河南省信阳市2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题（解析版）

这是一份河南省信阳市2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的4个选项中，第1~6题只有一个选项正确，第7~10题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1. 量子理论是现代物理学的两大基石之一，它揭示了微观物质世界的基本规律。下列关于量子理论的有关说法正确的是（ ）
A. 卢瑟福提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射实验规律
B. 经典电磁理论可以完美地解释光电效应现象
C. 康普顿效应说明了光具有粒子性
D. 普朗克最先提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性
【答案】C
【解析】A．普朗克提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射实验规律，不是卢瑟福提出来的，故A错误；
B．光电效应现象是无法用经典电磁理论进行解释的，故B错误；
C．康普顿效应说明了光具有粒子性，故C正确；
D．德布罗意最先提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性，故D错误。
故选C。
2. 装修材料中的板材和石材往往含有放射性元素，比如人工核素铯，当其浓度超过了国家规定的浓度值就是不合格材料。已知人工核素铯137的半衰期长达30年，衰变时会辐射射线。其衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变方程中的来自于铯内中子向质子的转化
B. 通过高温暴晒，可使板材中的铯尽快衰变殆尽
C. 该反应产生的新核与铯的比结合能相等
D. 衰变时放出的离子的穿透性比射线强
【答案】A
【解析】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程中的X为电子，来自于铯内的中子向质子的转化，故A正确；
B．半衰期是由放射性元素本身决定的，与环境温度无关，故B错误；
C．铯衰变过程中亏损的质量，新核的比结合能较大，故C错误；
D．衰变时放出的X离子是电子，即射线的穿透性比射线弱，故D错误。
故选A。
3. 如图所示，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成三束单色光。关于这三束单色光，下列说法正确的是（ ）

A. 在同一均匀介质中，单色光的波长最长
B. 单色光在玻璃中的频率最大
C. 通过同一双缝产生的干涉条纹的间距，单色光的最大
D. 单色光从玻璃射向空气的全反射临界角最小
【答案】C
【解析】AB．由题图可以看出，光的偏折程度最大，光的偏折程度最小，则光的折射率最大，频率最大，在同一均匀介质中，单色光的波长最短，光的折射率最小，频率最小，在同一均匀介质中，波长最长，故AB错误；
C．由公式可知，由于单色光的波长最短，单色光的波长最长，则通过同一双缝产生的干涉条纹的间距，单色光的最大，故C错误；
D．根据题意，由公式可得，由于光折射率最小，则单色光从玻璃射向空气的全反射临界角最大，故D错误。
4. 如图所示，手机支架和手机静止在粗糙的水平桌面上，支架斜面和支撑杆可以转动来调节角度，当支撑杆绕点逆时针转过一个小角度（支架斜面和支撑杆的夹角不变），手机和支架仍然保持静止。则下列说法正确的是（ ）

A. 支架底板受到桌面水平向右摩擦力
B. 桌面对支架底板的支持力变小
C. 斜面对手机的摩擦力变大
D. 斜面对手机的支持力变大
【答案】D
【解析】AB．根据题意，对整体受力分析可知，受竖直向下的整体重力和桌面竖直向上的支持力，手机和支架保持静止，由平衡条件可知，竖直方向上，支持力与重力等大反向，水平方向上，不受桌面水平方向的摩擦力，当支撑杆绕点逆时针转过一个小角度时，由于手机和支架仍然保持静止，则桌面对支架底板的支持力与整体的重力仍等大反向，水平方向上，仍不受桌面水平方向的摩擦力，故AB错误；
CD．根据题意，对手机受力分析，如图所示

