2021-2022学年江苏省泰州市高二（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2021-2022学年江苏省泰州市高二（下）期末物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
绝密★启用前2021-2022学年江苏省泰州市高二（下）期末物理试卷  第I卷（选择题） 一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）关于光，下列说法中正确的是(    )A. 偏振光可以是横波，也可以是纵波
B. 可见光中，紫光的波动性比红光明显
C. 用光导纤维传播信号是利用了光的全反射
D. 激光方向性好，所以激光不能发生衍射现象严冬时节，梅花凌寒盛开，淡淡的花香沁人心脾，这个现象与分子的热运动有关。下列关于分子热运动说法中正确的是(    )A. 清晨阳光透过窗户射入房间，观察到空中飞舞的灰尘在做布朗运动
B. 扩散现象是由分子无规则运动产生的，在气体、液体和固体中都能发生
C. 夏天自行车容易“爆胎”是车胎内气体分子间斥力急剧增大造成的
D. 当分子力表现为引力时，分子力随分子间距离的增大而减小波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法错误的是(    )A. 光电效应现象揭示了光的波动性
B. 电子束的衍射实验说明电子具有波动性
C. 普朗克首先提出了能量子假说
D. 动能相等的质子和电子，电子的物质波波长长下列说法中正确的是(    )A. 晶体在熔化过程中分子的平均动能不断增加
B. 一块固体若有确定的熔点，则必定为单晶体
C. 液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性
D. 在完全失重的宇宙飞船中，水的表面不存在表面张力杨氏双缝干涉实验最成功的地方就是采用分光法找到了两束相干光源。小明利用图示装置测量光的波长，关于本实验下列说法中正确的是(    )
A. 为了实现单色光的双缝干涉，可以在透镜与单缝之间加装滤光片
B. 将单缝向靠近双缝方向移动，则干涉条纹间距减小
C. 改用频率较小的光完成实验，在目镜中观察到的条纹数目增多
D. 转动手轮移动分划板，可使条纹间距增大在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电，中的元素是。已知的半衰期是年，其衰变方程为，下列有关说法中正确的是(    )A. 的质量小于和的总质量
B. 衰变发出的射线波长很短，穿透能力很强
C. 个经过年后一定还剩余个
D. 改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期如图所示，某学校教室内的黑板面为竖直平面，一同学对黑板擦施加斜向上的推力时，黑板擦匀速向下运动，现将推力增大为而不改变其方向，黑板擦匀速向上运动。已知黑板擦的质量为，重力加速度取，则(    )A. 黑板擦与黑板之间的动摩擦因数为
B. 黑板擦与黑板之间的动摩擦因数为
C. 推力与黑板之间的夹角为
D. 推力与黑板之间的夹角为某新能源汽车公司为检测新型汽车的性能，在平直公路上做实验。设运动时间为，位移为，电脑绘制出汽车运动的图像如图所示，则由图像可知(    )
A. 该车处于匀加速直线运动状态 B. 该车的加速度大小为
C. 该车的初速度为 D. 该车前秒内位移是核能具有高效、清洁等优点，利用核能是当今世界解决能源问题的一个重要方向。原子核的比结合能随质量数变化的曲线如图所示，根据该曲线判断正确的是(    )
A. 核比核更稳定
B. 核的结合能约为
C. 两个核结合成核时释放能量约为
D. 核和核的平均核子质量相等如图，两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，波速均为，两个波源分别位于和处，波源的振幅均为。图为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的、两质点恰好开始振动。质点的平衡位置处于处。关于各质点运动情况判断正确的是(    )
A. 质点、起振方向相反
B. 时刻，质点、都运动到点
C. 时刻，质点的位移为
D. 在时间内，质点运动的路程为第II卷（非选择题） 二、实验题（本大题共1小题，共9.0分）在探究小车速度随时间变化规律的实验中：

