辽宁省朝阳地区2022-2023学年高二下学期7月期末联考物理试题（含解析）

朝阳地区2022-2023学年高二下学期7月期末联考
物理
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：高考范围。
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．北京时间2023年2月3日凌晨，在瑞典哥德堡田径室内赛男子60米比赛中，中国“飞人”苏炳添以6.59秒的成绩夺冠，东田旺洋以6.60秒取得第二名．如图为比赛过程的情境，苏炳添与东田旺洋之间的距离越来越大．则下列说法正确的是（ ）
A．以东田旺洋为参考系，苏炳添向前运动 B．以苏炳添为参考系，东田旺洋是静止的
C．以地面为参考系，东田旺洋向后运动 D．以地面为参考系，苏炳添是静止的
2．如图所示为氢原子的能级示意图，用某种单色光A照射处在基态的大量氢原子，结果向外辐射了6种不同频率的光子，由高能级向能级跃迁向外辐射的光子处在巴耳末系，已知金属钾的逸出功为．则下列说法正确的是（ ）
A．单色光的能量只需大于
B．向外辐射的光子中有3种处在巴耳末系
C．向外辐射的光子中波长最长的是从能级跃迁到能级
D．向外辐射的光子中有4种能使金属钾发生光电效应现象
3．如图所示为三棱镜的截面图，其中，两束色光垂直边射入三棱镜，光束刚好在边发生全反射，光束有一部分从边射出．则下列说法正确的是（ ）
A．光束P的折射率等于2 B．光束Q的折射率大于2
C．光束Q在棱镜中传播的速度小 D．P光比Q光的衍射现象更明显
4．静电除尘器是利用高压电场使粉尘发生电离，然后粉尘在电场的作用下被吸附到筒壁上．如图所示为某静电除尘器的简易图，外筒壁为正六边形，其中O点为正六边形的中心，中心有一带负电的高压电极，则在筒壁与电极之间产生辐射状且分布均匀的电场，电极将粉尘电离后粉尘被吸附到筒壁，在m处有两个电荷量相等的带负电的粉尘，仅在电场力的作用下分别运动到n点和a点，已知n点为的中点．则下列说法正确的是（ ）
A．a点的电势低于m点的电势
B．由m到n的粉尘在运动过程中的加速度大小保持不变
C．由m到a粉尘动能的变化量大于由m到n粉尘的动能变化量
D．a、O两点的电势差等于n、O两点的电势差
5．如图所示，原点处的振源产生一列向右传播的横波，已知波长时刻处的质点位移为处的质点位于正的最大位移处，经质点第一次回到平衡位置，再经质点第一次回到平衡位置．则下列说法正确的是（ ）
A． B．该波的周期为
C．波长 D．该波的波速为
6．如图所示的电路，电源的内阻不可忽略，定值电阻的阻值是滑动变阻器最大阻值的是滑动变阻器的两端，当滑片位于的中点时，小灯泡正常发光，理想电流表和的示数之比．下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻与滑动变阻器消耗的电功率之比为
B．定值电阻和小灯泡消耗的电功率之比为
C．滑片向上缓慢滑动，两电流表的示数均减小
D．滑片向上缓慢滑动，电源的输出功率减小
7．如图所示，一带正电的点电荷固定在O点，将小球甲放在O点下侧且给其合适的速度，使甲在水平面内做匀速圆周运动：将小球甲换成同质量的小球乙，使小球乙也在水平面内做匀速圆周运动，已知甲、乙做圆周运动的轨道在同一水平面内，且圆心均在O点的正下方，稳定时甲、乙两球与O点连线与竖直方向的夹角分别为、，不计甲，乙之间的库仑力，两球均可视为点电荷．则下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙的角速度之比为3∶1 B．甲、乙两小球所受的库仑力之比为
C．甲、乙两小球所带电荷量之比为 D．甲、乙的向心加速度之比为
8．“天问一号”探测器的发射，开启了我国探索火星之旅．假设火星可视为半径为且质量分布均匀的球体，火星赤道处的重力加速度为，火星的自转周期为，万有引力常量为．则下列说法正确的是（ ）
A．火星两极点处的重力加速度为 B．火星的质量为
C．火星的平均密度为 D．火星卫星的最大环绕速度为
9．一定质量的理想气体封闭在某容器中，该气体从状态经到又回到，气体的热力学温度关于气体体积的变化规律如图所示，其中连线的延长线过原点的连线与横轴垂直，的连线与纵轴垂直．则下列说法正确的是（ ）
