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物理：辽宁省辽南协作校2022-2023学年高二下学期期末试题（解析版）
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这是一份物理：辽宁省辽南协作校2022-2023学年高二下学期期末试题（解析版），共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
第1卷（选择题，共48分）
一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合要求）
1. 下列关于热现象的说法中正确的是（ ）
A. 相互间达到热平衡的两物体的内能不一定相等
B. 温度高的物体比温度低的物体具有的内能大
C. 只要知道氧气的摩尔体积和氧气分子的体积，就可以计算出阿伏加德罗常数
D. —定量100℃水变成100℃的水蒸气，其分子平均动能增加
【答案】A
【解析】A．相互间达到热平衡状态的两个物体温度一定相等，内能不一定相等，故A正确；
B．影响物体内能大小的因素有温度、质量、状态等，温度高的物体内能不一定就大，温度低的物体内能不一定小，故B错误；
C．知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以计算出每个气体分子占据的平均空间，但不是分子的体积，故知道氧气分子的摩尔体积和氧气分子的体积，不能计算出阿伏加德罗常数，故C错误；
D．同种物质的平均分子动能只与温度有关，温度相等则分子平均动能相等，故D错误。
2. 波源垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在时的俯视图，实线圆表示波峰，虚线圆表示波谷，相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。该介质中某质点的振动图像如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速为
B. 图甲中质点和的相位差为
C. 图甲中质点在该时刻速度方向垂直纸面向外
D. 图乙可能是质点的振动图像
【答案】B
【解析】A．根据题意，由图甲可知
解得
由图乙可知，周期为，由公式可得，该波的波速为
故A错误；
B．根据题意，由图甲可知，质点和距离为半个波长，则相位差为，故B正确；
CD．根据题意，由图甲可知，再经过波谷传播到点，则该时刻质点的速度方向垂直纸面向里，图乙中质点在时刻速度方向为垂直纸面向外，则图乙不是质点的振动图像，故CD错误。
故选B。
3. 如图所示，在地面上一盘子C的正上方A处有一金属小球a距C为20m，在B处有另一个金属小球b距C为15m，小球a比小球b提前1s由静止释放（g取10m/s2）。则（ ）
A. b先落入C盘中，a不可能在下落过程中追上b
B. a先落人C盘中，a在BC之间（不含B）某位置追上b
C. a、b两小球同时落入C盘
D. 在a球下落过程中，a恰好在B处追上b
【答案】D
【解析】由于a比b提前1s释放，故a在1s内下落的位移为
由题意可知a在b上方5m处，故a到B处时b才开始释放，所以a、b两小球相遇点恰好在B处，由于在B点相遇时a速度大于零，b初速度为零，故a先落C盘，b后落C盘，故ABC错误，D正确。
故选D。
4. 一块半圆柱形玻璃砖放在空气中，如图所示，一束白光从空气中沿着图示方向射向玻璃砖，经玻璃砖折射后在光屏P上形成彩色光带。下列说法正确的是（ ）
A. 红光穿越玻璃砖的时间比紫光穿越玻璃砖的时间长
B. 光带从左到右排列顺序为红→紫
C. 如果逐渐减小时，则紫光最先消失
D. 无论多大，各色光都能从玻璃砖中射出
【答案】C
【解析】A．红光的折射率最小，紫光的折射率最大，根据
分析得知红光在玻璃砖中传播速度最大，穿越玻璃砖的时间最短，故A错误；
B．由于白光是复色光，各种色光的折射率不同，折射率最大的偏折程度最大，从玻璃射向空气中时，折射光线更远离法线，在各种色光中，红光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以紫光偏折最严重，红光偏折最小，从左到右的排布是由紫→红，故B错误；
CD．根据全反射临界角公式
可知，紫光的临界角最小，如果逐渐减小时，入射角增大，紫光最先发生全反射，最先从彩色光带中消失，故C正确，D错误。
