安徽省合肥市肥西县2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含解析）

肥西县2022-2023学年高二下学期期末考试
物理
考生注意：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.如图所示，物体叠放在物体上，静置于粗糙的水平面上，、的接触面水平，、质量之比为1：2。在上作用一水平恒力，若和始终保持相对静止向右运动，下列说法正确的是
A.物体一定受到向左的摩擦力
B.对的摩擦力大小可能等于
C.在一段时间内拉力做的功等于和动能的变化量和克服地面摩擦力做的功之和
D.对压力的冲量和对支持力的冲量相同
2.关于分子运动论及其相关知识，下列判断正确的是
A.已知物质的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，一定可以求分子的体积
B.分子势能的变化总是与分子力做功相关，分子力做的功等于分子势能变化量的负值
C.布朗运动形成的主要原因是悬浮颗粒内分子的无规则热运动
D.分子间的相互作用力一定随距离的增大而减小
3.下列说法正确的是
A.为了解释光电效应的实验规律，爱因斯坦借鉴了普朗克的量子观点，提出了光子说的理论
B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C.极限频率的存在，是光的粒子性无法解释的问题，因此光不具有粒子性
D.某一频率的光照射到金属表面，电子吸收一个光子能量后，逃逸出来成为光电子。金属表面及内部的电子在逃逸出来的过程中克服原子核的引力及阻力所做的功称为逸出功
4.玻尔为了解释氢原子光谱的规律，提出了玻尔原子理论，成功地解释了氢原子光谱，但在解释除氢原子以外的其他原子光谱时就遇到了困难，究其原因，是在其理论中过多地保留了经典电磁理论。如认为电子绕原子核做匀速圆周运动，库仑引力提供向心力就属于经典电磁理论。根据玻尔的这一观点，以及氢原子的能量量子化和轨道量子化，并参考氢原子的能级图，下列判断正确的是
A.已知氢原子的核外电子绕核运动的轨道半径间的关系是，则电子在和的轨道上运动的周期之比是1：9
B.电子在和的轨道上运动的动能之比是3：1
C.若氢原子核外电子的基态动能大小是13.6eV，则氢原子在基态时的电势能是-27.2eV
D.氢原子从跃迁到的过程中，电势能的增加量等于动能的减少量
5.关于原子核的组成及相关知识，下列描述不正确的是
A.贝克勒尔发现了天然放射现象，天然放射现象的发现使人们认识到原子核具有复杂的内部结构
B.原子核衰变的过程一定存在质量亏损，所以产生的新核的比结合能一定小于反应前原子核的比结合能
C.太阳不断的向外辐射大量的能量，能量的来源是轻核的聚变，即热核反应
D.衰变中释放的粒子就是电子，是原子核内一中子转化为一个质子时释放一个电子
6.下列对一定质量的理想气体状态发生变化时所遵循的规律描述正确的是
A.在甲图中，气体由到的过程气体吸收的热量等于气体对外做的功
B.在乙图中，气体由到的过程，分子的数密度可能保持不变
C.在丙图中，气体由到的过程中，气体分子的平均动能保持不变
D.在丁图中，气体由到的过程中，气体的压强保持不变
7.如图所示，在正方形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电粒子从点沿方向射入磁场中，当入射速度大小小于或等于时，粒子在该磁场区域运动时间最长，且最长时间为。若其他条件均不变，当入射粒子的速度大小为时，则该粒子在磁场中的运动时间为
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.一质量为小球从地面以初速度竖直向上抛出，回到抛出点时速度大小为设运动过程所受空气阻力大小恒为，能达到的最大高度为，上升时间为，下降时间为，上升和下降过程中机械能的减少量分别是和，重力加速度为，下列关系式正确的是
