222，湖北省恩施州教育联盟2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题

这是一份222，湖北省恩施州教育联盟2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题，共17页。

祝考试顺利
注意事项：
1．题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（每个4分，共40分，1-7为单项选择题，8-10为多选题，少选得2分，错选不给分）
1. 如图所示，日前多媒体教学一体机普遍采用了电容触摸屏，因为工作面上接有高频信号，当用户手指触摸电容触摸屏时，手指相当于接地导体，手指和工作面形成一个电容器，控制器由此确定手指位置。对于电容触摸屏，下列说法正确的是（ ）

A. 手指与屏的接触面积变大时，电容变大
B. 手指与屏的接触面积变大时，电容变小
C. 手指压力变大时，手指与屏的工作面距离变小，电容变小
D. 手指压力变大时，手指与屏的工作面距离变小，电容不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据
可知，手指与屏的接触面积变大时，电容变大。故A正确；B错误；
CD．同理，手指压力变大时，手指与屏工作面距离变小，电容变大。故CD错误。
故选A。
2. 如图所示，甲图是2023年5月15日上午在恩施地区观看到的“日晕”图片。民间有“日晕三更雨，月晕午时风”、“看到日晕都会带来好运”等说法。“日晕”又叫“圆虹”，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示，为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A. 冰晶对光的折射率大于对光的折射率
B. 在冰晶中，光的传播速度较小
C. 用同一装置做双缝干涉实验，光的条纹间距比光的窄
D. 从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题图可知光的偏折程度比光的偏折程度小，根据折射定律可知，六角形冰晶对光的折射率小于对光的折射率，故A错误；
B．根据折射率的光速表达式有
结合上述，由于六角形冰晶对光的折射率小于对光的折射率，可知在冰晶中，光的传播速度较小，故B错误；
C．结合上述，光的折射率小于对光的折射率，则光的波长比光的波长大，根据干涉条纹间距公式
可知，用同一装置做双缝干涉实验，光的条纹间距比光的窄，故C正确；
D．根据全反射临界角公式
结合上述， 光的折射率比光的折射率小，可则从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大，故D错误。
故选C
3. 如图所示，四根等长的均匀带电的绝缘体棒组成了一个正方形，点为正方形的中心，四根绝缘棒带有相同的电荷量，其中两棒带正电荷，两棒带负电荷。已知棒上的电荷单独在点产生的电场强度大小为，电势为。则下列说法正确的是（ ）
A. 点处的电场强度大小为
B. 点处的电场强度大小为
C. 点处的电势为
D. 点处的电势为
【答案】B
【解析】
【详解】AB．棒上的电荷单独在点产生的电场强度大小为，则各棒上的电荷单独在点产生的电场强度大小也为，方向如图所示，由矢量合成，点处电场强度大小为，A错误，B正确；
CD．根据电势叠加可知，点的电势为0，错误。
故选B。
4. 波速均为的甲、乙两列同性质的简谐横波各自沿x轴正方向传播，某时刻波的图象分别如图所示，其中质点P、Q均处于波峰。关于这两列波，下列说法正确的是（ ）
A. 如果这两列波相遇，可能产生稳定的干涉图样
B. 甲波的周期大于乙波的周期
C. 甲波中的质点P比质点M先回到平衡位置
D. 从图示的时刻开始，经过1.0s，P、Q两质点通过的路程均为1.2m
【答案】C
【解析】
【详解】AB．甲波的周期
乙波的周期
周期不同，频率不同，所以这两列波相遇，不可能发生干涉现象，且甲的周期小于乙的周期，故AB错误；
C．波沿x轴正方向传播，此时M点向上运动，P质点直接向下运动回到平衡位置，所以甲波中P处质点比M处质点先回平衡位置，故C正确；
D．经过1.0s，甲通过半个周期，路程为20cm=0.2m，乙通过，通过路程10cm=0.1m，故D错误。
