2022-2023学年河南省郑州市思齐实验中学高二（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年郑州市思齐实验中学高二（下）期末物理
试卷
一、单选题（本大题共 8小题，共 32分）
1. 关于下列四副图片，正确的是( )
A. 图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的饱和光电流一定大
B. 图乙是 粒子散射实验，散射后绝大多数 粒子基本沿原方向前进
C. 图丙中图线说明在相同时间内衰变掉的原子核数量是相同的
D. 图丁说明原子核的质量数越大，原子核越稳定
2. 一列简谐横波沿 轴正方向传播，波速为 。 时刻波形如图所示，且波刚传到 点。
下列说法正确的是( )
A. 波源振动的频率
B. 质点起振方向沿 轴负方向
C. 在 内，质点 运动通过的路程为
D. 时，平衡位置在 处的质点 将运动到 处
3. 如图所示，一不带电的金属球壳 放在绝缘支架上，现在 的右侧放置一带负电、不计体
积大小的小球 ，同样放在绝缘支架上 球壳 的半径远小于两球间距 。 、 两点为 球与球
壳 的球心 连线上的两点，均在球壳内部，分别在球心 的左、右两侧关于 点对称，由于
静电感应，球壳 的左右两侧分别带上等量异种电荷。下列现象描述正确的是( )
A. 感应电荷在 点产生的电场强度向左
B. 感应电荷在 点产生的电场强度与 点等大
C. 点离带电小球 较近，故 点电势比 点低
D. 若将金属球壳 的左侧接地，则球壳 的左侧将带正电
4. 年 月 日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号 装置 在成都建
成并首次实现利用核聚变放电。下列方程中，正确的核聚变反应方程是( )
A.
B.
C. D.
5. 如图所示，间距为 的足够长光滑平行金属导轨 、 固定在水平面上，导轨处在垂直于
导轨平面向上、磁感应强度大小为 的匀强磁场中，导轨左端连有阻值为 的定值电阻，长度
也为 、质量为 、电阻为 的金属棒 垂直于导轨水平放置 某时刻开始，金属棒 在水平向
右的恒定拉力作用下由静止开始运动，当金属棒 到达虚线位置时，加速度刚好为零，此时，
撤去拉力，此后，金属棒 向右运动过程中，电阻 上产生的焦耳热为 金属棒 运动过程
中始终与导轨垂直且接触良好，金属棒 开始的位置离虚线的距离为 ，导轨电阻不计，则
拉力大小为 ( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示， 、 两束单色光从同一点 沿不同方向射出，斜射到平行玻璃砖的上表面上，
又从玻璃砖下表面的同一点 出射，出射光线有 、 两束，由此判断 ( )
A. 单色光 的出射光线是光束
B. 在玻璃中，单色光 的传播速度比单色光 的大
C. 两束光从水中射向空气，单色光 发生全反射的临界角比单色光 的小
D. 两束光经同一干涉装置进行干涉实验，单色光 的干涉条纹间距比单色光 的大
7. 劈尖干涉是一种薄膜干涉．如图所示，将一块标准平板玻璃放置在另一块待检测平板玻
璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当一束平行
光从上方入射后，从上方可以观察到如图所示的明暗相间的条纹，对此下面的说法正确的是
( )
A. 该条纹为光在标准玻璃的上表面和待检玻璃的下表面反射后叠加形式的
B. 该条纹为光在标准玻璃的下表面和待检玻璃的下表面反射后叠加形式的
C. 若抽掉一张纸，条纹间距会变小
D. 若图中某一条纹向左弯曲时说明待测玻璃板此处有凹陷
8. 如图所示，边长为 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场。一个边长为 的正
方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线共线。从 开始，使导线
框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。用 表
示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正，则下列表示 关系的图象中，大致正确的是
( )
