2022-2023学年江西省宜春市樟树市重点中学高二（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2022-2023学年江西省宜春市樟树市重点中学高二（下）期末物理试卷（含解析），共18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学年江西省宜春市樟树市重点中学高二（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离(    )
A. 该气体的密度、体积和摩尔质量
B. 阿伏加德罗常数，该气体的质量和密度
C. 阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度
D. 阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量
2. 下列科学家属于“物体越重，下落越快”的观点的代表人物(    )
A. 牛顿 B. 伽利略 C. 亚里士多德 D. 爱因斯坦
3. 用镊子夹住棉球，点燃后在空玻璃杯内转一圈，取出后将杯盖盖好，过一会冷却后杯盖不容易被打开。从盖住杯盖到冷却后的过程中(    )
A. 杯内气体的压强变大 B. 杯内单位体积的分子数减少
C. 杯内气体分子运动的平均速率不变 D. 杯壁单位面积受到的气体分子撞击力减小
4. 原子核的核反应类型通常分为四种，反应过程中都遵守质量数、电荷数守恒规律。以下核反应方程式，书写正确且属于人工转变的是
A.  90234Th→91234Pa+−10e B.  92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n
C.  24He+49Be→612C+01n D.  12H+13H→24He+01n
5. 置于真空中的半球形玻璃砖的横截面如图所示，O为球心，MN为直径，A、B为半圆弧MAN上的两点，且A为半圆弧中点，BO与AO的夹角为30°。有一条与MN平行的光线从B点射入玻璃砖后直接经过N点，则玻璃砖的折射率为(    )

A. ​33 B. 2 C. 1.5 D. ​3
6. 如图甲所示为LC振荡电路，图乙为电路中电容器两端电压随时间变化的图像，则下列说法中正确的是(    )

A. 图甲时刻电容器正处在充电过程
B. 由图乙可知振荡频率在不断减小
C. 由图乙可知电场能在不断减小
D. 减小电容器的正对面积能更有效地发射电磁波
7. 如图所示，△ABC为一直角玻璃三棱镜的横截面，∠A=30°，一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°.则下列说法正确的是


A. 玻璃对红光的折射率为 2
B. 红光在玻璃中的传播速度大小为2×108m/s
C. 若使该束红光绕O点顺时针转过60°角，则光不会从AC面射出来
D. 若将这束红光向左水平移动一小段距离则从AC面上出来的折射角小于60°
二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）
8. 如图所示，匀强电场中有一个与电场平行的长方形区域ABCD。已知AC=2AB=4cm，A、B、C三点的电势分别为12V、8V、4V。某带电粒子从A点以初速度v0=2m/s，与AD成30°夹角射入电场，粒子在ABCD所在平面运动，恰好经过C点。不计粒子的重力。下列说法正确的是

A. 该粒子可能带负电
B. 电场强度大小为400 33V/m
C. 粒子过C点的速度为2 13m/s
D. 仅改变初速度v方向，该粒子可能经过B点
9. 夜晚高速公路路标在灯光的照射下特别亮，主要是因为使用了由大量均匀透明介质球组成的反光材料．如图所示，介质球的球心位于O点，半径为R.平行于直径AOB的单色光从空气射入介质球，其中一条光线沿CD射入球体，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气中时出射光线恰好与CD平行．已知CD与AB间的距离为 32R，光在真空中的传播速度为c，则．(    )

A. 光线经过一次折射一定射到B点 B. 光线经过一次折射对应的折射角为45∘
C. 该介质球的折射率为 3 D. 光在该介质球中的传播速度为 3c
10. 如图所示，波长为λa和λb的两种单色光射入三棱镜，经折射后射出两束单色光a和b，则这两束光(    )
A. 进入三棱镜后各自的波长都有所减小
B. 射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距△xa>△xb
C. 在三棱镜中的传播速度vaT2。在如图3所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是______(选填选项前的字母)。
(4)在相同温度环境下，不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验，并在相同坐标标度的情况下画出了压强与体积的关系图线，如图4所示。对于两组的图线并不相同的结果，他们请教了老师，老师的解释是由于他们选取的气体质量不同。若4个小组所选择的研究对象的质量分别是m1、m2、m3和m4，则由图可知它们的大小关系是m1______m2，m3______m4(选填“大于”或“小于”)。


四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
14. 如图所示，一个处于光滑水平面的弹簧振子，O点是其平衡位置，振子质量为m，弹簧劲度系数为k，其振动周期为T=2π mk，振子经过O点的速度为v，在O点正上方有一质量为m的物体自由下落，恰好落在振子上，并与振子粘在一起振动。
(1)求物体落在振子上后，振子经过O点的速度大小；
(2)以物体落在振子上为t=0时刻，求振子到达最左端的时刻。


