2023-2024学年河南省南阳市高二（下）期终质量评估物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.如图所示，、是航天员在“天宫一号”实验舱做水球实验时水球中形成的气泡。、两气泡温度相同且的体积大，气泡内的气体视为理想气体，则( )
A. 该水球内的水分子之间只有引力 B. 水球呈球形是表面张力作用的结果
C. 内气体的分子平均动能比的小 D. 、两气泡的内能相等
2.如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 光电子的最大初动能为
B. 光电管阴极金属材料的逸出功为
C. 这些氢原子跃迁时共发出种频率的光
D. 若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极
3.如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置为处的质点，是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图像，则( )
A. 时，质点的运动方向沿轴正方向
B. 时，质点的加速度比质点的加速度大
C. 从到，该波沿轴正方向传播了
D. 从到，质点通过的路程为
4.一定质量的理想气体从状态开始，经历四个过程、、、回到原状态，其图像如图所示，其中段为双曲线的一支。下列说法正确的是( )
A. 过程，气体从外界吸热
B. 过程，气体的内能增加
C. 过程，所有气体分子运动速率均变小
D. 过程，容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数减少
5.如图甲所示，点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与点之间，可测出细线对摆球的拉力大小。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动中的最低位置。图乙表示拉力大小随时间变化的曲线，时摆球从点由静止开始运动，重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 摆球的质量为 B. 单摆的摆长为
C. 摆球在时和时速度相同 D. 摆球运动过程中的最大速度为
6.如图所示，和是两个振动频率相同，相位差为，振幅均为的横波波源，两者位于同一直线上，相距，连线上有一质点，与的距离为。时两波源同时起振且向上振动，产生的机械波在介质中传播的速度为。稳定后在、连线上除点外还有个振动加强点。下列说法正确的是( )
A. 时，处质点离平衡位置的距离是
B. 时，处质点离平衡位置的距离是
C. 内，质点的路程是
D. 内，质点的加速度逐渐增大
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.核反应是的一种裂变方式。下列说法正确的是( )
A. 核反应过程中电荷数与质量都守恒
B. 的结合能大于的结合能
C. 的比结合能大于的比结合能
D. 这个反应方程式表示的是原子核的衰变
8.如图所示，甲分子固定在坐标原点，乙分子位于轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，为斥力，为引力，、、、为轴上四个特定的位置。现把乙分子从处由静止释放，在乙分子从运动到的过程中，下列说法正确的是( )
A. 从到做加速运动，从到做减速运动
B. 到达处时加速度最大
C. 从到的过程中，分子势能先减少后增加
D. 从到的过程中，分子力和分子势能都增大
9.一列沿轴方向传播的简谐横波，振幅为，波速为。如图所示，在波的传播方向上两质点、的平衡位置相距小于一个波长，当质点在波峰位置时，质点在轴下方与轴相距的位置。下列说法正确的是( )
A. 从此时刻起经过，点可能在波谷位置
B. 从此时刻起经过，点可能在波峰位置
C. 从此时刻起经过，点可能在平衡位置
D. 从此时刻起经过，点可能在波谷位置
10.如图所示，质量均为的两物体、用劲度系数为的轻质弹簧拴接，物体叠放在物体上，系统处于静止状态。现将瞬间取走，余下系统做周期为的运动。已知到最高点时，物体对地面的压力恰好为零，弹性势能的表达式为，其中为弹簧的形变量，重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 从物体移走到第一次到最高点用时
B. 物体运动到最高点时的加速度大小为
C. 物体的最大速度大小为
D. 物体运动到最低点时，对地面的压力大小为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.如图甲所示，为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。
实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，保证单缝和双缝平行。若从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹数量下列做法可行的是______。
A.仅换用间距更大的双缝 仅将单缝向双缝靠近
C.仅将紫色滤光片换成红色滤光片 仅将屏向靠近双缝的方向移动