A. B.
C. D.
二、多选题（本大题共 4小题，共 16分）
9. 有一列简谐横波沿 轴正方向传播， 时刻的部分波形如图所示． 时刻波刚好
传播到 处，此时 处的质点 刚好处于波峰，则下列说法正确的是 ( )
A. 该列波的波长为 B. 波源处质点起振方向沿 轴正方向
C. 该列波的波速为 D. 该列波的周期为
10. 某同学利用如图所示电路模拟远距离输电．图中交流电源电压为 ，定值电阻
，小灯泡 、 的规格均为“ ”，理想变压器 、 原副线圈的
匝数比分别为 和 分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，( )
A. 与 一样亮 B. 比 更亮
C. 上消耗的功率比 的大 D. 上消耗的功率比 的小
11. 如图所示，半径为 的四分之一圆弧固定在竖直面内，圆弧最低点切线水平，在圆心 处
水平抛出一个小球，使小球落在圆弧面上时速度最小，重力加速度为 ，不计空气阻力，则 ( )
A. 落点到 点的高度差为
B. 小球落到圆弧面上的速度大小为
C. 落点到 点的水平距离为
D. 小球抛出的初速度大小为
12. 如图所示，倾角为 的光滑斜面底端固定一挡板，轻弹簧放在斜面上，下端与挡
板连接，一个质量为 的物块从斜面上的 点由静止释放，在物块沿斜面向下运动过程中，当
弹簧的压缩量为 时，物块的加速度刚好为零，开始时 点离弹簧上端的距离也是 弹簧的
形变在弹性限度内，重力加速度为 ，弹簧的弹性势能
为弹簧的劲度系数， 为
弹簧的形变量 ，则下列说法正确的是 ( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 弹簧的最大弹性势能为
C. 物块运动过程中的最大速度为
D. 物块运动过程中的最大加速度为
三、实验题（本大题共 2小题，共 18分）
13. 某同学用如图甲所示装置测滑块与长木板间的动摩擦因数。半圆弧轨道和长木板固定在
水平面上，半圆弧轨道底端上表面与长木板左端上表面平滑连接，重力加速度为 ，长木板
足够长。
先用螺旋测微器测挡光片的宽度，测量示数如图乙所示，则挡光片的宽度 _______ ；
将滑块在圆弧面上的 点由静止释放，测得滑块通过光电门时挡光片的挡光时间 ，则滑
块通过光电门时的速度 _______，若滑块停在长木板上的位置离光电门的距离为 ，则滑
块与长木板间的动摩擦因数 _______； 均用测量的和已知的物理量符号表示
若将滑块在圆弧面上的更高点 点由静止释放重新进行实验，实验操作过程正确，则测得
的结果与 中测得的结果相比_______ 选填“误差大”“误差小”或“误差相同” 。
14. 要测量允许通过的电流不超过 的某电源的电动势和内阻，某实验小组根据实验室提
供的器材设计电路，并连接成了如图甲所示电路 其中 、 均为规格为“ ”的电阻
箱，选用的电压表量程为 ，内阻很大 小组成员小王和小李同学利用实验电路进行了不同的
测量．
小王同学利用电路实验时，先断开开关，将电阻箱 的阻值调到较大，将电阻箱 的阻值
调为______ 填“ ”“ ”或“ ” ，闭合开关，多次调节电阻箱 ，记录多组电阻箱接入电
阻的电阻 及对应的电压表示数 ，某次电压表的指针所指位置如图乙所示，此时电压表示
数为______ ，根据测得的数据，作出
图像，得到图像的斜率为 ，图像纵轴的截距为
，则电源的电动势 ______，内阻 ______； 均用已知和测量的物理量符号表示
小李同学利用电路实验时，先断开开关，将电阻箱 的阻值调为 ，电阻箱 的阻值调
到较大，闭合开关，多次调节电阻箱 ，记录多组电阻箱接入电路的电阻 及对应的电压表
示数 ，作出 图像，得到图像的斜率为 ，图像纵轴的截距 ，则电源的电动势 ______，
内阻 ______ 均用已知和测量的物理量符号表示
四、计算题（本大题共 3小题，共 34分）
15. 某位同学想用如图所示的装置做一个气体温度计，有一导热容器 ，体积为 ，充有一
定质量的理想气体， 上连有一细 形管 形管内气体的体积忽略不计 ，他发现，当室温为
时，两边水银柱高度差为 。若气体的温度缓慢变化， 形管两边水银柱高度
