河南省驻马店市2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题（解析版）

这是一份河南省驻马店市2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题（解析版），共15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。

第I卷（选择题 共48分）
一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。1~8题每题只有一个选项正确；9~12题每题至少有两个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）
1. 新冠病毒的传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是由固体或液体小微粒分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，常见的云、雾、霾都属于气溶胶，这些气溶胶在空气中做布朗运动。下列说法正确的是（ ）
A. 气溶胶颗粒越大，布朗运动越明显
B. 温度越高，气溶胶的布朗运动越剧烈
C. 人眼可直接看到气溶胶的布朗运动
D. 气溶胶的布朗运动是无规则的热运动
【答案】B
【解析】A．气溶胶颗粒越小，气体分子对颗粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动越剧烈，故A错误；
B．环境温度越高，固态或液态颗粒受到气体分子无规则热运动撞击的程度越剧烈，布朗运动越剧烈，故B正确；
C．做布朗运动的固体颗粒很小，肉眼是看不见的，必须在显微镜才能看到，故C错误；
D．气溶胶的布朗运动是固态颗粒的无规则运动，不是气体介质分子的无规则热运动，可以间接反映气体分子的无规则运动，故D错误。
2. 如图所示，光电门是高中物理实验中经常用到的一种实验仪器。根据所学知识判断，光电门中用到的传感器是（ ）

A. 光传感器B. 位移传感器
C. 速度传感器D. 加速度传感器
【答案】A
【解析】光电门由发射光的装置和接收光的装置两部分组成，挡光片遮住光时，光传感器接收不到光源发出的光信号，会把这一信号转换成电信号。光电门中用到的传感器是光传感器。
故选A。
3. 有的物质在不同方向上的性能不同，如热传导性、导电性、透光率、弹性强度等，这种特点广泛应用于太阳能电池、半导体元件、电力传输、航空航天等。那么，具有这种在不同方向上性能不同特性的物质（ ）
A. 可能是多晶体B. 一定是多晶体
C. 一定是单晶体D. 可能是非晶体
【答案】C
【解析】多晶体和非晶体是多向同性，单晶体各项异性。具有这种在不同方向上性能不同特性的物质一定是单晶体。
故选C。
4. 麦克斯韦预言电磁波的存在后，赫兹发现了电磁波，从此，人们的生活越来越与电磁波密不可分。例如，我国自主建立的北斗卫星导航系统，所使用的电磁波频率约为，家用wifi所使用的电磁波频率约为。下列说法错误的是（ ）

A. 可见光也是电磁波
B. 紫外线比无线电波的波长短
C. 射线是频率很高的电磁波
D. 电磁波频率越高，衍射能力越强
【答案】D
【解析】A．可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，故A正确；
B．紫外线比无线电波的波长短，故B正确；
C．射线是频率很高的电磁波，故C正确；
D．电磁波频率越高，波长越短，波动性越不明显，衍射能力越弱，故D错误。
本题选择错误的，故选D。
5. 印刷“驻马店物理”这五个字所用油墨的质量大约为，与这些质量相当的能量如果完全用来使一个“，”的灯泡正常发光，则该灯泡能够正常发光的时间约为（ ）（已知光速为）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据题意，由质能方程可得，这些质量产生的能量为
由能量守恒定律有
联立代入数据解得
故选B。
6. LC振荡电路是许多电子设备中的关键部件，广泛应用于生活和生产等许多领域。如图所示，一LC振荡电路中振荡电流沿顺时针方向且正在减小，则此时（ ）

A. 电容器上极板电势高于下极板电势，电容器中电场能正在增加
B. 电容器上极板电势高于下极板电势，电容器中电场能正在减少
C. 电容器上极板电势低于下极板电势，电容器中电场能正在增加
D. 电容器上极板电势低于下极板电势，电容器中电场能正在减少
【答案】C
【解析】题图中标明电流方向为顺时针方向，且正在减小。电流减小则电容器上的极板所带电荷量增多，说明电容器正处于充电状态。根据电流方向可知电容器上极板电势低于下极板电势。电容器充电过程中，磁场能减少电容器中电场能正在增加。
故选C。
7. 用频率为、光强为I的光照射某金属，使之发生光电效应，光电子的最大初动能为。现改用频率为、光强为的光照射该金属，则光电子的最大初动能（ ）
A. 大于B. 等于
C. 小于D. 等于
【答案】A
【解析】用频率为的光照射时，根据光电效应方程有
用频率为的光照射时，根据光电效应方程有
解得
故选A。
8. 两个原子核、结合生成一个原子核，并放出能量，其核反应方程为。已知原子核、、的比结合能分别为、、，则下列关系式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据比结合能等于结合能与核子数的比值，由能量守恒有
即
9. 关于下列四个图的叙述正确的是（ ）