A. B.
C. D.
9.如图所示，为折射率为的足够长矩形透明介质，和为同种材料、折射率为的矩形透明介质，且。若某一束单色光沿方向斜射到介质的上表面或沿方向斜射到介质的左侧面，下列对两种入射光线发生的反射和折射情况的描述正确的是
A.逐渐调节入射光线的入射角，进入中的光线一定会在、的分界面上发生全反射
B.逐渐增大入射光线的入射角，进入中的光线一定会在、的分界面上发生全反射
C.入射光线进入中后，经多次折射后光线一定会从中射出
D.逐渐增大入射光线的入射角，由射向、分界面的光线可能会在、界面发生全反射
10.月球可视为匀质球体，月球的半径是地球的倍，密度是地球的倍。地球表面的重力加速度为，地球的第一宇宙速度是，忽略月球及地球自转的影响，下列判断正确的是
A.月球表面的重力加速度是
B.月球的第一宇宙速度是
C.在月球基地发射质量为的近月卫星所做的功至少是
D.在地球上做简谐运动的一个“秒摆”，移到月球表面，其周期会是秒
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）请回答下列问题：
（1）图1和图2中游标卡尺和螺旋测微器的读数分别是__________mm、__________mm。
（2）在“碰撞中的动量守恒”实验中，实验装置如图3所示，下列说法正确的是___________（填选项序号）。
A.实验中必需的测量仪器有天平、毫米刻度尺和秒表
B.应该把质量较大的小球选为入射小球
C.斜轨道和水平轨道是否光滑对实验结论没有影响
D.图3中点是不发生碰撞的情况下入射小球做平抛运动的落点
12.（10分）量程较小的微安表可以通过扩大量程改装为安培表，也可以改装成电压表。有一微安表，其量程为，内阻为。
（1）若把该微安表改装成量程为10mA的电流表，需要_________（填“串联”或“并联”）一个定值电阻，改装后的新电流表的内阻是________。
（2）把改装后的电流表组装成一个欧姆表，除一节电池（电动势1.5V，内阻很小）、红黑表笔一对、导线外，还需要一个滑动变阻器，在下列所给的三个滑动变阻器中，应该选择的是___________（填选项序号）。
A.：阻值范围
B.：阻值范围
C.：阻值范围
（3）在方框里画出组装后的欧姆表电路图（改装后的电流表用mA表示）。
（4）用改装后的欧姆表测量某电阻值，指针偏转角度是指针最大偏转角度的三分之一，则测量的电阻值是_____________。
13.（10分）如图1所示，平行金属板、间加有如图2所示的交变电压，两板长度是两板间距的2倍。某一带电粒子（质量为，不计重力）从平行板左侧以速度沿两板的中线射入平行板间，由于粒子在两板间运动的时间很短，可以认为粒子从入射到离开，两板间电压恒定不变。若粒子时入射，恰好从上极板边缘离开。求：
（1）电场对带电粒子做的功；
（2）若该粒子是时入射，粒子离开电场时的动能。
14.（12分）如图所示，倾角30°、宽为的足够长U形光滑金属导轨固定在磁感应强度为、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上，重力加速度为。现用一平行于导轨向上的拉力，牵引一根长为、质量为、电阻为的金属棒，由静止开始沿导轨向上做匀加速运动，加速度大小为。金属棒始终与导轨垂直且接触良好，边电阻为，导轨其他部分电阻不计。
（1）写出拉力的大小随时间变化的关系式；
（2）求在时间内通过导体某一横截面的电荷量；
（3）若在时间内拉力做的功为，求这一过程金属棒中产生的热能是多少。
15.（16分）如图所示，质量的小车静止于光滑水平面上，车长，在小车最右端正上方的点，用长为的细绳悬挂光滑小球，小球的质量也是，小球恰好和小车上表面不接触。某时刻，一质量为、可视为质点的物块，以的初速度从小车左端水平滑上小车，物块和小车之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2。（结果均可用分式表示）
（1）经多长时间与相碰；
（2）若与的碰撞是弹性正碰，碰撞后瞬间和的速度大小分别是多少；
（3）若碰撞后小球没有脱离圆周轨道，求绳长的范围。