由平衡条件可得
当支撑杆绕点逆时针转过一个小角度（支架斜面和支撑杆的夹角不变），变小，则减小，增大，故C错误，D正确。
故选D。
5. 一质点做匀加速直线运动，依次通过四个位置，如图所示，已知,且该物块通过段、段和段的时间之比为，那么段的长度为（ ）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】物块经过AB和CD段的时间相等，设为T，经过BC段的时间为2T，则
设BC中间时刻为E点，则
解得
则
故选B。
6. 如图所示，劲度系数为的竖直轻弹簧的下端固定在水平地面上，其上端拴接一质量为的物体A，初始时系统处于静止状态，将另一与A完全相同的物体B轻放在A上，之后两物体在竖直方向上运动，不计一切阻力，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为，则弹簧最大的形变量为（ ）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】初始时，对A受力分析可知
将B放在A上后，对系统根据牛顿第二定律有
当两物体运动至最低点，速度为0，根据简谐运动的对称性有
解得
故选C。
7. 如图为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图（振动刚传到处），此时质点正沿轴正方向运动，已知该波的周期为，为沿波传播方向上的质点，则下列说法中正确的是（ ）

A. 该简谐横波沿轴正方向传播
B. 在时，质点的速度方向沿轴负方向
C. 在时，质点的速度达到最大值
D. 质点d的起振方向向下
【答案】AD
【解析】A．根据题意可知，图中点此时刻正沿轴正方向运动，由同侧法可知，该简谐横波沿轴正方向传播，故A正确；
B．根据题意，由图可知，时，质点正沿轴正方向运动，在
质点仍沿轴正方向运动，故B错误；
C．根据题意可知，时，质点在负的最大位移处，在
时，质点在正的最大位移处，则速度为0，故C错误；
D．根据题意可知，时，振动刚传到处，由图可知，质点的起振方向沿沿轴负方向，则质点的起振方向向下，故D正确。
8. 如图所示为一定质量的理想气体的状态变化过程的图像，其中的延长线过原点，下列说法正确的是（ ）

A. 由状态A到状态的过程中，气体对外做功，内能减少
B. 由状态到状态过程中，气体吸收热量，内能增加
C. 由状态到状态A的过程中，气体吸收热量，内能减少
D. 的过程中，气体放出的热量多于吸收的热量
【答案】BD
【解析】A．由于理想气体质量不变，由公式
可知的乘积变大，温度升高，内能增大；由状态A到状态B的过程中，气体体积增大，则气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸热，故A错误；
B．由状态B到状态C的过程中，做等容变化，压强变大，所以温度升高，气体吸收热量，内能增加，故B正确；
C．由状态C到状态A的过程中的乘积变小，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，所以气体放出热量，故C错误；
D．图像中，图像与横轴面积代表做功，可以看出，由状态A到状态B的过程中气体对外做的功小于状态C到状态A的过程中外界对气体做的功，且A→B→C→A的过程中，气体的内能不变，所以气体放出的热量多于吸收的热量，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示为两分子系统的势能与两分子间距离r的关系曲线，下列说法正确的是（ ）
A. 当r小于时，分子间的作用力表现为引力
B. 当r等于时，分子间存在的引力和斥力相等
C. 当r大于时，分子间的作用力表现为斥力
D. 在r由变到过程中，分子间的作用力做正功
【答案】BD
【解析】A．当r小于r1时，随着分子间距离的减小，分子势能增大，即减小分子间距离分子力做负功，所以分子力表现为斥力，故A错误；
B．当r等于r2时，从图中可得分子势能最小时，因为当分子间相互作用力为零时，分子势能最小，故分子间存在的引力和斥力相等，故B正确；
CD．当r大于r1而小于r2时分子力表现为斥力，故从当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功，分子势能减小，当r大于r2时分子力表现为引力，故D正确，C错误。
故选BD。
10. A、B两球沿一直线发生正碰，图中的图记录了两球碰撞前后的运动情况，图中的分别是A、B两球碰前的图线，是碰撞后的图线（图线与纵轴的交点坐标为9），若B球的质量为，则由图可知（ ）

