2022-2023学年江西省赣州市大余县高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022-2023学年江西省赣州市大余县高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析），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。
1.关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( )
A. 只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以计算出气体分子的体积
B. 悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动就越明显
C. 一定质量理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大
D. 第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
2.下列有关物理学史或物理理论的说法中，正确的是( )
A. 伽利略直接通过上百次自由落体运动的实验证实了自由落体运动是匀加速直线运动
B. 牛顿在探究太阳对行星的引力规律时，引用了公式r3T2=k，这个关系式是开普勒第三定律，可以在实验室中通过实验得到证明的
C. 玻尔提出的原子理论解释了所有元素的原子具有不同特征谱线
D. 密立根以精湛的技术测量出光电效应中金属的遏正电压与入射光的频率，由此算出普朗克常量h，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体辐射的h一致证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性
3.如图所示，两束单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是( )
A. a光一个光子的能量小于b光一个光子的能量
B. a光的折射率大于b光的折射率
C. 实验条件完全相同的情况下做双缝干涉实验，b光比a光条纹间距大
D. 若用b光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用a光照射该金属也一定能发生光电效应现象
4.三束单色光a、b、c沿图示方向射向圆形玻璃砖，经两次折射后变成复色光d，以下说法正确的是( )
A. 在真空中，a光传播速度比b、c小B. 在玻璃砖中，a光传播速度比b、c小
C. b光的频率比c光大D. a光的光子能量最小
5.由a、b两种单色光组成的细光束AO以45∘的入射角从某种介质射向空气时，光路如图所示，关于这两种单色光，下列说法中正确的是( )
A. 从该介质射向空气时，a光发生全反射时的临界角一定大于45∘
B. 该介质对b光的折射率一定大于 2
C. 用a光和b光分别做双缝干涉实验，若实验条件相同，则b光在屏上形成的明条纹的间距比a光小
D. 若用a光照射某金属板能发生光电效应，则用b光照射该金属板也可能发生光电效应
6.扩大核能应用是减少碳排放的必要手段，我国目前拥有的22座核电站均采用核裂变的链式反应获取能量，下列说法正确的是( )
A. 重核裂变释放出大量能量，产生了质量亏损，核子数要减少
B. 反应堆中镉棒插入深一些将会减慢核反应速度
C. 核裂变比核聚变效率更高，更清洁安全
D. 裂变反应后生成的新核的比结合能小于反应前原子核的比结合能
7.用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积ΔV=300cm3，轮胎容积V=3L，原来压强p=1.5atm.现要使轮胎内压强变为p′=3.5atm，问用这个打气筒要打气几次(设打气过程中空气的温度不变)( )
A. 25次B. 20次C. 15次D. 10次
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
8.下列说法正确的是( )
A. 在自发过程中，分子一定从高温区域扩散到低温区域
B. 气体的内能包括气体分子的重力势能
C. 气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但气体压强不一定增大
D. 理想气体等压压缩过程一定放热
9.在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示，则可判断出( )
A. 三种光中，丙光的频率最大
B. 乙光的波长等于甲光的波长
C. 乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率
D. 甲光对应的饱和光电流大于丙光对应的饱和光电流
10.如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面，得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，玻璃砖的下表面有反光膜，下列说法正确的是( )
A. 光束Ⅰ为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光
B. 光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率
C. 改变α角，光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ无法保持平行
D. 在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度小于光束Ⅲ的速度
11.如图所示，把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中，小球在O点时，弹簧处于原长，A、B为关于O对称的两个位置，现在使小球带上负电，并让小球从B点静止释放，那么下列说法正确的是( )
A. 小球仍然能在A、B间做简谐运动，O点是其平衡位置
B. 小球从B运动到A的过程中，动能一定先增大后减小
C. 小球仍然能做简谐运动，但其平衡位置不在O点
D. 小球从B点运动到A点，其动能的增加量一定等于电势能的减少量