A. 图甲中，激光切割机主要利用了激光亮度高的特性
B. 图乙中，检查工件平整度是利用光的干涉现象
C. 图丙中，观看立体电影时戴的眼镜利用了光的偏振原理
D. 图丁中，夏日雷声有时轰鸣不绝，这是声波衍射现象
【答案】ABC
【解析】A．激光切割是利用了激光的亮度高，能量的集中性，故A正确；
B．等间距亮暗程度相同，可知利用光的干涉现象检查工件的平整度，故B正确；
C．观看3D电影佩戴的眼镜利用的光的偏振原理，故C正确；
D．夏日雷声有时轰鸣不绝，这是声波的反射引起的回声现象，故D错误。
故选ABC。
10. 氢原子的能级图如图所示，处于基态的氢原子能够吸收下列哪些能量的光子而发生跃迁或电离（ ）

A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】ABC．由跃迁条件可知，被处于基态的氢原子吸收光子能量而使氢原子发生跃迁，则吸收的光子能量应满足
由能级图可知
故A正确，BC错误；
D．由于
氢原子被电离，故D正确。
故选AD。
11. 一定质量的理想气体，压强p随体积V变化的图像如图所示，N、M、Q为三个状态点，M、Q、O三点共线，箭头表示状态变化的方向。下列说法正确的是（ ）

A. 由N到M的状态变化过程中，气体温度保持不变
B. 由M到Q的状态变化过程中，气体内能不断减小
C. 由Q到N的状态变化过程中，气体一定吸收热量
D. 由的变化过程中，气体吸收与放出的热量相等
【答案】BC
【解析】AB．由N到M的状态变化过程中，乘积在改变，根据理想气体状态方程可知气体温度在改变；同理，由M到Q的状态变化过程中，乘积在不断变小，可知温度在不断减小，所以气体内能在不断减小，故A错误，B正确；
C．由Q到N的状态变化过程中，气体等压变化，根据盖吕萨克定律随着气体体积增大温度在变大，所以内能在增大，结合热力学第一定律，当气体体积增大时对外做功而内能在增大，所以气体一定吸收热量，故C正确；
D．图线与横轴围成的面积为气体做功的大小，所以图形的面积表示整个过程外界对气体做的功，由于整个过程气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律可知整个过程气体一定对外放热，即气体吸收的热量小于放出的热量，故D错误。
12. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时的波形图，虚线为时的波形图，波的传播速度为，P、Q两质点的平衡位置在x轴上，其坐标分别为、。下列判断正确的是（ ）

A. P点振动的周期为
B. 波沿x轴正方向传播
C. P点的振动方程为
D. 时，P、Q两点的速度相同
【答案】BD
【解析】A．由图可知波长
，
则周期
选项A错误；
B．实线为时的波形图，虚线为时的波形图，则
则波对应向前传播，所以波沿x轴正方向传播，选项B正确；
C．角速度
P点的振动方程为
即
由图可知时，P的位移为0，则有
解得
所以P点的振动方程为
选项C错误；
D．从到波向前传播
作出时的波形如图：

从时的波动方程为
则
解得
则P、Q两点关于平衡位置对称，又波沿x轴正方向传播，可判断P、Q的速度方向均沿y轴正方向，所以P、Q两点的速度相同，选项D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题 共62分）
二、实验题（本大题共2个小题，共15分）
13. 某实验小组做“用单摆测量重力加速度”的实验。

（1）下列实验操作正确的是________。
A.测量周期时应在小球运动到最高点时开始计时
B.小球摆动时单摆摆角不能太大
C.用刻度尺测出图甲中的l，作为单摆的摆长
（2）经过老师提醒和小组合作，小组同学准确无误地完成了实验操作、数据记录，并恰当地作出了单摆周期的平方与摆长L的关系图像如图乙所示。请你根据图乙写出重力加速度的表达式________。
【答案】（1）B （2）
【解析】（1）[1] A．测量周期时应在小球运动到平衡位置时开始计时，故A错误；
B．小球摆动时单摆的摆角不能太大，小于5°即可，故B正确；
C．用刻度尺测出图甲中的l，摆线长度与小球半径的和作为单摆的摆长，故C错误；
故选B。
（2）[2]根据单摆公式有
解得
根据图像的斜率可知
解得
14. 驻马店市某学校高二物理兴趣小组用交流电源、干电池、电磁继电器、热敏电阻、滑动变阻器、开关、导线等元器件设计了一个自动开关暖风机，其电路原理图如图所示。设计要求是：一旦温度低于某一预定温度时，暖风机就开始工作。图中元件名称标注还不完整。请完成以下问题：