A．气体由状态a到状态b做等压变化
B．气体在状态a的压强等于在状态c的压强
C．由状态b到状态c，单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子数减少
D．由状态a到状态b，气体从外界吸收的热量大于气体对外做的功
10．如图所示，半径为的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场（包括磁场的边界），磁感应强度大小为点为弧的中点．一比荷为的负粒子由点沿方向射入磁场，入射速度为，负粒子在磁场中运动的时间为，粒子重力不计．则下列说法正确的是（ ）
A．粒子从点离开磁场
B．若该负粒子从点以原速率和方向入射，则粒子从间离开磁场
C．若该负粒子从点以原速率和方向入射，则粒子在磁场中运动的时间为
D．若该负粒子从点以原速率沿方向入射，则粒子在磁场中运动的时间为
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11．（6分）某实验小组利用光电门等器材“验证机械能守恒定律”，原理如下：直径为d的金属小球由A处静止释放，下落过程中经过A处正下方固定的光电门1和光电门2，两光电门分别与数字计时器连接．当地重力加速度大小为g．
（1）用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径_________；
（2）实验中，小球的挡光时间分别为，则小球通过光电门1时的速度大小为_________（用物理量的符号表示）；
（3）为验证机械能守恒定律，实验中还需要测量出两光电门高度差，若_________（用表示）成立，则可证明该过程机械能守恒．
12．（8分）某实验小组的同学为了测量一电流表的内阻，首先用多用电表对电流表的内阻进行了粗测，然后又进行了精确的测量．
（1）粗测时，该小组的同学首先将欧姆调零旋钮置于“”的挡位，然后将多用电表的_________（填“红”或“黑”）表笔与电流表的正极相连接，接通电路后发现多用电表的偏转角度过大，应将旋钮置于_________（填“”或“”）的挡位，重新换挡调零后，多用电表的示数如图1所示，则电流表的内阻约为_________．
（2）为了精确地测量电流表的内阻，实验室为该实验小组的同学提供了如下的实验器材：待测电流表G，满偏电流为；
电流表：量程为，内阻约为；
电流表：量程为，内阻约为；
定值电阻：阻值为；
定值电阻：阻值为；
滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；
滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；
直流电源：电动势为，内阻为；
开关，导线若干．
实验时，该小组的同学用如图2所示的电路完成了测量：
①电路中电流表A应选用_________，定值电阻应选用_________，滑动变阻器应选用_________；
②电路接通，某次调节后G表和A表的指针偏转角度均为满偏的，则待测电流表的内阻为_________．
13．（10分）如图所示，边长为的正方形区域内存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小为，正方形区域的右侧存在一加速电场，加速电压为，一重力可忽略不计的带负电的粒子由加速电场的右侧静止释放，粒子刚好由点水平向左进入虚线框内，结果粒子刚好经过点．求：
（1）加速电压的大小；
（2）如果仅将右侧加速电压变为原来的3倍，粒子离开区域的位置；
（3）如果将加速电场向下平移，粒子经电场加速后从的中点射入区域，若要使粒子从点离开电场，则加速电压应为多大？
14．（12分）如图所示，倾角为足够长的平行导轨顶端固定一阻值为的定值电阻，质量为、长为、阻值为的导体棒垂直导轨放置，整个空间存在垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场，已知导轨的间距也为，导体棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为．现将导体棒由静止释放，经速度达到最大．整个过程导体棒始终与导轨垂直且保持良好的接触，不计导轨的电阻．求：
