2023-2024学年河南省郑州市高二(下)期末物理试卷

2023-2024学年河南省郑州市高二（下）期末物理试卷一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）1．（4分）关于原子核和核反应，下列说法中正确的是（）A．同位素的中子数相同而质子数不同 B．若核反应中有能量释放，则一定有质量亏损 C．原子核发生裂变时会发生质量亏损，而聚变不会发生质量亏损 D．β衰变不会改变原子核的电荷数，而α衰变会改变原子核的电荷数2．（4分）如图所示为某个弹簧振子做简谐运动的振动图像，由图像可知（）A．在0.1s时，振子的速度最小 B．在0.2s时，系统的势能最大 C．在0.35s时，振子加速度方向沿x轴正方向 D．在0.4s时，振子位移为零，所以振动能量为零3．（4分）如图所示，用手握住较长轻质细绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形图如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（）A．a、b两质点此时速度最大 B．a质点会向右运动到b质点所在位置 C．a、b两质点之间的距离为一个波长 D．从a质点传播到b质点需要半个周期4．（4分）如图所示，甲分子固定在x轴原点O处，乙分子位于平衡位置r0处。现使乙分子在外力作用下从r0处沿x轴负方向运动，下列说法正确的是（）A．乙分子受到的斥力先增大后减小 B．乙分子受到的引力先增大后减小 C．乙分子受到的分子力先减小后增大 D．乙分子受到的分子力一直增大5．（4分）如图所示，半径为R的半圆柱透明体置于水平桌面上，上表面水平，其横截面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入透明体内，光线与CO夹角为30°，出射光线射在桌面上B点处，测得A、B之间的距离为R2A．62 B．102 C．1526．（4分）如图（a），一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m，这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图b）。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J。则上述压缩过程中气体内能的变化量为（）A．200J B．25J C．225J D．175J7．（4分）如果质量为m0的113Sn经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其mm0−t图线如图所示。从图中可以得到113A．67.3d B．182.4d C．115.1d D．249.7d8．（4分）由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则（）A．处于高能级的氢原子向低能级跃迁时有可能辐射出γ射线 B．氢原子从n＝2的能级向n＝1的能级跃迁时会辐射出红外线 C．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离 D．大量氢原子从n＝4能级向低能级跃迁时可辐射出6种频率的可见光（多选）9．（4分）如图所示，实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.3s后，其波形曲线如图中虚线所示。若波是沿x轴正方向传播的（周期大于0.3s），则（）A．该波的速度大小为0.5m/s B．该波的速度大小为16C．该波的周期为1.2s D．该波的周期为0.4s（多选）10．（4分）如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（）A．图乙是光的衍射图样，图丙是光的双缝干涉图样 B．遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将增加 C．照射双缝时，仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大 D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹（多选）11．（4分）高空坠物是危害极大的社会安全问题。如图所示为一则安全警示广告，非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小明同学用下面的实例来检验广告词的科学性；设一个50g的鸡蛋从25楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差为3m，与地面撞击时鸡蛋的竖直高度为5cm，认为鸡蛋下沿落地后，鸡蛋上沿的运动是匀减速运动，并且上沿运动到地面时恰好静止，以鸡蛋的上、下沿落地的时间间隔作为鸡蛋与地面的撞击时间，不计空气阻力。估算从25楼下落的鸡蛋与地面的撞击时间t和鸡蛋对地面的平均冲击力F为（）A．t＝4s B．t＝2.6×10﹣3s C．F＝540N D．F＝730N（多选）12．（4分）质量为m1和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示，由图像可判断以下说法正确的是（）A．碰后两物体的运动方向相同 B．碰后m2的速度大小为2m/s C．两物体的质量之比m1：m2＝2：5 D．两物体的碰撞是弹性碰撞二、实验题（本题2小题，共16分。请按题目要求作答。）13．（8分）用油膜法估测油酸分子大小的实验步骤如下：A.