2022-2023学年重庆市校级联考高二（下）期中考试试卷（含解析）

2022-2023学年重庆市校级联考高二（下）期中考试试卷
物 理
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共8小题，共32分）
1. 钚是原子能工业的一种重要原料，可作为核燃料的裂变剂。钚的衰变方程为，下列说法正确的是( )
A. 这种衰变过程叫作衰变
B. 衰变放出的是由原子核外电子受激发而产生的
C. 衰变前的质量数大于衰变后的质量数之和
D. 衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和
2. 所谓是指第五代通信技术，采用频段的无线电波。第四代移动通信技术，其频段范围是。网络的传输速率指单位时间传送的数据量大小可达为的英文缩写，即比特率、比特秒，是网络的倍。下列说法正确的是( )
A. 信号和信号本质都是电磁波
B. 信号比信号的波长大
C. 信号可以在真空中传播，而信号不可以
D. 信号比信号在真空中的传播速度快
3. 如图为一个透明均匀玻璃圆柱，其横截面如图所示，由a、b两种单色光组成的复色光通过A点射入，分别从B、C射出，则下列说法正确的是
A．a光的折射率大于b光的折射率
B．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C．a、b两种单色光分别从B、C射出时折射角相等
D．a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置获得的干涉条纹间距b的较大

4. 如图所示，质量为的小球在细线和轻弹簧的共同作用下保持静止，其中细线水平，左端固定于竖直墙壁，轻弹簧上端固定于天花板，轴线与竖直方向的夹角为。已知轻弹簧的劲度系数为，重力加速度为，则( )
A. 细线中拉力的大小为
B. 轻弹簧中拉力的大小为
C. 轻弹簧的伸长量为
D. 突然剪断弹簧的瞬间，小球的加速度大小为
5. 氦核作用能将恒星中的氦转换成重元素，其中粒子融合到核中的核反应方程为。已知粒子的结合能为，核的结合能为，该反应释放的能量为，则的比结合能约为( )
A. B. C. D.
6. 氢原子能级如图甲所示，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁。产生的光照射到图乙所示的真空管，阴极材料为钠，其逸出功为，发射出的光电子被阳极吸收，在电路中形成光电流，则( )
A. 跃迁中，有种频率的光可以使阴极发生光电效应
B. 由能级跃迁到能级辐射的光子波长最长
C. 当滑片调至最左端时，电流表的示数为零
D. 由能级跃迁到能级时，该氢原子能量增大
7. 研究光电效应现象实验装置如图所示，用光子能量为的紫外线照射到光电管阴极，发生了光电效应。调节滑片，当电压表的示数为时，电流计的示数恰好为零，则在该实验中( )
A. 光电子的最大初动能为
B. 阴极的逸出功等于
C. 若此时增大入射光的频率，电流计示数仍为零
D. 若此时增大入射光的光强，电流计示数仍为零
8. 电荷量相等的两个带电粒子、分别以速度和射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为和，磁场宽度为且，两粒子同时由点射入，同时到达点，如图所示则( )
A. 粒子带正电，粒子带负电 B. 两粒子的轨道半径之比
C. 两粒子的速度之比 D. 两粒子的质量之比
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
9. 如图甲所示，一人用由零逐渐增大的水平力推静止于水平地面上质量为的木箱，木箱所受的摩擦力 与 的关系如图乙所示，取，下列说法正确的是 ( )
A. 木箱所受的最大静摩擦力 B. 木箱所受的最大静摩擦力
C. 木箱与地面间的动摩擦因数 D. 木箱与地面间的动摩擦因数
10. 矿井中的升降机从井底开始以的速度竖直向上匀速运行，某时刻一螺钉从升降机底板松脱，经过升降机底板上升至井口，此时松脱的螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是( )
A. 螺钉松脱后做自由落体运动
B. 矿井的深度为
C. 螺钉落到井底时的速度大小为