图甲、乙是两种打点计时器，其中图______填“甲”或“乙”是电火花计时器。
图丙是实验中打出的一条纸带，、、、、、、为连续选取的个计数点，相邻两计数点间还有个点未画出，则小车在点的瞬时速度大小为______，运动的加速度大小为______计算结果均保留位有效数字，所用电源频率。
按图将纸带沿计数点剪断得到段纸带，由短到长并排贴在坐标系中，各段紧靠但不重叠。最后将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线，如图。几位同学对图提出了不同的理解和处理方案：
小明同学认为，若用横轴表示时间，纸带宽度表示相邻计数点时间间隔，纵轴表示相邻计数点距离、、、、、，则所连直线的斜率表示______填序号。
A.各计数周期内的位移各计数点的瞬时速度
C.纸带运动的加速度相邻计数点的瞬时速度的变化
小华同学认为，若用横轴表示时间，纸带宽度表示相邻计数点时间间隔，纸带长度依次表示、、、、、，则所连直线的斜率表示小车运动的______。 三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）如图为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，发出多种频率不同的光子，若用其中波长最短的光照射到某金属的光电管上并发生了光电效应，该金属的逸出功为。求：
波长最短的光子能量；
遏止电压。
如图，横截面为四分之一圆、半径为的柱形透明体静置于水平地面上，为圆心，为的中点。一束单色光从垂直射入透明体后，在地面上的和点各得到一个亮点，且长为。已知光在真空中的传播速度为，求：
透明体对该光的折射率；
光从点传播到点的时间。
如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，内有活塞，活塞横截面积为，质量为，活塞与汽缸之间无摩擦，汽缸内密封有一定质量的理想气体，气体温度为，气柱高度为，气缸内距缸底处有固定的卡环卡环大小忽略不计。已知大气压为，重力加速度为。现缓慢降温使得活塞恰好与卡环接触。
求此时缸内气体温度；
若该降温过程气体放出热量为，求缸内气体内能变化量；
若活塞恰好与卡环接触后，汽缸开始出现缓慢漏气现象，直到不再漏气为止，此过程环境温度保持不变，求汽缸内漏出气体与剩余气体质量之比为多少？一均匀铁链，重为，由为偶数个相同、粗细不计的圆形小铁环串联构成，铁链左右两端的小铁环对称套在水平细杆上后恰好处于静止状态如图。铁链与水平杆之间的动摩擦因数为，忽略铁环之间的摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
在其中一个悬挂点，水平杆对小铁环的弹力大小；
如图，和之间的弹力大小为最低位置的两个环中的一个；
若为奇数，则最低处的小环与相邻小环的弹力大小。

