2022-2023学年河南省开封市高二（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年河南省开封市高二（下）期末物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1.  随着黄河生态保护建设日益提升，越来越多的候鸟在我市黑岗口调蓄水库安家。有黑、白两只候鸟在湖面上休息，它们相距，一列水波正在水面上从黑候鸟向白候鸟传播，黑候鸟每分钟上下振动次。时，白候鸟在最高点，黑候鸟位于最低点，两只候鸟之间还有个最低点，下列说法正确的是(    )

A. 水波的频率为 B. 水波的波长为
C. 水波的波速为 D. 时，黑候鸟位于波峰位置

2.  日常生活中，我们发现这样一个有趣的现象，当你把筷子插进装有水的玻璃杯中时，会发现筷子好像被折断了一样，但是你从杯子中拿出来筷子又是完好无损的。现将一根粗细均匀的直棒竖直插入装有水的圆柱形玻璃杯中，从水平方向观察，下列四幅图中符合实际的是(    )

A.  B.  C.  D.

3.  商场的抓娃娃机都装有投币器，如图为投币机中一种测量金属硬币某种特性的装置，硬币可竖直通过两线圈中间的狭缝。发射线圈的匝数为，接有频率为、电压为的低频交流电。接收线圈的匝数为，在不同情况下，接收线圈输出的电压会发生改变，下列说法正确的是(    )
 

A. 无硬币通过时，若与为完全相同的线圈，则
B. 无硬币通过时，若只增大，则不变
C. 硬币通过狭缝时，硬币中会产生感应电流
D. 硬币通过狭缝的全过程中，其加速度不变

4.  开封博物馆馆藏许多重要瓷器，其中有一件明宣德青花“一束莲”大盘。如图所示，盘的内外口沿皆饰一周卷草纹，内壁绘制一圈缠枝花卉，有十三朵花，这十三朵花还分三种，有菊花、牡丹和莲花。外壁和内壁纹饰一样，盘心因塌底而呈下凹状，内底饰折枝莲，俗称“一束莲”。青料是进口的苏泥渤青钴料，钴是银白色铁磁性金属元素，早期中国已将其应用于陶器釉料，烧成后形成黑色结晶斑，可以感到凸凹不平的感觉。衰变的核反应方程为，设其半衰期为，该核反应中释放出射线，、、的质量分别为、、，下列说法正确的是(    )
 

A. 经过时间，个核中有个已经发生了衰变
B. 该核反应中释放的能量为
C. 的中子数是
D. 粒子是核外的电子电离形成的，射线的穿透本领比射线强

5.  走进开封山陕甘会馆，除了各式各样的雕刻外，那些曲折向上的屋顶也是山陕甘会馆中一道靓丽的风景线。站在地面上看四角翘起的屋顶像是建筑长出了翅膀，在蓝天中翱翔，充分诠释了“如鸟斯革，如翚斯飞”的中国古代屋顶的浪漫美学形象。如图为会馆大殿剖面图，屋脊不是一条直线，而是一条曲线。一只鸟沿着屋脊从点缓慢运动到点，下列说法正确的是(    )
 

A. 屋脊给鸟的摩擦力逐渐增大 B. 屋脊给鸟的作用力逐渐减小
C. 屋脊给鸟的支持力逐渐增大 D. 鸟受到的合力逐渐减小

6.  万岁山大宋武侠城，大宋海船实景表演水上飞人。某次表演时，演员从地面开始竖直飞行的图像如图所示，下列说法正确的是(    )
 

A. 演员在时到最高点，最大高度为
B. 演员在时回到初始位置
C. 演员在静止在空中
D. 演员在处于超重状态

7.  学习物理要理解和掌握物理问题中蕴含的思想和方法，下列说法正确的是(    )
 

A. 图甲所示的“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，运用了理想模型法
B. 图乙所示的“探究平抛运动规律”实验中，运用了极限的思想
C. 图丙所示的“探究向心力大小与质量、角速度、轨道半径的关系”实验中，运用了类比法
D. 图丁所示的“利用库仑扭秤装置探究库仑力”实验中，运用了微小形变放大法

8.  电子束焊接技术是将高能电子束作为加工热源，用高能量密度的电子束轰击焊件接头处的金属，使其快速熔融，然后迅速冷却来达到焊接的目的。电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、国防及军工、汽车和电气电工仪表等众多行业。电子束焊接机的核心部件内存在如图甲所示的高压辐向电场，带箭头的虚线表示电场线。一电子仅在电场力作用下由沿直线运动到。下列说法正确的是(    )
 

