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2022-2023学年河北省邢台市高二（下）期末物理试卷（7月）
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这是一份2022-2023学年河北省邢台市高二（下）期末物理试卷（7月），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年河北省邢台市高二（下）期末物理试卷（7月）
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 关于原子核、核能，下列说法正确的是( )
A. 发生β衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了1，故质量数减少1
B. 比结合能越大，原子核越稳定，结合能也越大
C. 释放核能的核反应中，产物的结合能之和一定大于反应物的结合能之和
D. 核反应中发生的“质量亏损”是消失的质量转变为能量
2. 下列说法正确的是( )
A. 已知阿伏伽德罗常数为NA，气体的摩尔体积为V摩尔，则分子的体积V=V摩尔NA
B. 相同温度下的氢气和氧气，它们的分子平均动能一定相等
C. 气体总是很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
D. 1g100℃的水的内能等于1g100℃的水蒸气的内能
3. 光电倍增管是进一步提高光电管灵敏度的光电转换器件。管内除光电阴极和阳极外，两极间还放置多个瓦形倍增电极。使用时相邻两倍增电极间均加有电压，以此来加速电子。如图所示，光电阴极受光照后释放出光电子，在电场作用下射向第一倍增电极，引起电子的二次发射，激发出更多的电子，然后在电场作用下飞向下一个倍增电极，又激发出更多的电子，如此电子数不断倍增，使得光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多，可用来检测微弱光信号。下列说法正确的是( )
A. 光电倍增管适用于所有频率的光
B. 保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强不会影响阳极收集到的电子数
C. 保持入射光不变，增大倍增级间的电压有利于提高其灵敏度
D. 图中标号为偶数的倍增电极的电势要高于标号为奇数的电极的电势
4. 双缝干涉实验中将光源从紫光改为红光，其他条件不变，得到的干涉条纹间距不同，是由于两种色光的( )
A. 传播速度不同 B. 振动方向不同 C. 强度不同 D. 频率不同
5. 在学校足球比赛中，足球队员A、B进行了一次精彩的直线传球：在A，B相距L时，A将足球以12m/s的初速度在水平地面上沿A、B连线传出，在传出的同时，B由静止开始沿二者连线向远离A的方向运动，其运动过程的v−t图像如图所示，当t=4s时B与足球到达同一位置，重力加速度为10m/s2，下列说法不正确的是( )
A. A、B相距的L值为18m B. 0～4s内足球一直在靠近B
C. 与B相遇时，足球的位移为24m D. 足球所受阻力大小是其重力的0.15倍
6. 如图所示，一根轻绳绕过固定的光滑滑轮，两端连着两个质量均为m的物块A和B(可视作质点)，外力F作用在B上，整个系统在同一竖直平面内且保持静止状态，两轻绳间夹角为θ，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 外力F的大小为2mgcosθ2
B. 适当改变力F的大小和方向，可以使B位置不变且两物块都处于静止状态
C. 适当改变力F的大小和方向，可以使A、B位置均不变且两物块都处于静止状态
D. 适当改变力F的大小和方向，使A、B两物块都处于静止状态，F越小则轻绳对滑轮的作用力越大
7. 钓鱼是很多人的爱好，如图是一均匀材质的圆柱形鱼漂，静止在静水中的示意图。5条刻线将鱼漂分为6个等长的部分，O、A、B为其中的三条刻线，刻线O为鱼漂的中点，此时刻线O恰好在水面处。用手将鱼漂向下压，使刻线A恰好到达水面后松手，鱼漂会上下运动，上升到最高处时，刻线B到达水面，鱼漂的运动可看成简谐运动。下列说法正确的是( )
A. 刻线B到达水面时，鱼漂的加速度最大，大小为2g3
B. 松手的瞬间刻线A在水面处，鱼漂的加速度最大，大小为g3
C. 一个周期内，刻线O只有一次到达水面
D. 松手后，刻线O从水面运动到最高点的过程中，速度先增加后减小
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
8. 在早期的运动学研究中，曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”，并把加速度定义为as=vx−v0s，v0，vx，分别表示某段位移：内的初速度和末速度。结合现在物理学中对加速度的定义式a=vt−v0t，下列说法中正确的是( )
A. 若a>0且保持不变，则as逐渐减小
B. 若as>0且保持不变，则a逐渐减小
C. 若as>0且保持不变，则物体在位移中点处的速度比v0+vx2大
D. 若物体从静止出发，as>0且保持不变，则物体的平均速度比v0+vx2小