肥西县2022-2023学年高二下学期期末考试
物理·答案
1~7题每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。8~10小题每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.答案C
命题透析 本题重点考查叠加体的受力分析、功能关系以及作用力和反作用力的冲量问题，考查考生的物理观念。
思路点拨 、一起做匀加速直线运动时，所受摩擦力向右，A错误；、做匀加速直线运动时，加速度小于，对的摩擦力大小一定小于，B错误；把动能定理运用该整体中，拉力做的功和地面摩擦力对做功的代数和等于、动能变化量，C正确；对压力的冲量和对支持力的冲量大小相等，方向相反，D错误。
2.答案B
命题透析 本题重点考查分子运动论的相关知识，如：分子的大小、分子间的相互作用力、布朗运动、分子势能等，考查考生的物理观念。
思路点拨 对固体和液体来说，分子间隙可以忽略不计，可以利用摩尔体积和阿伏伽德罗常数来计算分子的大小，但对气体分子来说，分子间隙很大，不能利用摩尔体积和阿伏伽德罗常数来计算气体分子的体积，A错误；分子力做功总是伴随着分子势能的变化，分子力做了多少正功，分子势能就减少多少，反之克服分子力做了多少功，分子势能就增加多少，B正确；布朗运动形成的原因是液体分子的运动，没有液体分子的运动就没有布朗运动，C错误；分子引力和分子斥力都随分子间距离的增大而减小，但分子力即分子引力和斥力的合力并不是随距离的增大而减小，D错误。
3.答案A
命题透析 本题重点考查光电效应实验的结论、规律以及爱因斯坦的光子说，考查考生的物理观念。
思路点拨 只有直接从金属表面逃逸出来的电子，克服内部原子核的引力及阻力所做的功最小，这个最小功称为逸出功，D错误；根据爱因斯坦的光电效应方程：，可知，光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系，不是正比关系，B错误；极限频率的存在，光的波动性不能解释，但并不能否定光的粒子说，C错误；爱因斯坦为了解释光电效应的规律，借鉴了普朗克的量子观点，提出了光子说的理论，成功的解释了光电效应的规律，A正确。
4.答案C
命题透析 本题重点考查玻尔的原子理论和氢原子的轨道量子化和能量量子化，考查考生的科学思维。
思路点拨 根据，可得，，因为，化简可得：周期与量子数的三次方成正比，动能与量子数的平方成反比。所以电子在和的轨道上运动的周期之比是1：27，电子在和的轨道上运动的动能之比是9：1，A、B错误；因为氢原子的基态能量是-13.6eV，若动能是13.6eV，原子能量是动能和电势能之和，所以基态电势能是-27.2eV，C正确；氢原子从低能级吸收光子跃迁到高能级时，动能减少，电势能增大，总能量变大，所以动能减少量要小于电势能增加量，D错误。
5.答案B
命题透析 本题重点考查原子核的组成，原子核的衰变及原子核的结合能，考查考生的物理观念。
思路点拨 贝克勒尔发现了天然放射现象，A正确；衰变过程是一个释放结合能的过程，一定存在质量亏损，新核的比结合能一定大于反应前原子核的比结合能，B错误；太阳能来自轻核的聚变，C正确；衰变中释放粒子就是电子，但不是核外电子，是原子核内一中子转化为一个质子时释放了一个电子，D正确。
6.答案C
命题透析 本题重点考查气体的状态变化及做功、吸、放热和内能的变化。
思路点拨 在甲图中，气体由到的过程是等容升温过程，吸收的热量等于内能的增加量，A错误；在乙图中，气体由到的过程，压强增大，温度升高，体积变小，分子数密度增大，B错误；在丙图中，气体由到的过程中，做等温变化，气体分子的平均动能保持不变，C正确；在丁图中，因为横坐标是摄氏温度，气体由到的过程中，不是等压变化，D错误。
7.答案D
命题透析 本题重点考查带电粒子在磁场中做匀速圆周运动以及临界问题，考查考生的科学思维。
思路点拨 从点沿方向进入磁场中的粒子，在磁场中运动的最长时间为半个周期，对应的最大半径是正方形边长的一半，即速度是时，粒子做圆周的半径等于正方形边长的一半，从点射出磁场。入射速度是时，周期不变，半径是正方形边长的两倍，将从边离开磁场，利用几何知识可知，对应的圆心角是30°，运动时间是周期的十二分之一，即，D正确。
