晶柱侧面上,光线能射出区域所对应的侧面积(用含π的式子表示,不考虑光的反射)。
14.(13分)如图所示,半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角,另一端点C为轨道的最低点,C点右侧的光滑水平路面上紧挨C点放置一木板,木板质量,上表面与C点等高。质量的物块(可视为质点)从空中A点以某一速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道,沿轨道滑行到C点时对轨道的压力是物块重力的5倍,接着滑上木板,最终刚好未从木板右端滑出,已知物块与木板间的动摩擦因数,取,求:
(1)物块从A点平抛的速度;
(2)物块在木板上滑行的时间t。
15.(16分)一病人在医院手术后需要吸氧恢复,医用氧气钢瓶的容积为40 L,未使用时在7℃低温储存室内储存,使用时会运送到27℃恒温室病房。氧气钢瓶送到病房放置很长时间且使用前氧气压强为150 atm,氧气钢瓶导热性能良好,释放氧气时瓶内压强不能低于10 atm。已知病人在恒温病房吸氧时,每分钟需要消耗压强l atm、体积1.25 L氧气。
(1)求医用氧气钢瓶在7℃低温储存室内储存时瓶内的氧气压强;
(2)在27℃恒温室病房内,求一个钢瓶的氧气能供病人吸氧的最长时间;
(3)病人使用后,钢瓶内气压降至132 atm,求用去的氧气质量与原来氧气的总质量之比(结果可以用分数表示)。
物理参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
C
C
D
D
C
AB
AB
ABD
11.(1)需要
(2)
(3) 1.26 1.25 在误差允许的范围内,碰撞前后总动量守恒
12. ACEG ②,单摆的摆长应等于摆线长度加摆球的半径; 9.86 是单摆做简谐运动的周期公式。当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动。
13.【答案】(1);(2)
(1)由折射率公式(1分)
得光在水晶柱中的传播速度(1分)
光从底面中心到顶面的最短路径为竖直向上的直线,路程为柱高H
因此最短时间(2分)
解得(1分)
14.(1)1m/s;(2)3s
【详解】(1)物块运动到C点时,根据牛顿第二定律有
解得
物块从B点到C点过程,根据动能定理有
解得
物块在B点的速度及分解如图
则有
(2)取向右为正方向,根据动量守恒定律有
解得
物块在木板上的加速度为
物块在木板上滑行的时间为
15.【答案】(1)140 atm;(2)4480 min;(3)
【解析】(1)选取钢瓶内氧气整体作为研究对象,设在储存室时钢瓶内氧气压强为p1,温度为;钢瓶运到病房后,设其氧气压强为p2,温度为T2,有
,(1分)
此过程中钢瓶的容积不变,根据查理定律得(2分)
解得(2分)
(2)由题意可知,气体的温度不变,设钢瓶内氧气体积为,,,由玻意耳定律可得(2分)
解得(1分)
一瓶氧气能供病人吸氧的最长时间为(2分)
(3)选取钢瓶氧气整体作为研究对象,设钢瓶内气压降至时体积为V1,该过程是等温变化,根据玻意耳定律(2分)
解得(1分)
所以用掉的氧气的体积为(1分)
因此用掉的氧气与原来总气体质量之比为(2分)
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