9. 为了提高热机的工作效率，1824年，法国工程师卡诺创造性地利用“理想实验”的思维方法，提出了具有重要理论意义的热机循环过程——卡诺循环。如图，是以状态A为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程的p−V图像，其中AB、CD为两条等温线，BC、DA为两条绝热线。以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源和高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是( )
A. 状态C气体分子单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数比状态A的少
B. A→B过程从高温热源吸收的热量大于过程C→D向低温热源释放的热量
C. B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功
D. D→A过程气体压强增大完全是由于单位体积内分子数增多导致的
10. 如图，O点是一半径为R的匀质玻璃半球体的球心，半球体底部平面水平放置，有一束光线从距离O点为r= 22R的P点入射，光线与竖直方向的夹角为θ，当θ=0∘时光线恰好在半球体的球面处发生全反射，若不考虑光线在界面各处非全反射情况下的反射光线，则( )
A. 玻璃的折射率为 2
B. θ=0∘时光线在半球体内传播所用时间为2 2Rc
C. 改变θ的大小，使入射光线第一次到达球面时能够从球面射出，且出射光线恰好与入射光平行，则sinθ= 62
D. 改变θ的大小，使入射光线第一次到达球面时能够从球面射出，且出射光线恰好与入射光平行，则光线在半球体内传播时间为 3Rc
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11. 在“测定玻璃的折射率”实验中：
(1)如图甲所示，甲同学用插针法测定平行玻璃砖折射率。关于该实验，下列说法中正确的是______。
A.为减小测量误差，P1、P2的连线与法线NN′的夹角应适当大一些
B若P1、P2的连线与法线NN′夹角较大时有可能在bb′面发生全反射，在bb′一侧就看不到P1、P2的像
C.为了减小实验误差，应选用上下两光学表面间距适当小一些的玻璃砖
D.为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取小些
(2)乙同学在做该实验时，在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图乙所示。则他测出的折射率将______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)如图丙所示，丙同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接O和P3。图中MN为分界面，虚线半圆与实线半圆对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。设AB的长度为a，AO的长度为b，CD的长度为c，DO的长度为d，则玻璃砖的折射率可表示为______。
12. 由于打点计时器出现故障，物理实验小组用图甲所示的装置来测量滑块运动的加速度。将一较长且下端系着盛有有色液体的小漏斗(可视为质点)的细线，上端固定在拉力传感器上。置于水平桌面上的滑块用细绳跨过定滑轮与钩码相连，做合适的调节后使滑块拖动固定在其后面的宽纸带一起做匀加速直线运动。同时，使漏斗在垂直于滑块运动方向的竖直平面内做摆角很小(小于5°)的摆动。漏斗中漏出的有色液体在宽纸带上留下如图乙所示的痕迹。拉力传感器获得漏斗摆动时细线中拉力F的大小随时间t的变化图像如图丙所示，重力加速度为g，完成以下问题：
(1)图乙中测得A，C两点间距离为x1，A，E两点间距离为x2。则液体滴在D点时滑块速度的大小vD=______，在A、E两点间滑块加速度的大小为a=______。(从题给物理量符号x1、x2、t0、g及π中选择你需要的符号来表示)
(2)根据题中所给数据，可知系着小漏斗(可视为质点)的细线长度L=______。(从题给物理量符号x1、x2、t0、g及π中选择你需要的符号来表示)
四、计算题（本大题共3小题，共36.0分）
13. 五一假期小李同学一家人自驾外出游玩，小李观察到长时间停放在车库的汽车启动时，仪表盘显示的车轮胎压及当地气温如图甲所示；经过长途跋涉途径某景区时，仪表盘显示车轮胎压如图乙所示。由四个轮胎的气压值可知，右前轮存在漏气问题，将汽车轮胎内气体视为理想气体，忽略汽车轮胎容积的变化，长时间行驶后，汽车两前轮轮胎温度相等并高于当地气温，取0℃为273K，求：
(1)到达该景区时，汽车左前轮胎内气体的温度；
(2)景区条件所限，不能马上为漏气的右前轮胎进行修补，但为了保持汽车行驶的平稳性，可以使用车载充气泵向右前轮胎充入一定量的同种气体，使两前轮胎胎压相等。充气过程中车胎内温度和容积视为不变，求充入气体质量和右前轮胎内现有气体质量之比。
14. 如图所示为沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为t=0时的波形图，经过Δt=0.5s波形如图中虚线所示，已知虚线上波谷对应的平衡位置坐标为x=7.5m。求：
(1)该波的波速为多少？
(2)若波速为v=21m/s时，写出坐标为x=1处的质点Q的振动方程。