A. 该电场为匀强电场
B. 电子经过各点的电势随位移的变化如乙图所示
C. 电子运动过程中加速度逐渐增大
D. 电子运动过程中电势能逐渐增大

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9.  年月日，神十六乘组进驻空间站与神十五乘组同框，位中国航天员太空聚会模式开启。已知空间站做圆周运动的轨道高度约为，地球半径为，空间站的向心加速度大小为，引力常量为。下列说法正确的是(    )

A. 地球的质量
B. 地球表面的重力加速度大小
C. 空间站的运动周期小于
D. 神十六飞船需要与空间站在同一个轨道上点火加速完成对接

10.  疫情期间，停课不停学，居家要锻炼，同学们在家学习的同时，也不忘劳逸结合，坚持每天进行体育锻炼。如俯卧撑、跳绳、打乒乓球等。下列说法中正确的是(    )

A. 在做俯卧撑运动的过程中，地面对人不做功
B. 在做俯卧撑运动的过程中，地面对人施加的冲量不为零
C. 跳绳时人每次离开地面的瞬间重力的瞬时功率为
D. 乒乓球在空中运动的过程中，若只有重力对乒乓球做功，乒乓球机械能不守恒

11.  某原子从高能级向低能级跃迁时，会产生三种频率的可见光，三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系如图所示。用同一双缝干涉装置研究三种光的干涉现象，得到如图、图和图所示的干涉条纹。用三种光分别照射如图所示的实验装置，都能产生光电效应。由这三种光组成的复色光通过三棱镜时，形成光路如图下列说法正确的是(    )
 

A. 图中的对应的是图中的干涉条纹
B. 图中的甲光子的动量大于图中光子的动量
C. 用图和图中乙所对应的光分别照射如图所示的实验装置，当向移动，电流表示数为零时，前者对应的电压表示数小
D. 用图和图中丙所对应的光分别照射如图所示的实验装置，当向移动，电流表示数不再变化时，前者对应的电流表示数小

12.  某实验兴趣小组模拟地球绕太阳做椭圆运动，模型如图所示，“地球”套在固定的水平椭圆金属导轨上，“太阳”位于椭圆导轨的一个焦点上，、分别是椭圆的长轴和短轴，、间连接一根直金属杆，且金属杆与椭圆导轨始终保持良好接触，金属杆端与导轨之间接有一阻值为的电阻，已知椭圆导轨的总电阻为，其它电阻不计，且椭圆导轨区域内存在垂直导轨平面向下的匀强磁场。现使“地球”沿着导轨按图示方向运动，并带着金属杆绕端转动起来，若连线在相同的时间内扫过的面积相等。则下列说法正确的是(    )
 

A. 金属杆克服安培力做的功等于电阻上产生的焦耳热
B. “地球”从点运动一周过程中，电阻上的发热功率会变化
C. 金属杆间的距离会变化，故金属杆两端的电压会变化
D. “地球”运动到点时，椭圆金属导轨消耗的电功率最大

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

13.  某同学利用一根压缩的弹簧来弹开带有遮光片的滑块测量滑块与木板间的动摩擦因数。实验装置如图所示，将木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，右端与滑块刚好接触但不连接，然后将光电门固定在木板上靠近滑块处。实验步骤如下：

用游标卡尺测量遮光片的宽度，其示数如图所示，______；
将光电门连接计时器，让滑块压缩弹簧至点图中未画出，释放后滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间，再测量滑块停止时的位置与光电门的距离，则可用______表示滑块经过光电门时速度的大小；
改变点的位置，多次重复步骤；
若用图像处理数据，所得图像如图所示，设重力加速度为，则由图线可得滑块与木板间的动摩擦因素______用物理量的符号表示。

14.  某实验兴趣小组利用如图甲所示电路，测量电源的电动势和表盘数字不清但刻度清晰的毫安表量程。待测电源电动势约为、内阻不计，图中内阻很大的电压表量程为，电阻箱最大阻值为，毫安表内阻，定值电阻阻值约为，为开关。计算结果均保留两位有效数字

先对电表机械调零，闭合开关，多次调节电阻箱，记录多组阻值和电压表的相应读数；
根据图甲所示电路， ______ 用、、和表示；
画出图像如图乙，电动势 ______ ；
调节电阻箱阻值为时，电压表读数为，此时毫安表指针指在刻度盘中央位置，则毫安表的量程 ______ ；
将此毫安表与电阻箱、一节干电池电动势、开关及导线等改装成欧姆表，如图丙所示，用它来测量一未知电阻，指针指在图丁的位置，则 ______ 。

