湖南省长沙市浏阳市2022-2023学年高二物理下学期期末考试试题（Word版附解析）

2023年上学期期终质量监测试卷高二物理时量75分钟，总分100分本卷分试题卷和答题卡两部分，试题卷共6页。请将答案按提示要求全部填涂写在答题卡相应位置，考生只需上交答题卡。一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.在近代物理学史上，下列关于科学家及其所做出的贡献中说法正确的是（）A.汤姆孙提出原子的核式结构模型，并发现了质子和中子B贝克勒尔最先发现天然放射现象并从沥青中分离出了钋C.玻尔的原子理论成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱D.在康普顿效应中，入射光子与晶体中的电子碰撞，有些光子散射后的波长变短【答案】C【解析】【详解】A．卢瑟福提出原子的核式结构模型，并发现了质子，同时预言了中子的存在，但发现中子的是查德威克，故A错误；B．贝克勒尔最先发现了天然放射现象，但是居里夫妇从沥青中分离出了钋，故B错误；C．玻尔借鉴普朗克的能量子假说提出氢原子理论，成功解释了氢原子光谱是线状谱，故C正确；D．在康普顿效应中，入射光子与晶体中的电子碰撞，把一部分动量转移给电子，光子动量变小，由可知光子散射后的波长变长，故D错误。故选C。2.人类不但掌握了精准测温控温的方法，还可以人工产生高热和深冷，在高热和深冷的“世界”里不断发现新的科学奇迹，下列关于热力学定律的说法正确的是（  ）A.外界对物体做功，物体的内能必定增加B.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的C.所有符合能量守恒定律的宏观过程都能自发的进行D.可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其他影响【答案】B【解析】【详解】A．外界对物体做功，若同时物体放出热量，物体的内能可能减小，故A错误； BC．根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的自然过程都是不可逆的，比如机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能，即符合能量守恒定律的宏观过程不一定能自发的进行，故B正确，C错误；D．根据热力学第二定律开尔文表述，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，故D错误。故选B。3.关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）A.图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引B.图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹C.图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从增大时，分子力先变小后变大D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高【答案】D【解析】【详解】A．图甲的扩散现象说明分子间有间隙和分子永不停息的无规则运动，故A错误；B．图乙中所示位置是不同时刻炭粒的位置，无法表示炭粒的运动轨迹，故B错误；C．图丙中r0是分子力等于零的位置，从图像可知，分子间距从增大时，分子力先变大后变小，故C错误；D．根据分子运动速率分布图像可知，温度越高分子热运动越剧烈，则曲线②对应的温度较高，故D正确。故选D。4.光学知识广泛应用于科学技术、生产和生活领域。下列关于光的论述正确的是（）A.沙漠中的“蜃景”现象是光发生衍射引起的B.晴朗的夏天，中午看到远处路面特别明亮，仿佛有水，这是光的全反射现象C.拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光，这说明光波是纵波D.通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的干涉现象 【答案】B【解析】【详解】A．沙漠中的“蜃景”现象是光全反射现象引起的，故A错误；B．晴朗的夏天，中午看到远处路面特别明亮，仿佛有水，这是光的全反射现象，故B正确；C．拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光，这说明光波是横波，故C错误；D．通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象。故D错误。故选B。5.如图所示，某轧钢厂的热轧机上安装了一个射线测厚仪，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知测厚仪采用放射性同位素作为放射源，发生衰变时放出射线和射线，半衰期为74天，适合透照厚度在之间的钢板，下列说法正确的是（　　）A.探测器探测到的射线增强，说明钢板的厚度增加B.192g放射性同位素经过148天全部完成衰变C.若衰变产生的新核用X表示，则的衰变方程为D.的比结合能比衰变后的产物X的比结合能大【答案】C【解析】【详解】A．探测器探测到的射线增强，说明钢板的厚度减小，A错误；B．192g放射性同位素经过，148天，剩余的质量没有发生衰变的为B错误；C．根据质量数守恒和核电荷数守恒，衰变方程为 C正确；D．衰变过程释放出能量，即核反应中生成物比反应物更加稳定，可知衰变后的产物X的比结合能比的比结合能大，D错误。故选C。6.