D. 螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时
11. 著名物理学家汤姆孙曾在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了如图所示衍射图样，已知电子质量为，加速后电子速度，普朗克常量，则( )
A. 该图样说明了电子具有粒子性
B. 该实验中电子的德布罗意波长约为
C. 若让原本静止的质子束和电子束通过相同加速电场，电子的德布罗意波长更大
D. 使用电子束工作的电子显微镜中，加速电压越大，分辨本领越弱
12. 如图所示，在平直公路上，汽车向固定的测速仪做直线运动，设时汽车与测速仪相距，此时测速仪发出一个超声波脉冲信号和一个红外线信号，汽车接收到红外线信号时由静止开始做匀加速直线运动。当测速仪接收到反射回来的超声波信号时，汽车和测速仪相距，已知超声波的速度。红外线的速度远大于超声波的速度。下列说法正确的是( )
A. 汽车接收到超声波信号时，它与测速仪的间距为
B. 汽车从开始运动至接收到超声波信号的时间为
C. 汽车的加速度大小为
D. 测速仪接收到反射回来的超声波信号时，汽车的速度大小为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
13. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，现用油酸和酒精配制成的油酸酒精溶液，还有一个盛有水的浅盘、一支滴管、一个量筒、爽身粉、带方格的玻璃板等。
用滴管向量筒内滴入滴油酸酒精溶液，读出油酸酒精溶液的体积为；
将爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水而滴一滴油酸酒精溶液，则这一滴溶液中油酸的体积______。用题中字母表示
酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有爽身粉，可以清楚地看出油膜轮廓。待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状，用数格子的方法测得油膜的面积为。
估算油酸分子的直径的表达式为______用和表示。
某同学错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则该同学测得的油酸分子的直径______填“大于”、“等于”或“小于”真实值。
14. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器接在的低压交变电源上，某同学在打出的纸带上每个点取一个计数点，共取了、、、、、六个计数点每相邻两个计数点间的四个点未画出，如图甲所示．从每一个计数点处将纸带剪开分成五段分别为、、、、段，将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在坐标系中。
若在图乙坐标系中用最简洁的方法作出能表示关系的图线，其中________选填“”或“”轴相当于轴，_________选填“”或“”轴相当于轴。
从计数点开始计时，为求出时刻的瞬时速度，需要测出_________段纸带的长度。
若测得段纸带的长度为，段纸带的长度为，则可求出加速度的大小为_________。
四、计算题（本大题共4小题，共38分）
15. 如图所示，小球和通过两根轻绳连接在天花板上的点。、用轻弹簧栓接。系统静止时，弹簧处于水平状态，长度为，、与竖直方向的夹角分别为和。已知轻弹簧劲度系数为，原长为，重力加速度为，，求
小球的质量；
两轻绳对点作用力的合力的大小。
16. 如图所示，右侧为一竖直屏幕，左侧是一截面为半圆的玻璃柱水平放置，半圆的半径为。一束光沿半径方向射入玻璃，如图所示。已知玻璃对这种色光的折射率为，光在空气中传播速度。
光线是否会发生全反射，若不能，则屏幕会有两个光斑，求它们之间的距离；
求光线在玻璃砖中运动的最长时间。
17. 绝热汽缸和导热汽缸固定在水平地面上，由钢性杆连接的两个等大活塞封闭着两部分体积均为的理想气体，此时气体的压强与外界大气压强相同，气体的温度与环境温度也相同．已知理想气体的内能与温度的关系为，为常量且现给汽缸的电热丝通电，当电热丝放出的热量为时汽缸的体积减为原来的一半．若加热过程是缓慢的，求：