15. 如图所示，真空中一块截面视图为等腰直角三角形的玻璃砖ABC，一束平行于BC边的单色光从AB边上的D点入射，到达AC边恰好不从AC边射出。已知AB的长度为2L，D为AB的中点，光在真空中的传播速度为c。
(1)求玻璃砖对该单色光的折射率n；
(2)将该束单色光逆时针旋转一定角度后，经AC边射出后的光线与BC边平行，求该束单色光在玻璃砖中的传播时间t(不考虑反射光线)。

16. 真空压缩袋是抽走空气利用大气压压缩物体的一种袋子，主要用于装棉被和各种衣服类，具有防潮、防霉、防蛀、防异味等特点。某同学设计了一个活塞式抽气机对压缩袋进行抽气，可将装置简化为如图所示，假设放入衣物后通过手工挤压使袋中容纳空气的容积为V0且保持不变，袋内气体压强为大气压强p0，活塞式抽气机的容积为12V0，活塞的横截面积为S，不计活塞的厚度和重力，连接管的体积可忽略，抽气过程中气体温度不变。
(1)对于第一次抽气(不考虑活塞在底端时的情况)，将活塞缓慢上提，求手对活塞的最大拉力；
(2)求抽气机抽气10次后，压缩袋中剩余气体的压强p10。

答案和解析

1.【答案】C 
【解析】
【分析】
本题根据宏观量求微观量，估算分子间的距离，阿伏伽德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁，由阿伏伽德罗常数求出分子个数是正确解题的关键。
【解答】
A、知道该气体的密度、体积和摩尔质量，可以求出该体积气体摩尔体积，物质的量，求不出分子间的平均距离，故A错误；
B、知道阿伏加德罗常数、气体质量与密度，可得气体的体积，但由于其物质的量未知，故求不出气体分子间的平均距离，故B错误；
C、知道摩尔质量和密度，可以求出气体摩尔体积，又知道阿伏加德罗常数，可以求出气体分子平均距离，故C正确；
D、知道气体的摩尔质量和质量，可以求出该气体的物质的量，结合阿伏加德罗常数，求不出分子间的平均距离，故D错误。  
2.【答案】C 
【解析】解：A、根据牛顿第二定律在忽略空气阻力的情况下，做自由落体运动的所有物体的加速度都等于当地的重力加速度，即所有的物体下落的一样快，故A错误．
B、伽利略通过实验发现轻的物体和重的物体下落的一样快，故B错误．
C、亚里士多德认为物体越重下落越快，故C正确．
D、爱因斯坦主要成就是在量子力学，故D错误．
故选C．
牛顿认为所有的物体下落的一样快，伽利略通过实验发现轻的物体和重的物体下落的一样快，亚里士多德认为物体越重下落越快，爱因斯坦主要成就是在量子力学．
加强基础知识的积累就能顺利解决此类题目．

3.【答案】D 
【解析】
【分析】
冷却后气体温度降低，根据理想气体状态方程得出压强的变化；杯内单位体积的分子数不变；气体温度降低，分子平均动能减小，分子的平均速率减小；根据压强的微观意义分子单位面积杯壁受到的分子的撞击力。
本题是理想气体状态方程及分子的平均动能和压强的微观意义的考查，基础题目。
【解答】
A.杯盖盖好后杯内封闭了一定质量的气体，体积不变，冷却后气体温度降低，根据理想气体状态方程可知，杯内的气体压强减小，选项 A错误；
B.杯子内气体的分子数不变，杯子体积不变，故杯内单位体积的分子数不变，选项B错误；
C.冷却后温度降低，气体分子的平均动能减小、平均速率减小，选项C错误：
D.根据理想气体压强产生的微观机制可知，杯壁单位面积受到的气体分子撞击力减小，选项D正确。
故选D。  
4.【答案】C 
【解析】
【分析】
本题难度不大，考查了核反应方程的种类，在学习中需要记住各种核反应方程的特点。
β衰变生成电子；聚变是质量轻的核结合成质量大的核；重核裂变是一个重原子核分裂成几个中等质量的原子核；人工核转变是在实验室完成的。
【解答】
解：A、 90234Th→91234Pa+-10e，放射出的是电子，这是β衰变的方程式，故A错误；
B、 92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n，这是重核裂变的方程式，故B错误；
C、 24He+49Be→612C+01n，这是原子核人工转变的方程式，是通过实验发现中子的核反应方程，故C正确；
D、 12H+13H→24He+01n，这是轻核聚变的方程式，故D错误。
故选：C。  
5.【答案】D 
【解析】
【分析】
根据几何关系求出入射角和折射角，再由折射定律求解折射率．
【解答】
据几何关系可得sini= 32RR= 32即：i=60∘，而i=2r，得r=30∘据折射定律可得n=sinisinr，解得n= 3，故选D．
故选D。  
6.【答案】D 
【解析】
【分析】
根据电容器两端电压U随时间t变化的关系图像，结合LC振荡电路特点逐项解答即可，知道振荡频率不变，电场能处在增大、减小的周期性变化中。
本题主要考查电磁振荡、LC振荡电路分析。
【解答】
A.由回路中的电流方向以及极板所带电的电性可知电容器正在放电，故A错误；
B.由f=12π LC可知振荡频率不变，故B错误；
C.电场能处在增大、减小的周期性变化中，故C错误；
D.由C=εS4πkd可知减小电容器的正对面积则电容器的电容减小，由f=12π LC 可知振荡频率增大，所以减小电容器的正对面积能更有效地发射电磁波，故D正确。
故选D。
  
