2022-2023学年安徽省望江县高二（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年安徽省望江县高二（下）期末物理试卷
一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分）
1. 水平推力和分别作用于水平面上质量相等的、两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间后停下，两物体的图像分别如图中、所示，图中。则( )
A. 两物体受到的摩擦力大小相等 B. 两物体受到的摩擦力大小不等
C. 的冲量大于的冲量 D. 的冲量等于的冲量
2. 增殖反应堆将不能用作裂变核燃料的铀和钍转换成裂变核燃料钚和铀，其中，钍通过与慢中子反应生成钍，钍经过两次衰变后生成铀，从而得到裂变核燃料铀，达到增殖的目的。下列说法正确的是( )
A. 钍核转化成铀核的过程是化学反应过程
B. 钍核比钍核多一个电子
C. 铀核比铀核多个质子
D. 铀核比钍核多两个质子
3. 如图所示，在垂直纸面的方向上有三根长直导线，其横截面位于正方形的三个顶点、、上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，一带负电的粒子从正方形的中心点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( )
A. 沿到方向 B. 沿到方向 C. 沿到方向 D. 沿到方向
4. 如图所示，两对等量异种电荷固定在正方形的四个顶点上，、、、是正方形四边的中点，用一个小型金属箱将其中一个正电荷封闭，并将金属箱外壳接地，则( )
A. 、两点处电场强度相等
B. 点处电场强度为
C. 将一带正电试探电荷从移动至点，电场力做功为
D. 将一带负电试探电荷从移动至点，电场力做正功
5. 放电影是利用光电管制成的光控继电器来实现声音的重放，而光电管就是利用光电效应的原理制成的光电元件。利用如图甲所示的实验装置探究光电效应规律，图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率的关系图像，则
A. 普朗克常量为
B. 该金属的逸出功为
C. 若电源正负极接反，则无论怎样滑动，电流表示数始终为零
D. 仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大
6. 图甲为氢原子能级图，图乙为氢原子的光谱，、、、是可见光区的四条谱线，其中谱线是氢原子从能级跃迁到能级辐射产生的，下列说法正确的是( )
A. 这四条谱线中，谱线光子频率最大
B. 氢原子的发射光谱属于连续光谱
C. 用能量为的光子照射处于激发态的氢原子，氢原子不发生电离
D. 若、、、中只有一种光能使某金属产生光电效应，那一定是
7. 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
二、多选题（本大题共3小题，每小题6分，全对的的6分，部分选对的得3分，有选错的得0分，共18分）
8. 如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为，质量为的物体以速度从斜面底端冲上斜面，达到最高点后又滑回原处，所用时间为对于这一过程，下列判断正确的是( )
A. 斜面对物体的弹力的冲量为零 B. 物体受到的重力的冲量大小为
C. 物体受到的合力的冲量大小为零 D. 物体动量的变化量大小为
9. 如图所示，一个均匀透明介质球，球心位于点，半径为。一束单色光从真空中沿方向平行于直径射到介质球上的点，与的距离，若该光束射入球体经一次反射后由点再次折射回真空中，此时的出射光线刚好与入射光线平行，已知光在真空中的速度为，则( )
A. 介质球的折射率为
B. 若增大入射光的频率，则该出射光线仍与入射光线平行
C. 光束从点射入到从点射出所经历的总时间为
D. 若介质球的折射率增大，光线一定能在介质球的内表面区域的某位置发生全反射
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、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
11. 请回答下列问题：
图和图中游标卡尺和螺旋测微器的读数分别是 、 。
在“碰撞中的动量守恒”实验中，实验装置如图所示，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. 某同学要将量程为的毫安表改装成量程为的电流表。他先测量出毫安表的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准毫安表对改装后的电流表进行校准，可供选择的器材如下：毫安表头量程，内阻约为几百欧姆
A.滑动变阻器；
B.滑动变阻器；
C.电阻箱；
D.电源电动势约为；
E.电源电动势约为；开关、导线若干具体实验步骤如下：
按电路原理图连接电路；
将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关后调节滑动变阻器的阻值，使毫安表的指针满偏；
闭合，保持滑动变阻器不变，调节电阻箱的阻值，使毫安表的指针偏转到量程的三分之一位置；
记下电阻箱的阻值
回答下列问题：
为减小实验误差，实验中电源应选用_____填器材前的字母，滑动变阻器应选用______填器材前的字母；
如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为，则毫安表内阻的测量值________，与毫安表内阻的真实值相比，________填“”“”或“”；
若按照第问测算的，将上述毫安表并联一个定值电阻改装成量程为的电流表，接着该同学对改装后的电表按照图所示电路进行校准，当标准毫安表的示数为时，改装表的指针位置如图所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，要想达到实验目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将定值电阻换成一个阻值为的电阻即可，其中________；
若用该电流表量程，内阻按照第问测算的按正确的步骤改装成欧姆表并测标准电阻的阻值时如图，理论上其测量结果与标准电阻实际阻值相比较________填“偏大”“偏小”或“相等”。
四、计算题（本大题共3小题，共38.0分）
13. 如图所示，图甲中、是两个足够大的平行金属板，两平行板间加如图乙所示电压，、为已知。质量为、电量为的带正电粒子在时刻从紧靠板位置由静止释放不计重力，粒子经时间到板。求：
粒子到达板时的速度；
两个金属板间的距离。
14. 如图所示，光滑水平面和竖直面内的光滑圆弧导轨在点平滑连接，导轨半径为。质量为的带正电小球将轻质弹簧压缩至点后由静止释放，脱离弹簧后经过点时的速度大小为，之后沿轨道运动。以为坐标原点建立直角坐标系，在区域有方向与轴夹角为的匀强电场，进入电场后小球受到的电场力大小为。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为。求：
弹簧压缩至点时的弹性势能；
小球经过点时的速度大小；
小球过点后运动的轨迹方程。
15. 如图所示，光滑的水平地面与倾角为的足够长的光滑斜坡平滑相连，某时刻球在斜坡底位置，球在球左边相距的地方，球以小的初速度滑上斜坡，此时球也以的速度向右匀速运动。两小球经过点时速度大小不变，己知，两球沿斜坡上滑和下滑时加速度不变，两球加速度大小均为，方向均沿斜坡向下。求：
沿斜坡上滑的最大位移；
到达点时两球间的距离；
滑上斜坡后经过多长时间两物块相遇。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
图像的斜率表示加速度，结合牛顿第二定律分析摩擦力的大小；根据动量定理分析整个过程可比较和的冲量。
【解答】
．图像的斜率表示加速度，根据题意可知，与平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，质量又相等，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，选项A正确，B错误；
根据动量定理，对整个过程研究得，，由图看出，则有，即的冲量小于的冲量，选项CD错误。
故选A。