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径B.向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入爽身粉C.将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液D.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积E.把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为20mm）F.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓（1）上述步骤中，正确的顺序是（填步骤前的字母）。（2）如图所示为描出的油酸膜轮廓，油酸膜的面积约为m2。（3）已知50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为m（保留两位有效数字）。（4）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于。A.油酸未完全散开B.将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间C.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴D.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格14．（8分）一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径时示数如图所示，则摆球的直径为mm。（2）某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.6s，则此单摆周期为s，该小组测得的重力加速度大小为m/s2（结果保留3位有效数字）。三、计算题（本题共4小题，共36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）15．（8分）如图，将一平面镜置于某透明液体中，光线以入射角i＝45°进入液体，经平面镜反射后恰好不能从液面射出。已知该液体的折射率为2，求光线在平面镜上的入射角β为多少？16．（8分）可利用如图（a）所示的电路研究光电效应中电子的发射情况与光照的强弱、光的频率等物理量间的关系。K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K受到光照时能够发射电子，K与A之间的电压大小可以调整，电源的正负极也可以对调。（1）电源按图（a）所示的方式连接，且将滑动变阻器中的滑片置于中央位置附近，一电子从K极板逸出，初动能忽略不计，已知电子的电量为e，电子经电压U加速后到达A极板，求电子到达A极板时的动能；（2）美国物理学家密立根为了检验爱因斯坦光电效应方程的正确性，设计实验并测量了某金属的遏止电压Uc与入射光的频率。根据测得的实验数据绘制出图（b）所示的图线。已知电子的电量e＝1.6×10﹣19C，求普朗克常量h和该金属的逸出功。（结果保留2位有效数字）17．（10分）2021年11月8日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服有一定伸缩性，能封闭一定的气体，提供人体生存的气压。王亚平先在节点舱（出舱前的气闸舱）穿上舱外航天服，航天服内密闭气体的体积约为V1＝2L，压强p1＝5.0×104Pa，温度t1＝27℃。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门。（1）若节点舱气压降低到能打开舱门时，航天服内气体体积膨胀到V2＝2.5L，温度变为t2＝﹣3℃，求此时航天服内气体压强p2；（2）为便于舱外活动，宇航员出舱前将一部分气体缓慢放出，使航天服内气压降到p3＝3.0×104Pa。假设释放气体过程中温度不变，航天服内气体体积变为V3＝2L，求航天服需要放出的气体与原来航天服内气体的质量比。18．（10分）如图所示，一倾角为θ的固定斜面的底端安装一弹性挡板，P、Q两物块的质量分别为m和4m，Q静止于斜面上A处。某时刻，P以沿斜面向上的速度v0与Q发生弹性正碰。已知Q与斜面间的动摩擦因数等于tanθ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P与斜面间无摩擦，与挡板之间的碰撞无动能损失。两物块均可以看作质点，斜面足够长，Q的速度减为零之前P不会与之发生碰撞。重力加速度大小为g。（1）求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小；（2）求第（n+1）次碰撞前，物块Q的总位移xn。

