吉林省“BEST合作体”2022-2023学年高二下学期期末联考物理试题
一、单选题
1．天宫课堂中，航天员王亚平先做了一个水球，然后她将女儿用纸做的小花轻轻放在水球表面，纸花迅速绽放。纸花绽放的原因是（ ）
A．水球表面分子力表现为引力 B．水球表面分子力表现为斥力
C．纸花分子间分子力表现为引力 D．纸花分子间分子力表现为斥力
【答案】A
【解析】【解答】AB．液体表面水分子间的平均距离大于液体内部水分子间平均距离，水球表面分子间作用力表现为引力，纸花放到水球表面，引力使其收缩从而使得纸花迅速绽放，故A正确，B错误；
CD．纸花迅速绽放是由于液体表面分子间的引力，与纸花分子间作用力无关，故CD错误。
故选A。
【分析】明白纸花绽放的原因，知道液体表面由于分子引力而产生表面张力。
2．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则（ ）
A．甲光的强度小于乙光的强度
B．乙光的频率大于丙光的频率
C．丙光照射时，逸出的所有光电子的物质波波长都最短
D．当电压等于时，甲、乙光对应的光电子的最大动能相等
【答案】D
【解析】【解答】AB．由爱因斯坦光电效应方程和可知，乙光的频率大于丙光的频率，甲、乙两光的频率相等，由图可知，甲光的饱和光电流大于乙光的，所以甲光的强度大于乙光的强度，故AB错误；
C．由爱因斯坦光电效应方程和可知，乙光的频率最大，其照射光电管时，逸出光电子的最大初动能最大，最大初动量最大，对应的物质波波长最短，但不是所有的光电子的物质波波长都最短，故C错误；
D．由爱因斯坦光电效应方程和可知，甲、乙两光的频率相等，则甲、乙两光照射光电管时逸出光电子的最大初动能相等，光电子逸出后在相同加速电压作用下，两光对应的光电子最大动能相等，故D正确。
故选D。
【分析】由爱因斯坦光电效应方程和可知，遏止电压越大，光的频率越大；饱和光电流越大，相同频率光的强度越大。
3．如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（ ）
A．用能量为9.0eV的电子激发n=1能级的大量氢原子，可以使氢原子跃迁到高能级
B．n=2能级的氢原子可以吸收能量为3.3eV的光子而发生电离
C．大量处于n=4能级的氢原子跃迁到基态放出的所有光子中，n=4能级跃迁到n=1能级释放的光子的粒子性最显著
D．大量处于基态的氢原子吸收12.09eV的光子后，只可以放出两种频率的光子
【答案】C
【解析】【解答】A．根据玻尔能级跃迁可知，使n=1能级的大量氢原子发生跃迁所需要的最小能量为，则用能量为9.0eV的电子激发n=1能级的大量氢原子，不能使氢原子跃迁到高能级，故A错误；
B．n=2能级的氢原子发生电离时所需要的最小能量为3.40eV，故B错误；
C．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，从n=4到n=1跃迁过程中释放的光子能量最大，即光子频率最大，波长最小，其粒子性最显著，故C正确；
D． 大量处于基态的氢原子吸收12.09eV的光子后能跃迁n=3能级，再从n=3能级向低能级跃迁过程中能放出种频率的光子，故D错误。
故选C。
【分析】根据玻尔能级跃分析使n=1能级的大量氢原子发生跃迁所需要的最小能量；电离能是使氢原子从某状态跃迁到无穷能级所需要的能量；光子能量大，其频率大，波长小，粒子性最显著；大量处于n能级的氢原子向低能级跃迁放出的光子种类为。
4．如图是原子核的比结合能曲线，下列说法正确的是（ ）
A．从曲线上分析，两个核合成释放约的能量
B．两个核结合成，因为质量数未变，所以不释放或吸收能量
C．裂变成和的方程为：
D．从曲线上分析，的结合能小于的结合能
【答案】C
5．一定质量的理想气体经历如图所示的一系列状态变化过程，纵坐标V表示气体的体积，横坐标T表示气体的热力学温度，a、b状态的连线与横轴垂直，b、c状态的连线与纵轴垂直，c、a状态连线的延长线经过坐标原点。下列说法正确的是（ ）
