黑龙江省水利学校（职普融通部）2023-2024学年
高二下学期期末考试（物理）
考试时间：75分钟；分值：100
一、单选题（28分，每题4分，共7题）
一、单选题
1．两分子间的作用力F与间距r的关系图线如图所示，下列说法中正确的是( )
A．r
D．r>r2时，两分子间的引力随r的增大而增大，斥力为零
2．如图甲所示，某理想变压器原线圈接入如图乙所示的交流电源，副线圈所接的滑动变阻器的最大阻值为，电压表和电流表均为理想电表，原、副线圈的匝数比为6∶1。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为 B．副线圈两端的电压为
C．原线圈所加电压的频率为 D．电流表的最小示数为
3．分子运动看不见、摸不着，不好研究，但科学家可以通过研究墨水的扩散现象认识它，这种方法在科学上叫做“转换法”，下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是（ ）
A．研究电流、电压和电阻关系时，先使电阻不变去研究电流与电压的关系；然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系
B．用磁感线去研究磁场问题
C．研究电流时，将它比做水流
D．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定
4．氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。氦离子的能级图如图所示，根据玻尔能级跃迁理论，下列说法正确的是（ ）
A．一个处在能级的氦离子向低能级跃迁时，最多能发出6种不同频率的光子
B．一群处在能级的氦离子向低能级跃迁时，最多能发出2种不同频率的光子
C．氦离子从能级跃迁到能级，电子的动能减小，电势能增大
D．氦离子处于能级时，能吸收的光子能量而发生电离
5．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻
A．振荡电流i在增大 B．电容器正在放电
C．磁场能正在向电场能转化 D．线圈中的磁场在增强
6．如图甲所示是2022年4月28日中午时分，市民在成都拍到的日晕照片。日晕是日光通过卷云层时受到冰晶的折射或反射形成。如图乙所示，当一束太阳光射到正六角形冰晶上时，经过两次折射得到a、b两束单色光。则（ ）
A．冰晶中，b光传播速度较大
B．用同一装置做双缝干涉实验，a光条纹间距更窄
C．用同一装置做单缝衍射实验，a光中央亮条纹更宽
D．两束光从水中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
7．如图所示，半径为的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。在磁场边界上的点放置一个放射源，能在纸面内以速率向各个方向发射大量的同种粒子，粒子的电荷量为、质量为（不计粒子的重力），所有粒子均从某段圆弧边界射出，其圆弧长度为。下列说法正确的是（ ）
A．粒子进入磁场时的速率为
B．所有粒子中在磁场中运动的最长时间是
C．若粒子入射速率为时，有粒子射出的边界弧长变为
D．将磁感应强度大小改为时，有粒子射出的边界弧长变为
二、多选题（18分，每题6分，共3题）
8．如图，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体 A，A 的左端紧靠竖直墙，A 与竖直墙之间放一光滑圆球 B，整个装置 处于静止状态。把 A 向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则下列判 断正确的是（ ）
A．A 对地面的压力减小 B．B 对墙的压力增大
C．A 与 B 之间的作用力减小 D．地面对 A 的摩擦力减小
9．如图所示，MN是介质1和介质2的分界面，介质1、2的绝对折射率分别为n1、n2，一束细光束从介质1射向介质2中，测得θ1＝60°，θ2＝30°，根据你所学的光学知识判断下列说法正确的是( )
A．介质2相对介质1的相对折射率为
B．光在介质2中传播的速度小于光在介质1中传播的速度
C．介质1相对介质2来说是光密介质
D．光从介质1进入介质2可能发生全反射现象
E．光从介质1进入介质2，光的波长变短
10．如图所示，空间有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放置两彼此正对的相同金属圆环，两环相距L，用外力使一根长度也为L的金属杆沿环匀速率运动，用导线将金属杆和外电阻相连，整个过程只有金属杆切割磁感线。已知磁感应强度大小为B，圆环半径R，杆转动角速度为，金属杆和电阻的阻值均为r，其它电阻不计，则（ ）