故选C。
5. 如图所示，光滑轻杆倾斜固定在水平地面上，杆上套有一质量为的小环，轻绳跨过光滑的定滑轮与小环连接，定滑轮与小环足够远，在轻绳末端施加竖直向下的外力，使小环沿杆向上匀速运动一段距离的过程中，则下列说法正确的是（ ）
A. 外力先减小后增大
B. 轻杆给小环的力先减小后增大
C. 轻绳末端下降速度越来越大
D. 轻杆和轻绳给小环的力的合力保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．轻绳与杆的夹角，杆与竖直方向的夹角，如图所示
由于轻绳跨过光滑的定滑轮与小环连接，在轻绳末端施加的外力F与轻绳对小环的拉力大小相等；小环沿光滑杆向上匀速运动，则
小环向上运动，逐渐变大，逐渐变小，所以外力F越来越大，故A错误；
B．如图所示
小环向上匀速运动，变大，在力的三角形中，拉力F对应的边顺时针旋转，弹力T对应的边变长，所以轻杆给小环的弹力越来越大，故B错误；
C．轻绳末端的速度等于环的速度沿绳的分量
逐渐变小，所以轻绳末端下降速度越来越小，故C错误；
D．对小环做受力分析，受重力、轻绳的拉力、杆的弹力，三力平衡，轻杆和轻绳给小环的力的合力保持不变，故D正确。
故选D。
6. 已知氢原子的基态能量为，激发态能量为，其中，…。已知普朗克常量为，则下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小
B. 基态氢原子中的电子（质量为）吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为
C. 一个处于的激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出3种不同频率的光
D. 若氢原子从能级向能级跃迁时所产生的电磁波能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时所产生的电磁波也一定能使该金属发生光电效应
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．氢原子跃迁到激发态后，电子绕核运动的轨道半径变大，根据
可知，核外电子的动能减小，电势能增大，总能量增大，选项A错误；
B．基态的氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，最大动能为（E1本身是负值）
Ekm＝hν+E1
设电子的最大速度为vm，则
vm＝
选项B正确；
C．一个处于n＝3的激发态的氢原子，向低能级跃迁可辐射2种不同频率的光，选项C错误；
D．从n＝4能级向n＝1能级跃迁产生的电磁波能使某金属发生光电效应，从n＝4能级向n＝2能级跃迁产生的电磁波频率比n＝4能级向n＝1能级跃迁产生的电磁波小，故不一定能使该金属发生光电效应，选项D错误。
故选B。
7. 如图所示，两接线柱间接入电压恒定的交流电，三个灯泡的规格完全相同，变压器可视为理想变压器，在以下各种操作中电路元件都没有损坏，下列说法正确的是（ ）
A. 仅使滑片M上移，灯泡变暗
B. 仅使滑片M上移，灯泡都变亮
C. 仅使滑片N自变阻器端向端移动，灯泡中的电流一直增大
D. 仅使滑片N自变阻器端向端移动，灯泡中的电流一直增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．设输入端电压为，初级电流、电压分别为，次级电流、电压分别为，每个灯泡电阻，次级总电阻，则
解得
可知当仅使滑片M上移时，减小，则变大，灯泡变亮，灯泡两端电压变大，则变压器输入电压减小，则变压器输出电压大小不能确定，则灯泡不一定都变亮，故AB错误；
CD．仅使滑片N自变阻器端向端移动，则整个并联部分的总电阻变小，变大，则副线圈电流变大，灯泡两端电压变大，则变压器输入电压减小，则变压器输出电压变小，中电流一定减小，中电流一定增大，故C错误，D正确。
故选D。
8. 下列说法正确的是（ ）
A. 氡的半衰期为3.8天，若有8个氡核，则经过7.6天后剩下2个氡核
B. 发生衰变时，生成的核与原来的核相比，中子数少1
C. 比结合能越大，原子核中核子结合得越紧密，原子核越稳定
D. 核反应中的为氘核
【答案】BC
【解析】
【详解】A．半衰期是大量原子核的统计规律，对少数原子核不适用，故A错误；