7.【答案】C 
【解析】解：A、红光到达AC面的入射角为i=30°，折射角为r=60°，则玻璃对红光的折射率为：n=sinrsini=sin60°sin30∘= 3.故A错误。
B、红光在玻璃中的传播速度大小为：v=cn= 3×108m/s，故B错误。
C、设临界角为C，则sinC= 33< 32，C1，根据v=cn可知三棱镜中光速小于真空中光速，光进入三棱镜后频率不变，又根据v=λf可知，光进入三棱镜后各自的波长都有所减小，故A正确；
B、由图看出，该三棱镜对a光的偏折程度小，则三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率，所以a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，根据△x=ldλ可知，双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距△xa>△xb，故B正确；
C、a光的折射率小，由n=cv可知，在三棱镜中的传播速度va>vb，故C错误；
D、在增大入射角的过程中，折射角增大，由几何关系可知光在三棱镜中向空气中射出时，入射角减小，两光均不能发生全反射，故D错误。
故选：AB。
由折射率n>1，结合v=cn和v=λf可知，光进入三棱镜后各自的波长都有所减小；由三棱镜对光的偏折程度，判断三棱镜对光的折射率大小，进而判断光的频率大小和光的波长大小，根据△x=ldλ可知干涉条纹间距大小关系；由n=cv可判断在三棱镜中的传播速度；根据全反射的条件可判断两光均不能发生全反射。
本题考查了光的全反射、干涉，光速等问题，考查知识点全面，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。

11.【答案】BD 
【解析】A.P球运动过程中轻杆要做功，所以机械能不守恒，故A错误；
B.把两个球和轻杆作为一个系统来研究，除了重力和系统内的弹力做功，没有别的力做功，符合机械能守恒的条件，轻杆没有能量，所以下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒，故B正确；
C.Q球过C点时，杆与竖直方向的夹角的正弦值为
sinθ=R2R=12
故
θ=30∘
根据机械能守恒定律，有
mgR+mgR(3− 3)=12mvP2+12mvQ2  
杆不可伸长，故两个球沿着杆方向的分速度相等，故
vpcos30∘=vQcos60∘
联立计算得出
vP= 4− 32gR ， vQ= 12−3 32gR
故C错误；
D.下滑的整个过程中，根据机械能守恒定律，有
mgR+mg3R=12mv2×2
计算得出
v=2 gR
故Q球机械能增加量为
ΔE=12mv2−mgR=mgR  
所以D选项是正确的。
故选BD。