2.【答案】
【解析】
【分析】
衰变不是化学反应；根据原子核的组成，判断出铀和钍的质子数与中子数，然后比较判断。
本题考查了核衰变，反应过程核电荷数和质量数守恒。钍核与钍核电荷数相同，轴核与轴核电荷数相同，每次衰变中一个中子转化为一个质子，放出一个负电子。
【解答】
A.钍核转化成铀核的过程是核反应过程，不是化学反应过程，故A错误；
B.钍核与钍核电荷数相同，则电子数相同，故B错误；
C.铀核与铀核电荷数相同，则质子数相同，故C错误；
D.钍经过两次衰变后生成铀，每次衰变中一个中子转化为一个质子，放出一个负电子，铀核比钍核多两个质子，故D正确。
故选D。

3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了磁场叠加与洛伦兹力相关问题，右手螺旋定则和左手定则的应用，要记清楚四指指向和大拇指方向都各自代表什么方向。
根据右手螺旋定则判断磁场方向，求出磁感应强度的矢量和，找到点的磁场方向，再利用左手定则判断洛伦兹力方向。
【解答】
由安培定则可判断、、三根导线产生的磁场如图所示：
；
由磁场的叠加性原理可知它们的合磁场方向水平向左，再由左手定则可判断负电的粒子所受洛伦兹力方向沿到方向；
故A正确，BCD错误。

4.【答案】
【解析】
【分析】
一个正电荷封闭接地，此正电荷的电场被屏蔽；根据点电荷产生的电场特点和矢量合成法则、结合对称性分析各个点的场强；电荷在等势面上移动，电场力做功为；根据电场力做功量度电势能的变化。
本题以点电荷形成电场为背景，考查电场强度的叠加、电势、电场力做功与电势能改变等；掌握等量异种电荷电场线的分布特点是关键。
【解答】
由于一个正电荷封闭，而、两点关于两个负点电荷和剩余一个正点电荷对称，所以根据电场强度的叠加可知，、两点处电场强度大小相等，方向不同，故错误；
若其中一个正电荷不封闭，点处的电场强度为零，而现在剩余三个点电荷在点处的合场强不为零，故错误；
由于、两点电势相等，所以将试探电荷由移动到，试探电荷的电势能不发生变化，所以电场力做功为零，故正确，错误。
故选。

5.【答案】
【解析】
【分析】
根据光电效应方程得出最大初动能与入射光频率的关系，结合图线的斜率和截距进行分析。
解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系，同时理解光电子的最大初动能与入射光频率图象的含义。
【解答】
由光电效应方程可知，图线的斜率为普朗克常量，即，由图线可知该金属的逸出功为，故A错误，B正确；
C.若电源正负极接反，滑动，若电压小于遏止电压时，电流表示数不为零，故C错误；
D.根据光电效应方程可知，最大初动能与入射光的频率有关，与光的强度无关。仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能不变，故D错误。
故选：。