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

15.  “自嗨锅”是一种自热火锅，其原理类似于体积不变的密闭加热容器。假设该锅内含有气体视为理想气体的体积为，密度为，加热前，气体的温度为，初始压强为为外界大气压，使用加热包后，气体的温度达到，该锅会导热。

(ⅰ)求此时封闭气体的压强；

(ⅱ)经过一段时间的冷却后，气体的温度降低了，此时打开排气口，让气体排出，锅内气压和外界气压一致，求排出气体的质量。

16.  小明同学受质谱仪工作原理的启发，设计了测量粒子比荷的装置。如图甲所示，、为两竖直平行金属板，两板电压为，同一水平线上有两个小孔，带正电的粒子从板小孔飘入不计初速度，经板间电场加速后，从板孔中射出，进入右边匀强磁场中，匀强磁场的方向平行金属板水平向里，经磁场偏转后打到竖直荧光屏上的标尺上，标尺零刻度与两孔在同一水平线上，荧光屏到板距离为，某次粒子打到标尺上的示数为。

已知匀强磁场的磁感应强度为，求粒子的比荷；

小光同学也提出了一种方案，并画出了如图乙所示的示意图。撤去磁场，在间加一竖直方向的匀强电场，使粒子只在电场力的作用下发生偏转，仍使带正电的粒子从板小孔飘入，这次粒子打到标尺上的示数为，求出粒子的比荷。请你判断这一方案是否可行？并说明相应的理由。

17.  小红同学设计了如图所示游戏装置，该装置由固定在水平地面上倾角且滑动摩擦因数为的倾斜轨道、接触面光滑的半径为的螺旋圆形轨道、以及静止在光滑的水平面上的长木板组成。木板左端紧靠轨道右端且与轨道点等高但不粘连，所有接触处均平滑连接，螺旋圆形轨道与轨道、相切于处，切点到水平地面的高度为，点到长木板的竖直高度为从的左上方点以某一初速度水平抛出一质量的物块可视为质点，物块恰好能从点无碰撞进入倾斜轨道，并通过螺旋圆形轨道最低点后，经倾斜轨道滑上长木板。已知长木板的质量、、，空气阻力不计，取。求：

与之间的竖直高度的大小；

物块经过螺旋圆形轨道最低点时，轨道对物块的弹力大小；

若物块与长木板之间的滑动摩擦因数，物块在长木板上滑行且恰好不滑出长木板，求长木板的长度。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】A.水波的频率为

故A错误；

B.由题可知

解得

故B错误；

C.由速度公式得

故C错误；

D.水波的周期为

时，黑候鸟位于最低点，半个周期后黑候鸟处于波峰位置，故D正确。

故选D。

2.【答案】 

【解析】粗细均匀的直棒发生侧移是因为折射现象，水中的粗细均匀的直棒反射的光，从水中射向空气时，发生折射，折射角大于入射角，人从水平方向观察，逆着折射光线看过去，好像粗细均匀的直棒向右侧杯壁靠拢，由于杯子是曲面，与水形成凸透镜，对浸入水中的粗细均匀的直棒有放大作用，故选A。
 

