2021-2022学年辽宁省抚顺市六校协作体高二（下）期末物理试卷（含解析）

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2021-2022学年辽宁省抚顺市六校协作体高二（下）期末物理试卷

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1. 关于简谐运动，下列说法正确的是(    )

A. 单摆的小角度摆动和弹簧振子的振动都是简谐运动
B. 做简谐运动的物体的回复力式中的一定是指弹簧的劲度系数
C. 弹簧振子在远离平衡位置的过程中速度逐渐增大
D. 弹簧振子经过平衡位置时，加速度最大

2. 下列描述正确的是(    )

A. 喷洒消毒液后会闻到气味，这是布朗运动的结果
B. 压缩气体时，气体体积变小，压强变大，说明气体分子间存在斥力
C. 气体的温度升高时，气体中每个分子的速率都会增大
D. 分子间作用力表现为引力时，分子势能随距离的增大而增大

3. 下列核反应方程式中，属于衰变的是(    )

A.  B.
C.  D.

4. 关于光的特性，下列描述正确的是(    )

A. 一束自然光通过两个相互垂直的偏振片后没有光了，说明光是纵波
B. 雨后路面上的油膜形成彩色的条纹，是光的衍射现象
C. 分别用单色红光和单色绿光通过同一双缝干涉装置，后者条纹间距较宽
D. 光照射到不透明的小圆盘上，在小圆盘背后阴影区出现泊松亮斑是光的衍射现象

5. 氢原子的能级示意图如图所示。现有大量设为个氢原子处于能级，下列说法正确的是(    )

A. 向低能级跃迁时，最多可以释放出个光子
B. 向低能级跃迁时，最多可以释放出个光子
C. 从能级跃迁到能级需要吸收的能量
D. 从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低
 

6. 紫外线光电管是利用光电效应对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中为阳极，为阴极，只有当明火中的紫外线照射到极时，、端才会有电压信号输出。已知明火中的紫外线波长主要在之间，下列说法正确的是(    )

A. 要实现有效报警，照射光电管的紫外线波长应大于
B. 当明火照射光电管的时间很短时，、端可能没有电压输出
C. 只要可见光照射光电管的时间足够长，、端就会有电压输出
D. 火灾报警时，照射光电管的紫外线波长越短，逸出光电子的最大初动能越大

7. 某物理老师看书用的一个镇纸压纸用的是用玻璃做成的，其横截面是一个如图所示的直角三角形，其中。同学们好奇，于是用它做了一个光学实验：在镇纸的边上用黑墨连标记了一个点，然后让一束单色光从点斜射入镇纸内，当入射光与边的夹角为时，光线进入镇纸后能到达边上的某处，且没有光从边射出，光线经反射后又垂直于边射出，则镇纸对该单色光的折射率为(    )

A.  B.  C.  D.

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8. 太阳内部核反应的模式之一是一个氘核和一个氚核聚合成一个氦核的同时放出一个中子，反应的方程式为：，已知H、H、、的质量分别为、、、，，下列说法正确的是(    )

A. 该反应过程中，释放的总能量约为
B. 该反应过程中，释放的总能量约为
C. 该反应过程中，平均每个核子释放的能量约为
D. 该反应过程中，平均每个核子释放的能量约为

9. 关于热力学定律，下列说法正确的是(    )

A. 热量总是自发地从内能大的物体传递给内能小的物体
B. 物体吸收大量热量后温度有可能还会降低
C. 符合能量守恒定律的宏观过程都可以自发地实现
D. 热量可以从低温物体传递给高温物体

10. 图甲所示的一条弹性绳上，各节点的平衡位置在同一直线上，相邻两节点所在平衡位置间的距离均为。时刻，振动形式从节点开始向右传播，节点开始运动时的速度方向向上，经历，前个节点第一次形成如图乙所示的波形，关于这列波的周期和波速，下列说法正确的是(    )

A. 这列波的周期为 B. 这列波的周期为
C. 这列波的传播速度大小为 D. 这列波的传播速度大小为

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）

11. 某同学利用如图所示的装置测量滑块运动的加速度。滑块上固定一个宽度为的遮光条，轻绳的一端连着滑块，另一端连着三个钩码，在金属板上适当位置处固定光电门、，测得遮光条通过两光电门的时间分别为、，滑块从光电门运动到光电门的时间为。
    该实验过程中，______填“需要”或“不需要”平衡滑块的摩擦力；
    已知、、、，忽略遮光条通过光电门时速度的变化，则滑块的加速度表达式为______用题中所给物理量的符号表示，其测量值的大小为______结果保留三位有效数字，取，。