2023-2024学年河南省郑州市高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）1．（4分）关于原子核和核反应，下列说法中正确的是（）A．同位素的中子数相同而质子数不同 B．若核反应中有能量释放，则一定有质量亏损 C．原子核发生裂变时会发生质量亏损，而聚变不会发生质量亏损 D．β衰变不会改变原子核的电荷数，而α衰变会改变原子核的电荷数【考点】核反应前后的质量亏损；质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系；β衰变的特点、本质及方程．【答案】B【分析】同位素有相同的质子数；根据爱因斯坦质量方程，核反应释放核能，质量亏损；原子核发生裂变、聚变发生质量亏损；β衰变、α衰变会改变原子核的电荷数。【解答】解：A．同位素的质子数相同而中子数不同，故A错误；B．根据爱因斯坦质量方程E＝mc2，若核反应中有能量释放，则一定有质量亏损，故B正确；C．核反应中有能量释放，原子核发生裂变时会发生质量亏损，而聚变也会发生质量亏损，故C错误；D．β衰变会改变原子核的电荷数，α衰变也会改变原子核的电荷数，故D错误。故选：B。2．（4分）如图所示为某个弹簧振子做简谐运动的振动图像，由图像可知（）A．在0.1s时，振子的速度最小 B．在0.2s时，系统的势能最大 C．在0.35s时，振子加速度方向沿x轴正方向 D．在0.4s时，振子位移为零，所以振动能量为零【考点】简谐运动的图像问题．【答案】B【分析】振子处于平衡位置时，速度最大，动能最大；位移最大时，势能最大，结合弹簧振子的机械能守恒分析。【解答】解：A、在0.1s时，x＝0，振子位于平衡位置，速度最大，故A错误；B、在0.2s时，振子位于负向最大位移处，系统的势能最大，故B正确；C、在0.35s时，振子位移方向为x轴正方向，根据F＝﹣kx，可知振子加速度方向沿x轴负方向，故C错误；D、在0.4s时，振子位于正向最大位移处，振动能量不为零，故D错误。故选：B。3．（4分）如图所示，用手握住较长轻质细绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形图如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（）A．a、b两质点此时速度最大 B．a质点会向右运动到b质点所在位置 C．a、b两质点之间的距离为一个波长 D．从a质点传播到b质点需要半个周期【考点】机械波及其形成与传播．【答案】C【分析】质点均处于波峰位置时速度均为0；振动中的质点只会在平衡位置附近振动，不会随着波迁移；相邻两个波峰间的距离等于一个波长；振动在一个周期内传播一个波长的距离。【解答】解：A．绳上a、b两质点均处于波峰位置，此时速度均为0，故A错误；B．振动中的质点只会在平衡位置附近振动，不会随着波迁移，所以a质点只会上下振动，不会向右运动到b质点所在位置，故B错误；CD．根据简谐横波传播过程中，振动在一个周期内传播一个波长的距离，可知从a质点传播到b质点需要一个周期，故C正确，D错误。故选：C。4．（4分）如图所示，甲分子固定在x轴原点O处，乙分子位于平衡位置r0处。现使乙分子在外力作用下从r0处沿x轴负方向运动，下列说法正确的是（）A．乙分子受到的斥力先增大后减小 B．乙分子受到的引力先增大后减小 C．乙分子受到的分子力先减小后增大 D．乙分子受到的分子力一直增大【考点】分子势能与分子间距的关系；分子间的作用力与分子间距的关系．【答案】D【分析】根据引力和斥力都随两分子间距离的减小而增大，而斥力变化快，确定分子力的变化情况。【解答】解：使乙分子在外力作用下从平衡位置r0处沿x轴负方向运动，则分子间的距离减小，乙分子受到的斥力和引力都随分子间距离的减小而增大，斥力变化快，所以分子力表现为斥力，且乙分子受到的分子力一直增大。故ABC错误，D正确；故选：D。5．（4分）如图所示，半径为R的半圆柱透明体置于水平桌面上，上表面水平，其横截面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入透明体内，光线与CO夹角为30°，出射光线射在桌面上B点处，测得A、B之间的距离为R2A．62 B．102 C．152【考点】光的折射定律．【答案】C【分析】作出光路图，由几何关系求得光线在O点的入射角与折射角的正弦值，根据折射定律求解折射率。【解答】解：作出光路图如下图所示：由几何关系可得：光线在O点的入射角θ＝60°，折射角α满足：tanα=R2R由折射定律得：n=sinθsinα，解得：n故选：C。6．（4分）如图（a），一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m，这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（图b）。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J。则上述压缩过程中气体内能的变化量为（）A．200J B．25J C．225J D．175J【考点】热力学第一定律的表达和应用．【答案】D【分析】根据W＝Fl可得气体做功，由热力学第一定律可得内能变化量。【解答】解：压缩气体过程中，外界对气体做功，则W＝Fl＝2×103×0.1J＝200J压缩气体传递给汽缸的热量为25J，则气体放出的热量为Q＝﹣25J由热力学第一定律可得内能的变化量ΔU＝W+Q＝200J﹣25J＝175J故D正确，ABC错误。故选：D。7．（4分）如果质量为m0的113Sn经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其mm0−t图线如图所示。从图中可以得到113A．67.3d B．182.4d C．115.1d D．249.7d【考点】半衰期的相关计算．【答案】C【分析】根据半衰期定义，结合题中数据分析。【解答】解：由题图，从23m0T＝182.4d﹣67.3d＝115.1d故C正确，ABD错误。故选：C。8．（4分）由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则（）A．处于高能级的氢原子向低能级跃迁时有可能辐射出γ射线 B．