B．发生衰变时是一个中子转变成一个质子同时放出一个电子，即中子数少1，故B正确；
C．比结合能越大，原子核中核子结合得越紧密，原子核越稳定，故C正确；
D．据质量数和核电荷数守恒，X，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示是“嫦娥五号”探测器登月飞行的轨道示意图，探测器通过推进器制动从圆形轨道Ⅰ上的点进入到椭圆过渡轨道Ⅱ，然后在轨道Ⅱ的近月点再次制动进入近月圆形轨道Ⅲ。已知轨道Ⅰ的半径是轨道Ⅲ的半径的两倍，不考虑其他天体引力的影响。下列说法正确的是（ ）
A. 探测器登月飞行的过程中机械能减小
B. 探测器在轨道Ⅰ与轨道Ⅲ上的运行速率的比值为
C. 探测器在轨道Ⅱ上经过点的加速度小于在轨道Ⅰ上经过点的加速度
D. 探测器在轨道Ⅱ与轨道Ⅲ上的运行周期的比值为
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据题意可知，探测器通过推进器制动从高轨道到低轨道，推进器做负功，机械能减小，故A正确；
B．由万有引力提供向心力有
解得
由于轨道Ⅰ的半径是轨道Ⅲ的半径的两倍，则探测器在轨道Ⅰ与轨道Ⅲ的运行速率的比值为，故B正确；
C．由万有引力提供向心力有
解得
可知，探测器在轨道Ⅱ上经过点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过点的加速度，故C错误；
D．根据题意，由开普勒第三定律有
解得
故D错误。
故选AB。
10. 如图所示，在水平向左的匀强电场中，长为的绝缘轻绳一端固定于点，另一端连接一个质量为、电量为的小球，电场强度。现将轻绳拉至右侧水平，将小球从A点由静止释放，对于此后小球的运动情况（轻绳不会被拉断），下列判断中正确的是（ ）
A. 小球刚到最低点时速度大小为
B. 小球整个运动过程中只有电势能、重力势能、动能相互转化，总能量保持不变
C. 小球的运动轨迹总在以为圆心的圆弧上
D. 小球到达点左侧与圆心等高处的速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．将小球从A点由静止释放，小球受到电场力与重力，由题意可知
根据牛顿第二定律有
解得
设合力方向与水平方向夹角为，则
得
故先做匀加速直线运动，则小球从释放到达最低点的位移为
根据
解得小球到达最低点的速度为
故A正确；
BC．小球从A点由静止释放，到最低点的过程中，沿与水平方向成角做匀加速直线运动，在最低点时细线突然绷紧，小球沿细线方向的速度立即减为零，而水平方向的速度不变，总能量减小，故BC错误；
D．小球沿与水平方向成角做匀加速直线运动，在最低点时细线突然绷紧，小球沿细线方向的速度立即减为零，而水平方向的速度不变，则从最低点到达点左侧与圆心等高处，根据动能定理有
解得
故D正确。
故选AD。
二、填空题
11. 如图所示，甲同学用半径相同的A、B两球的碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，P为落点的平均位置。再把质量为m2（m1>m2）的B球放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、N分别为落点的平均位置。

（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________间接地解决这个问题。
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程OM、OP、ON
（2）以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是________。
A．刻度尺 B．天平 C．游标卡尺 D．秒表
（3）关于本实验，下列说法正确的是________。
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端必须水平
C．实验过程中，用m2作为入射球与m1碰效果一样
（4）在实验误差允许范围内，若满足关系式_________，则可以认为动量守恒。[用已知量和（1）中测得的物理量表示]
【答案】 ①. C ②. AB##BA ③. B ④.