12. 在用单摆测量重力加速度大小的实验中。
    
    为了比较准确地测量出当地重力加速度的数值，在下列所给的器材中，应选用______填序号。
    A.长约的细线
    B.长约的细线
    C.直径为的铁球
    D.直径为的木球
    E.秒表
    F.时钟
    G.最小分度值为的直尺
    H.最小分度值为的直尺
    进行实验时，同学们在悬挂小球时，采用了两种不同的方式，分别如图甲中的、所示，应该选用______填“”或“”。
    某同学测出不同摆长时对应的周期，作出的图像如图乙所示，再利用图线上的两点、的坐标，，可求得重力加速度大小______。若该同学计算摆长时直接用摆线长度加上小球的直径，而其他测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的值______填“大于”、“小于”或“等于”真实值。

四、简答题（本大题共2小题，共22.0分）

13. 卷扬机是用卷筒缠绕钢丝绳牵引重物的轻小型起重设备。固定的光滑竖直杆上套着一个重物，用轻绳系着重物绕过光滑的定滑轮，之后与卷扬机的卷筒相连，开始时轻绳的张力大小，重物处于静止状态，如图所示，此时滑轮左侧的轻绳与竖直方向的夹角为。取重力加速度大小，，。
    求重物的质量和竖直杆对重物的弹力大小；
    某一时刻开动卷扬机，使重物缓慢上升。若重物上升过程中，某时刻轻绳的张力大小，定滑轮与重物的水平距离，求这段时间内重物上升的距离。计算结果保留两位有效数字

14. 在转运传染性很强的病人时需要采用负压救护车，与其他救护车的主要区别为负压救护车上多了一个负压隔离舱即舱内气体压强低于外界大气压强，这种负压舱既可以让外界气体流入，也可以将舱内气体过滤后排出，某厂家生产的负压舱容积，初始时舱内气体的热力学温度，压强，负压舱运送到目的地后，外界热力学温度，大气压强为，已知负压舱导热良好且在运输过程中与外界没有气体交换，容积保持不变，气体视为理想气体。求：
    负压救护车将病人运送到目的地后负压舱内气体的压强；
    负压救护车将病人运送到目的地后需将负压舱内的气体抽出，使压强与当地大气压强相同，求抽出的气体质量与舱内原有气体的总质量之比。

五、计算题（本大题共1小题，共18.0分）

15. 一长木板置于水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离，如图甲所示。时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右做匀减速直线运动，直至时木板与墙壁碰撞碰撞时间极短。碰撞前后木板速度大小不变、方向相反，碰撞过程中小物块的速度可认为不变。已知碰撞后时间内小物块的图线如图乙所示。碰撞后小物块以相同的加速度先向右做匀减速直线运动到速度为零，然后向左做匀加速直线运动，直到小物块和木板刚好达到相同速度，该过程中，木板做加速度大小为的匀减速直线运动。小物块和木板刚好达到相同速度时，小物块恰好到达木板的右端。求：
    时刻小物块的速度大小和加速度大小；
    木板的长度。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、单摆的小角度摆动和弹簧振子的振动都满足，所以是简谐运动，故A正确；
B、回复力公式中的是比例系数，只有弹簧振子，才是弹簧的劲度系数。故B错误；
C、弹簧振子在远离平衡位置的过程中速度逐渐减小，故C错误；
D、弹簧振子经过平衡位置时，位移为，加速度为，故D错误；
故选：。
根据简谐运动的特点判断即可。
本题解题关键在于明确平衡位置速度最大、合力为零。
 

2.【答案】 

【解析】解：、喷洒消毒液后会闻到气味，是扩散现象，故A错误；
B、压缩气体时，气体体积变小，压强变大，这是因为体积越小时，气体分子的密度越大，单位时间内气体分子对单位面积壁的碰撞次数越多，与气体分子间的相互作用力无关，故B错误；
C、气体的温度升高时，气体的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大，故C错误；
D、分子间作用力表现为引力时，随分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增大，故D正确。
故选：。
布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，它是液体或气体分子无规则热运动的反映；压缩气体时，气体体积变小，压强变大，是单位体积内分子数增多导致的，气体分子间的相互作用力几乎可以忽略不计；温度升高时，气体的平均速率增大；根据分子力做功判断分子势能的变化。
本题考查分子热运动、压强等热学基础知识，难度不大，需多加记忆。
 

3.【答案】 

【解析】解：、根据衰变的特点可知，该核反应为衰变，故A正确；
B、该核反应的过程中原子核的质量数不变，电荷数增加一个，同时产生一个电子，不是产生一个正电子，该核反应为衰变，故B错误；
、根据核反应的特点可知，、两个选项中的核反应为人工核反应，故CD错误。
故选：。
衰变的过程中产生粒子；结合核反应的特点判断．
本题考查了几种常见的核反应方程，要记住各种反应的特点和几个典型的核反应方程．
 

