河南省商丘市梁园区2022-2023学年高二（下）期末物理试卷

这是一份河南省商丘市梁园区2022-2023学年高二（下）期末物理试卷，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（本大题共8小题，共32分）
1． 下列关于物理学史和物理学方法的叙述中，正确的是（ ）
A．牛顿运用理想实验的方法得出“力不是维持物体运动的原因”
B．安培发现了电流周围存在磁场，并总结出电流周围磁场方向的判定方法--右手螺旋定则，也称安培定则
C．在定义电场强度时应用了比值法，因而电场强度和电场力成正比，与试探电荷的电荷量成反比
D．在利用速度−时间图象推导匀变速直线运动位移公式时应用的是微元法
2． 某一质点从t=0开始由x轴原点出发，其运动的v−t图象如图所示，则（ ）
A．t=1s时，物体位移的方向发生改变
B．t=2s时，物体离原点的距离最大
C．t=3s时，物体回到原点
D．t=4s时，物体回到原点
3．中午时车胎内气体（视为理想气体）的温度高于清晨时的温度，若不考虑车胎体积的变化，则与清晨相比，下列说法正确的是（ ）
A．中午时车胎内气体分子的平均动能增大
B．中午时车胎内气体分子的平均动能减小
C．中午时车胎内气体分子在单位时间内对车胎内壁单位面积的碰撞次数不变
D．中午时车胎内气体分子在单位时间内对车胎内壁单位面积的碰撞次数减小
4． 如图，一轻杆两端固定着a，b两个小球，b放在粗糙的水平面上，a靠在光滑的竖直墙上静止.现在将a稍向上移达到新的平衡。将后来的平衡状态与原来的平衡状态相比较，b球受到水平面的支持力FN与摩擦力f的变化情况为：（ ）
A．FN变大，f变小B．FN不变，f变小
C．FN不变，f变大D．FN变小，f变大
5．一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在（ ）
A．ab过程中不断增加B．bc过程中不断减小
C．cd过程中不断增加D．da过程中保持不变
6． 某抽水蓄能电站(图甲)分为上水库和下水库。上水库蓄水之后，湖面面积2.8×105m2，下水库湖面面积2.55×107m2，上、下水库湖面落差590m，两水库之间用倾斜输水管道及水平支管相连(图乙)。某次上水库放水发电，上水库湖面下降10m。若水电站发电效率为65%，假定湖面面积没变化，则该次电站的发电量大约为（ ）
A．1×102kW·ℎB．2×104kW·ℎC．3×106kW·ℎD．3×108kW·ℎ
7． 目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一。有关放射性元素的下列说法正确的是（ ）
A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡核，经过7.6天就只剩下一个氡核了
B．已知氡的半衰期为3.8天，若取1g氡放在天平左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走0.75g砝码天平才能再次平衡
C．β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子所产生的
D．γ射线一般伴随着a或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强
8． 如图所示，矩形导线框ABCD在匀强磁场中沿垂直磁场方向向右做匀速运动，下列说法正确的是（ ）
A．线框中无感应电流，A、B两点电势相等
B．线框中无感应电流，A点电势高于B点电势
C．线框中无感应电流，A点电势低于B点电势
D．线框中有感应电流，A点电势高于B点电势
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
9． 关于分子运动和热现象的说法，正确的是（ ）
A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动
B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加
C．一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽，其分子之间的势能增加
D．空调机作为制冷制使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
10． 如图所示，垂直纸面向外的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别向两个方向以v、4v的速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的过程中（ ）
A．导体框ad边两端电势差相同
B．通过导体框截面的电量相同
C．导体框中产生的焦耳热相同
D．导体框中产生的感应电流方向相同
11． 某同学用同一个注射器做了两次验证波意耳定律的实验，操作完全正确．根据实验数据却在P−V图上画出了两条不同双曲线．造成这种情况的可能原因是（ ）
A．两次实验中空气质量不同
B．两次实验中温度不同
C．两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同
D．两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同
12．下列说法中正确的是（ ）
A．照相机镜头涂有增透膜削弱反射光是利用了光的干涉原理
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光使影像清晰
C．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调谐