15. 蓝牙是一种无线技术，可实现固定设备、移动设备之间的短距离数据交换。如图所示，甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶，两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备在相距17m以内时会立即自动连接实现通信，一旦超过该距离，蓝牙信号便会立即断开，无法通信。t=0时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为8m/s，乙车静止，O1、O2的距离为8m。从该时刻起乙车以大小为2m/s2的加速度做匀加速直线运动，当速度达到9m/s后保持匀速运动，甲车保持原有速度做匀速直线运动。求：
(1)两车通信第一次中断时，甲车行驶的位移大小；
(2)甲、乙两车第一次通信中断持续的时间；
(3)整个运动过程中，甲、乙两车能够保持通信的总时间。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A.发生 β 衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少1，质子数增加1，质量数不变，故A错误；
B.比结合能越大，原子核越稳定，但由于核子总数未知，结合能不能确定，故B错误；
C.核反应中释放核能等于产物的结合能之和与反应物的结合能之和的差值，所以产物的结合能之和一定大于反应物的结合能之和，故C正确；
D.核反应中发生的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是由静止质量突变成运动质量，并不是质量转变成能量，D错误。
故选C。
2.【答案】B
【解析】A.对气体而言 V摩尔NA 是气体分子占有的空间体积，不是分子的体积，故A错误；
B.温度是分子平均动能的标志，相同温度下的氢气和氧气，它们的分子平均动能一定相等，故B正确；
C.气体分子之间的距离很大，分子力为引力但近似为零，气体很容易充满容器，是由于分子无规则热运动的结果，故C错误；
D.在1g100℃的水变成水蒸气时，分子间距增大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，温度不变，分子平均动能不变，所以1g100℃的水的内能小于1g100℃水蒸气的内能，D错误。
故选B。
3.【答案】C
【解析】
【分析】由光电效应现象的条件得解；由电子数量的变化判断得解；由电子的动能变化判断；由相邻的光电倍增管中电场方向判断电势高低；
本题主要考查光电倍增管的原理及应用，熟悉其原理是解题的关键，难度一般。
【解答】
光电倍增管工作时，入射光照射在阴极上发生光电效应，即要求入射光的频率不低于阴极的截止频率，所以光电倍增管并不适用于所有频率的光，A错误；
保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强，阴极单位时间内发射的光电子数增多，可能使第一倍增极被激发出的电子增多从而最终影响阳极收集到的电子数，B错误；
保持入射光不变，增大倍增电极间的电压，则打到倍增极的光电子的动能变大，则会有更多的电子从倍增极逸出，阳极收集到的电子数增多，有利于提高其灵敏度，C正确；
电子在相邻倍增电极间加速，故图中标号数字较大的倍增电极的电势要高于数字较小的电极的电势，D错误。
4.【答案】D
【解析】解：在相同条件下做双缝干涉实验时，两种光得到的条纹间距不同，根据Δx=Ldλ可知是因为两色光的波长不一样，根据c=λν可知是因为两色光的频率不同，故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据双缝干涉的条纹间距公式Δx=Ldλ分析即可。
掌握了双缝干涉的条纹间距与L、d和λ之间的关系Δx=Ldλ是解决本题的关键所在。
5.【答案】C
【解析】AC.根据 v−t 图像面积表示位移可知相遇时足球的位移为 12+62×4m=36m ，B的位移为 2+42×6m=18m ，则A、B相距的L值为18m，选项A正确，C错误；
B.根据题意可知，踢出足球后，0～4s内B在前，球在后，且球的速度比B大，因而球一直在靠近B，选项B正确；
D.根据 v−t 图像斜率表示加速度可知对于足球a=−μmgm=ΔvΔt=−1.5m/s2
则解得f=μG=0.15G
选项D正确；
题目要求选择不正确的，故选C。
6.【答案】D
【解析】A.轻绳对B的拉力等于mg，对B进行受力分析，由B受力平衡易得F=2mgsinθ2
故A错误；
BC.若B位置不变，轻绳对B的拉力始终等于mg，B的重力不变，这两力夹角也不变，则力F一定为一个定值，所以改变力F的大小和方向，不能使B位置不变且两物块都处于静止状态，故BC均错误；
D.由于F=2mgsinθ2
F越小则两轻绳间夹角 θ 越小，轻绳对滑轮的作用力为F合=2mgcosθ2
故轻绳对滑轮的作用力越大，故D正确。
故选D。
7.【答案】A
【解析】AB.刻线A和刻线B到达水面时，鱼漂的加速度均获得最大值。鱼漂平衡时，浮力与重力平衡F浮=ρgS12l=mg
松手的瞬间，由牛顿第二定律得ρgS⋅56l−mg=ma
解得鱼漂的加速度大小为a=2g3
故A正确，B错误；
C.根据简谐运动的周期性，一个周期内，刻线O有两次到达水面，故C错误；
D.简谐运动从平衡位置到最高点，速度一直减小，故D错误。
故选A。
8.【答案】AD
【解析】A.若 a>0 且保持不变，相等时间内速度变化量相等，但是相等时间内位移越来越大，故as逐渐减小，A正确；
B.若 as>0 且保持不变，相等位移内速度增加量相等，通过相等位移所用的时间越来越短，由 a=vt−v0t 可知，a越来越大，B错误；