氢原子从n＝2的能级向n＝1的能级跃迁时会辐射出红外线 C．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离 D．大量氢原子从n＝4能级向低能级跃迁时可辐射出6种频率的可见光【考点】分析能量跃迁过程中的能量变化（吸收或释放光子）．【答案】C【分析】能级间跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差，结合辐射的光子能量与可见光的光子能量比较进行分析。【解答】解：A．γ射线为重核衰变或裂变时才会放出，氢原子跃迁无法辐射γ射线，故A错误；B．氢原子从n＝2的能级向n＝1的能级辐射光子的能量：E＝﹣3.4eV﹣（﹣13.60eV）＝10.2eV，而红外线的能量小于可见光光子能量，因此不可能有红外线，故B错误；C．氢原子在n＝3能级吸收1.51eV的光子能量就可以电离，紫外线为非可见光，故紫外线最小能量大于3.11eV，可以使处于n＝3能级的氢原子电离，故C正确；D．氢原子从n＝4能级跃迁至n＝3能级辐射光子的能量：E1＝﹣0.85eV﹣（﹣1.51eV）＝0.66eV，同理：从n＝4能级跃迁至n＝2能级辐射光子的能量：E2＝﹣0.85eV﹣（﹣3.40eV）＝2.55eV，从n＝4能级跃迁至n＝1能级辐射光子的能量：E3＝﹣0.85eV﹣（﹣13.6eV）＝12.75eV，从n＝3能级跃迁至n＝2能级辐射光子的能量：E4＝﹣1.51eV﹣（﹣3.40eV）＝1.89eV，从n＝3能级跃迁至n＝1能级辐射光子的能量：E5＝﹣1.51eV﹣（﹣13.6eV）＝12.09eV，从n＝2能级跃迁至n＝1能级辐射光子的能量：E6＝﹣3.4eV﹣（﹣13.6eV）＝10.2eV，因此在可见光范围（1.62eV到3.11eV）之内只有2种频率的可见光，故D错误。故选：C。（多选）9．（4分）如图所示，实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.3s后，其波形曲线如图中虚线所示。若波是沿x轴正方向传播的（周期大于0.3s），则（）A．该波的速度大小为0.5m/s B．该波的速度大小为16C．该波的周期为1.2s D．该波的周期为0.4s【考点】机械波的多解问题．【答案】AD【分析】根据题意，确定周期，再根据v=λ【解答】解：由图，波长为20cm，波沿x轴正方向传播，则34即T=1.2又因为周期大于0.3s，所以T＝0.4s波速v=λ故AD正确，BC错误。故选：AD。（多选）10．（4分）如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（）A．图乙是光的衍射图样，图丙是光的双缝干涉图样 B．遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将增加 C．照射双缝时，仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大 D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹【考点】光的衍射现象；改变双缝的间距判断干涉条纹间距的变化．【答案】BC【分析】根据双缝干涉图样的相邻亮或暗条纹的间距不变，衍射图样为中间宽两侧窄的特点，判断乙、丙两图；狭缝越小，衍射的范围越大，衍射条纹越宽；根据双缝干涉公式Δx=Ldλ判断，仅增大L，图乙中相邻亮条纹的中心间距离变化；若S1、S【解答】解：A．双缝干涉图样的条纹的间距不变，故乙为双缝干涉图样，而衍射图样为中间宽两侧窄的特点，故图丙为光的衍射图样，故A错误；B．狭缝越小，衍射的范围越大，衍射条纹越宽；遮住一条狭缝，另一狭缝宽度减小，则衍射现象越明显，所以图丙中亮条纹宽度将增加，故B正确；C．根据双缝干涉条纹间距公式Δx=LdD．根据波程差为半波长的奇数倍为暗纹，波程差为半波长的偶数倍为明纹，所以P点处为暗条纹，故D错误。故选：BC。（多选）11．（4分）高空坠物是危害极大的社会安全问题。如图所示为一则安全警示广告，非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小明同学用下面的实例来检验广告词的科学性；设一个50g的鸡蛋从25楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差为3m，与地面撞击时鸡蛋的竖直高度为5cm，认为鸡蛋下沿落地后，鸡蛋上沿的运动是匀减速运动，并且上沿运动到地面时恰好静止，以鸡蛋的上、下沿落地的时间间隔作为鸡蛋与地面的撞击时间，不计空气阻力。估算从25楼下落的鸡蛋与地面的撞击时间t和鸡蛋对地面的平均冲击力F为（）A．t＝4s B．t＝2.6×10﹣3s C．F＝540N D．F＝730N【考点】用动量定理求平均作用力．【答案】BD【分析】根据动能定理求出鸡蛋落地速度，结合动量定理求出鸡蛋对地面的平均作用力。【解答】解：设鸡蛋落地瞬间的速度为v，25楼的高度约为72m，由动能定理得mgh=1鸡蛋落地过程的平均速度为：v鸡蛋与地面撞击的时间为：t=代入数据解得：t＝2.6×10﹣3s取向上为正方向，在鸡蛋落地过程中，由动量定理有（N﹣mg）t＝0﹣mv可得：N＝730N，故AC错误，BD正确；故选：BD。（多选）12．（4分）质量为m1和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示，由图像可判断以下说法正确的是（）A．碰后两物体的运动方向相同 B．碰后m2的速度大小为2m/s C．