差也会发生变化： 外界大气压等于 汞柱，水银柱不会全部进入左管中
请你列出室温 与 形管两边水银柱高度差 的 关系式；
若某时 ， 内气体的内能如何变化？从外界吸热还是放热？请简单说明理由。
16. 如图所示，质量为 的木板静止在光滑水平面上，现有一质量为 的小滑
块 可视为质点 以 的初速度从左端沿木板上表面冲上木板，已知滑块与木板间的动
摩擦因数 ，重力加速度 。求：
滑块在木板上滑动过程中，滑块的加速度 的大小和木板的加速度 的大小；
若滑块刚好没有从木板右端滑出，求木板的长度；
若木板长 ，求滑块在木板上运动过程中木板对滑块的冲量大小。
17. 如图所示，在 平面的第二象限有一匀强电场，电场强度大小 可调，方向平行于 轴
沿 轴正向。第三象限有一垂直 平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 。电子源 在
平面内向各个方向发射速度大小不同的电子，已知电子质量为 ，电荷量为 。 轴上的 点与
点的连线垂直于 轴， 点与 点的距离为 ，不考虑重力和电子间相互作用。
若从 发出的电子能在磁场中直接到达 点，求电子的最小速度 ；
若通过 点的电子在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动，求场强的大小 。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
饱和光电流与光子数目有关；由原子的核式结构模型内容即可判定；根据半衰期的概念判断；原
子核的质量数越大，结合能就越大，不代表原子核越稳定。
本题考查的是学生读图的能力，只要认真分析是较为容易的找出答案的，同时掌握影响饱和电流
的因素，及理解结合能与比结合能的区别。
【解答】
A.甲图反应的是同种频率的色光，强度越大，光子数越多，饱和电流越大，不同频率的色光，强
度相同情况下，频率越大，光子越少，饱和电流越小，故 A错误；
B.乙图是卢瑟福 粒子散射图景，散射后绝大多数 粒子基本沿原方向前进，只有少数粒子发生了
较大的偏转，故 B正确；
C.丙图中图线说明在相同时间内都有半数的原子核发生衰变，但衰变掉的原子核数量随时间的推
移逐渐减少，故 C错误；
D.丁图说明原子核数比较大或比较小时，比结合能比较小，原子核数处于中间部分比结合能比较
大，故 D错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】
由图得到波长，即可根据波速求得周期；根据波的传播方向得到质点开始振动方向；根据质点振
动方程求质点位移；质点不会随波逐流。
机械振动问题中，一般根据振动图像或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图像得到
波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程。
【解答】
A.根据图像可知，波的波长 ，根据 ，解得 ，周期 ，A错误；
B.根据同侧法，可知波沿 轴正方向传播，则质点 的振动方向是沿 轴正方向，则 质点起振方向
沿 轴正方向，B错误；
C.根据 ，质点 的振动方程为 ，在 内，质
点 为位移 ，通过的路程为 ，C正确；
D.平衡位置在 处的质点 只能在平衡位置振动不能移动，D错误。
故选 C。
3.【答案】
【解析】本题考查静电屏蔽，球壳内部的场强处处为零，整个导体是一个等势体。静电屏蔽的本
质是球壳上感应电荷与小球 分别在内部产生的电场互相抵消。
A.静电平衡时，球壳内各点的电场强度均等于零，小球 在 点的电场强度向右，则感应电荷在 点
产生的电场强度向左，A正确；
B.静电平衡时，球壳内各点的电场强度均等于零，根据点电荷的场强公式，小球 在 点的电场强
度小于 点的电场强度，所以感应电荷在 点产生的电场强度小于 点的电场强度，B错误；
C.静电平衡时，球壳是个等势体，球壳内各点的电势等于球壳的电势，所以 点电势等于 点电势，
C错误；
D.若将金属球壳 的左侧接地，球壳与地球构成一个大导体，达到静电平衡时，近端 球壳的右端 带