C.若 as>0 且保持不变，相等位移内速度变化量相等，设位移中点处的速度为 vx2 ，则有 vx2−v0=vx−vx2 ，可得 vx2=v0+vx2 ，C错误；
D.若物体从静止出发， as>0 且保持不变，则物体的a越来越大，物体的平均速度比 v0+vx2 小，D正确。
故选AD。
9.【答案】ABC
【解析】A.由于 TC
C. B→C 与 D→A 过程内能的变化量大小相等，且 Q=0 ，由热力学第一定律 ΔU=W+Q 可知W大小必定相等，即BC过程气体对外界做的功等于 D→A 过程外界对气体做的功，C正确；
D. D→A 过程气体压强增大是由于单位体积内分子数增多和温度升高导致的，D错误。
故选ABC。
10.【答案】AD
【解析】A.当 θ=0∘ 时光线恰好在球面发生全反射，即在球面处入射角恰好等于全反射临界角C，光路图如图1所示。根据几何关系可得sinC=rR
根据全反射临界角C满足的条件可得sinC=1n
解得n= 2
故A正确；
B. θ=0∘ 时光线在半球体内将发生两次全反射，由几何关系易得光传播的路程s=2 2R
传播所用时间为t=nsc=4Rc
故B错误；
C.若要使光线从球面出射后恰好与入射光平行，那么出射光线与入射光线，以及法线必在同一平面内，且入射点与出射点的法线平行，入射光线必须在竖直平面内，光路图如图2所示，出射点必在O点的正上方。根据几何关系可得sinβ= 33
根据折射定律n=sinθsinβ
解得sinθ= 63
故C错误；
D.光线从球面出射后恰好与入射光平行，光线在半球体内传播的路程s= 62R
所用时间为t′=nsc= 3Rc
故D正确。
故选AD。
11.【答案】 A 不变 ac
【解析】(1)[1]A.为减小测量误差， P1 、 P2 的连线与法线 NN′ 的夹角应适当大些，A正确；
B.平行玻璃砖对光线起到平移作用，不可能在下表面发生全反射，B错误；
C.选用两光学表面间距适当大的玻璃砖，可以减小实验的测量误差，C错误；
D. P3 和 P4 的距离应适当取大一些，可以减小作图误差，D错误。
故选A。
(2)[2]如图所示，虚线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而实线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，所以测得的折射率将不变。
(3)根据折射定律可得玻璃砖的折射率为n=sin∠BOAsin∠DOC=ABRCDR=ac
12.【答案】 x2−x14t0 x2−2x116t02 4gt02π2
【解析】(1)[1]根据图丙可知漏斗振动的周期T=4t0
由匀变速直线运动的规律可得液体滴在D点时滑块速度的大小vD=xCET=x2−x14t0
[2]由xCE−xAC=aT2
即x2−2x1=a4t02
解得a=x2−2x116t02
(2)[3]根据单摆的周期公式T=2π Lg
可得摆长L=4gt02π2
13.【答案】(1)324K；(2) 19
【解析】(1)由图甲可知，汽车左前轮胎内气体的初状态p1=240kPa，T1=15+273K=288K
末状态p2=270kPa
轮胎内气体做等容变化。由查理定律得p1T1=p2T2
可得汽车左前轮胎内气体的温度T2=p2T1p1=324K
(2)设右前轮胎体积为V，充气过程可理解为，压强为p3=243kPa
体积为 V3 的气体，一次性压缩为p2=270kPa
体积为V的气体，且过程中温度不变根据玻意耳定律有p3V3=p2V
解得V3=p2Vp3
代入数据可得V3=109V
需充入气体质量与右前轮胎内现有气体质量之比Δmm=V3−VV
可得Δmm=V3−VV=19
14.【答案】(1) v=λT=24n+21m/s(n=0,1,2,3,⋯) ；(2) y=0.1sin3.5πt+5π6m
【解析】(1)由波形图可知，波长λ=12m
波沿x轴正方向传播，则Δt=ΔxλT+nTn=0,1,2,3,⋯
O点右侧虚线波形的第二个波谷位置为x2=19.5m
由于O点右侧实线波形的第一个波谷位置为x1=9m
可知Δx=10.5m
解得T=48n+7sn=0,1,2,3,⋯
则波速v=λT=24n+21m/sn=0,1,2,3,⋯
(2)波速为 v=21m/s ，知n=0，T=47s
则ω=2πT=3.5πrad/s
设质点Q的振动方程y=0.1sin3.5πt+φm
质点Q在零时刻向下振动，可知φ=5π6
故质点Q的振动方程y=0.1sin3.5πt+5π6m
15.【答案】(1)24m；(2)2.25s；(3)33s
【解析】(1)设甲、乙两车经过时间 t1 第一次通信断开，根据几何关系可知，甲车在乙车斜前方且 O1O2 为17m，由几何关系得两车在运动方向上位移之差满足Δx=x甲−x乙= 172−82m=15m
根据运动学公式x甲=v甲t1，x乙=12at12
联立以上三式t1=3s 或 t1′=5s (舍)
此时甲车的位移大小为x甲=24m
(2)设经时间 t2 乙车速度达到最大，有t2=v乙ma=4.5s
此时乙车运动的位移x乙′=12at22=20.25m
甲车位移为x甲′=v甲t2=36m
由于x甲′−x乙′=15.75m
通信仍处于中断状，再经过 Δt1 甲乙两车恢复通信，则Δt1=x甲′−x乙′−Δxv乙m−v甲=0.75s
甲乙两车从第一次通信断开到恢复的时间Δt2=t2+Δt1−t1=2.25s
(3)此时，甲车在前方，乙车速度大于甲车，从 O1O2 小于17m，至乙车在甲车前方且 O1O2 为17m时，通信断开，用时为Δt3=2Δxv乙m−v甲=30s
