2023-2024学年四川省泸州市龙马潭区高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列说法正确的是( )
A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
B. 当分子间的距离时，分子间的作用力表现为引力
C. 扩散现象可以作为物质分子永不停息地做无规则运动的证据
D. 甲比乙温度高，则甲的所有分子都会比乙的所有分子速率大
2.卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出的理论是( )
A. 原子的核式结构模型
B. 电子是原子的组成部分
C. 原子核由质子和中子组成
D. 电子在不同的轨道运动时，原子具有不同的能量
3.下表给出了四种放射性同位素的辐射线和半衰期。
同位素 钋 锝 钴 锶
辐射线
半衰期 天 小时 年 年
在医疗技术中，常用放射线治疗肿瘤，其放射线必须满足：具有较强的穿透能力，以辐射到体内的肿瘤处；在较长时间内具有相对稳定的辐射强度。为此所选择的放射源应为( )
A. 钋 B. 锝 C. 钴 D. 锶
4.如图所示，单摆在竖直平面内的、之间做简谐运动，点为单摆的固定悬点，点为运动中的最低位置，则下列说法正确的是( )
A. 摆球在点时，动能最大，回复力最大
B. 摆球由点向点摆动过程中，细线拉力增大，回复力增大
C. 摆球在点和点时，速度为零，细线拉力最小，但回复力最大
D. 摆球在点时，重力势能最小，机械能最小
5.战绳训练需要训练者上下交替摆动两根粗重的绳子，训练者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来，研究发现战绳训练能将训练者的最大氧气摄入量增加，对训练者的心肺水平也是一个挑战。若以手的平衡位置为坐标原点，训练者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，若右手抖动的频率是，下列说法正确的是( )
A. 该时刻点的振动方向沿轴负方向
B. 该绳波传播速度为
C. 再经过，点到达轴上方对称位置
D. 从该时刻开始计时，质点的振动方程为
6.如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，下列说法正确的是( )
A. 滤光片应置于单缝和双缝之间
B. 拨杆的作用是为了调节缝的宽度
C. 把单缝与双缝的距离增大，干涉条纹间距减小
D. 把毛玻璃屏与双缝的距离增大，干涉条纹间距增大
7.如图所示，水平面上有一组平行但宽度不同的固定导轨，分界线、位于水平面内且均与导轨垂直，左侧导轨间距是右侧导轨间距的倍。左侧和右侧有方向垂直水平面、等大反向的匀强磁场，和之间是距离的无磁场区域。两根完全相同的导体棒、均平行静止放置在导轨上，导体棒质量均为。给导体棒施加一水平向右、大小为的恒力，当导体棒运动时撤去恒力，此时两导体棒的速度大小均为。已知导体棒运动到前两导体棒的速度均已稳定。当导体棒的速度大小为时，导体棒刚好运动到并进入右侧磁场区域，整个过程中导体棒始终在的右侧导轨上运动，两导体棒始终与轨道接触良好且不会碰撞。除导体棒电阻外不计其他电阻，忽略一切摩擦，导轨足够长，取重力加速度，下列说法正确的是( )
A. 恒力作用过程中，导体棒上产生的焦耳热为
B. 撤去拉力后，导体棒在左侧水平轨道上稳定速度的大小为
C. 导体棒从运动到过程中，导体棒位移的大小为
D. 导体棒最终速度的大小为
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图所示，将一质量为的物块置于一质量为的物块上，一劲度系数为的轻质弹簧一端固定，另一端与物块相连。在弹性限度范围内，和在光滑水平面上做最大振幅为的往复运动不计空气阻力，并保持相对静止。则下列说法正确的是( )
A. 物块和均做简谐运动
B. 作用在物块上的最大静摩擦力为
C. 轻质弹簧、物块和组成的系统机械能不变
D. 物块对的静摩擦力始终对做正功
9.如图所示，一振动片以频率做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上的、两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。是水面上的一点，、、间的距离均为，、为连线上的两点，已知，点为连线上距点最近的振动加强点，下列说法正确的是( )
A. 波的传播速度为 B. 点也是振动加强点
C. 改变振动频率，点可能变为振动减弱点 D. 改变振动频率，点可能变为振动减弱点
10.我国霍尔推进器技术世界领先，其简化的工作原理如图所示．放电通道两端电极间存在一加速电场，该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场未画出用于提高工作物质被电离的比例．工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力．某次测试中，氙气被电离的比例为，氙离子喷射速度为．，推进器产生的推力为．已知氙离子的比荷为．计算时，取氙离子的初速度为零，忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用，则( )
A. 氙离子的加速电压约为
B. 氙离子的加速电压约为
C. 氙离子向外喷射形成的电流约为
D. 每秒进入放电通道的氙气质量约为．
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取油酸，倒入标注的容量瓶中，再加入酒精后得到的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入滴溶液，溶液的液面达到量筒中的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的正方形大小为，由图可以估算出油膜的面积是______结果保留两位有效数字，由此估算出油酸分子的直径是______结果保留一位有效数字。
某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于______。
A.在求每滴溶液体积时，溶液的滴数少记了滴
B.计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C.水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
D.做实验之前油酸溶液搁置时间过长
12.实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。
下列最合理的装置是______。
为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的是______。
A.测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长
B.在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动
C.在摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大
D.测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时
某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。如图所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为，将细线的上端固定于点。然后利用刻度尺测出间细线的长度作为摆长，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期。在测出几组不同摆长对应的周期的数值后，他作出的图像如图所示。
