河北省高碑店市名校2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含解析）

高碑店市名校2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试题
一、单选题（每题只有一个正确选项，共7题，每题4分）
1. 下列属于力的单位是（ ）
A. B. C. D.
2. 如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角的大小有关。若由逐渐增大至，物块的下滑时间t将（ ）
A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
3. 地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（ ）
A. B. C. D.
4. 人眼对绿光最为敏感，而绿光其实是由绿光光子组成的。每个绿光光子的能量约为3.6eV，人眼若在每秒钟内接受到3个绿光光子，就能产生视觉。则能引起视觉时，每秒钟进入人眼的最少光能大约为（ ）
A. B. C. D.
5. 用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波。某时刻波形如图，其中a、b、c是绳上的三个质点，则（ ）
A. a向上振动 B. c向下振动 C. a速率最大 D. b速率最大
6. 质量为m的小球A以水平速率v与静止在光滑水平面上质量为3m的小球B正碰后，小球A的速率为，则碰后B球的速度为（以A球原方向为正方向）（ ）
A. B. v C. D.
7. 如图所示为一个质点运动的位移—时间图像，则关于质点在时间内的运动下列说法正确的是（ ）
A. 质点做曲线运动 B. 质点运动的速度方向始终不变
C. 质点运动的加速度方向始终不变 D. 质点运动的速度一直在减小
二、不定项选择题（每题多个正确选项，共3题，每题6分，部分对得3分）
8. 如图所示，一竖直放置的足够长的玻璃管中装满某种液体，一半径为r、质量为m的金属小球，从时刻起，由液面静止释放，小球在液体中下落，其加速度a随速度v的变化规律如图所示。已知小球在液体中受到的阻力，式中r是小球的半径，v是小球的速度，是常数。忽略小球在液体中受到的浮力，下列说法正确的是（ ）。
A. 小球的最大加速度为g
B. 小球的速度从0增加到的过程中，做匀变速运动
C. 小球先做加速度减小的变加速运动，后做匀速运动
D. 小球的最大速度为
9. 如图是用于研究光电效应的实验装置，图是氢原子的能级结构。实验发现跃迁到时发出的某种光照射图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点c，发现电压表读数大于等于0.8V时，电流表读数为零，下列说法正确的是（ ）
A. 跃迁到的光电子最大初动能为2.55eV
B. 滑动变阻器触点c应该向a侧慢慢移动，直到电流表读数为零
C. 其他条件不变，一群氢原子处于能级跃迁发出的光，总共有3种光可以发生光电效应
D. 用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，根据以上频率和电压可以精确测量普朗克常数
10. 目前，我们学习过的核反应有4种类型：核衰变、核裂变、核聚变和人工核转变。下列关于核方程属于何中类型判断正确的是（ ）
A. 是衰变 B. 是核裂变
C. 是核聚变 D. 是人工核转变
三、实验题
11.（8分）为了探究加速度与力、质量的关系，某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。将表面粗糙、一端装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上木板左端固定有打点计时器，滑块右侧固定一个轻质小滑轮。钩码和拉力传感器通过绕在滑轮上的轻细绳相连，细绳与长木板平行。先接通电源，计时器开始打点，再静止释放滑块，滑块在钩码的作用下开始在长木板上运动（忽略滑轮与细绳间的摩擦，重力加速度g取）。
（1）某次实验时，小组成员将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验中，拉力传感器显示的示数为5.7N，得到一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），其中，，，，，，则滑块的加速度______，此次实验中悬挂钩码的质量______kg。（结果均保留2位有效数字）
（2）小组成员在实验中保持滑块质量M不变，通过增减悬挂钩码的数目进行多次实验，通过分析纸带求出相应实验时滑块的加速度，得到多组拉力传感器示数F和滑块加速度a的数据，作出如图丙所示的图像。由图像可求得滑块的质量______kg，滑块与长木板间的动摩擦因数______。（结果均保留2位有效数字）