A．当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变大后变小
B．当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变小后变大
C．流过外电阻电流的有效值为
D．流过外电阻电流的有效值为
三、实验题（16分，除特殊说明外每空2分，共2题）
11．（1）如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 （用符号表示）。
（2）油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如上图所示。若每一小方格的边长为25mm，试问：这种估测方法是将每个油酸分子视为 （1分）模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为 （1分）油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的 。图中油酸膜的面积为 m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m。（计算结果均保留2位有效数字）
12．为了验证碰撞中的动量守恒，某同学做了如下实验：将一已知质量为m1的滑块A放于足够大的水平面上，将另一已知质量为m2（m2＞m1）的小球B系于绳的一端，绳的另一端固定在A的正上方O点，且绳长刚好等于O到A的距离．现将B拉至与竖直方向成一定角度并将其由静止释放，释放后A、B发生正碰，已知滑块A与水平面间的动摩擦因数为μ（忽略两物体的大小及空气阻力），为了完成实验，则：
（1）只需用一个测量仪器即可完成本实验，该仪器为 （1分）．
（2）本实验需要直接测量的物理量是 （1分）．
（3）表示碰撞中动量守恒的表达式为 （用题中已知量和（2）中测量的物理量表示）
四、解答题（共2道题）
13．（12分）用初动能为E1=0.6MeV的质子轰击静止锂核()生成2个α粒子．已知质子质量mp=1.0078U，α粒子的质量ma=4.0026U，锂核质量mLi=7.0160U．试回答下列问题（1U相当于931.5MeV）
(1)写出核反应方程式;（3分）
(2)核反应中释放出的能量△E;（4分）
(3)核反应释放的能量全部用来增加了两个α粒子的动能，则核反应后两个α粒子具有总动能是多少？（5分）
14．（12分）某“太空粒子探测器”由加速、偏转和探测三部分装置组成，其原理如图所示，两个同心三分之一圆弧面AB、CD之间存在辐射状的加速电场，方向由AB指向CD，圆心为，弧面间的电势差为U。在点右侧有一过、半径为R的圆形区域，圆心为，圆内及边界上存在垂直于纸面向外的匀强磁场。MN是一个粒子探测板，与连线平行并位于其下方2R处。假设太空中漂浮着质量为m，电荷量为的带电粒子，它们能均匀地吸附到AB上，并被加速电场由静止开始加速到CD上，再从点进入磁场，最后打到探测板MN上，其中沿连线方向入射的粒子经磁场偏转后恰好从圆心的正下方P点射出磁场，不计粒子间的相互作用和星球对粒子引力的影响。
（1）求粒子到点时的速度大小及圆形磁场的磁感应强度大小B；（3分）
（2）所有吸附到AB上的粒子，从哪一点出发的粒子到达探测板MN的时间最长，并求该粒子从点到探测板MN的时间：（4分）
（3）要使从AB入射的所有离子都可以到达探测板MN上，求探测板MN的最小长度L。（5分）
15．（14分）某兴趣小组设计了一个“螺丝”形的竖直轨道模型，如图所示。将一质量为的小球（视为质点）放在点，用弹簧装置将其从静止弹出，使其沿着半圆形竖直光滑轨道和运动（与圆心在同一水平线上），、是材料相同的水平面，其中段，足够长，是与、点相切的竖直圆形光滑管道（管径很小，、相互靠近且错开）。已知弧的半径，圆弧的半径和的半径，小球与、间的动摩擦因数均为，其余轨道均光滑，弹簧的最大弹性势能，小球运动时始终没有脱离轨道（重力加速度取）。求：
（1）小球通过点的最小速度；（3分）
（2）若弹簧以最大弹性势能将小球弹出，小球最终停下来的位置距点的距离s；（5分）
（3）以点为坐标原点，水平方向建立轴如图，求弹簧弹性势能随小球停止位置坐标变化的关系。（6分）参考答案：
1．B 2．B 3．D 4．D 5．C
6．C 7．C 8．CD 9．ABE 10．BC
11． dacb 球体 单分子 直径 3.4×10-2 1.2×10-11 3.5×10-10
12． 毫米刻度尺 B球开始下落时距地面的高度h1，碰撞后B上升的高度h2，碰撞后A滑行的距离x
13．(1) (2) △E≈17.3MeV (3)17.9MeV
14．（1）；；（2）B点；；（3）
15．（1）；（2）；（3），，
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