5. 如图所示为氢原子能级图，表中给出了六种金属的逸出功，已知可见光光子的能量范围为1.62~3.11eV，下列说法正确的是（ ）
A. 用能量为11.0 eV的光子照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
B. 处于n=2能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线
C. 大量氢原子由n=4能级向基态跃迁时可能放出4种不同频率的可见光
D. 用大量氢原子由n=5能级向基态跃迁时放出的可见光照射表中金属，能发生光电效应的只有金属铯
【答案】D
【解析】A．氢原子跃迁时吸收能量由两个能级间的能量差决定，由氢原子能级图可知，用能量为11.0 eV的光子照射氢原子，不会使处于基态的氢原子跃迁到激发态，Ａ错误；
B．处于n=2能级的氢原子的电离能为3.40eV，紫外线的最小能量为3.11eV，能量大于3.40eV紫外线可以被吸收且使氢原子电离，能量在3.11eV和3.40eV之间的紫外线，能使氢原子跃迁且氢原子只能吸收满足能级差的紫外线，因此处于n=2能级的氢原子不能吸收任意频率的紫外线，可以吸收部分频率紫外线，B错误；
C．大量氢原子由n=4能级向基态跃迁时可能最多放出6种不同频率的光，可在可见光范围内的只有2种，即从n=3到n=2，从n=4到n=2，能量差分别为1.89eV和2.55eV，C错误；
D．用大量氢原子由n=5能级向基态跃迁时最多放出10种不同频率的光，可在可见光范围内的只有3种，即从n=3到n=2，从n=4到n=2，从n=5到n=2，金属的逸出功应在1.89eV~2.86eV之间，因此用可见光照射表中金属，能发生光电效应的只有金属铯，D正确。
故选D。
6. 1934年，约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为：。X会衰变成原子核Y，衰变方程为，则（ ）
A. X的质量数与Y的质量数相等
B. X的电荷数比Y的电荷数少1
C. X的电荷数比Al的电荷数多1
D. X的质量数与Al的质量数相等
【答案】A
【解析】AB．发生核反应前后满足质量数守恒、电荷数守恒，则可判断X的质量数与Y的质量数相等，X的电荷数比Y的电荷数多1，A正确，B错误；
CD．由可知X的电荷数比的电荷数多2，X的质量数比的质量数多3，CD错误。
故选A。
7. 用强黄光、弱黄光和蓝光分别照射如图甲所示的实验装置的K极，其饱和电流随电压的变化关系如图乙所示，而光与电子发生碰撞前后速度方向发生改变，如图丙所示。根据这些图像分析，下列说法中正确的是（ ）
A. 图乙说明光子具有能量，且光强越强，单个光子能量越大
B. 根据图乙分析可知，若用红光照射同一实验装置，一定有光电流产生
C. 在图丙现象中，有部分光子碰撞后的波长大于碰撞前的波长
D. 图甲的现象不仅可以说明光具有粒子性，而且说明光子具有动量
【答案】C
【解析】A．图乙说明光电效应饱和电流与电压的关系，单个光子能量与频率有关，故A错误；
B．红光的频率小于黄光的频率，若用红光照射同一实验装置，不一定有光电流产生，故B错误；
C．图丙中碰撞的过程中电子带走了光子的一部分动量，所以碰撞后光子动量小于碰撞前光子动量，根据，因此碰撞后光子波长大于碰撞前光子波长，故C正确；
D．光电效应和康普顿效应都可以说明光具有粒子性，无法说明光子具有动量，故D错误；
故选C。
8. 如图所示为一定质量理想气体压强随体积的变化图象，气体从状态A经绝热过程到达状态B，再经等容过程到达状态C，后经等温过程回到状态A，下列说法正确的是（ ）
A. A到B过程气体温度保持不变
B. B到C过程单位时间内到达单位面积上的分子数不变
C. C到A过程气体吸收热量
D. 一次完整的循环过程气体放出的热量大于吸收的热量
【答案】D
【解析】A．由图示图象可知，从A到B过程气体体积增大，气体对外做功，该过程是绝热过程，气体既不吸热也不放热，由热力学第一定律可知，气体内能减小，气体温度降低，故A错误；
B．气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数正是气体压强的微观表现，B到C过程体积不变，压强增大，温度升高，可知分子数密度不变，分子平均速率变大，则气体分子在单位时间内单位面积器壁的碰撞次数增多，故B错误；