A．b、c两状态单位体积内分子数不相同
B．a状态的压强大于c状态的压强
C．c→a过程气体吸收的热量小于b→c过程放出的热量
D．a→b过程外界对气体做功大于c→a过程中气体对外界做功
【答案】D
6．用小球和轻弹簧组成弹簧振子，使其沿水平方向振动，振动图像如图所示，下列描述正确的是（ ）
A．1~2s内，小球的速度逐渐减小，加速度逐渐增大
B．2~3s内，弹簧的势能逐渐减小，弹簧弹力逐渐增大
C．t=4s时，小球的动能达到最大值，弹簧的势能达到最小值
D．t =5s时，弹簧弹力为正的最大值，小球的加速度为负的最大值
【答案】C
7．（2022高二下·盐城期末）放射性元素A、B的半衰期分别为T和2T。在时刻这两种元素的原子核总数为N，在时刻，衰变的原子核总数为，则刚开始A、B原子核数目之比为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】ABCD．假设衰变之前AB的原子核数分别为x、y，则，
解得，
所以。
故答案为：B。
【分析】一个半衰期内原子数量减少一半，利用题中数据结合半衰期列出等量关系求解。
二、多选题
8．如图所示为两列沿绳传播的（虚线表示甲波，实线表示乙波）简谐横波在某时刻的波形图，为绳上处的质点，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲波的传播速度小于乙波的传播速度
B．甲波的频率小于乙波的频率
C．质点的振动加强
D．质点此时正向轴负方向振动
【答案】C,D
9．如图所示，等边三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图，边长等于L，在截面上一束足够强的细光束从AB边中点与AB边成30°角由真空射入三棱镜，从BC边射出的光线与BC的夹角为30°，已知光在真空中的速度为c，则（ ）
A．玻璃的折射率为
B．玻璃的折射率为
C．光在三棱镜中的传播路程为0.5L
D．光在三棱镜中的传播时间为
【答案】A,C,D
10．某科学小组利用一根粗细均匀长度为1m玻璃管，和一个导热的柱形金属容器连接在一起，做了一个简易温度计，如图所示。玻璃管水平固定在木板上，管内放入一可自由滑动的圆柱体蜡块（长度可以忽略），摩擦不计。玻璃管左端A开口，玻璃管右端B处用细软管与金属容器连接，接口处均密封良好，当温度为时，蜡块刚好在玻璃管的正中间。以下说法正确的是（ ）
A．该温度计的刻度是不均匀的
B．如果测量时外界压强增大则对应的温度测量值偏低
C．该温度计的测温范围与金属容器的体积无关
D．该温度计的测温范围随金属容器的体积增大而减小
【答案】B,D
三、实验题
11．用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，需要的器材和原料除油酸酒精溶液、浅盘、注射器、痱子粉、坐标纸、彩笔等外，还需要一项重要的器材是 。将5mL的纯油酸配制成4000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得100滴油酸酒精溶液为2mL，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，则1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 cm3描出的油膜轮廓如图，坐标纸每格边长是0.6cm，由此估算出油酸分子直径约为 cm。（保留一位有效数字）
【答案】玻璃板；；
12．用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
（1）甲同学用实验过程中测出的物理量（摆线长为，摆球直径为，全振动次所用时间）写出重力加速度计算式 。
（2）乙同学测量了6组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图所示的图像，其中表示单摆的周期，表示单摆的摆长。用表示当地的重力加速度，图线的数学表达式可以写为 （用题目所给的字母表示）。由图像可计算出当地的重力加速度 （取3.14，计算结果保留3位有效数字）。