两物体的质量之比m1：m2＝2：5 D．两物体的碰撞是弹性碰撞【考点】用动量守恒定律解决简单的碰撞问题；根据物体的运动情况绘制x﹣t图像．【答案】BC【分析】x﹣t图像的斜率表示速度，根据图像求解碰撞前、后碰撞后m1、m2的速度大小，根据动量守恒定律求解两物体的质量之；根据动能的计算公式求解碰撞前、后系统的动能，由此分析碰撞的性质。【解答】解：A、x﹣t图像的斜率表示速度，根据图像可知，碰撞后速度方向相反，故A错误；B、x﹣t图像的斜率表示速度，根据图像可知，碰撞后m2的速度大小为：v2=ΔxC、x﹣t图像的斜率表示速度，根据图像可知，碰撞后m1的速度大小为：v1=Δx′碰撞前m1的速度大小为：v0=Δx0取碰撞前m1的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得：m1v0＝﹣m1v1+m2v2解得两物体的质量之比为：m1：m2＝2：5，故C正确；D、碰撞前系统的动能为：E0=12m碰撞后系统的动能为：E=12m1v1解得：E＝5.5m1（J），系统能量有损失，发生的是非弹性碰撞，故D错误。故选：BC。二、实验题（本题2小题，共16分。请按题目要求作答。）13．（8分）用油膜法估测油酸分子大小的实验步骤如下：A.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径B.向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入爽身粉C.将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液D.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积E.把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为20mm）F.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓（1）上述步骤中，正确的顺序是CDBFEA（填步骤前的字母）。（2）如图所示为描出的油酸膜轮廓，油酸膜的面积约为0.022m2。（3）已知50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为4.5×10﹣10m（保留两位有效数字）。（4）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于AD。A.油酸未完全散开B.将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间C.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴D.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格【考点】用油膜法估测油酸分子的大小．【答案】（1）CDBFEA；（2）0.022；（3）4.5×10﹣10；（4）AD。【分析】（1）先配置油酸酒精溶液，再将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测计算出1滴此溶液的体积。然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积；（2）根据格子不足半个舍去，大于半个的算一个，计算格子数，计算面积；（3）根据油酸膜的面积与每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积求得分子的直径；（4）根据实验原理分析误差。【解答】解：（1）实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积。然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径；由此可知，正确的步骤是：CDBFEA；（2）每个正方形的面积为：S0面积超过正方形面积一半的正方形的个数为55个，则油酸膜的面积约为S＝55×4×10﹣4m2＝0.022m2（3）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为：V=油酸分子的直径为：d=V（4）计算油酸分子直径的公式d=VA、油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故A正确；B、油酸酒精溶液长时间放置，会使酒精挥发，油酸的浓度增大，从而每滴纯油酸的体积测量值偏小，造成分子直径的计算结果将偏小，故B错误。C、求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，则会使计算的油滴体积偏小，导致计算的分子直径也偏小，故C错误；D、数方格时舍去了所有不足一格的方格，计算出的油膜面积偏小，导致计算结果偏大，故D正确；故选：AD。故答案为：（1）CDBFEA；（2）0.022；（3）4.5×10﹣10；（4）AD。14．（8分）一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径时示数如图所示，则摆球的直径为20.033mm。（2）某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为82.50cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.6s，则此单摆周期为1.82s，该小组测得的重力加速度大小为9.82m/s2（结果保留3位有效数字）。