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
12.用如图甲所示装置来探究功和物体速度变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道固定在水平桌面上，动滑轮上可挂钩码，滑轮质量、摩擦均不计。
(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是______；
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d=______ cm；
(3)主要实验步骤如下：
①测量木板(含遮光条)的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图甲正确连接器材。
②将木板左端与轨道左端对齐。由静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门所用的时间t1、t2，则可以测出遮光条B、A通过光电门时的速度大小和合外力对木板做的功；
③加挂钩码，重复②的操作，建立木板速度v和细线拉力对木板做的功W的相关图像，分析得出实验结论。
(4)根据实验中可能遇到的困难，回答下列问题：
①由静止释放木板的瞬间，弹簧测力计的示数会______(填“变大”“变小”或“不变”)；
②如果将钩码的个数成倍增加，细线拉力对木板做的功W将______(填“会”或“不会”)成倍增加；
③利用图像法处理实验结果时，应该建立______(填“Δv−W”“v2−W”或“Δv2−W”)图像，如果得到的图像是线性变化的，则说明实验探究成功，此时图像的斜率的表达式为k=______(用已知物理量的符号表示)。
13.(1)如图所示，用一个带有刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体压强与体积的关系，实验中所研究的对象是______，应保持不变的物理量是______和______，它的体积可从______直接读出，它的压强由图中的______传感器等计算机辅助系统得到；
(2)某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中，测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“p⋅V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是______；
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B.实验时环境温度增大了
C.实验时外界大气压强发生了变化
D.实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
(3)某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的______；
A.热力学温度T
B.摄氏温度t
C.体积V
D.体积的倒数1V
(4)实验过程中，下列哪些操作是错误的______。
A.推拉活塞时，动作要慢
B.推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C.压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验
D.活塞与针筒之间要保持气密性
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
14.一水平弹簧振子做简谐运动，其位移与时间的关系如图所示。求：
(1)写出该简谐运动的表达式；
(2)t=0.9s时的位移；
(3)振子在0∼3.6s内通过的路程。
15.如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R=10cm，折射率n= 2，MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5 2cm，CD为出射光线．
(1)补全光路图并求出光从B点传到C点的时间；
(2)求CD与MN所成的角α.
16.如图所示为某款按压式免洗消毒液容器的原理简易图，当向下按压顶盖时同时带动可活动塑料管往下移动，固定塑料管内气体的压强变大，此时向上单向阀门A自动打开，管内气体流出。当可活动塑料管压至最低位置，设此时固定塑料管内气体的压强和体积分别为p0和V0；松开手后，可活动塑料管在弹力装置的作用下往上弹开，固定塑料管内气体的体积变大、压强变小，向上单向阀门A闭合；当固定塑料管内气体的体积变大到一定程度后，液体能通过向上单向阀门B进入固定塑料管内，假设初始时向上单向阀门B到瓶内液体上表面的距离为h，向上单向阀门B的质量为m，其下端管道横截面积为S，瓶内液体密度为ρ，重力加速度为g。整个过程认为气体的温度保持不变，外界气体压强为p0，求：
(1)向上单向阀门B刚被顶开时，固定塑料管内气体的压强；
(2)向上单向阀门B刚被顶开时，固定塑料管内气体的体积V1。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、由于气体分子间距较大，根据气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数能算出每个气体分子占据的空间大小，该空间大小比气体分子的体积大的多，不能算出气体分子的体积．故A错误；
B、悬浮在液体中的固体微粒越小，液体分子与固体颗粒碰撞的不平衡性越明显，布朗运动就越明显，故B错误；
C、一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律，温度越高，体积越大，故C正确；
D、第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，没有违反能量守恒定律，故D错误
故选：C
知道阿伏伽德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，气体不能根据摩尔体积和阿伏伽德罗常数算出气体分子的体积；第二类永动机不可能制成，但它不违反了能量守恒定律．