（3）若甲同学在实验中操作不当，使得摆球没有在一个竖直平面内摆动。他认为这种情况不会影响测量结果，所以他仍然利用所测得的运动周期根据单摆周期公式计算重力加速度。若将小球的实际运动看作是在水平面内的圆周运动，请通过推导，分析甲同学计算出的重力加速度与真实值相比是偏大还是偏小 。
【答案】（1）
（2）；9.86
（3）偏大
四、解答题
13．（2022高三上·临沭期末）如图所示，三角形ABC是横截面为直角三角形的三棱镜，其中，AB长度为L。一细束单色光从AB边上的D点射入棱镜，入射角的正弦值为，进入棱镜后折射到BC边的中点，已知A、D两点间距离为。求：
（1）三棱镜材料对这束单色光的折射率；
（2）该光束从棱镜中射出时折射角的正弦值；
（3）该光束在棱镜中传播的时间。
【答案】（1）解：光路如图所示
由几何关系可得DE//AC，所以光束在D点的折射角等于30°，则有
解得
（2）解：由几何关系知光束在E点的入射角为60°，临界角C满足
解得
所以光束在E点发生全反射，由几何关系知△CDE是等腰三角形，所以光束在D点的入射角等于30°，设折射角为θ，由折射定律可知
解得
（3）解：由几何关系可知
△CDE是等腰三角形，由
可得光在棱镜中的传播速度为
该光束在棱镜中传播的时间
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）画出光线折射的路径，利用几何关系可以求出折射率的大小；
（2）已知折射率的大小，结合折射定律可以求出全反射临界角的大小，结合折射定律可以求出射出时折射角正弦值的大小；
（3）已知光传播的路径，利用几何关系可以求出传播的路程，结合传播的速度可以求出传播的时间。
14．一列简谐波沿直线传播，A、B、C是直线上从左至右依次排列的三个点，在某时刻波传到了B点，A点刚好处于波峰位置，已知波长，之间的距离，周期，振幅，再经过，点第一次到达波谷，求相距多远。（结果保留三位有效数字）
【答案】解：根据题意知，波的传播方向为，某时刻波传到了点，此时应在平衡位置，A刚好处于波峰位置。因在平衡位置的振动方向不能确定，所以本题需要分两种情况结合限制条件讨论。
当位于平衡位置向下振动时，此时之间的波形如图
则有
结合限制条件求出①
对应的波速②
再经，点第一次到达波谷，其中从传到点的时间为③
则④
当位于平衡位置向上振动时，此时之间的波形如上图
则有
结合限制条件求出①
对应的波速②
再经，点第一次到达波谷，其中从传到点的时间为③
则
15．如图所示，导热良好的U形管竖直放置，足够长的左管开口向上，封闭的右管直径是左管的2倍。管中有两段水银柱1、2，在管内封闭两段气柱A、B，两段气柱长均为10cm，水银柱1长为5cm，水银柱2在左管中液面比右管中液面高5cm。大气压为，环境温度为300K，现要使水银柱2在左、右管中液面相平，求：（结果均可用分式表示）
（1）若通过缓慢降低环境温度使水银柱2在左、右管中液面相平，则液面相平时环境温度为多少？
（2）若保持环境温度300K不变，通过向左管中缓慢倒入水银，使水银柱2在左、右管中液面相平，则从左管口倒入的水银柱长为多少，水银柱1下降的高度为多少？
【答案】（1）解：对气柱B研究，开始时，压强为
气柱长为
温度为
降温后压强为
由于左、右两管直径之比为，则截面积之比为，则降温后气柱B长为
根据理想气体状态方程
解得
（2）解：设左管中倒入的水银柱的长为hcm，则当水银柱2在左右两管中液面相平时，气柱B的压强
气体发生等温变化，则
则
即倒入的水银柱长为cm，对气柱A研究，压强为
气柱长为
倒入水银后压强为
气体发生等温变化，则
解得
则水银柱1下降的高度
1 / 1吉林省“BEST合作体”2022-2023学年高二下学期期末联考物理试题
一、单选题
1．天宫课堂中，航天员王亚平先做了一个水球，然后她将女儿用纸做的小花轻轻放在水球表面，纸花迅速绽放。纸花绽放的原因是（ ）