6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查能级跃迁和氢原子光谱，解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，以及知道光子频率、波长的大小与能量变化的关系。
根据图线中波长，结合，即可判定光子频率大小；氢原子的发射光谱属于线状光谱；能级间跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，即可求解；根据即可判定谱线能量的大小，并依据光电效应产生条件判定。
【解答】
A.由图乙可知，谱线对应光子的波长最长，结合可知谱线光子频率最小，故A错误；
B.氢原子的发射光谱属于线状光谱，不属于连续光谱，故B错误；
C.根据能级图可知氢原子处于能级的能量为，故要使其电离至少需要吸收的能量，故用能量为的光子照射处于激发态的氢原子，氢原子能发生电离，故C错误；
D.根据可知， 波长最短，谱线对应光子的能量最大，若、、、中只有一种光能使某金属产生光电效应，那一定是 ，故D正确。
故选 D。
7.【答案】
【解析】 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。
8.【答案】
【解析】
【分析】
冲量的求解方法有两种：定义式。利用动量定理：合外力的冲量等于物体的动量变化。
【解答】
A、斜面对物体的弹力的冲量大小：，弹力的冲量不为零，故错误；
B、物体所受重力的冲量大小为：，物体受到的重力的冲量大小不为零，故正确；
C、物体受到的合力的冲量大小：，不为零，C错误；
D、由动量定理得：动量的变化量大小， 正确；
故选BD．

9.【答案】
【解析】
【分析】
作出光路图，由几何知识求出光线在点的入射角与折射角，由折射定律求出折射率；由几何知识求出光从点射入到从点射出通过的总路程，求出光在球内传播的速度，即可求得时间；根据光路的可逆性分析射入球体内的光线能否发生全反射；若介质球的折射率增大，分析折射角的变化，判断出射光线与入射光线是否平行。
本题考查对全反射、折射现象的理解与运用能力，作出光路图，根据反射的对称性特点和几何知识求解入射角与折射角是关键。
【解答】
A.光路图如图所示
由几何关系可得
得
由图可知
所以介质球的折射率，故A正确；
B.若增大入射光的频率，折射率增大，由折射定律知，折射角减小，折射光线将射到点下方，反射光线将射到点左侧，再次折射到空气中时折射角等于，由几何知识可知，出射光线与入射光线不再平行，故B错误；
C.光束在介质球内经历的光程
又光在球内传播的速度
所以，光束在介质球内经历的总时间为，故C正确；
D.根据几何知识可知，从点进入介质球中的光线，射到点的入射角等于点的折射角，根据光路可逆性原理可知，光线不可能在点发生全反射，故D错误。
故选AC。

10.【答案】
【解析】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】

【解析】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.【答案】，；
， ；
；
相等
【解析】
【分析】
本题主要考查了半偏法测电表内阻、电表的改装及多用电表的原理，对于实验问题关键是明确实验涉及的原理，知道实验中包含的物理规律和物理定律，知道实验操作的具体步骤和注意事项，知道实验数据处理的方法、实验误差的来源及减小误差的方法。
【解答】
根据实验原理，当闭合后，电路总电阻会减小，总电流会变大，则当毫安表的指针偏转到量程的三分之一位置时，通过电阻箱的电流会大于毫安表读数的倍，会产生误差；为了使得当闭合后电路总电流变化较小，则滑动变阻器用电阻阻值较大的，这样的话要想能使毫安表能调节到满偏，则所用电源的电动势应该较大，即采用
根据以上分析可知，如果按正确操作步骤测得的阻值为，因认为通过电阻箱的电流等于毫安表电流的倍，则毫安表内阻等于电阻箱的阻值的倍，即毫安表内阻的测量值，实际上因通过电阻箱的电流会大于毫安表读数的倍，则毫安表内阻的真实值偏大，即与毫安表内阻的真实值相比
当标准毫安表的示数为时，改装表的读数为，则当改装表满偏时，对应的真实电流为，即把毫安表改装成的电流表时，把毫安表改装成的电流表时，又，联立得；
测量时欧姆表进行欧姆调零，表头的内阻的误差不影响欧姆表的内阻，所以，测量值等于真实值。

13.【答案】解：在时间，粒子运动的位移为
在时间，粒子运动的位移为
根据动能定理得
解得；
根据位移关系得
解得。

【解析】根据牛顿第二定律求两个阶段的加速度，根据运动学公式结合动能定理求解末速度、位移、板间距离。
解题的关键是电场力提供加速度，掌握运动学公式及动能定理即可。
14.【答案】解：小球从到，根据能量守恒定律得；
小球从到，根据动能定理有，解得；
小球运动至点时速度竖直向上，受电场力和重力作用，将电场力分解到轴和轴，
则轴方向有，竖直方向有，解得，，
说明小球从点开始以后的运动为轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，轴方向做匀速直线运动，即做类平抛运动，则有，，
联立解得小球过点后运动的轨迹方程。

【解析】本题主要考查运动过程中的功能关系；解决这类问题的关键点有：一是对物体在运动过程中的能量变化要有清楚的理解并能熟练应用能量守恒和动能定理处理相关的问题；二是要形成运动的合成与分解的物理思想去处理匀变速曲线运动的相关问题。
15.【答案】解：沿斜坡上滑的最大位移；
球滑到最大位移所用时间为，球到达点所用时间为，
故A球在斜面上上滑时球才滑到斜面底端，此时两球间距；
从开始出发计时，设经过时间两球相遇，球位移为，
球沿斜面位移为，其中，
相遇时满足，代入可得。

【解析】根据速度位移公式得出沿斜坡滑上的最大位移。