12.（8分）在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。
（1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，下列说法中正确的是______；
A. 干涉条纹与双缝垂直
B. 单缝和双缝应相互平行放置
C. 若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样
D. 想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向双缝靠近
（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为______mm；
（3）已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离L为0.600m，求所测光的波长为______m（结果保留三位有效数字）；
（4）双缝干涉实验装置的截面图如图。单缝S到、的距离相等，O点为、连线中垂线与光屏的交点。光源发出的光在真空中的波长为，经单缝S后，再经出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经出射后直接传播到O点。现在已知玻璃片的厚度为d，玻璃对该光的折射率为1.5，真空中的光速为c，不计光在玻璃片内、外的反射。以下判断正确的是______。
A. 若玻璃片的厚度，则O点处为暗条纹
B. 若单缝S略微向左移动（经出射后仍可垂直穿过玻璃片），则原O点位置处的条纹位置不变
C. 若单缝S略微向下移动（经出射后仍可垂直穿过玻璃片），则原O点位置处的条纹也略微向下移动
D. 若用该波长的光完成实验，O点处为亮条纹，保持其他条件不变的情况下，用另一种波长的光做实验，O点处也一定为亮条纹
四、计算题
13.（10分）如图所示，竖直放置的汽缸导热性良好，横截面积为、高为，质量的密闭活塞可在汽缸内无摩擦地上下移动，汽缸下部通过单向阀门K（气体只能进入汽缸，不能流出汽缸）与一打气筒相连。开始时活塞用销钉固定在汽缸顶部。外界温度恒定，不计活塞厚度，气体可视为理想气体，大气压，g取。
（1）拔出销钉后活塞自由向下移动，求活塞稳定时距汽缸底部的距离；
（2）待活塞稳定后，用打气筒向汽缸内打气，已知打气筒每次能打入压强为、体积为的空气，若要使活塞回到汽缸顶部，求至少需要打气多少次。
14.（12分）第24届冬奥会将在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示，长12m水平直道AB与长20m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为。运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑（图2所示），到C点共用时5.0s。若雪车（包括运动员）可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110kg，，求雪车（包括运动员）
（1）在直道AB上的加速度大小；
（2）过C点的速度大小；
（3）在斜道BC上运动时受到的阻力大小。
15.（16分）如图所示，在平静的水面上漂浮着一块质量为的带有支架的木板，木板左边的支架上静静地蹲着两只质量各为的青蛙，支架高，支架右方的水平木板长。突然，其中有一只青蛙先向右水平地跳出，恰好进入水中，紧接其后，另一只也向右水平地跳出，也恰好进入水中。试计算：（水的阻力忽略不计，取，结果保留两位有效数字）
（1）第一只青蛙为了能直接跳入水中，它相对地的跳出初速度至少是多大？
（2）第二只青蛙为了能直接跳入水中，它相对地的跳出初速度至少又是多大？
（3）在上述过程中，哪一只青蛙消耗的体能大一些？请简述理由。
高碑店市名校2022-2023学年高二下学期期末考试
物理参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A D A D C D B ACD BD AB
1. A 【详解】根据牛顿第二定律有，则力的单位为，故选A。
2. D 【详解】设PQ的水平距离为L，由运动学公式可知，可得
可知时，t有最小值，故当从由逐渐增大至时下滑时间t先减小后增大。
3. A 【详解】根据折射定律由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则，则逐渐减小，画出光路图如下，则从高到低逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向。故选A。