D．当声波从空气中进入水中时，频率不变，波长和波速都变小
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
13． 一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间。
挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图3所示，圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图4所示。由图可知，
（1）挡光片的宽度d= mm。
（2）圆盘的直径D= mm。
（3）若光电数字计时器所显示的时间为t则圆盘转动的角速度的表达为ω= (用题目中给定的符号表示)。
14． 某实验：小组用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。
（1）从压力表中读取空气柱的 ，从注射器旁的 中读取空气柱的长度。
（2）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是 .(写出1条就可以)
（3）实验过程中，下列操作正确的是____。
A．推拉柱塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B．推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器
C．柱塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内空气柱的长度和压力表的压强值
四、计算题（本大题共3小题，共36分）
15． 如图所示，轻质绝缘细线的上端固定在天花板上，下端拴着一个质量为m的带电小球，细线长为L，当空间中加上一个水平向右的匀强电场时，小球由静止开始从A点向左边摆动，经过B点之后到达最高点C。小球经过B点时，细线与竖直方向夹角为37°角，到达C点时，细线与竖直方向成74°角，sin37°=0.6，cs37°=0.8，当地重力加速度为g，求
（1）小球带何种电荷？
（2）小球经过B点时，细线的拉力是多少？
（3）若保持电场强度的大小不变，将其方向变为竖直向下，让小球从B点由静止释放，小球经过A点时，细线的拉力是多少？
16． 随着智能手机的使用越来越广泛，一些人在驾车时也常常低头看手机，然而开车时看手机是一种危险驾驶行为，极易引发交通事故。一辆出租车在平直公路上以v0=15m/s的速度匀速行驶，它正前方x0=15m处有一辆货车以v1=20m/s的速度同向匀速行驶，货车由于故障而开始匀减速，而出租车司机此时开始低头看手机，3.5s后才发现危险，司机经0.5s反应时间后，立即采取紧急制动措施开始匀减速直线运动，若货车从故障开始，需向前滑行80m才能停下，求：
（1）货车加速度的大小；
（2）当出租车开始刹车时，两车之间的距离；
（3）若出租车在停止运动时恰好未追上货车，则出租车刹车的加速度为多大？
17． 如图所示，某洗车的高压水枪由长方体储水箱、空气压缩机、进气管、进水管和出水管几部分组成，其中水箱的体积为5m3，底面面积为1m2，出水管紧靠水箱顶部。为检测水箱是否漏气，将4m3的水注入水箱，关闭进水管阀门；再用空气压缩机将一大气压下体积为1.4m3空气压入储水箱；打开出水管阀门，查看水箱内剩余水的体积即可判别是否漏气。忽略进、出水管及进气管中气体和水的体积，已知一个大气压相当于10m高的水柱产生的压强，温度保持不变，若水箱不漏气，求剩余水的体积应为多少？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】物理学史；微元法；比值定义法
【解析】【解答】A.伽利略运用理想实验的方法得出“力不是维持物体运动的原因”，A不符合题意；
B.奥斯特发现了电流周围存在磁场，安培总结出电流周围磁场方向的判定方法——右手螺旋定则，也称安培定则，B不符合题意；
C.在定义电场强度时应用了比值法，电场强度反映了电场本身的特性，由电场自身决定，与电场力和试探电荷无关，C不符合题意；
D.在利用速度一时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时，采用极限思想，把时间轴无限分割，得出面积大小等于物体位移的结论，这是一种微元法，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由物理学史分析相关选项；了解物理学的方法。
2．【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.在速度-时间图象中，图象与坐标轴围成面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负，可知在前1s内位移为负，前2s内位移为0，所以0-2s内位移方向一直为负值，故t=1s时物体位移的方向没有发生改变，A不符合题意；
B.根据“面积”表示位移可知，t=2s时，位移为0，物体回到出发点，B不符合题意；
C.根据“面积”表示位移可知，前3内物体的位移为正，说明物体在t=3s时在原点正方向上，不在原点，C不符合题意；
D.根据“面积”表示位移可知，t=4s时，物体的位移为0，可知物体回到原点，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据在速度-时间图象中，图象与坐标轴围成面积代表位移，分析各时刻物体所在的位置。
3．【答案】A
【知识点】分子动理论的基本内容
【解析】【解答】AB．当车胎内气体的温度升高时，分子运动越剧烈，车胎内气体分子的平均动能增大，A符合题意，B不符合题意；