A．水球表面分子力表现为引力 B．水球表面分子力表现为斥力
C．纸花分子间分子力表现为引力 D．纸花分子间分子力表现为斥力
2．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则（ ）
A．甲光的强度小于乙光的强度
B．乙光的频率大于丙光的频率
C．丙光照射时，逸出的所有光电子的物质波波长都最短
D．当电压等于时，甲、乙光对应的光电子的最大动能相等
3．如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（ ）
A．用能量为9.0eV的电子激发n=1能级的大量氢原子，可以使氢原子跃迁到高能级
B．n=2能级的氢原子可以吸收能量为3.3eV的光子而发生电离
C．大量处于n=4能级的氢原子跃迁到基态放出的所有光子中，n=4能级跃迁到n=1能级释放的光子的粒子性最显著
D．大量处于基态的氢原子吸收12.09eV的光子后，只可以放出两种频率的光子
4．如图是原子核的比结合能曲线，下列说法正确的是（ ）
A．从曲线上分析，两个核合成释放约的能量
B．两个核结合成，因为质量数未变，所以不释放或吸收能量
C．裂变成和的方程为：
D．从曲线上分析，的结合能小于的结合能
5．一定质量的理想气体经历如图所示的一系列状态变化过程，纵坐标V表示气体的体积，横坐标T表示气体的热力学温度，a、b状态的连线与横轴垂直，b、c状态的连线与纵轴垂直，c、a状态连线的延长线经过坐标原点。下列说法正确的是（ ）
A．b、c两状态单位体积内分子数不相同
B．a状态的压强大于c状态的压强
C．c→a过程气体吸收的热量小于b→c过程放出的热量
D．a→b过程外界对气体做功大于c→a过程中气体对外界做功
6．用小球和轻弹簧组成弹簧振子，使其沿水平方向振动，振动图像如图所示，下列描述正确的是（ ）
A．1~2s内，小球的速度逐渐减小，加速度逐渐增大
B．2~3s内，弹簧的势能逐渐减小，弹簧弹力逐渐增大
C．t=4s时，小球的动能达到最大值，弹簧的势能达到最小值
D．t =5s时，弹簧弹力为正的最大值，小球的加速度为负的最大值
7．（2022高二下·盐城期末）放射性元素A、B的半衰期分别为T和2T。在时刻这两种元素的原子核总数为N，在时刻，衰变的原子核总数为，则刚开始A、B原子核数目之比为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
8．如图所示为两列沿绳传播的（虚线表示甲波，实线表示乙波）简谐横波在某时刻的波形图，为绳上处的质点，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲波的传播速度小于乙波的传播速度
B．甲波的频率小于乙波的频率
C．质点的振动加强
D．质点此时正向轴负方向振动
9．如图所示，等边三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图，边长等于L，在截面上一束足够强的细光束从AB边中点与AB边成30°角由真空射入三棱镜，从BC边射出的光线与BC的夹角为30°，已知光在真空中的速度为c，则（ ）
A．玻璃的折射率为
B．玻璃的折射率为
C．光在三棱镜中的传播路程为0.5L
D．光在三棱镜中的传播时间为
10．某科学小组利用一根粗细均匀长度为1m玻璃管，和一个导热的柱形金属容器连接在一起，做了一个简易温度计，如图所示。玻璃管水平固定在木板上，管内放入一可自由滑动的圆柱体蜡块（长度可以忽略），摩擦不计。玻璃管左端A开口，玻璃管右端B处用细软管与金属容器连接，接口处均密封良好，当温度为时，蜡块刚好在玻璃管的正中间。以下说法正确的是（ ）
A．该温度计的刻度是不均匀的
B．如果测量时外界压强增大则对应的温度测量值偏低
C．该温度计的测温范围与金属容器的体积无关
D．该温度计的测温范围随金属容器的体积增大而减小
三、实验题