答案和解析 1.【答案】 【解析】解：、偏振光是横波，不是纵波，故A错误；
B、可见光中，紫光的波长比红光短，所以红光的波动性更明显，故B错误；
C、用光导纤维传播信号是利用了光的全反射，故C正确；
D、激光方向性好，但是激光能发生衍射现象，故D错误；
故选：。
正确理解偏振光和激光的特点；
根据光的波长大小关系分析出波动性的强弱；
理解光导纤维传播信号的工作原理。
本题主要考查了光的折射定律，理解光的基本特性和在生活中的应用即可完成分析。
 2.【答案】 【解析】解：、空中飞舞的粉尘的运动是由于气流的作用而引起的宏观表现，不是布朗运动，故A错误；
B、不同物质相互进入对方的现象叫扩散，是由于分子无规则运动产生的，温度越高扩散进行得越快，扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故B正确；
C、车胎内气体温度升高，发生等容变化，车胎气体分子的平均动能急剧增大，气体压强增大，而容易爆炸，不是由于气体分子间斥力急剧增大造成的，故C错误；
D、根据分子力与分子间距离的关系，可知当分子力表现为引力时，分子力随分子间距离的增大而先增大后减小，故D错误。
故选：。
空中飞舞的粉尘的运动是由于气流的作用而引起的；根据扩散现象的定义判断；车胎内气体温度升高，发生等容变化，压强增大，而容易爆炸；根据分子力与分子间距离的关系判断即可。
本题考查了对流、扩散现象、气体压强、分子力等热学基础知识，要求学生对这部分知识要重视课本，强化理解并记忆。
 3.【答案】 【解析】解：、光电效应表明光具有一定的能量，能说明光具有粒子性，故A错误；
B、电子束射到晶体上产生的衍射图样说明电子具有波动性，故B正确；
C、普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，破除了“能量连续变化”的传统观念，故C正确；
D、动能相等的质子和电子，它们的动量：，质子的质量大于电子的质量，所以质子的动量大小大于电子的动量大小，根据德布罗意波波长公式，可知动能相等的质子和电子，电子的物质波波长长，故D正确。
本题选择错误的，
故选：。
光电效应现象揭示了光的粒子性；电子的衍射图样说明电子具有波动性；普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说；根据公式和德布罗意波波长公式联立求解。
本题考查了光电效应、电子衍射、能量子、德布罗意波等基础知识，注意对波粒二象性的正确理解，不仅光具有波粒二象性，实物粒子同样具有；波粒二象性表示既有波动性又有粒子性，只是在不同的情况下，波动性和粒子性表现更显著的程度不同。
 4.【答案】 【解析】解：、晶体具有固定的熔点，在晶体熔化时，温度不变，所以分子平均动能一定保持不变，故A错误；
B、一块固体若有确定的熔点，则必定为晶体，但不一定是单晶体，故B错误；
C、液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性，故C正确；
D、液体的表面张力是分子引力作用的结果，完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力，故D错误。
故选：。
温度是分子平均动能的标志，晶体具有固定的熔点，在晶体熔化时，温度不变；
晶体分为单晶体和多晶体；
液晶液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性；
根据液体的表面张力形成原因进行分析。
解答本题要知道：晶体有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变；单晶体有各向异性的特点，掌握液体表面张力形成原因。
 5.【答案】 【解析】解：、光源灯泡发出的是复色光，为了实现单色光的双缝干涉，可以在透镜与单缝之间加装滤光片，故A正确；
B、将单缝向靠近双缝方向移动，、、都不变，由双缝干涉条纹间距公式可知，干涉条纹间距不变，故B错误；
C、改用频率较小的光完成实验，光的波长变大，由双缝干涉条纹间距公式可知，相邻条纹间距变大，在目镜中观察到的条纹数目增减少，故C错误；
D、转动手轮移动分划板，、、都不变，由双缝干涉条纹间距公式可知，干涉条纹间距不变，故D错误。
故选：。
根据图示实验装置应用双缝干涉条纹间距公式分析答题。
本题考查了双缝干涉实验，掌握基础知识，应双缝干涉条纹间距公式即可解题。
 6.【答案】 【解析】解：、根据衰变方程为可知，衰变过程中放出能量，出现质量亏损，所以的质量大于和的总质量，故A错误；
B、衰变发出的射线是波长很短的电磁波，穿透能力很强，故B正确；
C、半衰期是一个统计规律，对于少数原子核不适用，故C错误；
D、半衰期是由原子核本身决定的，与所处的外界环境无关，所以改变压力、温度或浓度，都不会改变放射性元素的半衰期，故D错误。
故选：。
衰变过程中放出能量，出现质量亏损；射线是波长很短的电磁波，穿透能力很强；半衰期是一个统计规律，是由原子核本身决定的，由此分析。
本题主要是考查原子核的衰变、半衰期等知识，解答本题的关键是知道半衰期的含义，知道半衰期是由原子核本身决定的。
 7.【答案】 【解析】解：设与竖直方向的夹角为，则：时：，
时：，，联立解得：，，，故A正确，BCD错误
故选：。
板擦一直处于平衡态，对板擦受力分析，列平衡方程即可求解。
本题考查受力分析与滑动摩擦力的计算，一定注意物体的运动状态，然后再列相应的方程。
 8.【答案】 【解析】解：图像为一次函数，设斜率为，截距为，函数表达式为，整理得，符合匀变速运动位移公式
由函数图像得，斜率，截距
对照匀变速运动公式，有，，解得
汽车的位移与时间的关系为，汽车做匀减速运动，故ABC错误。
D.当时，，故D正确。
故选：。
根据函数图像写出函数表达式，得到图像的斜率和截距；结合匀变速位移公式，得出图像斜率与截距的物理意义；根据位移公式求位移。
本题的关键在于写出函数表达式，并确定斜率、截距的物理意义。
 9.【答案】 【解析】解：、比结合能越大，原子核越稳定，由图可知，氦核的比结合能大，则核比核更稳定，故A错误；
B、由图可知，氦核的比结合能大约为，氦核的核子数为，则氦核的结合能大约为，故B错误；
、两个核结合成核时有质量亏损，释放能量，，核和核的平均核子质量不等，故C正确；
故选：。
由图得出氦核的比结合能，抓住比结合能等于结合能与核子数的比值得出氦核的结合能；比结合能越大，原子核越稳定，通过图示得出比结合能的大小。
本题考查了结合能和比结合能的基本运用，知道结合能与比结合能的关系，知道比结合能越大，原子核越稳定。
 10.【答案】 【解析】解：波最前沿质点的振动方向与波源的起振方向相同，根据“同侧法”可知，质点、起振方向相同，故A错误。
B.质点、和都在各自的平衡位置附件振动，不随波逐流，故BC错误。
由图可知，周期；波匀速传播，两列波分别从、传到处，所用的都为；质点为振动加强点，振幅，在内，质点的振动时间；在时间内，质点位于波峰，位移，故C错误；在时间内，质点运动的路程，故D正确。
故选：。
根据“同侧法”判断质点的振动方向；质点不随波逐流，只在平衡位置往复运动；两列波相遇时振动加强与减弱的判断；质点的位移随时间变化；质点通过的路程满足“”性质，即一个周期内，质点通过的路程为个振幅。
本题考查了质点的振动方向的判断、质点通过的路程、质点的位移、振动的加强点和减弱点的判断。
 11.【答案】乙        加速度 【解析】解：图乙是电火花计时器。
相邻两计数点间还有个点未画出，则相邻两计数点之间时间间隔
根据逐差法，加速度为，
点的瞬时速度大小等于之间的平均速度为，故E点的瞬时速度为。
若用横抽表示时间，纸带宽度表示相邻计数点时间间隔，纵轴表示相邻计数点距离，、、、、、，则直线的斜率为
所以其直线斜率表示瞬时速度的变化。故ABC错误，D正确，
故选：。
若用横轴表示时间，纸带宽度表示相邻计数点时间同隔，纸带长度依次表示、、、、、，则纵坐标为该点的瞬时速度，故此时的直线斜率为。
故所连直线的斜率表示小车运动的加速度。
故答案为：乙；；；；加速度。
根据打点计时器的构造、工作原理、工作特点等进行分析。
运用逐差法求解加速度，运用平均速度求打下点时的瞬时速度大小；
根据不同的坐标轴意义，直线斜率所表示的含义也不同，根据公式即可判断
掌握匀变速直线图像规律是解决本题的前提，根据实验原理与运动学特点的结合是解决本题的关键
 12.【答案】解：根据可知：波长最短的光，光子能量最大，即从向能级跃迁时放出的光子能量最大。
波长最短的光子能量为：；
根据爱因斯坦光电效应方程，有：
根据动能定理有：
联立解得：。
答：波长最短的光子能量为；
遏止电压为。 【解析】从向能级跃迁时放出的光子波长最短、能量最大，根据能级图进行解答；
根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理列式计算反向遏止电压。
本题主要是考查了能级跃迁；知道氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射一定频率的光子；掌握光子能量的计算公式，其中就是光子的频率。
 13.【答案】解：光路图如图所示：