CD．气体单位体积内分子数不变，但是温度升高，分子平均速率增大，所以气体分子在单位时间内单位面积上与车胎碰撞的次数增多，C、D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】车胎内气体的温度升高时，分子运动越剧烈，车胎内气体分子的平均动能增大。温度升高，分子平均速率增大。
4．【答案】B
【知识点】整体法隔离法；共点力的平衡
【解析】【解答】对小球a受力分析，小球受到的重力Ga，墙的弹力F，杆的支持力F杆，三力平衡，设杆与墙面的夹角为θ，故有F=Gatanθ，当将a稍向上移达到新的平衡，θ减小，可知墙对小球a的支持力F减小；将a、b两小球和轻杆看做一个整体，对整体受力分析：整体受竖直向下的重力Ga+Gb，地面给的竖直向上的支持力FN，墙面给的水平向右的弹力F，地面给的水平向左的摩擦力f，四力平衡，故有FN=Ga+Gb，F=f，将a稍向上移达到新的平衡，整体依然受到这四个力的作用，根据共点力平衡条件可得，竖直方向依然满足FN=Ga+Gb，不变，水平方向依然满足f=F，由前面对a球的受力分析可知，F减小，所以地面对b球的摩擦力f减小，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】分析小球a的受力，推导由于a稍微上移导致的各力的变化情况，再对将a、b两小球和轻杆整体受力分析，由共点力平衡条件分析各力变化。
5．【答案】A
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】A. ab过程过程气体发生的是等温变化，压强减少，由玻意耳定律方向可知，气体的体积变大。A符合题意。
B. bc过程中bc连线是过原点，bc过程中是等容变化，故bc过程中体积不变。B不符合题意。
C. cd过程是等压变化，由盖吕萨克定律可知，温度减少，体积减少。C不符合题意。
D.过d点的斜率大于过a的斜率，则d点的体积小于a点的体积，da过程中保持增大。D不符合题意。
故答案为：A
【分析】对于P-T图像，从图中得到气体处在某种状态的压强和温度，根据理想气体物态方程求解体积的变化即可。
6．【答案】C
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】从上水库流到下水库的水的质量m=ρV=ρS上水库∆ℎ上，下水库水面上涨高度∆ℎ下=S上水库∆ℎ上S下水库，由能量守恒定律得mgH−∆ℎ上2+∆ℎ下2η=E，代入数据解得E≈3×106kW·ℎ，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】抽水蓄能电站利用的是水的重力势能转化为电能的原理，根据能量守恒定律求解即可。
7．【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A.半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对于单个原子核不成立，A不符合题意；
B.半衰期是指有半数的原子核发生衰变的时间，所以经7.6天，即两个半衰期，会有7.5g氡核发生衰变，而衰变后的新核还占质量，不是原子核消失了，故天平的平衡不满足减少0.75g的规律，B不符合题意；
C.β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子所产生的，C符合题意；
D.γ射线是光子，一般伴随着α或β射线产生， 根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能量最强，穿透能力最弱，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对于单个原子核不成立；半衰期是指有半数的原子核发生衰变的时间，原子核衰变后变成新的原子核；原子核中的中子转化为质子会放出一个β粒子；根据α、β、γ三种射线特点分析。
8．【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；电势；右手定则
【解析】【解答】线圈沿垂直磁场方向向右做匀速运动时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，线圈在磁场中运动时ad边切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可知，A点电势比B点电势高，B符合题意；ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据感应电流的产生条件分析线框中有无电流产生；由右手定则分析A、B两点的感应电动势高低。
9．【答案】A,C
【知识点】布朗运动；分子运动速率的统计规律；分子动能；分子势能；物体的内能；热力学第二定律
【解析】【解答】A.布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动，反映了液体分子或气体分子的无规则热运动，A符合题意；
B.气体的温度升高，气体分子运动的平均速率增加，并不是每个分子的速率都增加，B不符合题意；
C.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气需要吸收热量，内能增加，由于温度不变，分子动能不变，则增加的内能转化为分子势能，故分子之间的势能增加，C符合题意；
D.空调机作为制冷机使用时，空气压缩机做功，要消耗电能，制冷过程不是自发进行的，制冷时将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作遵循热力学第二定律，D不符合题意；
故答案为：AC.