【考点】探究单摆周期与摆长的关系；螺旋测微器的使用与读数．【答案】（1）20.033；（2）82.50，1.82，9.82。【分析】（1）先确定螺旋测微器的最小分度值再读数；（2）根据摆长等于摆线长度与小球半径之和计算；相邻两次通过最低点的时间间隔为周期的一半计算周期；根据单摆的周期公式计算重力加速度。【解答】解：（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，由图可知摆球的直径为20mm+0.01×3.3mm＝20.033mm（2）摆长等于摆线长度与小球半径之和，则摆长为L＝81.50cm+20.033×1根据单摆运动的周期性可知，相邻两次通过最低点的时间间隔为周期的一半，则周期为T=2t根据单摆的周期公式T=2πL代入数据可解得g＝9.82m/s2故答案为：（1）20.033；（2）82.50，1.82，9.82。三、计算题（本题共4小题，共36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）15．（8分）如图，将一平面镜置于某透明液体中，光线以入射角i＝45°进入液体，经平面镜反射后恰好不能从液面射出。已知该液体的折射率为2，求光线在平面镜上的入射角β为多少？【考点】全反射的条件、判断和临界角；光的折射定律．【答案】光线在平面镜上的入射角β为37.5°。【分析】作出光路图，根据折射率公式，以及几何关系可求出光线在平面镜上的入射角β的大小。【解答】解：光线经平面镜反射后，恰好不能从液面射出，光路图如图光线在射入液面时的折射角为r，根据折射定律得：sinisinr其中n=解得：r＝30°根据全反射临界角公式得：sinC=1解得：∠C＝45°由几何关系可得：2β+（90°﹣r）+（90°﹣C）＝180°解得：β＝37.5°答：光线在平面镜上的入射角β为37.5°。16．（8分）可利用如图（a）所示的电路研究光电效应中电子的发射情况与光照的强弱、光的频率等物理量间的关系。K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K受到光照时能够发射电子，K与A之间的电压大小可以调整，电源的正负极也可以对调。（1）电源按图（a）所示的方式连接，且将滑动变阻器中的滑片置于中央位置附近，一电子从K极板逸出，初动能忽略不计，已知电子的电量为e，电子经电压U加速后到达A极板，求电子到达A极板时的动能；（2）美国物理学家密立根为了检验爱因斯坦光电效应方程的正确性，设计实验并测量了某金属的遏止电压Uc与入射光的频率。根据测得的实验数据绘制出图（b）所示的图线。已知电子的电量e＝1.6×10﹣19C，求普朗克常量h和该金属的逸出功。（结果保留2位有效数字）【考点】光电效应方程的图像问题；光电效应现象及其物理物理意义；爱因斯坦光电效应方程．【答案】（1）电子到达A极板时的动能为eU；（2）普朗克常量h为6.4×10﹣34J•s，该金属的逸出功为2.7×10﹣19J。【分析】（1）根据动能定理求解电子到达A极板时的动能。（2）根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理推导遏止电压与入射光的频率的关系式，根据图（b）的数据求解普朗克常量与该金属的逸出功。【解答】解：（1）电子从K极板逸出，初动能忽略不计，由动能定理得：eU＝Ek﹣0解得电子到达A极板时的动能为：Ek＝eU（2）根据爱因斯坦光电效应方程得：Ek′＝hν﹣W0根据动能定理可得：﹣eUc＝0﹣Ek′联立可得：Uc=he由图（b）所示的图线可得：当ν1＝5.5×1014Hz时，Uc1＝0.5V；当ν2＝4.25×1014Hz时，Uc2＝0将两组数据分别代入上式联立解得：普朗克常量h＝6.4×10﹣34J•s该金属的逸出功W0＝2.7×10﹣19J答：（1）电子到达A极板时的动能为eU；（2）普朗克常量h为6.4×10﹣34J•s，该金属的逸出功为2.7×10﹣19J。17．（10分）2021年11月8日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服有一定伸缩性，能封闭一定的气体，提供人体生存的气压。王亚平先在节点舱（出舱前的气闸舱）穿上舱外航天服，航天服内密闭气体的体积约为V1＝2L，压强p1＝5.0×104Pa，温度t1＝27℃。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门。（1）若节点舱气压降低到能打开舱门时，航天服内气体体积膨胀到V2＝2.5L，温度变为t2＝﹣3℃，求此时航天服内气体压强p2；（2）为便于舱外活动，宇航员出舱前将一部分气体缓慢放出，使航天服内气压降到p3＝3.0×104Pa。假设释放气体过程中温度不变，航天服内气体体积变为V3＝2L，求航天服需要放出的气体与原来航天服内气体的质量比。【考点】理想气体及理想气体的状态方程．【答案】（1）若节点舱气压降低到能打开舱门时，航天服内气体体积膨胀到V2＝2.5L，温度变为t2＝﹣3℃，此时航天服内气体压强p2为3.6×104Pa；（2）为便于舱外活动，宇航员出舱前将一部分气体缓慢放出，使航天服内气压降到p3＝3.0×104Pa。假设释放气体过程中温度不变，航天服内气体体积变为V3＝2L，航天服需要放出的气体与原来航天服内气体的质量比为13【分析】（1）对密闭航天服内的气体，找出初末状态参量，根据一定质量的理想气体状态方程可求得压强；（2）航天服需要放出的气体在压强为p3状