汽缸内气体的压强；
汽缸在该过程中放出的热量．
18. 年月日我国第三艘航空母舰“中国人民解放军海军福建舰”正式下水。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置，满载排水量万余吨。
歼沿平直跑道起飞时，第一阶段是采用电磁弹射装置使飞机由静止开始做匀加速直线运动，经过飞机的速度达到；随即第二阶段在常规动力的作用下继续匀加速前进，后离舰升空。求歼在起飞第一阶段和第二阶段的加速度大小之比。
歼在航母上降落时，需用阻拦装置使飞机迅速停下来。若某次歼着舰时的速度为，飞机钩住阻拦索后经过停下来，将这段运动视为匀减速直线运动，求此过程中飞机运动的时间及加速度的大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、核反应方程式中生成物有粒子，所以为衰变，故A错误；
B、衰变放出的是由原子核内部受激发而产生的，故B错误；
、衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒，衰变过程放出能量，质量不守恒，故D正确，C错误；故选：。
2.【答案】
【解析】【分析】本题考查电磁波的性质，要注意明确电磁波在真空中的速度相同，频率越小的电磁波其波长越长。
【解答】．信号和信号本质都是电磁波，都可以在真空中传播，且传播速度相同，都等于光速，故A正确，CD错误；
B.信号比信号的频率高，波长短，故B错误。故选A。
3.【答案】C
【解析】由图可看出，在A点的入射角相等，a光的折射角大于b的折射角，由折射率公式可知，a的折射率小于b的折射率，故选项A错误；由可以看出，在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度，所以选项B错误；由图可看出，两光束在BC两点的入射角分别等于在A点的折射角，根据光路可逆性原理可知，在BC两点的折射角等于在A点的入射角，即相等，所以选项C正确；a光的折射率小于b的折射率，故知a光的波长大于b光的波长，而双缝干涉条纹的间距与波长成正比，所以两速光通过同一双缝干涉装置时，a光的干涉条纹间距较大，故选项D正确
4.【答案】
【解析】、小球受力如图所示，
由平衡条件得：，，故AB错误；
C、由胡克定律得：，解得：，故C正确；
D.突然剪断弹簧的瞬间，细绳的拉力突变为零，此时小球仅受重力作用，由牛顿第二定律得：，解得：，故D错误。故选：。
5.【答案】
【解析】【详解】根据核反应过程中，释放的能量等于生成物的结合能与反应物的结合能只差可得， 的结合能为
则 的比结合能约为
故选D。
6.【答案】
【解析】A.跃迁中，能级跃迁到、能级，能级跃迁到，能级跃迁到时发出的光可以使阴极发生光电效应，所以有种频率的光可以使阴极发生光电效应，故A正确；
B.由能级跃迁到能级辐射的光子频率最大，波长最短，故B错误；
C.当滑片调至最左端时，光电管两端电压为零，但由于有光电子溢出，电路中有光电流，电流表示数不为零，故C错误；
D.由能级跃迁到能级时，能量降低，故D错误。故选A。
7.【答案】
【解析】当电压表的示数为 时，电流计的示数恰好为，则遏制电压为 ，则光电子的最大初动能为 ，故A错误；
B.根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电管阴极的逸出功为 ，故B错误；
C.若此时增大入射光的频率，则光电子的最大初动能增大，如使电流计的示数为，则需要增大遏止电压，故需要移动滑动变阻器，故C错误；
D.光子能量仅与入射光的频率有关，与光的强度无关，因此仅增加入射光线的强度，光电子的出射的最大初动能不变，电流计的计数仍为，故D正确。故选D。
8.【答案】
【解析】A.根据左手定则可判断出，粒子带负电，粒子带正电，故A错误；
两粒子在磁场中做圆周运动，轨迹如图所示
连线是两粒子的运动圆弧对应的弦，则弦的中垂线与各自速度方向直线的交点即为各自圆心。结果发现：两圆心的连线与两个半径构成一个角为，另一个为的直角三角形。所以由几何关系得，两粒子的半径之比为
两粒子的轨迹所对圆心角分别为 和，两粒子在磁场中的运动时间相等，即
则
因为运动周期，且两粒子的电荷量相同，在同一磁场中，所以，故B错误，D正确；
C.由
得
所以，故C错误。
故选D。