4. D 【详解】人眼对绿光最为敏感，人眼若在每秒钟内接受到3个绿光光子，就能产生视觉；能引起视觉时，每秒钟进入人眼的最少光能，因此D正确。
5. C 【详解】由于波向右传播，根据前面质点的振动带动后面质点的振动，可知质点a、b向下振动，质点c向上振动，并且质点a恰好通过平衡位置，速率最大。故选C。
6. D 【详解】在光滑水平面上，碰撞过程中A、B动量守恒，则有
正碰后小球A的速率为，则，当时，解得
还要发生第二次碰撞，这不可能，故此答案舍去。当时，解得
选项D正确，ABC错误。故选D。
7. B 【详解】A. 位移—时间图像只能表示位移的两个方向，则只能描述直线运动的规律，因此质点一定做直线运动，A错误；B. 位移—时间图像斜率的正负表示速度的正负，速度的正负表示速度的方向，由图可知，图线的斜率一直为负，则质点运动的速度方向始终不变，B正确；
CD. 位移—时间图像的切线斜率表示速度，斜率的绝对值表示速度的大小，可知质点的速度先增大后减小，则加速度方向先与速度方向相同，后与速度方向相反，故C、D均错误。
8. ACD 【详解】A. 当时，小球所受的阻力，此时加速度为g，A正确；
B. 随着小球速度的增加，加速度减小，小球的速度从0增加到的过程中，加速度减小，B错误；
CD. 根据牛顿第二定律有，解得，当时，速度最大，此后小球做匀速运动，最大速度，C、D正确。故选ACD。
9. BD 【详解】A. 跃迁到的光子能量为2.55eV，当电压大于等于0.8V时，溢出来最大动能的光电子被截止，说明光电子最大初动能为0.8eV。根据光电效应方程可知，该材料的逸出功，A错误；B. 滑动变阻器触点c慢慢向a端移动，增加反向截止电压，有可能出现电流读数为零，B正确；C. 从向下跃迁，一共可以发射出种光，其中跃迁到的光子能量小于逸出功，所以总共5种光可以发生光电效应，C错误；
D. 根据光电效应方程，可知，只要记录光子频率、截止电压就能精确测量普朗克常数，D正确。故选BD。
10. AB 【详解】A. 衰变过程中释放电子，是衰变，故A正确；
B. 核裂变方程为，故B正确；C. 轻核聚变：聚变是把轻核合成质量较大的核，释放出核能的反应，故可知不是聚变反应方程，故C错误；
D. 根据电荷数和质量数守恒可知中X是，是衰变，故D错误；故选AB。
11. 0.80 0.68 0.29 0.14
【详解】（1）[1][2]由题意可知，相邻两计数点间的时间间隔，根据逐差法可得，钩码的加速度大小为滑块加速度的2倍，对钩码进行受力分析，由牛顿第二定律有，解得
（2）[3][4]对滑块进行受力分析，由牛顿第二定律有
解得，结合题图丙可知，
解得，
12. BC/CB 13.870 AB/BA
【详解】（1）[1]A. 干涉条纹与双缝平行A错误；
B. 单缝和双缝应相互平行放置，B正确；
C. 若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样，C正确；
D. 想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹间距减小，可以将双缝的距离增大，或将双缝到屏的距离减小，或者换用波长更小的光做实验，而将单缝向双缝靠近，不会改变条纹间距，不会改变目镜中观察到的条纹个数，D错误。故选BC。
（2）[2]此时图乙中手轮上的示数为
（3）[3]图甲螺旋测微器示数
条纹间距，由公式
可得所测光的波长为
（4）[4]A. 光在玻璃片中传播的速度为
若玻璃片的厚度，则光程差为
光程差为半个波长的奇数倍，则O点处为暗条纹，A正确；B. 若单缝S略微向左移动（经出射后仍可垂直穿过玻璃片），光程差不会发生变化，则原O点位置处的条纹位置不变，B正确；
C. 若单缝S略微向下移动（经出射后仍可垂直穿过玻璃片），分析可知，则原O点位置处的条纹也略微向上移动，C错误；D. 由上述分析可知，O点处为亮条纹还是暗条纹，跟波的波长有关系，D错误。故选AB。
13.（1）40cm （2）50
【详解】（1）拔出销钉后到活塞稳定，气体做等温变化
对活塞
解得
（2）设需要打气N次，根据等温变化方程
得
14.（1）；（2）12m/s；（3）66N
【详解】（1）AB段，解得
（2）AB段，解得
BC段，
过C点的速度大小
（3）在BC段有牛顿第二定律，解得
15.（1）；（2）；（3）第一只青蛙消耗的体能大，理由见解析
【详解】（1）（2）设两次跳出对应青蛙的初速率各是、，木块分别获得反冲速率为、，
在第一次跳出过程中，对M和2m系统，根据动量定恒定律，有
在第二次跳出过程中，对M和m系统，根据动量守恒定律，有
由平抛运动规律可得，，
解得，，，
（3）第一只青蛙消耗的体能
第二只青蛙消耗的体能
可见