3.【答案】 

【解析】略
 

4.【答案】 

【解析】A.半衰期是一种统计规律，不适用于少数原子核，则经过时间  ，个  核中不一定有个已经发生了衰变，故A错误；

B.根据质能方程，可知该核反应中释放的能量为

故B正确；

C.  的中子数为

故C错误；

D.粒子是  核内中子转化为质子形成的，射线的穿透本领比射线弱，故D错误。

故选B。

5.【答案】 

【解析】A.鸟沿着屋脊从点缓慢运动到点过程受力平衡，设鸟受到的支持力与竖直方向夹角为  ，则沿着屋脊方向有

 减小，  减小，即屋脊给鸟的摩擦力逐渐减小，项错误；

B.屋脊给鸟的作用力为支持力和摩擦力，二力的合力与重力等大反向，即屋脊给鸟的作用力大小不变，项错误；

C.鸟在垂直屋脊方向受力有

 减小，  增大，即屋脊给鸟的支持力逐渐增大，项正确；

D.鸟沿着屋脊从点缓慢运动到点过程受力平衡，受到的合力不变，项错误。

故选C。

6.【答案】 

【解析】A.由图知，演员在时到最高点，最大高度为

故A错误；

B.演员在时上升到最大高度，故B错误；

C.演员在的速度为负值，所以在向下运动，故C错误；

D.演员在在向下做减速运动，所以加速度向上，处于超重状态，故D正确；

故选D。

7.【答案】 

【解析】A.图甲所示的“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，运用了等效替代法，故A错误；

B.图乙所示的“探究平抛运动规律”实验中，运用了化曲为直的思想，故B错误；

C.图丙所示的“探究向心力大小与质量、角速度、轨道半径的关系”实验中，运用了控制变量法，故C错误；

D.图丁所示的“利用库仑扭秤装置探究库仑力”实验中，运用了微小形变放大法，故D正确。

故选D。

8.【答案】 

【解析】A.匀强电场的电场线疏密程度相同，方向也相同，由甲图中电场线分布可知，该电场为非匀强电场，项错误；

B.乙图斜率表示电场强度，由图知斜率逐渐变小，而甲图可知电场强大逐渐变大，项错误。

C.由甲图中电场线分布和牛顿第二定律可知，电子在加速过程中电场力逐渐变大，因此加速度逐渐变大，项正确；

D.由于电子带负电，当它从沿直线运动到时，电场力做正功，则电势能减小，项错误；

故选C。

9.【答案】 

【解析】A.由地球的万有引力提供空间站做圆周运动的向心力，有

得地球的质量

项正确；

B.地球表面的物体受到的万有引力等于重力有

与上式联立可得

项错误；

C.空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，由

得周期

随着轨道半径的减小，周期减小，由于同步卫星的周期为，空间站的运动周期小于，项正确；

D.神十六飞船要与空间站实现点火加速对接，需要在低轨道加速，项错误。

故选AC。

10.【答案】 

【解析】A.在做俯卧撑运动的过程中，地面对该同学的作用力没有位移，则地面对该同学不做功，故A正确；

B.根据  可知，在做俯卧撑运动的过程中，地面对该同学施加的冲量不为零，故B正确；

C.每次离开地面的瞬间该同学的速度不为零，则根据

可知重力的瞬时功率不为零，故C错误；

D.乒乓球在空中运动的过程中，若只有重力对乒乓球做功，乒乓球机械能守恒，故D错误。

故选AB。

11.【答案】 

【解析】略
 

12.【答案】 

【解析】略
 

13.【答案】；；。 

【解析】

【分析】
游标卡尺读数为主尺示数游标尺示数，不需要估读，要注意游标尺的精度，本题精度为。
光电门测速原理为物体在极短时间内的平均速度等于瞬时速度。
根据动能定理得出的表达式，分析图像斜率的物理意义即可解题。
【解答】
；
滑块通过光电门的速度；
根据动能定理，代入并整理得，
所以图像斜率，
解得。  

14.【答案】       

【解析】解：根据闭合电路欧姆定律

整理得

根据图像有：
解得

根据欧姆定律有：
代入数据可得

根据欧姆定律毫安表满偏时有：
解得：
毫安表偏转时，则有：
解得：
故答案为：；；；。
根据闭合电路欧姆定律推导图像函数表达式；
根据图像截距计算电动势；
根据欧姆定律计算微安表的量程；
根据欧姆定律计算欧姆表的内阻，由题意再根据欧姆定律计算待测电阻阻值。
本题考查测电源电动势和测待测电阻阻值实验，要求掌握实验原理、利用图像处理数据，欧姆表的原理。
 

15.【答案】(ⅰ)  ；(ⅱ)  

【解析】(ⅰ)加热锅时，锅内气体的体积不变，有

解得

(ⅱ)设排气后气体最终的体积包括排出部分为  ，则根据气体状态方程有

解得

体积的变化量为

又有

排出气体的质量

16.【答案】  ；不可行，见解析 

【解析】设粒子进入磁场的速度为，粒子在电场中加速，由动能定理有 

粒子在磁场中做匀速圆周运动，设半径为，由洛伦兹力提供向心力得 

由几何关系有 

联立解得，粒子的比荷为 

假设可行。

根据带电粒子在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动， 

竖直方向做匀加速直线运动可知 

竖直方向做匀加速直线运动的加速度 

联立解得 

结果与比荷无关，故假设不成立，小光的方法不可行

17.【答案】  ；  ；  

【解析】物块从点做平抛运动到点，有

而

解得

从到由动能定理可得

在点，对物块分析有

解得

从到过程有

物块滑上长木板后，木块和长木板系统动量守恒，则有

假设物块刚好不滑离长木板，由功能关系可得

解得