9.【答案】
【解析】由题图乙知，木箱受到的最大静摩擦力为，故A正确，B错误；
当木箱运动后受到的是滑动摩擦力，大小为，解得，故C错误，D正确．
10.【答案】
【解析】【详解】螺钉松脱时具有与升降机相同的竖直向上的初速度，故螺钉脱落后做竖直上抛运动，选项A错误；
B.取竖直向上为正方向，螺钉从脱落至落到井底的位移

升降机这段时间的位移
故矿井的深度为
选项B错误；
C.螺钉落到井底时的速度为
故速度大小为，选项C正确；
D.螺钉松脱前运动的时间为

所以螺钉运动的总时间为
选项D正确。
故选CD。
11.【答案】
【解析】图为电子束通过多晶薄膜的衍射图样，因为衍射是波所特有的现象，所以说明了电子具有波动性，A错误；
B.由德布罗意波长公式可得
而动量
两式联立得
该实验中电子的德布罗意波长约为，B正确；
D.由德布罗意波长公式可得
而动量
两式联立得
加速电压越大，电子的波长越短，衍射现象就越不明显，分辨本领越强，选项D错误。
C.由于电子的质量比质子的质量更小，由 可知若让原本静止的质子束和电子束通过相同加速电场，电子的德布罗意波长更大，选项C正确。
故选BC。
12.【答案】
【解析】超声波往返的时间相等，汽车做初速度为零的匀加速直线运动，则汽车接收到超声波信号时，它与测速仪的间距为：，故A正确；
汽车从开始运动至接收到超声波信号的时间为：
这段时间内汽车的位移为：
由：，得：，故B错误，C正确；
D.测速仪接收到反射回来的超声波信号时，汽车的速度大小为：，故D错误。故选AC。
13.【答案】； ； 大于。
【解析】
【分析】
用“油膜法估测分子大小”的实验原理：认为油酸分子是紧密排列的，而且形成的油膜为单分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含油纯酸体积除以油膜面积得出的油膜面积厚度，即为油酸分子直径。
求油酸的体积时要注意，求的是纯油酸的体积，不是溶液的体积，最后利用求直径。
【解答】
一滴溶液中油酸的体积。
估算油酸分子的直径的表达式为。
某同学错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则根据可知偏大，则该同学测得的油酸分子的直径大于真实值。

14.【答案】 ； ； ；。
【解析】
【分析】
使用的方法是等效代替法解题，它们的长度分别等于，因为剪断的纸带所用的时间都是，即时间相等，所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比；
要求时的瞬时速度，只需要测段纸带的长度，然后用求得的平均速度即可认为是时刻的瞬时速；
此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度，再根据加速度的定义计算出加速度的大小。
【解答】
在打出的纸带上每个点取一个计数点，可知相邻计数点的时间间隔相等，根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，可知剪下的每一段纸带的中间时刻速度与纸带的长度成正比，则在图乙坐标系中表示关系的图线，其中轴相当于轴，轴相当于轴。
在打出的纸带上每个点取一个计数点，可知相邻计数点的时间间隔为
从计数点开始计时，时刻为、段的中间时刻，根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，为求出时刻的瞬时速度，需要测出段纸带的长度。
若测得段纸带的长度为，段纸带的长度为，从计数点开始计时，则有
则加速度的大小为。

15.【答案】解：弹簧的压缩量
弹簧弹力
对受力分析，如图所示
由共点力平衡的条件
得
对受力分析，如图所示
由平衡条件得
则

【解析】见答案
16.【答案】解：根据发生全反射的临界角与折射率的关系，有，
解得，可知，不会发生全反射，
光线折射和反射会在屏幕上出现两个光斑，反射光线形成光斑到半圆直径的垂直距离为，
根据折射定律可得，解得，
根据三角形几何关系，可得可得折射光线形成光斑到半圆直径的垂直距离为，
故它们之间的距离为；
根据折射率与光传播速度的关系可得，
故光线在玻璃砖中运动的最长时间为。

【解析】
【分析】
根据和题中角度判断是否发生全反射，根据几何知识求光线打在光屏上位置之间的距离；
由光线在玻璃中传播的距离，结合求得光线在玻璃砖中传播的速度，即可求得传播时间。
17.【答案】解：
设内气体末态压强为，对活塞整体受力分析，根据平衡得：
对气体由玻意耳定律得：
解得汽缸和内气体的压强：
对气体由理想气体状态方程得：
解得：
气缸内气体升温时内能增加：
气缸内气体内能不变
以气缸内两部分气体为研究对象，由热力学第一定律得：
解得气缸内气体放出热量为：
【解析】本题考查理想气体状态变化规律和关系，找出、部分气体状态的联系是关键。
中气体做等温变化，根据玻意耳定律求解中气体压强，根据活塞整体受力分析求解中气体压强；
对中气体根据理想气体状态方程求解末态温度，根据热力学第一定律求解气体吸收热量。
18.【答案】第一阶段：歼做匀加速直线运动，运动时间末速度，设其加速度为，则
第二阶段：歼继续做匀加速直线运动，运动时间位移，设其加速度为，则
联立解得
降落时歼做匀减速直线运动，初速度位移，设其运动时间为，加速度为，则
解得
根据速度时间关系
解得

【解析】本题以某舰载作战飞机在航空母舰上起飞为情景载体，考查了匀变速直线运动规律的应用，要求学生能够熟练应用运动学公式求解。
飞机在电磁弹射过程中，由速度时间公式列式，在常规动力的作用下匀加速运动的过程中，由速度位移公式列方程联立求解即可。
结合平均速度与物体的关系求出时间，然后由加速度的定义式求出加速度。