异种电荷，远端 地球离小球 最远的一侧 带同种电荷，其余部分不带电，则球壳 的左侧既不是
近端也不是远端不带电，D错误。
故选 A。
4.【答案】
【解析】
【分析】根据核反应方程区分：天然衰变分为 衰变或 衰变，裂变是重核变为中等质量的核，聚
变是两轻核反应变为中等质量的核．
【解答】解： 、
，是轻核聚变，故 正确；
、
，此核反应的反应物只有一个原子核，且生成物有氦核，属于 衰变，故 错误；
、
，此反应的反应物和生成物都有中子，构成链式反应，且产
物至少有两个中等质量的核，故属于重核裂变，故 错误；
、
，此反应是用 粒子轰击生成了同位素磷，是人工转变，故 错误。
故选： 。
【点评】本题考查了常见的核反应方程中的应用，同时注意原子核的质量数和电荷数的表示方法。
5.【答案】
【解析】设撤去拉力时金属棒的速度为 ，撤去拉力后，电阻 上产生的焦耳热为 ，则 ，
则 ，若拉力 为恒力，则
， 项正确．
6.【答案】
【解析】平行玻璃砖不改变光的传播方向，单色光 的入射角大，出射角也大，因此单色光 的出
射光束为 ， 项错误；由折射程度可知，单色光 的折射程度大，折射率大，由 可知，单
色光 的传播速度小， 项错误；两束光从水中射向空气，由 可知，单色光 发生全反射
的临界角比单色光 的小， 项正确；单色光 的波长短，由 可知，单色光 的干涉条纹间
距小， 项错误．
7.【答案】
【解析】
【分析】
从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为空气层厚度的 倍，当光程差
时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为 。
解本题的关键是知道薄膜干涉的原理和相邻条纹空气层厚度差的关系。
【解答】
该条纹为光在标准玻璃的下表面和待检玻璃的上表面反射后叠加形式的，选项 AB错误；
C.从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为 ，即光程差为空气层厚
度的 倍，当光程差 时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差 ，
显然抽掉一张纸片后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹 或暗条纹 之间的距离变大，干涉条纹条
纹变疏，故 C错误；
D.薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，若图中某一条纹向左弯曲时，检查平面
左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知该处凹陷，选项 D正确。
故选 D。
8.【答案】
【解析】
【分析】
根据感应电流大小和方向，将选项逐一代入，检查是否符合题意来选择。
本题采用的是排除法，做选择题常用方法有直判法、排除法、代入法、特殊值法、图像法等等。
【解答】
导线框完全进入磁场后，没有感应电流产生．故 A、 均错误；
C.进入和穿出磁场过程，线框有效切割长度变化，感应电动势和感应电流在变化，故 C错误；
D.线框进入磁场过程，有效切割长度 均匀增大，感应电动势 均匀增大，感应电流 均匀增大．穿
出磁场过程，有效切割长度 均匀减小，感应电动势 均匀减小，感应电流 均匀减小，两个过程
感应电流的方向相反，故 D正确。
故选 D。
9.【答案】
【解析】由图可知该波的波长为 ， 项错误； 时刻波刚好传播到 处，此
时 到 之间有 个波长，此时 处的质点 刚好处于波峰，此时
处的质点在平衡位置沿 轴正向振动，因此波源处质点起振方向沿 轴正向， 项正
确； 时刻，波传播到 处，则波传播的速度 ， 项错误；波传
播的周期 ， 项正确．
10.【答案】
【解析】根据 可得灯泡电阻
、交流电源电压为 ，当接通电路Ⅰ时有
接通电路Ⅱ时，由等效法可知
则有 ，则两个灯泡的功率 ，故 A错误，B正确；
、 上消耗的功率
由等效法可得 上消耗的功率
即 上消耗的功率比 的大，故 D错误，C正确。
故选 BC。