A. 球A的质量
B. 碰撞前球A的动量大小为
C. 碰撞过程中，球A受到的冲量大小为
D. 碰撞过程中，球B动量变化的大小为
【答案】ABC
【解析】根据题意，由图可知，碰撞后球A、B共速，由图像中斜率表示速度可知，碰前球A的速度为
球B的速度为
碰撞后，球A、B共同的速度为
A．根据题意可知，碰撞过程中球A、B组成的系统动量守恒，以B球初速度方向为正方向，由动量守恒定律有
代入数据解得
故A正确；
B．根据题意，由公式可得，碰撞前球A的动量为
即碰撞前球A的动量大小为，故B正确；
C．根据题意，设碰撞过程中，球A受到的冲量为，碰撞前后对A球，由动量定理有
代入数据解得
故C正确；
D．根据题意，由公式可得，碰撞过程中，球B动量变化量为
即碰撞过程中，球B动量变化的大小为，故D错误。
故选ABC。
二、实验题（本大题共2小题，共16分．）
11. 在“测定玻璃的折射率”的实验中，如图甲所示，某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面所在的直线和．画出一条直线为直线与的交点，在直线上竖直地插上两枚大头针。

（1）该同学接下来要完成的必要步骤有______；
A．插上大头针，使仅挡住的像
B．插上大头针，使挡住和的像
C．插上大头针，使仅挡住
D．插上大头针，使挡住和、的像
（2）过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接，测量图中角和的大小．则玻璃砖的折射率______；
（3）甲、乙二位同学在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以为界面画光路图，则甲同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）BD （2） （3）偏小 不变
【解析】（1）[1]确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，故AC错误，BD正确。
故选BD。
（2）[2]如图，光线在bb′面由玻璃射入空气，入射角为α，折射角为β，则根据折射定律得：玻璃砖的折射率
（3）[3]如果在实验过程中不小心将玻璃砖向下平移了一些，bb′移到图中实线位置，而在作光路图时aa′不变，作出光路图：线②表示作图时所用的光路，线①表示实际的光路，可见，测量得到的入射角没有变化，而折射角偏大，根据折射率公式
n=
可知所测得的折射率将偏小。

[4]测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关，所以若所使用的玻璃砖的bb′边与aa′不平行（如图所示），其他操作无误，则所测得的折射率将不变。
12. 某实验小组的同学利用如下装置做“测定匀变速直线运动加速度”的实验。

（1）实验中，将长木板垫起一个倾斜角度以平衡摩擦是必须的步骤吗？________（填“是”或“不是”）。
（2）已知实验中使用的交流电的频率为，下面是打出的一条清晰的纸带，相邻计数点之间有四个点没有画出，如果舍掉位移较小的，则计算实验小车加速度的表达式为________。

（3）如果实验时所用交流电的频率比理论值偏大，则加速度的测量值与实际值相比_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）
（4）实验小组的小明同学按照《物理》必修一课后题中提到的方法，从每个计数点处将纸带剪开分成五段贴到坐标纸上，沿下端各计数点连线作横轴，沿段左侧作纵轴，上端各计数点（纸带宽度的中点）能够拟合成一条倾斜直线，如图所示，说明实验小车做________运动，若用纵轴表示，纸带宽度表示________（用题中所给物理量符号写出表达式），则倾斜直线的斜率就表示纸带运动的加速度。