8.答案 ABD
命题透析 本题重点考查物体往返运动中的动能定理、功能关系、及动量定理的运用，考查考生的科学思维。
思路点拨 把动能定理运用于小球的上升过程，得到的方程就是，A正确；把动能定理运用于小球的整个运动过程，得到的就是，B正确；把动量定理运用于全过程，选取向下的方向为正方向，得到的是，C错误；根据功能关系，可得等于，D正确。
9.答案 AC
命题透析 本题重点考查光的折射和光的全反射，考查考生的科学思维。
思路点拨 逐渐减小入射光线的入射角，进入中的光线一定会在的界面上的入射角逐渐增大，因为相对是光疏介质，会在的界面上发生全反射，A正确；沿方向射到中的光线，由到是由光疏介质进入光密介质，所以在界面上不会发生全反射，这束光线再射到的分界面上时，由光密介质到光疏介质，根据光线到和到的对称性，由到时，入射角不可能达到临界角，即不可能在界面上发生全反射；光线一定会从介质中射出，且从中射出光线一定和入射光线平行，B、D错误，C正确。
10.答案 AB
命题透析 本题重点考查万有引力定律及相关的不同星球之间的重力加速度、第一宇宙速度等知识，考查考生的物理观念。
思路点拨 根据，可以得到月球表面的重力加速度是地球表面的倍，A正确；某星球的第一宇宙速度等于，可以得到月球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍，B正确；在月球发射近月卫星所做的最小功等于质量为的物体以第一宇宙速度运动时具有的动能，即，C错误；地球上秒摆的周期是2秒，单摆做简谐运动的周期公式是，所以同一单摆在月球表面和地球表面的周期之比与重力加速度的平方根成反比，D错误。
11.答案（1）10.50（2分） 3.700（3.699~3.701，2分）
（2）BC（2分）
命题透析 本题考查验证动量守恒实验，考查考生的科学探究素养。
思路点拨 本实验不需要用秒表测时间，A错误；若入射小球质量小于被碰小球质量，碰撞后入射小球可能返回，实验不能正常进行，B正确；无论轨道是否粗糙，只要入射小球碰前瞬间速度大小恒定，就不影响实验的结论，C正确；在不发生碰撞的情况下入射小球做平抛的落点是点，而不是点，D错误。
12.箸案（1）并联（2分） 2.5（2分） （2）C（2分）
（3）如图所示（2分）
（4）300（2分）
命题透析 本题考查多用电表原理，考查考生的科学探究素养。
思路点拨 （1）并联的分流电阻大小为，改装后新电流表的内阻是分流电阻和原电流表内阻并联后的总电阻，大小为。
（2）欧姆表调零时，闭合回路的总电阻，所以调零电阻选择。
（4）用调零后的欧姆表测电阻时，指针偏转角度是指针最大偏转角度的三分之一，则满足，化简可得。
13.命题透析 本题考查带电粒子电场中的运动，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）时入射，从板边缘离开，设竖直分速度为，根据运动的分解和匀变速直线运动的平均速度公式可得
化简得
（2）
由图象得
化简得，
14.命题透析 本题考查导体棒切割磁感线，考查功能关系，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1），
，
化简可得：
（2）经时间，的位移是：，，
化简可得：
（3）根据功能关系可得：，
化简可得：
15.命题透析 本题考查动量守恒以及能量守恒，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）有和组成的系统满足动量守恒，设、共速时速度大小是
，
，
共速后、一起做匀速运动，当再次运动的位移为时，与碰撞所需时间。
所以从开始经时间，与小球相撞。
（2）与弹性正碰，满足动量守恒和机械能守恒
化简可得：，
（3）球做圆周运动不脱离圆周轨道，有两种情况
第一，恰好到达最高点，设绳长为，到达最高点的最小速度是
化简可得：
第二，小球到达圆心等高点时速度为零，设绳长为。
化简可得：
所以绳长要满足：或