11．用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，需要的器材和原料除油酸酒精溶液、浅盘、注射器、痱子粉、坐标纸、彩笔等外，还需要一项重要的器材是 。将5mL的纯油酸配制成4000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得100滴油酸酒精溶液为2mL，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，则1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 cm3描出的油膜轮廓如图，坐标纸每格边长是0.6cm，由此估算出油酸分子直径约为 cm。（保留一位有效数字）
12．用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
（1）甲同学用实验过程中测出的物理量（摆线长为，摆球直径为，全振动次所用时间）写出重力加速度计算式 。
（2）乙同学测量了6组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图所示的图像，其中表示单摆的周期，表示单摆的摆长。用表示当地的重力加速度，图线的数学表达式可以写为 （用题目所给的字母表示）。由图像可计算出当地的重力加速度 （取3.14，计算结果保留3位有效数字）。
（3）若甲同学在实验中操作不当，使得摆球没有在一个竖直平面内摆动。他认为这种情况不会影响测量结果，所以他仍然利用所测得的运动周期根据单摆周期公式计算重力加速度。若将小球的实际运动看作是在水平面内的圆周运动，请通过推导，分析甲同学计算出的重力加速度与真实值相比是偏大还是偏小 。
四、解答题
13．（2022高三上·临沭期末）如图所示，三角形ABC是横截面为直角三角形的三棱镜，其中，AB长度为L。一细束单色光从AB边上的D点射入棱镜，入射角的正弦值为，进入棱镜后折射到BC边的中点，已知A、D两点间距离为。求：
（1）三棱镜材料对这束单色光的折射率；
（2）该光束从棱镜中射出时折射角的正弦值；
（3）该光束在棱镜中传播的时间。
14．一列简谐波沿直线传播，A、B、C是直线上从左至右依次排列的三个点，在某时刻波传到了B点，A点刚好处于波峰位置，已知波长，之间的距离，周期，振幅，再经过，点第一次到达波谷，求相距多远。（结果保留三位有效数字）
15．如图所示，导热良好的U形管竖直放置，足够长的左管开口向上，封闭的右管直径是左管的2倍。管中有两段水银柱1、2，在管内封闭两段气柱A、B，两段气柱长均为10cm，水银柱1长为5cm，水银柱2在左管中液面比右管中液面高5cm。大气压为，环境温度为300K，现要使水银柱2在左、右管中液面相平，求：（结果均可用分式表示）
（1）若通过缓慢降低环境温度使水银柱2在左、右管中液面相平，则液面相平时环境温度为多少？
（2）若保持环境温度300K不变，通过向左管中缓慢倒入水银，使水银柱2在左、右管中液面相平，则从左管口倒入的水银柱长为多少，水银柱1下降的高度为多少？
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】AB．液体表面水分子间的平均距离大于液体内部水分子间平均距离，水球表面分子间作用力表现为引力，纸花放到水球表面，引力使其收缩从而使得纸花迅速绽放，故A正确，B错误；
CD．纸花迅速绽放是由于液体表面分子间的引力，与纸花分子间作用力无关，故CD错误。
故选A。
【分析】明白纸花绽放的原因，知道液体表面由于分子引力而产生表面张力。
2．【答案】D
【解析】【解答】AB．由爱因斯坦光电效应方程和可知，乙光的频率大于丙光的频率，甲、乙两光的频率相等，由图可知，甲光的饱和光电流大于乙光的，所以甲光的强度大于乙光的强度，故AB错误；
C．由爱因斯坦光电效应方程和可知，乙光的频率最大，其照射光电管时，逸出光电子的最大初动能最大，最大初动量最大，对应的物质波波长最短，但不是所有的光电子的物质波波长都最短，故C错误；