C ．C到A过程气体温度不变而体积减小，外界对气体做功，气体内能不变，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故C错误；
D ．p-V图线与横轴所围的面积为气体做功的大小，图线AB、BC、CA所围的面积表示整个过程外界对气体做的功W，由于整个过程气体内能不变，所以气体放出热量，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有两个或两个以上选项符合要求，全选对得4分，选不全得2分，多选或错选不得分）
9. 无人驾驶汽车车头的激光雷达就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着正前方120m范围内车辆和行人的“气息”，大大缩短了汽车的制动反应时间，仅需0.2s，图为某次在测试场地进行制动测试时获得的一部分图像（v为汽车的速度，x为位置坐标）。关于该制动测试，下列说法正确的是（ ）
A. 制动加速度大小为8m/s2
B. 最大安全速度是25m/s
C. 以40m/s的速度匀速行驶时，从“嗅“到前方行人“气息“到停止需要5s
D. 以40m/s的速度匀速行驶时，从“嗅"到前方行人“气息”到停止的距离为108m
【答案】AD
【解析】A．根据匀变速直线运动公式
可得图线斜率为，所以加速度大小为
A正确；
B．设最大安全速度为，可得
即
解得
B错误；
C．以40m/s的速度匀速行驶时，从“嗅“到前方行人“气息“到停止需要的时间为
C错误；
D．以40m/s的速度匀速行驶时，从“嗅"到前方行人“气息”到停止的距离为
D正确。
故选AD。
10. 如图所示，倾角为30°斜面体置于粗糙水平面上。质量为m的光滑小球被与竖直方向成30°角的轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终静止。重力加速度为g，在移动过程中（ ）
A. 细线对小球拉力的最小值为
B. 斜面对小球支持力的最小值为
C. 地面对斜面体摩擦力的最大值为
D. 斜面体对地面的压力大小保持不变
【答案】AC
【解析】AB．设绳子与斜面的夹角为，小球受力分析如下图
由受力平衡可得
解得
根据几何知识可知，小球沿斜面上移过程中，由逐渐增大，最大为，故当为时，细线对小球的拉力T最小，即
当为时，斜面对小球支持力N最小，即
故A正确，B错误；
CD．以斜面和小球为整体进行分析，设斜面的质量为M，根据受力平衡， 在水平方向上有
根据三角函数关系式解得
故当为时，地面对斜面体摩擦力f最大，即
在竖直方向上有
解得
当增大时，绳子的拉力T增大，值也增大，因此减小，根据牛顿第三定律可知斜面体对地面的压力减小，故C正确，D错误。
故选AC。
11. 核电站铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是，铀核的质量为，钡核的质量为，氪核的质量为，中子的质量为。此类核反应中放出光子，能使逸出功为的金属板放出最大初动能为的光电子，已知电子的质量为，光速为，普朗克常量为，则（ ）
A. 该核反应放出的核能为
B. 光子是原子核外最外层电子向基态跃迁时放出的，因此能量很高
C. 这些光电子的德布罗意波长不小于
D. 该核反应产物的结合能之和大于反应前铀核的结合能
【答案】CD
【解析】A．由爱因斯坦的质能方程
可知，裂变反应释放的核能为，故A错误；
B．光子来源于裂变反应释放的能量，与核外电子的能级跃迁无关，故B错误；
C．由公式
又
则光电子的德布罗意波长为
故C正确；
D．由于该反应是放出能量的，因此反应产物的比结合能增大，总结合能也增大，故D正确。
故选CD。
12. 如图，2021年11月8日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服密封一定质量的气体，用来提供适合人体生存的气压。王亚平先在节点舱（宇航员出舱前的气闸舱）穿上舱外航天服，航天服密闭气体的体积约为，压强，温度。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门。若节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到，温度变为，此时航天服内气体压强为p2。为便于舱外活动，宇航员把航天服内的一部分气体缓慢放出。出舱后气压降到，假设释放气体过程中温度不变，航天服内剩余气体体积变，航天服内封闭气体可视为理想气体。下列说法正确的是为（ ）
A.
B.