【分析】根据布朗运动的原理分析；温度是分子平均速率的标志；物体的内能等于所有分子动能和分子势能之和；根据热力学第二定律分析空调制冷。
10．【答案】B,D
【知识点】焦耳定律；电流、电源的概念；闭合电路的欧姆定律；楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A.设金属框的边长为L，以v的速度向上匀速拉出磁场时，由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可得，导体框ad边两端电势差为U1=14E1=14BLv，以4v的速度向右匀速拉出磁场时，导体框ad边两端电势差为U2=34E2=34BL×4v=3BLv，A不符合题意；
B.通过导体框截面的电量为q=I∆t，由闭合电路欧姆定律可得I=ER，由法拉第电磁感应定律可得E=∆ϕ∆t，∆ϕ=BL2，解得q=BL2R，可知q与速度无关，通过导体框截面的电量相同，B符合题意；
C.以v的速度匀速拉出磁场时，导体框中产生的焦耳热为Q=E2Rt，E= BLv，t=Lv，解得Q=B2L3vR∝v，可知速度越大，焦耳热越多，C不符合题意；
D.根据楞次定律，两次运动中，导体框中产生的感应电流方向相同，都是逆时针方向，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】由闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律分析ad两端的电势差；由电流的定义式q=It求解通过导体框截面的电量；由焦耳定律分析导体框中产生的焦耳热；根据楞次定律分析线框中感应电流的方向。
11．【答案】A,B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学图像类问题
【解析】【解答】根据理想气体状态方程pVT=C，可得pV=CT，由此式可知，当温度不变时，p-V图为双曲线；温度T不同，双曲线不同，C不同，双曲线也不同，而常数C由质量决定，即也可能是气体质量不同，AB符合题意，CD不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】由理想气体状态方程pVT=C推导p-V的关系式，根据关系式判断影响图线位置的因素。
12．【答案】A,B
【知识点】光的干涉；光的折射及折射定律
【解析】【解答】A．照相机镜头涂有增透膜削弱反射光是利用了光的薄膜干涉原理，A符合题意；
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光使影像清晰，B符合题意；
C．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，C不符合题意；
D．当声波从空气中进入水中时，频率不变，波长和波速都变大，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】照相机镜头的增透膜是利用光的薄膜干涉原理；在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制；当声波从空气在进入水中时其频率不变，传播速度和波长都变大。
13．【答案】（1）3.580
（2）104.05
（3）2dtD
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，螺旋测微器读数为3.5mm+8.0×0.01mm=3.580mm，故挡光片的宽度为：d=3.580mm；
（2）该游标卡尺的精确度为0.05mm，故游标卡尺读数为104mm+1×0.05mm=104.05mm，可得圆盘的直径为D=104.05mm；
（3）圆盘转动的线速度为：v=dt，则圆盘转动的角速度为：ω=vr=vD2=2dtD。
【分析】（1）根据螺旋测微器读数规则读数；（2）根据游标卡尺读数规则读数；（3）根据线速度和角速度的关系求出圆盘的角速度。
14．【答案】（1）压强；刻度尺
（2）塞上涂上润滑油(保证封闭气体质量不变的措施都可以)
（3）B
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1）从压力表中读取空气柱的压强，从注射器旁的刻度尺中读取空气柱的长度；
（2） 为了保持封闭气体的质量不变，应在柱塞上涂上润滑油，保证密闭性；
（3）A.实验中要缓慢推拉活塞，使封闭气体能够充分与外界进行热交换，达到气体温度不变的目的，A不符合题意；