（1）导体棒的最大速度的大小；
（2）导体棒从释放到速度最大过程中，导体棒重力势能的减少量．
15．（18分）如图所示，水平轨道的右侧点平滑地衔接一半径为的光滑弧形轨道，为轨道的最高点，两个可视为质点的物体放在水平轨道的点，两物体之间有质量可忽略不计的炸药，已知点左侧粗 ，段光滑，时刻炸药爆炸，爆炸过程放出的能量均转化为物体的动能，经过一段时间物体刚好到达点．物体的质量分别为，两物体与点左侧轨道的动摩擦因数均为两点之间的距离为，重力加速度．求：
（1）物体经过点时对轨道的压力；
（2）爆炸后瞬间，物体的动能之和；
（3）通过计算说明，物体返回水平面后能否与物体发生碰撞，若不能，求出物体静止时到点的距离；若能，且该碰撞为弹性碰撞，求最终两物体之间的距离．
朝阳地区2022-2023学年高二下学期7月期末联考
物理
参考答案、提示及评分细则
1．A 以地面为参考系，两运动员均向前运动，C、D错误；由于两人之间的距离逐渐增大，且苏炳添获胜，则以东田旺洋为参考系，苏炳添向前运动，A正确；以苏炳添为参考系，东田旺洋向后运动，B错误．
2．D 由题意可知向外辐射了6种不同频率的光子，则由可知，因此色光的能量只能等于，A错误；从激发态跃迁到时发出的2种光子处在巴耳末系，B错误；由以及可知，光子的波长最长，能量最小，即从跃迁到能级向外辐射的光子的波长最长，C错误；从到发出的光以及从到发出的光的能量均大于金属钾的逸出功，即有4种光子能使金属钾发生光电效应现象，D正确．
3．A 两束色光射到边时的入射角相同，由题意可知光的临界角小，则光的折射率大，光的折射率为光的折射率小于2，A正确，B错误；Q光的折射率小，光的频率小，根据可知光的波长长，光比光的衍射现象明显，D错误；根据可知光在介质中传播速度大，C错误．
4．C 由题意可知筒内的电场呈辐射状且分布均匀，则该电场的等势面为一系列的同心圆，则点处的电极带负电，电场线由高等势面指向低等势面，可知，A错误；两点的电势差为，同理两点的电势差为，显然，D错误；由运动到的粉尘在运动过程中所在处的电场线越来越稀疏，则电场强度越来越小，粉尘所受的电场力越来越小，由牛顿第二定律可知加速度越来越小，B错误；由以上分析可知两点的电势差大于两点的电势差，则由动能定理，由到粉尘动能的变化量大于由到粉尘的动能变化量，C正确．
5．C 0时刻，质点位于波峰位置，时，质点第一次回到平衡位置，可知，解得为，则，A、B错误；从到，波向右传播的距离为，则该波的波速为，D错误；该波的波长为，C正确．
6． 假设的示数为，则的示数为，流过定值电阻的电流为，定值电阻消耗的电功率为，滑动变阻器消耗的电功率为，又，解得，A正确；由电路可知滑动变阻器与小灯泡两端的电压相等，由公式可知，滑动变阻器与小灯泡消耗的电功率之比为，所以定值电阻和小灯泡消耗的电功率之比为，B错误；滑片向上缓慢滑动，则滑动变阻器接入电路的阻值逐渐减小，电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内阻以及定值电阻的电压增大，并联部分电路的电压逐渐减小，电流表的示数减小，所以电流表的示数增大，C错误；由于电源的内阻与外电阻的大小关系未知，所以滑片向上缓慢滑动，电源的输出功率不能确定，D错误．
7．B 两球做圆周运动时受重力、点小球的库仑引力，则向心力为，由于两小球在同一水平面内，两球到的高度相同，则两球的轨道半径为，由可知，解得，甲、乙角速度之比为1∶1，A错误；甲、乙两小球所受的库仑力为，则甲、乙两小球的库仑力之比为，B正确；小球到点的距离为，则小球所受的，联立解得，则甲、乙两小球所带的电荷量之比为，C错误；由公式得，则向心加速度之比为，D错误．
8．BD 在火星赤道处，赤道上物体的万有引力等于物体的重力与物体绕天体一起做匀速圆周运动的向心力之和，则有；假设两极点处的重力加速度为，则万有引力等于重力，即，解得，A错误，B正确；火星的体积为，则火星的密度为，整理得，C错误；由和整理得，D正确．
9．ACD 由理想气体状态方程得，由于连线的延长线过原点，则气体由状态到状态做等压变化，A正确；由图可知连线的斜率小于的斜率，则气体在状态的压强小于在状态的压强，B错误；由状态到状态，气体做等容变化，分子密度不变，气体的温度降低，气体分子的平均动能减小，则单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子数减少，C正确；由状态到状态，气体的体积增大，气体对外做功，，气体的温度升高，内能增加，，由热力学第一定律可知气体从外界吸收的热量大于气体对外所做的功，D正确．