12.【答案】(1)单层；VS；
(2)DACB；
(3)偏大 
【解析】
【分析】
(1)将油分子看成球体，让油在水面上形成单分子油膜，油膜的厚度就是油分子的直径。
(2)将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积。然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。
(3)依据d=VS，结合痱子粉太厚，即S太小，从而即可求解。
【解答】
(1)这种粗测方法是将每个分子视为球体，让油酸尽可能地在水面，上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这时油膜的厚度可视为油酸分子的直径，d=VS
(2)实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积。然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足
半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。故答案为DACB。
(3)实验过程中，若油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由d=VS可知，实验测量的油酸分子的直径偏大。
故答案为：(1)单层；VS；(2)DACB；(3)偏大  
13.【答案】(1)质量；温度(2)p1V1=p2V2 ；气体体积由V1变到V2的过程中，气体对外界所做的功；(3)  AC；(4)大于；大于 
【解析】解：(1)探究气体等温变化的规律，需要保持不变的量是气体的质量和温度。
(2)一定量的气体在温度保持不变时，压强与体积成反比，即压强与体积的乘积不变，如果在误差允许范围内，p1、p2、V1、V2之间满足关系式是：p1V1=p2V2，一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。由功的计算公式可知：W=Fl=pSl=pV，即pV的乘积表示气体体积变化时所做的功，图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义表示：气体体积由V1变到V2的过程中，气体对外界所做的功。
(3)AB、由理想气体状态方程：pVT=C可知，pV=CT，对于一定量的气体，温度T越高pV越大，即p−V图象离坐标轴越远，已知：T1>T2，故A正确，B错误；
CD、由理想气体状态方程：pVT=C可知，V=CT1p，对于一定量的气体，温度T越高V−1p图象的斜率越大，已知：T1>T2，故C正确，D错误。
故选：AC。
(4)气体温度相等，由理想气体状态方程：pVT=C可知，气体质量越大，气体物质的量越大，常数C越大，
由理想气体状态方程：pVT=C可知：pV=CT，对于温度相同而质量不同的气体，质量越大C越大，pV越大，故m1大于m2；
由理想气体状态方程：pVT=C可知：p=CT1V，气体质量越大C越大，p−1V图象斜率越大，故m3大于m4。
故答案为：(1)质量；温度；(2)p1V1=p2V2，气体体积由V1变到V2的过程中，气体对外界所做的功；(3)AC；(4)大于；大于。
(1)探究气体等温变化规律实验，应控制气体的质量与温度保持不变。
(2)气体发生等温变化，体积与压强成反比，分析图示图象答题。
(3)根据气体状态方程分析图示图象答题。
(4)在相同温度下，同种气体质量越大，pV乘积越大，分析图示图象答题。
本题考查了探究气体等温变化实验，理解实验原理是解题的前提，根据题意分析清楚图示图象、应用理想气体状态方程即可解题。

14.【答案】(1) 12v ；(2) 1+4Nπ2 2mk(N=0,1,2,3...) 或 3+4Nπ2 2mk(N=0,1,2,3...) 
【解析】(1)振子与物体碰撞过程中水平方向动量守恒
mv=2mv共
解得物体落在振子上后，振子经过O点的速度大小
v共=12v
(2)弹簧振子周期 T=2π 2mk ，振子第一次到达最左端的时刻分别为
t1=π2 2mk
t2=3π2 2mk
振子第N次到达最左侧的时刻分别为
t′1=1+4Nπ2 2mk(N=0,1,2,3...)
t′2=3+4Nπ2 2mk(N=0,1,2,3...)


15.【答案】解：(1)因光到达AC边恰好不从AC边射出，则临界角C=45°
玻璃砖对该单色光的折射率：n=1sinC
解得n= 2
(2)当该束单色光逆时针旋转一定角度后，根据题意其单色光在透明介质中的传播路线如图所示

由几何关系得，a=45°因为
n=sinαsinr= 2
所以r=30°
由几何关系得
DEsin45∘=ADsin60∘
单色光在玻璃砖的传播速度
v=cn
则单色光在玻璃砖的传播时间
t=DEv
联立代入数据解得
t=2 33c
答：(1)玻璃砖对该单色光的折射率为 2；
(2)该束单色光在玻璃砖中的传播时间为2 33c。 
【解析】(1)根据全反射临界角求得折射率；
(2)根据题意做光的折射图，结合几何关系可求得传播时间。
本题考查折射定律，解题关键学会根据题意做光的传播图像，结合全反射n=1sinC可进行解答。

16.【答案】解：(1)当活塞下压时，阀门a关闭，b打开，右侧抽气机中ΔV=12V0，体积的气体排出。对于第一次抽气，活塞上提，压缩袋中气体均匀分布到抽气机和压缩袋中，活塞上升到最高处时，气体压强降为p1，此时内外压强差最大，手对活塞的拉力最大，由于抽气过程中气体温度不变，根据玻意耳定律有p0V0=p1V0+ΔV，解得p1=p0V0V0+ΔV=23p0，
根据平衡条件得F1=p0−p1S=13p0S。

(2)对于第二次抽气，活塞上提，压缩袋中气体再次均匀分散到抽气机和压缩袋中，气体压强降为p2，
根据玻意耳定律有p1V0=p2V0+ΔV，解得p2=V0V0+ΔV2p0，
以此类推，第10次抽气后压缩袋中气体压强降为p10=V0V0+ΔV10p0=2310p0
 
【解析】(1)抽气时温度不变，根据玻意耳定律求出抽气后的气体压强，结合平衡条件求最大拉力；
(2)可把抽气模型理解为气体发生等温膨胀，根据玻意耳定律找出每次抽气后压强的变化规律，从而得出抽气10次后的气体压强。