本题考查气体分子的特点、布朗运动、气体实验定律以及第二类永动机，要注意能根据相关知识解释所见到的现象．
2.【答案】D
【解析】解：A.伽利略的时代，由于计时工具的局限，伽利略没法直接通过实验研究自由落体运动，而是通过实验与逻辑推理的方法得到自由落体运动是匀加速直线运动，而不是直接通过实验证实的，故A错误；
B.开普勒第三定律没法在实验室进行验证，故B错误；
C.玻尔提出的原子理论只能解释氢原子的特征谱线，不是解释了所有元素的原子具有不同特征谱线，故C错误；
D.密立根算出普朗克常量h，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体辐射的h一致证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性，故D正确；
故选：D。
本题根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的物理学贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，重视历史知识的积累。
3.【答案】A
【解析】解：AB、通过折射定律以及光的可逆性，知半圆形玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，所以b光的频率大于a光的频率，则a光一个光子的能量小于b光一个光子的能量，故A正确，B错误；
C、b光的频率大于a光的频率，则b光的波长小于a光的波长，根据条纹间距公式△x=ld⋅λ可知，b光比a光条纹间距小，故C错误；
D、因为b光的频率大于a光的频率，用b光照射某种金属时能发生光电效应现象，a光照射该金属不一定能发生光电效应现象，故D错误。
故选：A。
通过光路图，判断出玻璃砖对两束光的折射率大小，从而知道两束光的频率大小关系，根据条纹间距公式分析两种光的条纹间距，根据频率关系分析a光能否发生光电效应现象。
解决该题需要根据光路图正确判断两种光在玻璃中传播的折射率大小关系，熟记双缝干涉条纹间距共识，掌握光电效应现象的条件。
4.【答案】D
【解析】解：A.在真空中，三束单色光a、b、c的传播速度相等，故A错误；
BCD.由图可知，a光的偏折程度最小，c光最大，故a光的折射率最小，c光的折射率最大，则a光的频率最小，c光的频率最大，则b光的频率比c光小，由公式n=cv可得，在玻璃砖中，a光传播速度最大，光的频率越小时，能量最小可知，a光的光子能量最小，故BC错误，D正确。
故选：D。
任何单色光在真空中传播速度均为光速，进入同一介质后，光的偏折程度大的，折射率大，频率大，能量越大，根据n=cv分析光在介质中的传播速度。
本题主要考查光的折射定律，关键能根据偏折角大小判断出折射率的大小，知道光的频率、波长等物理量与折射率的定性关系．
5.【答案】D
【解析】解：A、当入射角等于临界角时恰好发生全反射，由图可知入射角是45∘时a光已发生全反射，可知a的临界角小于等于45∘，故A错误；
B、由全反射的临界角公式sinC=1n，则当临界角为45∘时，折射率n= 2，由图知b没发生全反射，所以b的折射率一定小于 2，故B错误；
C、由前面的分析可知，a的折射率大，则波长短，根据公式Δx=λLd可知a光形成的条纹间距较小，故C错误；
D、a的波长比b短，频率比b大，所以a发生光电效应时b不一定发生光电效应，但b也可能会发生光电效应，故D正确；
故选：D。
理解全反射的临界角公式，结合题目选项完成分析；
根据题意得出a光和b光的频率大小关系，结合双缝干涉实验的条纹公式完成分析；
理解光电效应的发生条件，结合光的频率特点完成解答。
本题主要考查了光的折射定律，熟悉全反射的临界角公式，结合光电效应的发生条件即可完成分析。
6.【答案】B
【解析】解：A.核反应过程中仍满足电荷数守恒和质量数守恒，即核子数不变，故A错误；
B.铀235吸收慢中子后才可能发生裂变，而镉棒可以吸收慢中子，因此反应堆中将镉棒插入深一些将会减慢核反应速度，故B正确；
C.核裂变比核聚变效率低，而且核裂变产生的核废料放射性极强，核聚变原料好获取，产物无污染，不具有放射性，核聚变更清洁安全，故C错误；
D.裂变反应释放大量的能量，产生的新核更稳定，因此其比结合能比反应前原子核的比结合能大，故D错误。
故选：B。
裂变反应遵循质量数守恒；核裂变是释放核能的过程，释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量；根据裂变前后核子个数不变可判断重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能。
本题考查重核裂变，考查知识点有针对性，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
7.【答案】B
【解析】解：打气筒容积ΔV=300cm3=0.3L
设至少需要打n次气，打入气体的体积V1=nΔV=0.3nL，压强p0=1atm，
轮胎内原有气体压强p=1.5atm，体积V=3L
气体末态的体积V2=V=3L，压强p′=3.5tm，
气体温度不变，根据玻意耳定律得：p0V1+pV=p′V2，
代入数据解得：n=20次，故B正确，ACD错误。
故选：B。
气体温度不变，以轮胎内原有气体和打入的气体整体为研究对象，应用玻意耳定律解题。
本题考查了玻意耳定律的应用，分析清楚气体状态变化过程求出气体状态参量，应用玻意耳定律即可解题。
8.【答案】CD
【解析】解：A.扩散现象是一种自发进行的过程，物体分子不仅可以从高温区域扩散到低温区域，也可以从低温区域扩散到高温区域，故A错误；
B.气体内能包括分子动能和分子势能，不包括气体分子的重力势能，故B错误；
C.气体的压强是由于大量气体分子频繁地对器壁的碰撞而产生的，影响气体压强的大小的因素有气体分子平均动能大小、单位时间内打到器壁单位面积上的分子数的多少；气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，若同时气体的体积增大，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数减少，则气体的压强不一定增大，故C正确；
D.根据理想气体状态方程PVT=C，体等压压缩过，压强不变，体积减小，温度一定降低，内能也减小，即ΔU0，则Q0
弹簧测力计示数F′