4.【答案】 

【解析】解：、光振动方向和偏振片透振方向平行的光才能够通过偏振片，光振动方向和偏振片透振方向垂直的光不能够通过偏振片，光的偏振现象说明光是横波，故A错误；
B、雨后路面油膜是光的干涉现象形成的，故B错误；
C、红光的波长比绿光的长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，则知红光形成的干涉条纹间距较大，故C错误；
D、光照到不透光小圆盘，在小圆盘背后阴影区出现泊松亮斑，说明光能绕过障碍物，发生了衍射，故D正确。
故选：。
偏振是横波的特性，雨后路面油膜是光的干涉现象形成的，根据泊松亮斑产生的原理分析；双缝干涉条纹间距与波长成正比。
解决本题的关键是理解并掌握波的基本知识，要知道单色光的频率越大，波长越短，折射率越大。对于各种色光的干涉、偏振、衍射等现象要记牢，这是考试的热点。
 

5.【答案】 

【解析】解：、氢原子处于能级，当逐级往下跃迁时，产生的光子的数量是最多的，由此可知，向低能级跃迁时，最多可以释放出个光子，故AB错误；
C、根据题中的能级差可知，从能级跃迁到能级需要吸收的能量为，故C正确；
D、从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子能量更大，根据公式和可知，从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率高，故D错误；
故选：。
根据能级的跃迁特点结合氢原子的数量得出释放的光子的数量；
根据能级差得出氢原子跃迁需要吸收的能量；
根据能级差结合波速和频率的关系分析出频率的大小关系。
本题主要考查了爱因斯坦光电效应方程的相关应用，理解能级差和能量子的计算公式，同时结合光速的计算公式即可完成解答。
 

6.【答案】 

【解析】解：、由题意可知，要实现有效报警，照射光电管的紫外线波长小于时，则入射光的频率大于截止频率，会发生光电效应，、端有输出电压，故A错误；
B、、端有信号输出，与明火的照射时间无关，与紫外线的频率有关，故B错误；
C、仅有太阳光照射光电管时，入射光的波长大于金属的极限波长，则入射光的频率小于金属的截止频率，不会发生光电效应，、端的输出电压为零，故C错误；
D、火灾报警时，根据光电效应方程知，照射的紫外线频率越大，逸出的光电子最大初动能越大，故D正确。
故选：。
当入射光的频率大于金属的截止频率，或入射光的波长小于金属的极限波长，就会发生光电效应，、端有输出电压；根据光电效应方程分析逸出的光电子最大初动能与入射光频率的关系。
本题考查光电效应在生活中的实际运用，要知道光电效应的条件，能够从题干中获取有用的信息，结合光电效应条件和光电效应方程进行分析。
 

7.【答案】 

【解析】解：设该单色光在斜边上的反射点为，在边上的出射点为，根据题意所作的光路图如图所示光线垂直射出，所以
由几何关系可知折射角

根据折射定律可得
故ACD错误，B正确；
故选：。
作出光路图，根据几何知识得到光线在面的入射角和折射角，即可求得折射率．
本题考查折射定律和发生全反射的临界角问题，解决本题的关键是作出光路图，再运用几何知识求解入射角和折射角，要掌握折射定律。
 

8.【答案】 

【解析】解：、反应过程中的质量亏损： ，释放的核能：；故A正确，B错误；
、该反应过程中，平均每个核子释放的能量约为：，故C正确，D错误。
故选：。
求出质量亏损，然后求出释放的能量．再求出平均每个核子释放的能量。
该题考查质能方程，正确求出质量亏损是解答的关键。
 

9.【答案】 

【解析】解：、热量总是自发地从温度高的物体传递给温度低的物体，与内能的大小无关，故A错误；
B、物体吸收大量热量之后，也有可能体积增大对外做功，当对外做的功大于吸收的热量时，则物体的温度会降低，故B正确；
C、热量从低温物体传递给高温物体的过程符合能量守恒定律，但不会自发发生，故C错误；
D、在产生其他影响的情况下，热量可以从低温物体传递给高温物体，比方说，在消耗电能的情况下，空调可以将热量从低温物体传递给高温物体，故D正确；
故选：。
根据热力学第二定律分析出热量的传递特点和传递方向；
理解能量守恒定律和热力学第二定律的关系，并结合选项完成分析。
本题主要热力学第二定律的相关应用，熟悉相关的概念，结合生活中的现象即可完成分析。
 

10.【答案】 

【解析】解：、节点的起振方向向上，各节点起振方向均向上，根据振动的周期性和波的传播特点可知，节点此时的振动方向向下，且是第一次经过平衡位置向下，说明节点已经振动了，而波从节点传到节点需要，所以节点振动了，则