C. 航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为
D. 航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为
【答案】BC
【解析】AB．由题意可知密闭航天服内气体初、末状态温度分别为T1=300K、T2=270K，根据理想气体状态方程有
解得
故A错误，B正确；
CD．设航天服需要放出的气体在压强为p3状态下的体积为ΔV，根据玻意耳定律有
解得
则放出的气体与原来气体的质量比为
故C正确，D错误。
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、实验题（每空2分，共12分）
13. 在探究“小车做匀变速直线运动的规律”的实验中：
（1）以下实验操作步骤正确的是______。
A．将电火花打点计时器固定在长木板的一端，并接在干电池组上
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
C．细绳一端拴在小车前端，跨过定滑轮，另一端挂着适当数量的钩码
D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，松开纸带，再接通电源
（2）实验中得到一条纸带如图，所用电源的频率为50Hz，在纸带上选择O、A、B、C、D、E、F这7个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，测得OA=1.24cm、AB=1.60cm、BC=1.95cm、CD=2.32cm、DE=2.68cm、EF=3.04cm。由此可以算出打E点时小车的速度大小为______m/s，小车的加速度大小为______m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）
（3）若实验时电源频率大于50Hz，则打下E点时小车的实际速度_______测量速度（选填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】（1）BC （2）0.29 0.35或0.36或0.37 （3）大于
【解析】（1）[1]A．将电火花打点计时器固定在长木板的一端，并接在交流电源上，选项A错误；
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，选项B正确；
C．细绳一端拴在小车前端，跨过定滑轮，另一端挂着适当数量的钩码，选项C正确；
D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，接通电源，再松开纸带，选项D错误；
故选BC。
（2）[2][3]相邻两计数点之间还有四个点未画出，则T=0.1s可以算出打E点时小车的速度大小为
小车的加速度大小为
（3）[4]若实验时电源频率大于50Hz，则打点周期小于0.02s，计算时还用0.02s计算，得到的测量速度偏小，则打下E点时小车的实际速度大于测量速度。
14. 用图甲所示实验装置探究气体等温变化的规律。
（1）关于该实验下列说法正确的是______。
A．在柱塞与注射器壁间涂上润滑油主要是为了减小摩擦对实验的影响
B．改变气体体积时应快速推拉活塞
C．为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
（2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的______（选填“①”或“②”）。
【答案】（1）D （2）②
【解析】（1）[1]A．在柱塞与注射器壁间涂上润滑油主要是为了防止漏气，确保研究的气体质量一定，A错误；
B．改变气体体积时，为了确保气体的温度一定，应缓慢推拉活塞，B错误；
C．为了确保气体的温度一定，实验过程中，不能用手握住注射器，C错误；
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀，就能够用刻度的长度间接表示不同状态下气体的体积，可以不标注单位，D正确。
故选D
（2）[2]根据克拉珀龙方程有
解得
可知，压缩气体时漏气，研究气体的质量减小，研究气体的摩尔数减小，即图像上点与原点连线的斜率减小，可知作出的图线应为图乙中的②。
四、解答题
15. 如图，固定在水平地面上的斜面倾角为37°，现在斜面上放一个质量为2kg的滑块。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cs37°=0.8）
（1）当对滑块施加一个平行于斜面向上的的推力时（如图1），滑块刚好可以沿斜面向下做匀速直线运动，求滑块与斜面间的动摩擦因数；
（2）保持斜面与滑块的接触面不变，对滑块施加一个水平向右的推力（如图2），为保证滑块在斜面上静止，求的大小范围。
【答案】（1）0.5；（2）
【解析】（1）对物体进行受力分析如图所示
根据平衡条件，在轴上有
在轴上有
滑动摩擦力为
联立解得
（2）当最大时，物块受力如图所示
根据平衡条件，在轴上有
在轴上有
又有
联立解得
当最小时，物块受力如图所示
根据平衡条件，在轴上有
在轴上有
又有
联立解得
所以的大小范围为
16. 如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆柱形汽缸内，质量、横截面积的活塞，可沿汽缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界绝热。初始时气体的温度，活塞距离汽缸底部的高度，大气压强。现给电热丝通电缓慢加热气体，使活塞缓慢上升高度，此过程中电热丝放出的热量为，重力加速度g取，求：
（1）初始时气体的压强
（2）活塞上升时，气体的温度为多少摄氏度；
（3）此过程中气体内能的增加量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）对活塞受力分析，根据共点力平衡原理得
（2）气体缓慢加热过程中，处于等压变化
，，
由盖吕萨克定律得
代入数据解得
（3）上升过程中，根据热力学第一定律得
式中
Q=500J
因此
所以此过程中气体内能的增加量为.