转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第条亮纹，读出手轮的读数为。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第条亮纹如图乙所示，读出手轮的读数为_____。已知双缝间的宽度，通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离，则该种色光的波长是_____本空结果保留位有效数字。
12.内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐，岩盐的颗粒很大，我们能清楚地看出它的立方体形状。把大颗粒的岩盐敲碎后，小颗粒的岩盐仍然呈立方体形状。如图所示，是岩盐晶体的平面结构：实心点为氯离子，空心点为钠离子，如果把它们用直线连起来，将构成一系列大小相同的正方形。作分界线，使它平行于正方形的对角线；作分界线，使它平行与正方形的一边。在两线的左侧各取一个钠离子和，为了比较这两个钠离子所受分界线另一侧的离子对它作用力的大小，分别以、为圆心，作两个相同的扇形，不考虑扇形以外远处离子的作用。为使问题简化，设所有离子都是质点，而且它们之间的相互作用遵从“平方反比”规律。
如果表示两个相邻粒子之间引力的大小，所受扇形范围内的正负离子对它作用力的合力是_____力选填“引”或“斥”，大小为_____；所受扇形范围内的正负离子对它作用力的合力是力_____选填“引”或“斥”，大小为_____。
根据计算结果解释：为什么敲碎的岩盐总是呈立方形状，而不会沿图中分界线断开？答：_____。提示：实际晶体中的作用力要复杂得多，但这里的分析对理解自然现象还是有用的。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.年月日下午，中国新一代“人造太阳”装置等离子体电流突破万安培兆安，创造了中国可控核聚变装置运行新纪录，标志着我国核聚变研发距离聚变点火迈进重要一步，跻身国际第一方阵，技术水平居国际前列。“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。已知氘核的质量为，中子的质量为，核的质量为。两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成并放出一个中子，已知质量亏损为时，释放的能量为，除了计算质量亏损外，核的质量可以认为是中子的倍。
写出该核反应方程。
该核反应释放的核能为多少？结果保留三位有效数字
若两个氘核以相同的动能正碰而发生核聚变，同时释放出一对向相反方向运动的光子，每个光子的能量为，求生成的核的动能。结果保留两位有效数字
14.半径为的半球形玻璃砖放在一水平桌面上，侧面图如图所示，边为直径，点为球心，、分别为上和延长线上的一点。当一束光线从点沿传到点时，其折射光线与反射光线恰好垂直；当该束光线改从桌面上的点平行射向玻璃砖，通过玻璃砖从点射出，其折射光线刚好经过点。已知光在真空中的传播速度为，球的半径为，间的距离为，间的距离为。求：
玻璃砖的折射率；
点到点的距离和光由点经玻璃砖到达点的时间。
15.如图所示，一个质量为的活塞在气缸内封闭一定量的理想气体，活塞下方悬挂一个劲度系数为的轻质弹簧，弹簧原长为，活塞体积可忽略不计，距气缸底部处连接有一右端开口的形细管管内气体的体积忽略不计，初始时，封闭气体温度为，活塞距离气缸底部为，形细管两边水银柱存在高度差。已知大气压强为，气缸横截面积为，重力加速度为，不计活塞与气缸内壁的摩擦。
通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平；
从开始至两水银面恰好相平的过程中，若封闭气体向外界放出的热量为，求气体内能的变化量。
参考答案
1.
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5.
6.
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8.
9.
10.
11.
12. 引 引
方向引力小，方向引力大
13.核反应过程满足质量数和电荷数守恒，该核反应的反应方程式为
该核反应的质量亏损
该核反应释放的核能
两个氘核正碰而发生核聚变过程，满足动量守恒，设中子的质量为，中子的速度大小为， 核的质量为， 核的速度大小为，一个光子能量，由于碰撞前的总动量为零，则有
根据能量守恒可得
联立解得生成的 核的动能为
14.根据题意画出其光路图如图所示
解得
因在点折射光线与反射光线垂直，由几何关系有
由折射定律得
光线改从桌面上的点平行射向玻璃砖，其光路图如图所示
由几何关系得
解得
所以
则由折射定律可得
由正弦定理得
解得
所以
三角形 为等腰三角形
由几何关系得
，
由 得光在玻璃砖传播速度
光由点经玻璃砖到达点的时间
15.初态时，对活塞受力分析，可求气体压强为
体积为
设两边水银面相平时，气缸内气体的压强为
则弹簧下端一定与气缸底接触，对活塞进行受力分析有
解得弹簧的压缩量为
根据
则有
设此时温度为 ，由理想气体状态方程有
联立解得
从开始至弹簧恰与气缸底接触，气体压强不变，外界压缩气体做功为
在之后弹簧被压缩的过程中，外界大气对活塞做功为
活塞所受重力做功为
弹簧弹力对活塞做功为
设活塞克服封闭气体压力做功为，对活塞，弹簧触底后，根据动能定理，有
解得
压缩气体做的总功
且
由热力学第一定律
解得
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