河南省开封市2022-2023学年高二下学期7月期末考试物理试题（含答案）

开封市2022-2023学年高二下学期7月期末考试
物理试题
本试卷共8页，选择题12题，非选择题5题，共17题，满分 100分，考试时间90分钟。
注意事项：
1.答题时，考生务必将自己的姓名、准考证号填在答题卡上；
2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答在试题卷上无效。
3.实验题和计算题答在答题卡上每题对应的答案区域内，答在试题卷上无效。
一、选择题（本题共 12小题，每小题4分，共48分。1-8题为单选，9-12题为多选，选对但选不全的得2分，错选不得分。）
1.随着黄河生态保护建设日益提升，越来越多的候鸟在我市黑岗口调蓄水库安家。有黑、白两只候鸟在湖面上休息，它们相距25m，一列水波正在水面上从黑候鸟向白候鸟传播，黑候鸟每分钟上下振动15次。t=0时，白候鸟在最高点，黑候鸟位于最低点，两只候鸟之间还有2个最低点，下列说法正确的是
A．水波的频率为 15Hz B．水波的波长为 12.5m
C．水波的波速为 5m/s D． t=2s时，黑候鸟位于波峰位置
2.日常生活中，我们发现这样一个有趣的现象，当你把筷子插进装有水的玻璃杯中时，会发现筷子好像被折断了一样，但是你从杯子中拿出来筷子又是完好无损的。现将一根粗细均匀的直棒竖直插入装有水的圆柱形玻璃杯中，从水平方向观察，下列四幅图中符合实际的是
3.商场的抓娃娃机都装有投币器，如图为投币机中一种测量金属硬币某种特性的装置，硬币可竖直通过两线圈中间的狭缝。发射线圈 L1的匝数为 N1，接有频率为f、电压为 U1的低频交流电。接收线圈L2的匝数为 N2，在不同情况下，接收线圈输出的电压U2会发生改变，下列说法正确的是
A．无硬币通过时，若L1与 L2为完全相同的线圈，则 U2=U1
B．无硬币通过时，若只增大U1，则U2不变
C．硬币通过狭缝时，硬币中会产生感应电流
D．硬币通过狭缝的全过程中，其加速度不变
4.开封博物馆馆藏许多重要瓷器，其中有一件明宣德青花“一束莲”大盘。如图所示，盘的内外口沿皆饰一周卷草纹，内壁绘制一圈缠枝花卉，有十三朵花，这十三朵花还分三种，有菊花、牡丹和莲花。外壁和内壁纹饰一样，盘心因塌底而呈下凹状，内底饰折枝莲，俗称“一束莲”。青料是进口的苏泥渤青钴料，钴（Co）是银白色铁磁性金属元素，早期中国已将其应用于陶器釉料，烧成后形成黑色结晶斑，可以感到凸凹不平的感觉。Co衰变的核反应方程为，设其半衰期为τ，该核反应中释放出γ射线，的质量分别为，下列说法正确的是
A．经过时间τ，1000个Co核中有500个已经发生了衰变
B．该核反应中释放的能量为
C．Co的中子数是60
D．β粒子是Co核外的电子电离形成的，β射线的穿透本领比γ射线强
5.走进开封山陕甘会馆，除了各式各样的雕刻外，那些曲折向上的屋顶也是山陕甘会馆中一道靓丽的风景线。站在地面上看四角翘起的屋顶像是建筑长出了翅膀，在蓝天中翱翔，充分诠释了“如鸟斯革，如翚斯飞”的中国古代屋顶的浪漫美学形象。如图为会馆大殿剖面图，屋脊不是一条直线，而是一条曲线。一只鸟沿着屋脊从 A点缓慢运动到B点，下列说法正确的是
A．屋脊给鸟的摩擦力逐渐增大 B．屋脊给鸟的作用力逐渐减小
C．屋脊给鸟的支持力逐渐增大 D．鸟受到的合力逐渐减小
6.万岁山大宋武侠城，大宋海船实景表演水上飞人。某次表演时，演员从地面开始竖直飞行的v-t图像如图所示，下列说法正确的是
A．演员在 3s时到最高点，最大高度为4.5 m B．演员在9s时回到初始位置
C．演员在 18s~21s静止在空中 D．演员在 21s~25.5s处于超重状态
7.学习物理要理解和掌握物理问题中蕴含的思想和方法，下列说法正确的是
A．图甲所示的“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，运用了理想模型法
B．图乙所示的“探究平抛运动规律”实验中，运用了极限的思想
C．图丙所示的“探究向心力大小与质量、角速度、轨道半径的关系”实验中，运用了类比法
D．图丁所示的“利用库仑扭秤装置探究库仑力”实验中，运用了微小形变放大法
8.电子束焊接技术是将高能电子束作为加工热源，用高能量密度的电子束轰击焊件接头处的金属，使其快速熔融，然后迅速冷却来达到焊接的目的。电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、国防及军工、汽车和电气电工仪表等众多行业。电子束焊接机的核心部件内存在如图甲所示的高压辐向电场，带箭头的虚线 表示电场线。一电子仅在电场力作用下由A 沿直线 运动到B。下列说法正确的是