先根据 求出小灯泡 、 的电阻。由欧姆定律求出小灯泡 的电流。根据理想变压器的
原副线圈电压关系、电流关系，求出小灯泡 的电流，从而比较两个灯泡亮度关系。根据 与 中
电流关系，比较它们功率关系。解答本题的关键要掌握理想变压器原副线圈电压关系和电流关系，
结合电路构造和欧姆定律列式，即可完成分析。
11.【答案】
【解析】设小球抛出的初速度大小为 ，小球打到圆弧面上时下落的高度为 ，水平位移为 ，则
， ，
，小球落到圆弧面上时的速度 ，解得 ，
当
时，球落到圆弧面上有最小速度，此时 ， 项正确； ， 项
正确； ， 项错误；则小球抛出的初速度大小 ， ，解得
，
项错误．
12.【答案】
【解析】由题意知， ，则弹簧的劲度系数 ， 项错误；根据机械能守
恒，
，解得
， 项正确；设弹簧的最大压缩量为 ，
则
，解得 ，则弹簧的最大弹性势能为
， 项正确；物块运动的最大加速度
， 项错误．
13.【答案】 或 ；
； ；
误差小
【解析】
【分析】
根据螺旋测微器的读数规则读数；
平均速度代替瞬时速度求解滑块通过光电门的瞬时速度，根据牛顿第二定律及运动学公式即可
求得摩擦因数；
根据误差来源分析误差。
本题主要考查了测量动摩擦因数的实验，根据牛顿第二定律、运动学规律分析解答。
【解答】
由图可知，螺旋测微器读数为
根据题意可得，滑块通过光电门时的速度为
根据题意，由牛顿第二定律有
由运动学公式有
解得
若将滑块在圆弧面上的更高点 点由静止释放重新进行实验，则滑块通过光电门的时间更短，
通过光电门后在长木板上滑行的距离更长，因此通过光电门的速度测量及通过光电门后滑行的距
离测量误差更小，因此测量结果的误差更小。
14.【答案】
【解析】 由于电源允许通过的电流不超过 ，为了使电压表的指针偏转角度较大，同时为了
使电流调节的范围大些，应将电阻箱 的阻值调为 ；图乙中电压表示数为 ；
由 ，可得 ，则 ， ；又 ，
得 ；
根据闭合电路欧姆定律，
，则
，根据题意有 ，解
得 ； ，解得 ．
15.【答案】 由题意知，对 内气体初状态： ， ，
末状态：
，
，
由查理定律得：
得：
即：
由于 内气体体积不变，外界对气体不做功，由 中结果知 由 减小为 时，气体温
度降低，内能减小，即： ，
由热力学第一定律：
可知： ，则气体对外放出热量。
【解析】 容器内的气体做等容变化，找出初末状态参量，根据查理定律即可求得；
根据 的表达式求得容器内气体的温度，即可判断出内能的变化，结合热力学第一定律判断
出热放热。
本题主要考查了查理定律，关键是找出初末状态参量，结合热力学第一定律即可求解。
16.【答案】解： 对滑块根据牛顿第二定律得 ，解得
，
对木板根据牛顿第二定律得 ，解得
；
滑块刚好没有从木板右端滑出，则最终滑块到达边缘时与木板同速，则对系统根据动量守恒定
律得 ，
代入数据解得 ，
对系统根据能量守恒定律得
，解得木板长度为
；
设滑块滑到木板最边缘的时间为 ，对滑块根据匀变速直线运动位移与时间的公式得
，
对木板根据匀变速直线运动位移与时间的位移公式得
，又因为 ，联立解得
或 ，
根据分析，若 时滑块滑到木板边缘，此时滑块的速度变为 ，而根据 中的解析可知，若
木板足够长，滑块最终与木板同速，速度最小只会变为 ，所以 可以排除，所以 ，
则滑块在木板上运动过程中木板对滑块摩擦力的冲量为 ，
木板对滑块支持力的冲量为 ，
则木板对滑块的冲量为
。
【解析】本题考查了典型的板块模型，关键理清滑块和木板的受力情况和运动情况。
根据牛顿第二定律求解加速度；滑块刚好没有从木板右端滑出，则最终滑块到达边缘时与木板同
速，根据系统动量守恒和能量守恒求解木板长度；根据运动学公式及冲量公式求解。
17.【答案】 从 发出电子在磁场中做圆周运动能直接到达 点的最小半径
由向心力公式有
解得
设电子初速度为 ，初速度方向与 的夹角为 ，从 点由电场进入磁场，如图所示：
设该轨迹圆半径为 ，由几何关系可知
由向心力公式有
设电子每次在电场中运动的时间为 ，则
方向有
方向有
联立解得
【解析】根据题意画出电子在磁场和电场中的运动轨迹，画出电子在磁场中圆周运动的半径，找
出圆心，然后根据题目条件找出几何关系，然后列方程求解。