此后两车相距越来越远，失去信号。可知两车能够保持通信的总时间为Δt4=t1+Δt3=33s
2022-2023学年河北省邢台市高二（下）期末物理试卷（7月）
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 关于原子核、核能，下列说法正确的是( )
A. 发生β衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了1，故质量数减少1
B. 比结合能越大，原子核越稳定，结合能也越大
C. 释放核能的核反应中，产物的结合能之和一定大于反应物的结合能之和
D. 核反应中发生的“质量亏损”是消失的质量转变为能量
2. 下列说法正确的是( )
A. 已知阿伏伽德罗常数为NA，气体的摩尔体积为V摩尔，则分子的体积V=V摩尔NA
B. 相同温度下的氢气和氧气，它们的分子平均动能一定相等
C. 气体总是很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
D. 1g100℃的水的内能等于1g100℃的水蒸气的内能
3. 光电倍增管是进一步提高光电管灵敏度的光电转换器件。管内除光电阴极和阳极外，两极间还放置多个瓦形倍增电极。使用时相邻两倍增电极间均加有电压，以此来加速电子。如图所示，光电阴极受光照后释放出光电子，在电场作用下射向第一倍增电极，引起电子的二次发射，激发出更多的电子，然后在电场作用下飞向下一个倍增电极，又激发出更多的电子，如此电子数不断倍增，使得光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多，可用来检测微弱光信号。下列说法正确的是( )
A. 光电倍增管适用于所有频率的光
B. 保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强不会影响阳极收集到的电子数
C. 保持入射光不变，增大倍增级间的电压有利于提高其灵敏度
D. 图中标号为偶数的倍增电极的电势要高于标号为奇数的电极的电势
4. 双缝干涉实验中将光源从紫光改为红光，其他条件不变，得到的干涉条纹间距不同，是由于两种色光的( )
A. 传播速度不同 B. 振动方向不同 C. 强度不同 D. 频率不同
5. 在学校足球比赛中，足球队员A、B进行了一次精彩的直线传球：在A，B相距L时，A将足球以12m/s的初速度在水平地面上沿A、B连线传出，在传出的同时，B由静止开始沿二者连线向远离A的方向运动，其运动过程的v−t图像如图所示，当t=4s时B与足球到达同一位置，重力加速度为10m/s2，下列说法不正确的是( )
A. A、B相距的L值为18m B. 0～4s内足球一直在靠近B
C. 与B相遇时，足球的位移为24m D. 足球所受阻力大小是其重力的0.15倍
6. 如图所示，一根轻绳绕过固定的光滑滑轮，两端连着两个质量均为m的物块A和B(可视作质点)，外力F作用在B上，整个系统在同一竖直平面内且保持静止状态，两轻绳间夹角为θ，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 外力F的大小为2mgcosθ2
B. 适当改变力F的大小和方向，可以使B位置不变且两物块都处于静止状态
C. 适当改变力F的大小和方向，可以使A、B位置均不变且两物块都处于静止状态
D. 适当改变力F的大小和方向，使A、B两物块都处于静止状态，F越小则轻绳对滑轮的作用力越大
7. 钓鱼是很多人的爱好，如图是一均匀材质的圆柱形鱼漂，静止在静水中的示意图。5条刻线将鱼漂分为6个等长的部分，O、A、B为其中的三条刻线，刻线O为鱼漂的中点，此时刻线O恰好在水面处。用手将鱼漂向下压，使刻线A恰好到达水面后松手，鱼漂会上下运动，上升到最高处时，刻线B到达水面，鱼漂的运动可看成简谐运动。下列说法正确的是( )
A. 刻线B到达水面时，鱼漂的加速度最大，大小为2g3
B. 松手的瞬间刻线A在水面处，鱼漂的加速度最大，大小为g3
C. 一个周期内，刻线O只有一次到达水面
D. 松手后，刻线O从水面运动到最高点的过程中，速度先增加后减小
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
8. 在早期的运动学研究中，曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”，并把加速度定义为as=vx−v0s，v0，vx，分别表示某段位移：内的初速度和末速度。结合现在物理学中对加速度的定义式a=vt−v0t，下列说法中正确的是( )
A. 若a>0且保持不变，则as逐渐减小
B. 若as>0且保持不变，则a逐渐减小
C. 若as>0且保持不变，则物体在位移中点处的速度比v0+vx2大
D. 若物体从静止出发，as>0且保持不变，则物体的平均速度比v0+vx2小
9. 为了提高热机的工作效率，1824年，法国工程师卡诺创造性地利用“理想实验”的思维方法，提出了具有重要理论意义的热机循环过程——卡诺循环。如图，是以状态A为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程的p−V图像，其中AB、CD为两条等温线，BC、DA为两条绝热线。以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源和高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是( )