，故A正确，B错误；
、由图像可知，波长为，所以
，故C正确，D错误；
故选：。
根据节点的振动特点，结合时间的关系得出周期的大小；
根据波长和波速的关系计算出波速的大小。
本题主要考查了简谐横波的相关应用，理解图像的物理意义，根据简谐横波在不同方向上的运动特点和运动学公式即可完成分析。
 

11.【答案】不需要    

【解析】解：本实验的目的是测量滑块的加速度，不需要平衡摩擦力；
滑块的加速度为

其中


所以
把数据代入计算得：。
故答案为：不需要；；
根据实验原理掌握正确的实验操作；
根据运动学公式和加速度的定义式得出加速度的表达式，代入数据计算出加速度的大小即可。
本题主要考查了物体加速度的测量实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合运动学公式得出加速度的表达式，在计算过程中要注意单位的换算。
 

12.【答案】     等于 

【解析】解：、为了减小误差，比较准确地测量出当地重力加速度的数值，应选用长约的细线和直径为的铁球组成单摆，故AC正确，BD错误；
、为了提高测量精度，应选用秒表和最小分度值为的直尺，故EH正确，FG错误；
故选：；
为避免摆线晃动导致摆长发生变化，应采用图甲中的第种方案；
根据单摆的周期公式

化简得：
故图像的斜率为

解得：
若该同学计算摆长时直接用摆线长加上小球的直径，而其他测量、计算均无误，也不考虑实验误差，关系变为

其中为准确摆长，可知图像的斜率不变，用上述方法计算的值等于真实值。
故答案为：；；；等于
根据实验原理掌握正确的实验操作；
根据两个方案中摆长的特点完成分析；
根据单摆的周期公式几何图像的斜率计算出的数值和关于误差的分析。
本题主要考查了单摆测量重力加速度的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合单摆的计算公式和图像的物理意义即可完成分析。
 

13.【答案】解：开始时，重物处于平衡状态，对重物进行受力分析，受到重力、支持力和拉力，如图所示；
竖直方向上，根据共点力的平衡条件可得：

代入数据解得：；
水平方向上，根据平衡条件可得：
代入数据解得：；
开动卷扬机，使重物缓慢上升，处于平衡状态。
对重物进行受力分析，可判定轻绳中的张力逐渐增大，某时刻轻绳的张力大小时，设左侧轻绳与竖直方向的夹角为，
竖直方向根据平衡条件，有：
解得：；
由几何关系可知，重物上升的距离：
代入数据解得：。
答：重物的质量为，竖直杆对重物的弹力大小为；
这段时间内重物上升的距离为。 

【解析】开始时，重物处于平衡状态，对重物进行受力分析，根据平衡条件进行解答；
某时刻轻绳的张力大小时，根据平衡条件求解左侧轻绳与竖直方向的夹角，由几何关系求解重物上升的距离。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
 

14.【答案】解：由查理定律有，其中
解得
设目的地的大气压强为，首先让舱内气体进行等温膨胀，设膨胀后气体的体积为，则由玻意耳定律有
解得
故需要抽出的气体体积
因抽出的气体与舱内的气体密度相同，故抽出气体的质量与舱内气体的总质量之比
联立解得：
答：负压救护车将病人运送到目的地后负压舱内气体的压强为；
抽出的气体质量与舱内原有气体的总质量之比为。 

【解析】负压舱内的气体做等容变化，找出初末状态参量，根据查理定律求得压强；
负压舱内的气体做等温变化，找出初末状态参量，求得气体的体积，即可求得抽出的气体质量与舱内原有质量之比。
正确选择研究对象，分析清楚气体状态变化过程是解题的前提，应用查理定律与玻意耳定律即可解题。
 

15.【答案】解：规定向右为正方向，木板与墙壁相碰前，小物块和木板一起向右做匀减速直线运动，设加速度大小为，
由图可知，木板与墙壁碰前瞬间速度，
由运动学公式得：
，
代入数据解得：，。
在木板与墙壁碰撞后，木板以的初速度向左做匀变速直线运动，小物块以的初速度向右做匀变速运动。
设小物块的加速度大小为，由图可得：，
碰撞后木板的加速度大小为，设经过时间，木板和小物块用好具有共同速度，
由运动学公式得：

，
碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中，木板向左运动的位移大小为：，
小物块向右减速运动的位移大小为：，
小物块向左加速运动的位移大小为：
木板的长度
代入数据解得：。
答：时刻小物块的速度大小为，加速度大小为；
木板的长度为。 

【解析】对小物块和木板一起向右做匀减速直线运动过程分析，列出速度时间公式和位移时间公式即可求解；
根据小物块和木板刚好达到相同速度时列速度时间公式计算时间，再根据位移关系计算木板的长度。
本题涉及到的的运动过程较多，一定要注意审题，对不同的过程分别列式，然后要注意数学方程组思想的应用。