B.手握注射器会造成封闭气体的温度变化，B符合题意；
C. 柱塞移至某位置时，应等状态稳定后，再记录此时注射器内空气柱的长度和压力表的压强值，C不符合题意。
故答案为：B。 【分析】根据实验原理和注意事项进行分析。
15．【答案】（1）解：带电小球向左边运动，说明电场力的方向水平向左，由于电场力方向与场强方向相反，所以小球带负电。
（2）解：将小球受到的电场力和重力的合力看成等效重力，由几何关系可知，A、C两点关于B点对称，
故B点是等效最低点，此时细线与等效重力共线。
由平行四边形定则得
qE=mgtan37°=34mg
mg效=mgcs37∘=54mg
小球从A点运动到B点时，由动能定理得：qELsin37°−mgL(1−cs37°)=12mvB2
小球处在B点时，由牛顿第二定律得：TB−mg效=mvB2L
联立以上各式得：TB=74mg
答案：小球经过B点时，细线的拉力是74mg；
（3）解：当电场强度的方向变成竖直向下以后，小球受到的电场力方向为竖直向上，
小球从B点运动到A点时，由动能定理得：(mg−qE)L(1−cs37°)=12mvA2
小球处在A点时，由牛顿第二定律得：TA+qE−mg=mvA2L
联立各式解得：TA=720mg
答案：若保持电场强度的大小不变，将其方向变为竖直向下，让小球从B点由静止释放，小球经过A点时，细线的拉力是720mg。
【知识点】牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动；动能定理的综合应用；带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【分析】（1）根据小球受到的电场力方向分析小球的电性；（2）小球在匀强电场和重力场的复合场中做圆周运动，B点刚好为圆周运动的等效最低点，对小球从A点运动到B点的过程，应用动能定理求出小球在B点的速度，分析小球在B点的受力，由牛顿第二定律求出小球经过B点时细线的拉力；（3）根据动能定理和牛顿第二定律求解小球经过A点时，细线的拉力。
16．【答案】（1）解：设货车的加速度为a货，根据匀变速直线运动位移—速度关系得：0−v12=2a货x，
代入数据可得：a货=−2.5m/s2，
货车加速度大小为2.5m/s2，负号表示方向与初速度方向相反。
答：货车加速度的大小为2.5m/s2；
（2）解：货车开始减速到出租车开始减速经历时间为：t=3.5s+0.5s=4s，
货车在这段时间内运动的位移为：x货=v1t+12a货t2=20×4m−12×2.5×42m=60m，
出租车运动的位移为：x出=v0t=15×4m=60m
所以可得，当出租车开始刹车时，两车之间的距离为x0=15m。
答：当出租车开始刹车时，两车之间的距离为15m；
（3）解：出租车开始刹车时，货车的速度为：v'1=v1+a货t=20m/s+(−2.5)×4m/s=10m/s，
货车停止还需时间t2，则v'1+a货t2=0，
解得：t2=4s，
货车停止运动前，出租车在停止运动时恰好未追上货车，有：v't2+12a货t22+x0=v0t2+12a出t22，
代入数据解得：a出=−3.125m/s2。
答：若出租车在停止运动时恰好未追上货车，则出租车刹车的加速度大小为3.125m/s2。
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；追及相遇问题
【解析】【分析】（1）根据匀变速直线运动的位移-速度关系求解出货车的加速度大小；（2）根据位移-时间关系求解出货车从开始减速到出租车开始刹车这段时间的位移，再由x=vt求出出租车在这段时间做匀速运动的位移，根据两者位移的关系求解出两者之间的距离；（3）先分析货车停下来所需要的时间，再根据两车的位移关系求解出租车刹车的加速度。
17．【答案】解：解：设放水结束后水箱内气体的压强为p2，体积为V2，出水管中超出水箱内水面的水柱高度为ℎ，
气体初状态的压强p1=p0，体积V1=2.4m3，气体末状态压强p2=p0+ρ水gℎ=p0+p010ℎ=(1+0.1ℎ)p0，末状态体积V2=ℎS
气体温度不变，由玻意耳定律得：p1V1=p2V2，
水箱内剩余水的体积：V=5m3−ℎS
代入数据解得：V=3m3
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】气体做等温变化，找出气体初末状态的各气体参量，再由玻意耳定律求解剩余水的体积。