A. 状态C气体分子单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数比状态A的少
B. A→B过程从高温热源吸收的热量大于过程C→D向低温热源释放的热量
C. B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功
D. D→A过程气体压强增大完全是由于单位体积内分子数增多导致的
10. 如图，O点是一半径为R的匀质玻璃半球体的球心，半球体底部平面水平放置，有一束光线从距离O点为r= 22R的P点入射，光线与竖直方向的夹角为θ，当θ=0∘时光线恰好在半球体的球面处发生全反射，若不考虑光线在界面各处非全反射情况下的反射光线，则( )
A. 玻璃的折射率为 2
B. θ=0∘时光线在半球体内传播所用时间为2 2Rc
C. 改变θ的大小，使入射光线第一次到达球面时能够从球面射出，且出射光线恰好与入射光平行，则sinθ= 62
D. 改变θ的大小，使入射光线第一次到达球面时能够从球面射出，且出射光线恰好与入射光平行，则光线在半球体内传播时间为 3Rc
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11. 在“测定玻璃的折射率”实验中：
(1)如图甲所示，甲同学用插针法测定平行玻璃砖折射率。关于该实验，下列说法中正确的是______。
A.为减小测量误差，P1、P2的连线与法线NN′的夹角应适当大一些
B若P1、P2的连线与法线NN′夹角较大时有可能在bb′面发生全反射，在bb′一侧就看不到P1、P2的像
C.为了减小实验误差，应选用上下两光学表面间距适当小一些的玻璃砖
D.为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取小些
(2)乙同学在做该实验时，在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图乙所示。则他测出的折射率将______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)如图丙所示，丙同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接O和P3。图中MN为分界面，虚线半圆与实线半圆对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。设AB的长度为a，AO的长度为b，CD的长度为c，DO的长度为d，则玻璃砖的折射率可表示为______。
12. 由于打点计时器出现故障，物理实验小组用图甲所示的装置来测量滑块运动的加速度。将一较长且下端系着盛有有色液体的小漏斗(可视为质点)的细线，上端固定在拉力传感器上。置于水平桌面上的滑块用细绳跨过定滑轮与钩码相连，做合适的调节后使滑块拖动固定在其后面的宽纸带一起做匀加速直线运动。同时，使漏斗在垂直于滑块运动方向的竖直平面内做摆角很小(小于5°)的摆动。漏斗中漏出的有色液体在宽纸带上留下如图乙所示的痕迹。拉力传感器获得漏斗摆动时细线中拉力F的大小随时间t的变化图像如图丙所示，重力加速度为g，完成以下问题：
(1)图乙中测得A，C两点间距离为x1，A，E两点间距离为x2。则液体滴在D点时滑块速度的大小vD=______，在A、E两点间滑块加速度的大小为a=______。(从题给物理量符号x1、x2、t0、g及π中选择你需要的符号来表示)
(2)根据题中所给数据，可知系着小漏斗(可视为质点)的细线长度L=______。(从题给物理量符号x1、x2、t0、g及π中选择你需要的符号来表示)
四、计算题（本大题共3小题，共36.0分）
13. 五一假期小李同学一家人自驾外出游玩，小李观察到长时间停放在车库的汽车启动时，仪表盘显示的车轮胎压及当地气温如图甲所示；经过长途跋涉途径某景区时，仪表盘显示车轮胎压如图乙所示。由四个轮胎的气压值可知，右前轮存在漏气问题，将汽车轮胎内气体视为理想气体，忽略汽车轮胎容积的变化，长时间行驶后，汽车两前轮轮胎温度相等并高于当地气温，取0℃为273K，求：
(1)到达该景区时，汽车左前轮胎内气体的温度；
(2)景区条件所限，不能马上为漏气的右前轮胎进行修补，但为了保持汽车行驶的平稳性，可以使用车载充气泵向右前轮胎充入一定量的同种气体，使两前轮胎胎压相等。充气过程中车胎内温度和容积视为不变，求充入气体质量和右前轮胎内现有气体质量之比。
14. 如图所示为沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为t=0时的波形图，经过Δt=0.5s波形如图中虚线所示，已知虚线上波谷对应的平衡位置坐标为x=7.5m。求：
(1)该波的波速为多少？
(2)若波速为v=21m/s时，写出坐标为x=1处的质点Q的振动方程。
15. 蓝牙是一种无线技术，可实现固定设备、移动设备之间的短距离数据交换。如图所示，甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶，两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备在相距17m以内时会立即自动连接实现通信，一旦超过该距离，蓝牙信号便会立即断开，无法通信。t=0时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为8m/s，乙车静止，O1、O2的距离为8m。从该时刻起乙车以大小为2m/s2的加速度做匀加速直线运动，当速度达到9m/s后保持匀速运动，甲车保持原有速度做匀速直线运动。求：