10．ACD 由牛顿第二定律可知，又，解得，则粒子从点射入后的轨迹如图所示，构成一正方形，则粒子一定从点离开磁场，A正确；若该负粒子从点以原速度入射，则粒子的轨道半径仍为，粒子射入磁场受到洛伦兹力竖直向上，又粒子的轨迹圆心、入射点、磁场的圆心以及出射点一定构成菱形，所以粒子仍从点离开磁场，B错误；粒子从点射入磁场时，轨迹所对应的圆心角为，且粒子在磁场中运动的时间为；由图可知粒子从点射入磁场时，轨迹所对应的圆心角为，粒子在磁场中运行的时间为，C正确；该负粒子从点沿方向入射，粒子的轨迹如图所示，由于粒子的轨道半径等于磁场的半径，轨迹圆心在点，则粒子的入射点、出射点以及点构成等边三角形，轨迹所对应的圆心角为，则粒子在磁场中运动的时间，D正确．
11．（1）10.245（10.243～10.247均可）
（2）
（3）
解析：（1）螺旋测微器的精确值为，由图乙可知小球的直径为；
（2）小球通过光电门1时的速度为；
（3）要验证机械能守恒定律，需验证，即是否成立．
12．（1）黑 11 （2）① ②12
解析：（1）先用多用电表粗测的内阻，电流向为红表笔流入、黑表笔流出，因此黑表笔应与电流表的正极相连接；指针的偏转角度过大，应换用小挡位，即旋钮应置于“”的挡位；待测电阻的阻值应为示数与倍率的乘积，则电流表的内阻约为；
（2）①待测电流表的满偏电流为，通过分析两定值电阻可知电流表应选用；若使两电表都能达到满偏，则定值电阻应为，则定值电阻应选用；由于滑动变阻器采用分压接法，因此滑动变阻器应选择阻值较小的，即选用．②由电路可知，流过定值电阻的电流为，由于定值电阻和待测电流表G并联，则两端的电压相等，所以待测电流表的内阻大小为，又由题意可知，代入数据解得．
13．解：（1）设粒子质量为，带电量为，粒子在加速电场中，由动能定理得
粒子在区域，水平方向上
竖直方向上
又由牛顿第二定律得
整理得
代入数据得
（2）假设加速电压变为原来的3倍后，粒子从边离开电场，则粒子经加速电场加速后，在点的速度大小为，由动能定理得
粒子在区域内，则在水平方向上
竖直方向上
解得，在连线距点处
（3）假设加速电压为，则粒子加速时，由动能定理得
粒子在区域内，又由
整理得
代入数据解得
14．解：（1）导体棒释放后沿导轨向下做加速运动，导体棒的速度逐渐增加，感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大，安培力逐渐增大，当导体棒的合力为零时速度最大．此时对导体棒受力分析
由力的平衡条件沿导轨方向有
又
此时导体棒中产生的感应电动势为
感应电流为
则安培力为
联立解得
（2）导体棒从释放到速度最大过程中，对导体棒由动量定理得
又
联立解得
设导体棒沿导轨下滑的距离为，由法拉第电磁感应定律得
又
由以上联立得
则导体棒重力势能的减少量为
15．解：（1）由题意分析，爆炸后物体向右做匀速直线运动，经点滑上圆弧轨道且能到达点．设爆炸后瞬间物体的速度为，则物体由到的过程，由机械能守恒定律得
解得
物体在点时，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律得物体在点时对轨道压力大小为，方向竖直向下
（2）炸药爆炸的过程，物体组成的系统动量守恒，设爆炸后瞬间物体的速度为
则由
代入数据解得
则爆炸后瞬间，物体的动能之和为
代入数据解得
（3）根据牛顿第二定律可知两物体在点左侧运动时的加速度大小相等，均为
设物体经过时间停止运动，由运动学公式得
解得
物体在点右侧水平轨道上运动的时间为
所以物体从碰后到再次回到点时的时间大于，也就是物体返回到点时，物体已经停止，且距点距离为
设物体能与物体发生碰撞，且碰撞瞬间物体的速度为
由动能定理得
解得，假设成立
设物体发生弹性碰撞后的速度分别为，以向右为正方向，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
解得
物体向左运动的位移为
物体向右运动的位移为
两物体的最终距离为