（1）图中的“甲”应该接入的元件是________。
A.阻值随温度升高而增大的热敏电阻
B.阻值随温度升高而减小的热敏电阻
C.阻值不随温度变化而变化的定值电阻
（2）正确选取元件和正确连接电路之后，该组同学在调试过程中，发现暖风机开始工作时的温度比偏低了一点。要使温度达到时暖风机能够开始工作，则需要将滑动变阻器的滑片向________（选填“左”或“右”）适当地移动一点。
（3）已知旧干电池与新干电池相比，电动势基本相同，而内阻比新电池大得多。如果长时间没有更换电池，表面上暖风机仍然能正常工作，但暖风机开始工作的温度将________（选填“高于”或“低于”）。
【答案】（1）A （2）右 （3）低于
【解析】（1）[1]根据题意要求，一旦温度低于某一预定温度时，暖风机能够开始工作，即温度低时，热敏电阻阻值较小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下，暖风机开始工作，则图中的“甲”应该接入的元件是阻值随温度升高而增大的热敏电阻。
（2）[2]发现暖风机开始工作时的温度比偏低了一点，此时热敏电阻阻值更低，则需将滑动变阻器的阻值调低，即需要将滑动变阻器的滑片向右适当地移动一点。
（3）[3]如果长时间没有更换电池，电池内阻变大，则控制电路要达到电路需要的电流，热敏电阻的阻值要求更低，即暖风机开始工作的温度将低于。
三、计算题（本题共4小题，共47分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 与目前广泛使用的核裂变相比，核聚变效率更高，产生的核废料也明显更少。一个氘核与一个氚核聚合成一个氦核的同时放出一个中子。已知氘核、氚核、氦核、中子的质量分别为、、、，光速为c。
（1）写出该聚变的核反应方程。
（2）求该核反应一次放出的能量E。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据质量数和电荷数守恒，可知该核反应过程的方程是
（2）在聚变反应中的质量亏损为
则聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故光子能量为
16. 如图甲是一列机械波t0=0时刻的波形图像，图乙是平衡位置在x=2m处的质点P的振动图像。求：
（1）波的传播方向（不需要说明理由）。
（2）波的传播速度大小。
（3）质点P在t0=0到t=0.525s时间内通过的路程。
【答案】（1）向x负方向传播；（2）20m/s；（3）
【解析】（1）t=0时刻x=2处的质点向下振动，根据同侧法可知波向x负方向传播；
（2）从图中可以知波长为
波传播的周期为
波的传播速度为
解得
（3）由图可知，振幅为
从t0=0到t=0.525s振动时间t与周期T关系是
P点在前2.5T时间内通过的路程为
P点在后时间内通过的路程为
所以，P点在t0=0到t=0.525s时间内通过的路程为
解得
17. “哈尔滨冰灯冰雕景观”是中华民族文化旅游的知名品牌，在国际舞台上享有盛名。大师们把现代光雕艺术与传统灯艺相结合，打造出璀璨梦幻的现场效果。如图所示，在半径为R圆柱体冰块的底面有一个半径为r的圆形面状光源，其圆心与冰块底面圆心重合，面状光源发出蓝光，冰对蓝光的折射率为n。已知真空中的光速为c，不计面状光源的厚度，求：
（1）设圆柱高为H0，蓝光从光源发出到从圆柱体上表面射出所需的最短时间t。
（2）要使从光源发出且直接照射到上表面的所有光线都能直接折射出去，圆柱的高度H应满足什么条件？
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）蓝光在冰块中传播的速度大小为
由几何关系可知，面状光源各点到圆柱上表面的最小距离均为H0，则
解得最短时间为
（2）在面状光源上任取一点A，A发出的光直接照射到圆柱上表面任一点B，设光从A射到B时的入射角为α，则
圆柱的高一定，且α小于90°，所以，AB越大，csα越小，则α越大，由此，如图所示

从面状光源发出且直接照射到圆柱上表面的所有光线入射角的最大值为β，根据几何关系有
要使从面状光源发出且直接照射到圆柱上表面的所有光线都能直接折射出去，应有
解得
18. 如图甲所示，在竖直放置、足够长的细玻璃管内用的水银柱封闭一段空气柱，空气柱的长度、温度为t1=27℃。已知大气压强，绝对零度为t0=-273℃，重力加速度g的大小取。现将玻璃管在竖直平面内缓慢转动，直至与水平x轴成角，玻璃管与x轴在同一竖直平面内，如图乙所示。现保持玻璃管与x轴夹角不变，求：
（1）将玻璃管内气柱的温度缓慢升高到t2=47℃时，玻璃管内气柱的长度。
（2）让玻璃管沿x轴正方向做加速度为的匀加速直线运动时，玻璃管内气柱的长度。（不考虑玻璃管内气柱温度的变化，忽略大气压强的变化）
【答案】（1）24cm；（2）21cm
【解析】（1）设在图甲、图乙时气柱的压强分别为、，温度分别为、，水银的密度为，则有
解得
，
温度
设气柱的横截面积为S。则有
解得
（2）水银柱的质量为
设气体的压强为，对水银柱分析如图所示

沿管方向由牛顿第二定律有
对气柱由波意耳定律有
解得