(1)两车通信第一次中断时，甲车行驶的位移大小；
(2)甲、乙两车第一次通信中断持续的时间；
(3)整个运动过程中，甲、乙两车能够保持通信的总时间。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A.发生 β 衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少1，质子数增加1，质量数不变，故A错误；
B.比结合能越大，原子核越稳定，但由于核子总数未知，结合能不能确定，故B错误；
C.核反应中释放核能等于产物的结合能之和与反应物的结合能之和的差值，所以产物的结合能之和一定大于反应物的结合能之和，故C正确；
D.核反应中发生的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是由静止质量突变成运动质量，并不是质量转变成能量，D错误。
故选C。
2.【答案】B
【解析】A.对气体而言 V摩尔NA 是气体分子占有的空间体积，不是分子的体积，故A错误；
B.温度是分子平均动能的标志，相同温度下的氢气和氧气，它们的分子平均动能一定相等，故B正确；
C.气体分子之间的距离很大，分子力为引力但近似为零，气体很容易充满容器，是由于分子无规则热运动的结果，故C错误；
D.在1g100℃的水变成水蒸气时，分子间距增大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，温度不变，分子平均动能不变，所以1g100℃的水的内能小于1g100℃水蒸气的内能，D错误。
故选B。
3.【答案】C
【解析】
【分析】由光电效应现象的条件得解；由电子数量的变化判断得解；由电子的动能变化判断；由相邻的光电倍增管中电场方向判断电势高低；
本题主要考查光电倍增管的原理及应用，熟悉其原理是解题的关键，难度一般。
【解答】
光电倍增管工作时，入射光照射在阴极上发生光电效应，即要求入射光的频率不低于阴极的截止频率，所以光电倍增管并不适用于所有频率的光，A错误；
保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强，阴极单位时间内发射的光电子数增多，可能使第一倍增极被激发出的电子增多从而最终影响阳极收集到的电子数，B错误；
保持入射光不变，增大倍增电极间的电压，则打到倍增极的光电子的动能变大，则会有更多的电子从倍增极逸出，阳极收集到的电子数增多，有利于提高其灵敏度，C正确；
电子在相邻倍增电极间加速，故图中标号数字较大的倍增电极的电势要高于数字较小的电极的电势，D错误。
4.【答案】D
【解析】解：在相同条件下做双缝干涉实验时，两种光得到的条纹间距不同，根据Δx=Ldλ可知是因为两色光的波长不一样，根据c=λν可知是因为两色光的频率不同，故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据双缝干涉的条纹间距公式Δx=Ldλ分析即可。
掌握了双缝干涉的条纹间距与L、d和λ之间的关系Δx=Ldλ是解决本题的关键所在。
5.【答案】C
【解析】AC.根据 v−t 图像面积表示位移可知相遇时足球的位移为 12+62×4m=36m ，B的位移为 2+42×6m=18m ，则A、B相距的L值为18m，选项A正确，C错误；
B.根据题意可知，踢出足球后，0～4s内B在前，球在后，且球的速度比B大，因而球一直在靠近B，选项B正确；
D.根据 v−t 图像斜率表示加速度可知对于足球a=−μmgm=ΔvΔt=−1.5m/s2
则解得f=μG=0.15G
选项D正确；
题目要求选择不正确的，故选C。
6.【答案】D
【解析】A.轻绳对B的拉力等于mg，对B进行受力分析，由B受力平衡易得F=2mgsinθ2
故A错误；
BC.若B位置不变，轻绳对B的拉力始终等于mg，B的重力不变，这两力夹角也不变，则力F一定为一个定值，所以改变力F的大小和方向，不能使B位置不变且两物块都处于静止状态，故BC均错误；
D.由于F=2mgsinθ2
F越小则两轻绳间夹角 θ 越小，轻绳对滑轮的作用力为F合=2mgcosθ2
故轻绳对滑轮的作用力越大，故D正确。
故选D。
7.【答案】A
【解析】AB.刻线A和刻线B到达水面时，鱼漂的加速度均获得最大值。鱼漂平衡时，浮力与重力平衡F浮=ρgS12l=mg
松手的瞬间，由牛顿第二定律得ρgS⋅56l−mg=ma
解得鱼漂的加速度大小为a=2g3
故A正确，B错误；
C.根据简谐运动的周期性，一个周期内，刻线O有两次到达水面，故C错误；
D.简谐运动从平衡位置到最高点，速度一直减小，故D错误。
故选A。
8.【答案】AD
【解析】A.若 a>0 且保持不变，相等时间内速度变化量相等，但是相等时间内位移越来越大，故as逐渐减小，A正确；
B.若 as>0 且保持不变，相等位移内速度增加量相等，通过相等位移所用的时间越来越短，由 a=vt−v0t 可知，a越来越大，B错误；
C.若 as>0 且保持不变，相等位移内速度变化量相等，设位移中点处的速度为 vx2 ，则有 vx2−v0=vx−vx2 ，可得 vx2=v0+vx2 ，C错误；
D.若物体从静止出发， as>0 且保持不变，则物体的a越来越大，物体的平均速度比 v0+vx2 小，D正确。