【答案】（1）不是 （2） （3）偏小 （4）匀加速直线
【解析】（1）[1]测定匀变速直线运动加速度实验中不需要平衡摩擦力，只需要保证小车做匀变速直线运动即可，则将长木板垫起一个倾斜角度以平衡摩擦不是必须的步骤。
（2）[2]交流电的频率为，相邻计数点之间有四个点没有画出，则相邻记数点间的时间间隔为
由逐差法有
整理可得
（3）[3]根据题意，由（2）分析可知，若实验时所用交流电的频率比理论值偏大，则加速度的测量值与实际值相比偏小。
（4）[4][5]根据题意，若用纵轴表示，由逐差法有
可知，纸带宽度表示
若上端各计数点能够拟合成一条倾斜直线，则不变，说明实验小车做匀加速直线运动。
三、计算题（本大题共4小题，共44分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 某品牌家用便携式氧气瓶的容积为时瓶内压强为9个大气压．通过按压阀门可以输出1个大气压的氧气，一般按压次后瓶内压力降至1个大气压左右，氧气瓶不能再使用．
（1）冬季气温为时，瓶内气体压强为多少？
（2）在气温27℃时使用氧气瓶，若按压160次后瓶内气体压强恰好降为1个大气压，则每次按压输出氧气的体积为多少？
【答案】（1）；（2）50mL
【解析】（1）27℃时，氧气开始时的压强为，温度时，温度，压强为p2，由
解得
（2），设每次输出体积为，由，
解得
14. 如图所示，质量的木块套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量的小球相连。今用跟水平方向成角的力，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中的相对位置保持不变，取。求：
（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据题意，对进行受力分析，设细绳对的拉力为，如图所示

由平衡条件可得
解得
即
（2）根据题意，对进行受力分析，如图所示

由平衡条件有
解得
15. 随着人工智能技术的发展，无人驾驶汽车已经成为智能科技的焦点。基于技术的无人驾驶汽车在“感知”距离汽车范围内的紧急情况下的反应时间可以缩短到，刹车时的加速度可以达到，而普通驾驶员的正常反应时间为。某封闭测试公路上某汽车驾驶员和无人驾驶汽车以的相同速度并排匀速行驶，在前方处突然出现障碍物，该驾驶员开始刹车的反应时间，刹车后两车加速度大小均为。
（1）判断两车是否撞上障碍物，如果没有撞上，车停下时到障碍物的距离；
（2）若无人汽车正以的速度在平直公路上行驶，某时刻以速度行驶的另一汽车突然变道到同一车道的正前方，此时两车相距，无人驾驶汽车“感知”后立即减速，若两车最近时相距，求无人汽车减速时的加速度大小。
【答案】（1）无人汽车没有撞上，，普通汽车撞上障碍物；（2）
【解析】（1）根据题意，设刹车过程无人驾驶汽车和普通汽车的位移分别为和，则有
解得
所以，无人汽车没有撞上障碍物，停下时到障碍物的距离为
同理得
普通汽车撞上障碍物。
（2）根据题意可知，两车相距最近时速度相等，设无人汽车减速运动的加速度大小为，减速到时前进的距离为，另一汽车前进的距离为，则减速时间为
则有
，，
联立解得
16. 如图所示，足够长的水平传送带以的速度沿逆时针方向匀速转动，长度为的光滑水平面与传送带的左端平滑连接．光滑斜面的倾角．在水平面的中点放一物块Q,在斜面上由静止释放质量为的物块P,释放的位置距点的距离为,物块P下滑到水平面上与物块Q发生弹性碰撞，不计物块经过点损失的机械能，两物块与传送带间的动摩擦因数均为，物块P、Q均看作质点，碰撞过程的时间忽略不计，重力加速度取,求：
（1）物块P与Q第一次碰撞前瞬间速度大小；
（2）若P与Q第一次碰后，P获得向左的速度再次滑上斜面，到达斜面上的最高点离点的距离为,求物块Q的质量；
（3）在满足第（2）问的条件下，求P与Q第二次碰撞的位置离点多远．
【答案】（1）4m/s；（2）；（3）0.6m
【解析】（1）根据动能定理

解得

（2）设第一次碰撞后，P、Q的速度大小分别为,根据动量守恒有
根据能量守恒有

P再次滑上斜面过程有
解得

（3）两物块碰撞后速度大小相等，则两物块同时滑上斜面和传送带物块P在斜面上运动的加速度大小

物块P在斜面上运动时间
物块Q在传送带上相对传送带运动的加速度
Q向右做匀减速运动的时间

向左加速的时间
向左匀速，则P比Q早返回水平面，设Q返回点后经过时间与P在水平面上第二次碰撞，有

解得

第二次碰撞的位置离点距离为