把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（　　）A.小球在O位置时，动能最大，加速度最小B.小球在A、B位置时，动能最大，加速度最大C.小球从A经O到B过程中，回复力一直做正功D.小球从B到O的过程中，振动的能量不断增加【答案】A【解析】【详解】AB．振子经过平衡位置时，速度最大，位移为零，所以经过平衡位置动能最大，恢复力为零，加速度为零，在A、B位置时，速度为零，动能最小，位移最大，恢复力最大，加速度最大，故A正确，B错误；CD．由于恢复力指向平衡位置，所以振子从A经O到B的过程中，回复力先做正功，后做负功，振子的动能和弹簧的势能相互转化，且总量保持不变，即振动的能量保持不变，故CD错误。故选A。7.篮球运动深受同学们喜爱。在某次篮球比赛中，质量为m的篮球以水平速度大小v撞击竖直篮板后，以水平速度大小被弹回，已知，篮球与篮板撞击时间极短。下列说法正确的是（　　）A.撞击时篮球受到的冲量大小为B.撞击时篮板受到的冲量大小为C.撞击过程中篮球和篮板组成的系统动量不守恒D.撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能守恒【答案】C【解析】【详解】AB．取初速度方向为正方向，则由动量定理可得冲量大小为 故AB错误；C．撞击过程中篮球和篮板组成的系统所受合外力不等于零，则系统动量不守恒，故C正确；D．由于反弹速度减小，则撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能不守恒，故D错误。故选C。二、多选题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图甲为一列简谐横波在时的波动图像，图乙为该波中处质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）A.该波的波速大小为B.该波沿x轴正方向传播C.时，质点P的速度最小，加速度最大D.在内，质点P的速度和加速度的方向均未发生改变【答案】AC【解析】【详解】A．根据图像可知波长，，则该波的波速大小为故A正确；B．根据波形图与振动图像的结合分析可知质点P在时向下振动，根据同侧法可知该波向x轴负方向传播。故B错误；C．根据振动图像，时质点P处于正向最大位移处，速度最小，加速度最大。故C正确；D．内，质点P的速度先正向减小，后负向增大，速度方向发生了改变；加速度先负向增大，后负向减小。故D错误。故选AC 9.一定质量的理想气体发生状态变化，其体积V随热力学温度T变化的图像如图所示，气体经历了的循环过程，下列分析正确的是（　　）A.过程气体压强不变B.过程气体放出热量C.单位体积内的气体分子数，C状态一定比D状态的小D.气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积的平均次数，A状态一定比C状态的小【答案】BD【解析】【详解】A．由图可知，过程气体的体积不变，温度升高，由查理定律可知，气体压强变大，故A错误；B．由图可知，过程气体温度降低，内能减小，气体体积不变，气体不做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故B正确；C．由图可知，气体在C状态的体积小于D状态的体积，则单位体积内的气体分子数，C状态一定比D状态的大，故C错误；D．由图可知，过程中，气体的温度不变，体积减小，由玻意耳定律可知，气体压强增大，则气体在A状态的压强小于在C状态压强，则气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积的平均次数，A状态一定比C状态的小，故D正确。故选BD。10.如图所示，在第十四届中国航展上空，歼-20穿云破雾、呈现了驾“七彩祥云”的壮观景象。因为飞机的发动机喷出高温尾流会使得飞机周围的空气经过机翼后膨胀降温，在飞机表面形成一层水雾。阳光照射到水雾上，由于不同颜色的光折射率不同，就会形成七彩光芒。如下右图所示，将原理简化并作出光路图。已知a光与界面的夹角为。b光的折射率为，b光与法线的夹角为，光在空气中的传播速度为c，水雾半球的半径为R。（　　） A.a光在水雾半球中的传播时间为B.a光光子的能量比b光光子的能量小C.若两种光从水中射向空气，a光的临界角较小D.若a光是蓝色光的话，b光可能是紫色光【答案】AC【解析】【详解】A．设入射角为，由折射定律可知，对b光解得对于a光，由折射定律可知设a光在水雾半球中传播速度为，可得则a光在水雾半球中的传播时间故A正确；BD．由于水雾对a光的折射率大于对b光的折射率，可知a光的频率大于b光的频率，则a光光子的能量比b光光子的能量大，若a光是蓝色光的话，b光不可能是紫色光，故BD错误；C．根据全反射临界角公式 由于水雾对a光的折射率大于对b光的折射率，可知a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角，故C正确。故选AC。11.静止的Bi原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大、小圆半径分别为R1、R2。则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是（　　）A.Bi→Tl＋HeB.Bi→Po＋HC.R1∶R2＝84∶1D.R1∶R2＝207∶4【答案】C【解析】【详解】AB．若是α衰变，则新核和α粒子向相反的方向射出，新核和α粒子偏转方向相反，做匀速圆周运动的轨迹外切，由题意知，两圆内切，所以该核的衰变是β衰变，根据质量数和电荷数守恒写出衰变方程为A、B错误；CD．