D．由爱因斯坦光电效应方程和可知，甲、乙两光的频率相等，则甲、乙两光照射光电管时逸出光电子的最大初动能相等，光电子逸出后在相同加速电压作用下，两光对应的光电子最大动能相等，故D正确。
故选D。
【分析】由爱因斯坦光电效应方程和可知，遏止电压越大，光的频率越大；饱和光电流越大，相同频率光的强度越大。
3．【答案】C
【解析】【解答】A．根据玻尔能级跃迁可知，使n=1能级的大量氢原子发生跃迁所需要的最小能量为，则用能量为9.0eV的电子激发n=1能级的大量氢原子，不能使氢原子跃迁到高能级，故A错误；
B．n=2能级的氢原子发生电离时所需要的最小能量为3.40eV，故B错误；
C．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，从n=4到n=1跃迁过程中释放的光子能量最大，即光子频率最大，波长最小，其粒子性最显著，故C正确；
D． 大量处于基态的氢原子吸收12.09eV的光子后能跃迁n=3能级，再从n=3能级向低能级跃迁过程中能放出种频率的光子，故D错误。
故选C。
【分析】根据玻尔能级跃分析使n=1能级的大量氢原子发生跃迁所需要的最小能量；电离能是使氢原子从某状态跃迁到无穷能级所需要的能量；光子能量大，其频率大，波长小，粒子性最显著；大量处于n能级的氢原子向低能级跃迁放出的光子种类为。
4．【答案】C
5．【答案】D
6．【答案】C
7．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】ABCD．假设衰变之前AB的原子核数分别为x、y，则，
解得，
所以。
故答案为：B。
【分析】一个半衰期内原子数量减少一半，利用题中数据结合半衰期列出等量关系求解。
8．【答案】C,D
9．【答案】A,C,D
10．【答案】B,D
11．【答案】玻璃板；；
12．【答案】（1）
（2）；9.86
（3）偏大
13．【答案】（1）解：光路如图所示
由几何关系可得DE//AC，所以光束在D点的折射角等于30°，则有
解得
（2）解：由几何关系知光束在E点的入射角为60°，临界角C满足
解得
所以光束在E点发生全反射，由几何关系知△CDE是等腰三角形，所以光束在D点的入射角等于30°，设折射角为θ，由折射定律可知
解得
（3）解：由几何关系可知
△CDE是等腰三角形，由
可得光在棱镜中的传播速度为
该光束在棱镜中传播的时间
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）画出光线折射的路径，利用几何关系可以求出折射率的大小；
（2）已知折射率的大小，结合折射定律可以求出全反射临界角的大小，结合折射定律可以求出射出时折射角正弦值的大小；
（3）已知光传播的路径，利用几何关系可以求出传播的路程，结合传播的速度可以求出传播的时间。
14．【答案】解：根据题意知，波的传播方向为，某时刻波传到了点，此时应在平衡位置，A刚好处于波峰位置。因在平衡位置的振动方向不能确定，所以本题需要分两种情况结合限制条件讨论。
当位于平衡位置向下振动时，此时之间的波形如图
则有
结合限制条件求出①
对应的波速②
再经，点第一次到达波谷，其中从传到点的时间为③
则④
当位于平衡位置向上振动时，此时之间的波形如上图
则有
结合限制条件求出①
对应的波速②
再经，点第一次到达波谷，其中从传到点的时间为③
则
15．【答案】（1）解：对气柱B研究，开始时，压强为
气柱长为
温度为
降温后压强为
由于左、右两管直径之比为，则截面积之比为，则降温后气柱B长为
根据理想气体状态方程
解得
（2）解：设左管中倒入的水银柱的长为hcm，则当水银柱2在左右两管中液面相平时，气柱B的压强
气体发生等温变化，则
则
即倒入的水银柱长为cm，对气柱A研究，压强为
气柱长为
倒入水银后压强为
气体发生等温变化，则
解得
则水银柱1下降的高度
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