该图像的斜率为______。
A. B. C. D.
由此得出重力加速度的测量值为______。取，计算结果保留三位有效数字
四、简答题：本大题共1小题，共18分。
13.如图，质量的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量的小物块以水平向右的速度滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能与形变量的关系为。取重力加速度，结果可用根式表示。
求木板刚接触弹簧时速度的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离。
求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量及此时木板速度的大小。
已知木板向右运动的速度从减小到所用时间为。求木板从速度为时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能用表示。
五、计算题：本大题共2小题，共25分。
14.如图，一个半径为的玻璃球，点为球心。球面内侧单色点光源发出的一束光在点射出，出射光线与球直径平行，，光在真空中的传播速度为。求：
(ⅰ)玻璃的折射率；
(ⅱ)从发出的光线经多次全反射回到点的最短时间。
15.波源位于原点的简谐横波沿轴正方向传播，时刻振源开始起振，时波刚好传播到点，此时波形图如图，点的平衡位置为，点的平衡位置为，此后再经过时间，质点质点第一次出现在波峰位置。求：
该列波的传播速度大小和周期；
时间内，质点通过的路程。
写出振源的振动方程。
参考答案
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13.解：物块滑上木板到两者共速时木板恰好与弹簧接触的过程，物块与木板组成的系统满足动量守恒定律，以向右为正方向，则有：
代入数据解得：
此过程对木板，由动能定理得：
代入数据解得：；
物块与木板一起向右压缩弹簧，两者即将相对滑动时它们之间的静摩擦力等于最大静摩擦力，设此时两者的加速度大小为。
对物块受力分析，由牛顿第二定律得：
解得：
对物块和木板组成的整体受力分析，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
从木板与弹簧接触到物块与木板即将相对滑动的过程，由机械能守恒定律得：
代入数据解得：；
物块与木板相对滑动后到两者加速度首次相同的过程中，木板的加速度始终大于物块的加速度，物块相对木板始终向右运动，物块的加速度大小始终为，方向水平向左。此过程木板先向右速度从减小到，再反向加速运动到加速度大小等于，因弹簧弹力与形变量成正比，故此过程木板的减速运动过程与加速运动过程具有对称性，可知此过程的总时间为，木板的末速度大小等于，木板的位移为零，弹簧的初、末状态的形变量相同，故此过程弹簧的初、末状态的弹性势能相等，木板的初末动能也相等，由能量守恒定律可知此过程系统因摩擦转化的内能就等于物块减少的动能，设此过程物块的末速度为，则有：
对物块，由速度时间公式得：
联立解得：
答：木板刚接触弹簧时速度的大小为，木板运动前右端距弹簧左端的距离为。
木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量为，此时木板速度的大小为。
木板从速度为时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能为。
14.解：设光线对应的折射角为，如图所示；
根据几何关系可得，入射角等于，折射角：
根据折射定律可得：；
光线沿方向射出时，经过两次反射可回到点，但不是全反射；要发生全反射，设临界角为，则有：
所以
所以至少经过次全反射才能够回到，如图所示，这样回到的时间最短。
根据运动学公式可得：
答：玻璃的折射率为；
从发出的光线经次全反射回到点的最短时间为。
15.解：根据题意，该列波的传播速度大小为
由图可知，此波的波长为
则周期为
设时刻距离点最近的波峰为，点的平衡位置坐标为
时间内这列波传播的距离为
所用时间
解得：
根据题意有
时刻质点位于平衡位置，则时间内，质点通过的路程为
解得：
振源的起振方向与时点的起振方向相同，均沿轴正方向，则振源的振动方程为
答：该列波的传播速度大小为，周期为；
时间内，质点通过的路程为；
振源的振动方程为。
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