A．该电场为匀强电场
B．电子经过各点的电势φ随位移x的变化如乙图所示
C．电子运动过程中加速度逐渐增大
D．电子运动过程中电势能逐渐增大
9.2023年5月 30日，神十六乘组进驻空间站与神十五乘组同框，6位中国航天员太空聚会模式开启。已知空间站做圆周运动的轨道高度 h约为 400km，地球半径为 R，空间站的向心加速度大小为 a，引力常量为 G。下列说法正确的是
A．地球的质量
B．地球表面的重力加速度大小
C．空间站的运动周期 T小于 24h
D．神十六飞船需要与空间站在同一个轨道上点火加速完成对接
10.疫情期间，停课不停学，居家要锻炼，同学们在家学习的同时，也不忘劳逸结合，坚持每天进行体育锻炼。如俯卧撑、跳绳、打乒乓球等。下列说法中正确的是
A．在做俯卧撑运动的过程中，地面对人不做功
B．在做俯卧撑运动的过程中，地面对人施加的冲量不为零
C．跳绳时人每次离开地面的瞬间重力的瞬时功率为 0
D．乒乓球在空中运动的过程中，若只有重力对乒乓球做功，乒乓球机械能不守恒
11.某原子从高能级向低能级跃迁时，会产生三种频率的可见光，三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系如图1所示。用同一双缝干涉装置研究三种光的干涉现象，得到如图 2、图3和图 4所示的干涉条纹。用三种光分别照射如图5所示的实验装置，都能产生光电效应。由这三种光组成的复色光通过三棱镜时，形成光路如图 6.下列说法正确的是
A．图1中的a对应的是图2中的干涉条纹
B．图6中的甲光子的动量大于图1中b光子的动量
C．用图4和图 6中乙所对应的光分别照射如图 5所示的实验装置，当 P向a移动，电流表示数为零时，前者对应的电压表示数小
D．用图 3和图 6中丙所对应的光分别照射如图 5所示的实验装置，当P向b移动，电流表示数不再变化时，前者对应的电流表示数小
12.某实验兴趣小组模拟地球绕太阳做椭圆运动，模型如图所示，“地球E”套在固定的水平椭圆金属导轨上，“太阳S”位于椭圆导轨的一个焦点上，AB、CD 分别是椭圆的长轴和短轴，S、E间连接一根直金属杆，且金属杆与椭圆导轨始终保持良好接触，金属杆S端与导轨 D之间接有一阻值为R的电阻，已知椭圆导轨的总电阻为2R，其它电阻不计，且椭圆导轨区域内存在垂直导轨平面向下的匀强磁场。现使“地球 E”沿着导轨按图示方向运动，并带着金属杆绕 S端转动起来，若 SE连线在相同的时间内扫过的面积相等。则下列说法正确的是
A．金属杆克服安培力做的功等于电阻 R上产生的焦耳热
B．“地球 E”从 D点运动一周过程中，电阻R上的发热功率会变化
C．金属杆SE间的距离会变化，故金属杆两端的电压会变化
D．“地球 E”运动到C 点时，椭圆金属导轨消耗的电功率最大
二、实验题（本题共2小题，共16分，13题7分，14题9分）。
13.某同学利用一根压缩的弹簧来弹开带有遮光片的滑块测量滑块与木板间的动摩擦因数。实验装置如图 a 所示，将木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，右端与滑块刚好接触（但不连接），然后将光电门固定在木板上靠近滑块处。实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度 d，其示数如图b所示，d=_ cm；
（2）将光电门连接计时器，让滑块压缩弹簧至 P点（图 a 中未画出），释放后滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间 Δt，再测量滑块停止时的位置与光电门的距离x，则可用_ 表示滑块经过光电门时速度的大小；
（3）改变 P点的位置，多次重复步骤（2）；
（4）若用图像处理数据，所得图像如图c所示，设重力加速度为g，则由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数μ=_ （用题中所给物理量的符号表示）。
14.某实验兴趣小组利用如图甲所示电路，测量电源的电动势 E和表盘数字不清但刻度清晰的毫安表量程。待测电源电动势 E约为 10V、内阻不计，图中内阻很大的电压表量程为10V，电阻箱 R 最大阻值为 999.9Ω，毫安表内阻r0=50Ω，定值电阻R0阻值约为 500Ω，S为开关。（计算结果均保留两位有效数字）