故选AD。
9.【答案】ABC
【解析】A.由于 TC
C. B→C 与 D→A 过程内能的变化量大小相等，且 Q=0 ，由热力学第一定律 ΔU=W+Q 可知W大小必定相等，即BC过程气体对外界做的功等于 D→A 过程外界对气体做的功，C正确；
D. D→A 过程气体压强增大是由于单位体积内分子数增多和温度升高导致的，D错误。
故选ABC。
10.【答案】AD
【解析】A.当 θ=0∘ 时光线恰好在球面发生全反射，即在球面处入射角恰好等于全反射临界角C，光路图如图1所示。根据几何关系可得sinC=rR
根据全反射临界角C满足的条件可得sinC=1n
解得n= 2
故A正确；
B. θ=0∘ 时光线在半球体内将发生两次全反射，由几何关系易得光传播的路程s=2 2R
传播所用时间为t=nsc=4Rc
故B错误；
C.若要使光线从球面出射后恰好与入射光平行，那么出射光线与入射光线，以及法线必在同一平面内，且入射点与出射点的法线平行，入射光线必须在竖直平面内，光路图如图2所示，出射点必在O点的正上方。根据几何关系可得sinβ= 33
根据折射定律n=sinθsinβ
解得sinθ= 63
故C错误；
D.光线从球面出射后恰好与入射光平行，光线在半球体内传播的路程s= 62R
所用时间为t′=nsc= 3Rc
故D正确。
故选AD。
11.【答案】 A 不变 ac
【解析】(1)[1]A.为减小测量误差， P1 、 P2 的连线与法线 NN′ 的夹角应适当大些，A正确；
B.平行玻璃砖对光线起到平移作用，不可能在下表面发生全反射，B错误；
C.选用两光学表面间距适当大的玻璃砖，可以减小实验的测量误差，C错误；
D. P3 和 P4 的距离应适当取大一些，可以减小作图误差，D错误。
故选A。
(2)[2]如图所示，虚线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而实线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，所以测得的折射率将不变。
(3)根据折射定律可得玻璃砖的折射率为n=sin∠BOAsin∠DOC=ABRCDR=ac
12.【答案】 x2−x14t0 x2−2x116t02 4gt02π2
【解析】(1)[1]根据图丙可知漏斗振动的周期T=4t0
由匀变速直线运动的规律可得液体滴在D点时滑块速度的大小vD=xCET=x2−x14t0
[2]由xCE−xAC=aT2
即x2−2x1=a4t02
解得a=x2−2x116t02
(2)[3]根据单摆的周期公式T=2π Lg
可得摆长L=4gt02π2
13.【答案】(1)324K；(2) 19
【解析】(1)由图甲可知，汽车左前轮胎内气体的初状态p1=240kPa，T1=15+273K=288K
末状态p2=270kPa
轮胎内气体做等容变化。由查理定律得p1T1=p2T2
可得汽车左前轮胎内气体的温度T2=p2T1p1=324K
(2)设右前轮胎体积为V，充气过程可理解为，压强为p3=243kPa
体积为 V3 的气体，一次性压缩为p2=270kPa
体积为V的气体，且过程中温度不变根据玻意耳定律有p3V3=p2V
解得V3=p2Vp3
代入数据可得V3=109V
需充入气体质量与右前轮胎内现有气体质量之比Δmm=V3−VV
可得Δmm=V3−VV=19
14.【答案】(1) v=λT=24n+21m/s(n=0,1,2,3,⋯) ；(2) y=0.1sin3.5πt+5π6m
【解析】(1)由波形图可知，波长λ=12m
波沿x轴正方向传播，则Δt=ΔxλT+nTn=0,1,2,3,⋯
O点右侧虚线波形的第二个波谷位置为x2=19.5m
由于O点右侧实线波形的第一个波谷位置为x1=9m
可知Δx=10.5m
解得T=48n+7sn=0,1,2,3,⋯
则波速v=λT=24n+21m/sn=0,1,2,3,⋯
(2)波速为 v=21m/s ，知n=0，T=47s
则ω=2πT=3.5πrad/s
设质点Q的振动方程y=0.1sin3.5πt+φm
质点Q在零时刻向下振动，可知φ=5π6
故质点Q的振动方程y=0.1sin3.5πt+5π6m
15.【答案】(1)24m；(2)2.25s；(3)33s
【解析】(1)设甲、乙两车经过时间 t1 第一次通信断开，根据几何关系可知，甲车在乙车斜前方且 O1O2 为17m，由几何关系得两车在运动方向上位移之差满足Δx=x甲−x乙= 172−82m=15m
根据运动学公式x甲=v甲t1，x乙=12at12
联立以上三式t1=3s 或 t1′=5s (舍)
此时甲车的位移大小为x甲=24m
(2)设经时间 t2 乙车速度达到最大，有t2=v乙ma=4.5s
此时乙车运动的位移x乙′=12at22=20.25m
甲车位移为x甲′=v甲t2=36m
由于x甲′−x乙′=15.75m
通信仍处于中断状，再经过 Δt1 甲乙两车恢复通信，则Δt1=x甲′−x乙′−Δxv乙m−v甲=0.75s
甲乙两车从第一次通信断开到恢复的时间Δt2=t2+Δt1−t1=2.25s
(3)此时，甲车在前方，乙车速度大于甲车，从 O1O2 小于17m，至乙车在甲车前方且 O1O2 为17m时，通信断开，用时为Δt3=2Δxv乙m−v甲=30s
此后两车相距越来越远，失去信号。可知两车能够保持通信的总时间为Δt4=t1+Δt3=33s
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