洛伦兹力提供向心力，求得轨迹半径公式又由于衰变前后动量守恒，即联立可得轨迹半径之比等于电荷量的反比，从而求出轨迹半径之比C正确，D错误。故选C。 三、实验题（本大题共2小题，共14分）12.如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量_______（填选项前的符号）间接地解决这个问题。A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时，先将入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。（小球质量关系满足）接下来要完成的必要步骤是___________。（填选项前的符号）A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放时的高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM、ON(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________[用(2)中测量的量表示]。【答案】①.C②.ADE③.【解析】【详解】(1)[1]验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以由落地高度不变情况下的水平射程来体现速度。故选C。(2)[2]实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复。测量平均落地点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必需的，而且D要在E之前。至于用天平测量质量，先后均可以。故选ADE。 (3)[3]根据动量守恒定律得又代入得13.小薇同学用“插针法”测量玻璃的折射率。（1）关于该实验，有以下操作步骤：A.摆好玻璃砖，确定玻璃砖上、下边界a、bB.画出一条合适的入射光线，在光路上插上大头针、C.在确定、位置时，应使挡住、的像，挡住及、的像D.在确定、位置时，二者距离应适当______一些，以减小误差（2）根据实验获得的大头针位置，请画出该实验完整的光路图______；请作图并在图上标注出实验中需要测量的角及，玻璃的折射率______（用标注出的、表示）。（3）小薇同学虽测出了入射角和折射角，但苦于无法得知非特殊角的正弦值，不能准确算出折射率，她利用实验室提供的圆规和刻度尺，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率______（用图中线段的字母表示）。 【答案】①.远②.③.④.【解析】【详解】（1）[1]在确定、位置时，二者距离应适当远一些，以减小误差；（2）[2]作出光路图如图[3]根据折射定律有（3）[4]根据折射定律结合几何关系有四、计算题（本大题有3小题，共38分。解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无演算过程的不得分。）14.一列简谐横波在时的波形图如图所示。P为介质中m处的质点。在s时P第一次达到波峰位置。（1）若该波沿x负方向传播，求该波的波速；（2）若该波沿x正方向传播，写出P沿y轴方向做简谐运动的表达式。 【答案】（1）10m/s；（2）cm【解析】【详解】（1）P为介质中m处的质点。在s时P第一次达到波峰位置，若该波沿x负方向传播周期波速（2）若该波沿x正方向传播，在s时P第一次达到波峰位置则则振幅为10cm，则cm15.如图所示，开口处有卡口、内截面积为S的圆柱形汽缸开口向上竖直放置在水平面上，缸内总体积为V0，大气压强为p0，一厚度不计、质量为m的活塞（m＝0．2p0S/g）封住一定量的理想气体，温度为T0时缸内气体体积为0．8V0，先在活塞上缓慢放上质量为2m的砂子，然后将缸内气体温度升高到2T0，求：（1）初始时缸内气体的压强P1=?（2）在活塞上放上质量为2m的砂子时缸内气体的体积V2=?（3）最后缸内气体的压强P4=?【答案】（1）1.2p0（2）0.6V0（3）1.92p0【解析】 【详解】（1）p1＝p0＋mg/S＝1．2p0（2）p2S＝p0S＋mg＋2mg，p2＝p0＋3mg/S＝1．6p0等温过程，由p1V0＝p2V2得V2＝0．6V0（3）设温度升高到Tx时活塞上升到卡口，此时V3＝V0,该过程气体做等压过程，由V2/T0＝V3/Tx得Tx＝5T0/3由Tx＝5T0/3<2T0，可以判断此后温度升高到2T0的过程为等容过程则p2/T1＝p3/T2得p3＝1．92p016.一群处于第4能级的氢原子，最终都回到基态，能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像（如图乙）。已知氢原子的能级图如图丙所示。（1）求该金属逸出功W；（2）求b光照射金属时的遏止电压；（3）光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用表示。一台发光功率为的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，求其在物体表面引起的光压，已知光速为c。【答案】（1）6.75eV；（2）5.34V；（3）【解析】【详解】（1）由题图可知，a光的遏止电压，则a光照射金属时的最大初动能为则a光为4能级跃迁到基态时所辐射出的光，a光的光子能量为 根据光电效应方程，则有则该金属逸出功为（2）由题意可知，b光为3能级跃迁到基态时所放出的光，b光的光子能量为根据光电效应规律有则b光照射金属时的遏止电压为（3）一小段时间内激光器发射的光子数为光照射物体表面，由动量定理其中产生的光压为解得