（1）先对电表机械调零，闭合开关，调节电阻箱，记录多组阻值R和电压表的相应读数U；
（2）根据图甲所示电路， （用R、R0、E和r0表示）；
（3）画出图像如图乙所示，电动势 E= V；
（4）调节电阻箱阻值为 450.0Ω时，电压表读数为5.0V，此时毫安表指针指在刻度盘中央位置，则毫安表的量程 Ig= mA；
（5）将此毫安表与电阻箱、一节干电池（电动势1.5V）、开关及导线等改装成欧姆表，如图丙所示，用它来测量一未知电阻 Rx，指针指在图丁所示的位置，则 Rx= Ω。
三、解答题（本题共3 小题，共36分，15题10分，16题12分，17题 14分）。
15.“自嗨锅”是一种自热火锅，其原理类似于体积不变的密闭加热容器。假设该锅内含有气体（视为理想气体）的体积为 V0，密度为ρ，加热前，气体的温度为 27℃，初始压强为 p0（p0为外界大气压），使用加热包后，气体的温度达到 77℃，该锅导热良好。
（1）求此时封闭气体的压强 p1；
（2）经过一段时间的冷却后，气体的温度降低了30℃，此时打开排气口，让气体排出，锅内气压和外界气压一致时，求排出气体的质量m；
16.小明同学受质谱仪工作原理的启发，设计了测量粒子比荷的装置。如图甲所示，a、b为两竖直平行金属板，两板电压为U，同一水平线上有两个小孔，带正电的粒子从a 板小孔飘入（不计初速度），经板间电场加速后，从b板孔中射出，进入右边匀强磁场中，匀强磁场的方向平行金属板水平向里，经磁场偏转后打到竖直荧光屏 c上的标尺上，标尺零刻度与两孔在同一水平线上，荧光屏到b板距离为L，某次粒子打到标尺上的示数为y 。
（1）已知匀强磁场的磁感应强度为 B，求粒子的比荷；
（2）小光同学也提出了一种方案，并画出了如图乙所示的示意图。撤去磁场，在 BC间加一竖直方向的匀强电场E，使粒子只在电场力的作用下发生偏转，仍使带正电的粒子从a板小孔飘入，这次粒子打到标尺上的示数为 y ，求出粒子的比荷。请你判断这一方案是否可行？并说明相应的理由。
17.小红同学设计了如图所示游戏装置，该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°且滑动摩擦因数为μ =0.5的倾斜轨道 BCEF、接触面光滑的半径为 R的螺旋圆形轨道 CDGE、以及静止在光滑的水平面上的长木板组成。木板左端紧靠轨道右端且与轨道 F点等高但不粘连，所有接触处均平滑连接，螺旋圆形轨道与轨道 BC、EF 相切于C（E）处，切点到水平地面的高度为1.2R，B点到长木板的竖直高度为h1。从B的左上方A 点以某一初速度v0=8m/s水平抛出一质量 m=2kg的物块（可视为质点），物块恰好能从B点无碰撞进入倾斜轨道 BC，并通过螺旋圆形轨道最低点 D后，经倾斜轨道 EF滑上长木板。已知长木板的质量 M=4kg、R=2m、h1=6.6m， 空气阻力不计，g 取 10m/s 。 求：
（1）A与 B之间的竖直高度h0的大小；
（2）物块经过螺旋圆形轨道最低点 D时，轨道对物块的弹力大小；
（3）若物块与长木板之间的滑动摩擦因数μ2=0.8，物块在长木板上滑行且恰好不滑出长木板，求长木板的长度L。
开封市2022-2023学年高二下学期7月期末考试
物理参考答案
一、选择题
1. D 2. A 3. C 4. B 5. C 6. D 7. D8. C 9. AC 10. AB 11. CD 12. BD
二、实验题
13. （1）1.02 （2） （3）
14.（2）（3） 9.1 （4） 20 （5）50
三、解答题
15. （1）加热锅时，锅内气体的体积不变，有
解得
（2）设排气后气体最终的体积（包括排出部分）为V1，则根据气体状态方程有
解得
体积的变化量为
又有
排出气体的质量
16. （1）设粒子进入磁场的速度为 v0，粒子在电场中加速， 由动能定理有
粒子在磁场中做匀速圆周运动，设半径为 r，由洛伦兹力提供向心力得
由几何关系有
联立解得，粒子的比荷为
（2）假设可行。
根据带电粒子在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，
竖直方向做匀加速直线运动可知
竖直方向做匀加速直线运动的加速度
联立解得
结果与比荷无关，故假设不成立， 小光的方法不可行
17. （1）物块从A点做平抛运动到 B点，有
而
解得
（2）从A到D由动能定理可得
在 D点，对物块分析有
解得 N'=156N
（3）从A到F过程有
物块滑上长木板后，木块和长木板系统动量守恒，则有
假设物块刚好不滑离长木板，由功能关系可得
解得 L=6m