【解析】
【详解】（1）[1]由于小球平抛运动竖直高度均相同，则有
水平方向有
解得
平抛高度一定，可知平抛运动初速度正比于水平分位移，即能够用小球落地时的水平分位移间接表示平抛运动的初速度。
故选C。
（2）[2]根据动量守恒可得
则有
可得
根据该表达式可知，需要用天平测量小球的质量，需要用刻度尺测量水平分位移，即在提供的测量工具中，本实验必须使用的是：天平与刻度尺。
故选AB。
（3）[3]
A．当小球每次均从斜槽同一位置静止释放时，小球每次下滑过程克服摩擦力做功相同，即每次平抛运动的初速度大小均相等，可知斜槽轨道是否光滑对实验没有影响，故A错误；
B．为了确保小球飞出后做平抛运动，必需确保小球飞出的初速度方向水平，即斜槽轨道末端必须水平，故B正确；
C．为了保证碰撞后，入射小球不反弹，应使入射小球的质量大于被碰小球的质量，故实验过程中，不能用作为入射球与碰，故C错误。
故选B。
（4）[4]根据动量守恒可得
则有
可知若满足关系式
则可以认为动量守恒。
12. 小南同学想用如图1所示电路测量电源的电动势和内阻，同时研究某一热敏电阻Rt的性质。小南同学进行了如下操作：
①将滑动变阻器的滑片移到最左端，将热敏电阻放置在20℃的恒温槽中（保证电路的安全和连接完好），闭合开关；
②移动滑动变阻器的滑片，测量多组数据，记录下多组V1、V2、A的示数U1、U2、I；
③根据数据做出伏安特性曲线如图2，其中直线a为U1-I曲线，曲线b为U2-I曲线；
④小南又将热敏电阻放置在60℃的恒温槽中，重复实验，得到多组V2、A的数据U3、I，做出U3-I的伏安特性曲线c。

请你根据小南的实验回答下列问题：
（1）根据此实验得到的电源的电动势E=__________V，内阻r=__________Ω（结果保留两位小数）；其中电动势的测量值__________（选填“大于”、“小于”、“等于”）真实值；
（2）热敏电阻阻值在某一电压时对应的测量值__________（选填“大于”、“小于”、“等于”）真实值，同样的电压下，热敏电阻在__________℃时电阻大（选填“20”或“60”）；
（3）在20℃的恒温环境中，本次实验过程中热敏电阻消耗的电功率的最大值为______W（结果保留两位小数）。
【答案】 ①. 1.48 ②. 0.95 ③. 等于 ④. 小于 ⑤. 60 ⑥. 0.35
【解析】
【详解】（1）[1]根据此实验得到的电源的电动势为
[2]电源的内阻为

[3]将热敏电阻Rt、电压表V2、电流表A、看作电源内电路，将滑动变阻器看作外电路，其中电动势测量值等于等效电源的开路电压，则电源电动势的测量值等于真实值；
（2）[4]根据部分电路欧姆定律，热敏电阻电压的测量值准确，电流的测量值偏大，所以热敏电阻阻值在某一电压时对应的测量值小于真实值；
[5]同样的电压下，电流越小阻值越大，所以热敏电阻在60℃时电阻大；
（3）[6]在20℃的恒温环境中，本次实验过程中热敏电阻消耗的电功率的最大值，就是在20℃环境中，滑动变阻器阻值最小等于零时热敏电阻的实际功率
三、计算题（共43分）
13. 如图所示，一导热性能良好的汽缸水平放置，用一质量为、面积为的光滑薄活塞封闭一定质量的理想气体，此时活塞静止，离汽缸口的距离。已知外界气温为27℃，大气压强为，重力加速度。
（1）将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后如图所示，此时活塞与汽缸底部的距离，求开始汽缸水平放置时活塞与汽缸底的距离为多少？
（2）在（1）基础上再对缸内气体缓慢加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，该过程气体增加的内能△U=400J，求该过程气体吸收的热量Q。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）气缸水平放置有
汽缸开口向上时
由玻意耳定律得
解得
（2）加热后气体做等压变化，气体对外做功为
根据热力学第一定律
解得
14. 如图所示，定滑轮两边用轻绳连接线框和带正电的物体，物体放置在倾角为的光滑斜面上，水平面下方空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，上方没有磁场。此时释放线框和物体，线框刚进入磁场时，恰好匀速运动，物体仍在磁场中且对斜面恰好没有压力。已知正方形线框边长为，质量为，电阻为，匝数为匝，物块的质量，带电量为，重力加速度为，不计一切摩擦，运动过程中，线框平面始终位于纸面内，始终处于磁场中，。求：
（1）进入磁场前线框的加速度的大小；
（2）线框下边初始位置离面距离；
（3）线框进入磁场过程中线框的电热功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）线框进入磁场前做匀加速运动
对线框
对A
解得
（2）线框刚进入磁场时对物体A
对线框：据法拉第电磁感应定律
据闭合回路欧姆定律
线框受安培力
线框进入磁场时受力平衡，则有
线框匀加速运动有
解得
（3）线框进入磁场过程中线框的电热功率为