由此可知，反射光线经过点，折射光线经过点，根据几何关系可知

由余弦定理可得：

解得：
对使用正弦定理，可得：

又因为
则有
根据折射定律可得：
根据几何关系可得：


光在玻璃中的速度为

则光从点传播到点的时间为

答：透明体对该光的折射率；
光从点传播到点的时间为。 【解析】先画出对应的光路图，结合几何关系和折射率的定义完成分析；
根据几何关系得出对应的距离大小，结合运动学公式完成分析。
本题主要考查了光的折射定律的相关应用，理解光的折射率的定义，结合几何关系和运动学公式即可完成分析。
 14.【答案】解：根据题意可知，活塞缓慢下降过程中气体做等压变化，设气缸初始状态的容积问，降温后气体的体积为，
则，
解得，
该过程中外界对气体做的功，
根据热力学第一定律；
汽缸缓慢漏气的过程中，气体的温度和体积保持不变，根据公式可知，在此种情况下，压强之比等于气体质量之比。
由此可知汽缸内漏出气体与剩余气体质量之比为，
答：此时缸内气体温度为；
缸内气体内能变化量；
汽缸内漏出气体与剩余气体质量之比为。 【解析】根据气体做等压变化，列方程求解，
根据外界对气体做功公式，可求得外界对气体做的功，再根据热力学第一定律可求得气体内能的变化量，
根据公式可知，在温度和体积不变的情况下，与成正比，即与气体的质量成正比，由此完成分析。
本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，解题的关键点是分析出气体变化前后的状态参量，根据理想气体状态方程代入数据解答，解题的难点是理解在等温等容情况下，气体压强与气体质量成正比
 15.【答案】解：根据对称性可知，水平柱对两小铁环的弹力大小相等，摩擦力大小相等。假设水平杆对每个小铁环的弹力大小为，则有

解得：
左边与之相邻的环与环之间的弹力大小为，以右半侧的铁链为研究对象，受力分析如图所示：

则有

和之间的弹力大小为，则对受力分析如图所示：

可知

解得：
若为奇数，设最低处的小环与相邻环的弹力大小为，弹力与水平方向的夹角为，对小环受力分析，如图所示：


对右侧的铁链受力分析如图所示：

根据平衡条件得：

解得：
答：在其中一个悬挂点，水平杆对小铁环的弹力大小；
如图，和之间的弹力大小为；
若为奇数，则最低处的小环与相邻小环的弹力大小为。 【解析】格局对称性分析出水平杆对小铁环的弹力；
选择不同的研究对象，根据受力分析的特点和几何关系得出之间的弹力；
对小环和右半侧铁链进行受力分析，根据几何关系得出最低处的小环和相邻小环的弹力大小。
本题主要考查了共点力的平衡问题，要掌握整体法和隔离法的使用，熟悉物体的受力分析，结合几何关系即可完成解答。