17. 甲车在一条限速72km/h的平直公路上行驶时，发现前方路边有一辆乙车在停车休息，于是甲车开始减速，当甲车刚通过乙车位置时，甲车又开始加速，恢复到原来行驶速度后继续向前匀速行驶，以甲车减速开始计时，甲的v-t图像如图1所示。在甲车刚通过乙车位置时，乙车司机发现甲车车身有异物影响行车安全，立即启动乙车前去追赶甲车，启动时间和司机反应时间不计，乙车加速阶段的x-t图像是一条顶点在原点的抛物线（以乙车启动开始计时），如图2所示，乙车加速到公路限速值后以限速值匀速运动。求：
（1）甲车开始减速时距乙车的距离x1和乙车加速过程的加速度大小a乙；
（2）从乙车启动到追上甲车，两车的最大距离Δx；
（3）从乙车启动到追上甲车需要的时间（保留3位有效数字）。
【答案】（1）25m，3m/s2；（2）32.5m；（3）12.3s
【解析】（1）根据图1，甲车开始减速时距乙车的距离x1
根据图2，乙车加速过程的加速度大小a乙
解得
（2）从乙车启动到追上甲车，两车速度均等于15m/s时距离最大，设乙车速度达到15m/s所用时间为t1
5s内甲车的位移为
5s内乙车的位移为
最大距离Δx为
（3）乙车达到最大限速的时间t3
t3时间内乙车的位移为
t3时间内甲车的位移为
再经过t4时间追上甲车
解得
从乙车启动到追上甲车需要的时间
金属
逸出功/eV
铯
1.90
钙
3.20
锌
3.34
镁
3.70
钛
4.13
铍
3.88
第1卷（选择题，共48分）
一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合要求）
1. 下列关于热现象的说法中正确的是（ ）
A. 相互间达到热平衡的两物体的内能不一定相等
B. 温度高的物体比温度低的物体具有的内能大
C. 只要知道氧气的摩尔体积和氧气分子的体积，就可以计算出阿伏加德罗常数
D. —定量100℃水变成100℃的水蒸气，其分子平均动能增加
【答案】A
【解析】A．相互间达到热平衡状态的两个物体温度一定相等，内能不一定相等，故A正确；
B．影响物体内能大小的因素有温度、质量、状态等，温度高的物体内能不一定就大，温度低的物体内能不一定小，故B错误；
C．知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以计算出每个气体分子占据的平均空间，但不是分子的体积，故知道氧气分子的摩尔体积和氧气分子的体积，不能计算出阿伏加德罗常数，故C错误；
D．同种物质的平均分子动能只与温度有关，温度相等则分子平均动能相等，故D错误。
2. 波源垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在时的俯视图，实线圆表示波峰，虚线圆表示波谷，相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。该介质中某质点的振动图像如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速为
B. 图甲中质点和的相位差为
C. 图甲中质点在该时刻速度方向垂直纸面向外
D. 图乙可能是质点的振动图像
【答案】B
【解析】A．根据题意，由图甲可知
解得
由图乙可知，周期为，由公式可得，该波的波速为
故A错误；
B．根据题意，由图甲可知，质点和距离为半个波长，则相位差为，故B正确；
CD．根据题意，由图甲可知，再经过波谷传播到点，则该时刻质点的速度方向垂直纸面向里，图乙中质点在时刻速度方向为垂直纸面向外，则图乙不是质点的振动图像，故CD错误。
故选B。
3. 如图所示，在地面上一盘子C的正上方A处有一金属小球a距C为20m，在B处有另一个金属小球b距C为15m，小球a比小球b提前1s由静止释放（g取10m/s2）。则（ ）
A. b先落入C盘中，a不可能在下落过程中追上b
B. a先落人C盘中，a在BC之间（不含B）某位置追上b
C. a、b两小球同时落入C盘
D. 在a球下落过程中，a恰好在B处追上b
【答案】D
【解析】由于a比b提前1s释放，故a在1s内下落的位移为
由题意可知a在b上方5m处，故a到B处时b才开始释放，所以a、b两小球相遇点恰好在B处，由于在B点相遇时a速度大于零，b初速度为零，故a先落C盘，b后落C盘，故ABC错误，D正确。
故选D。
4. 一块半圆柱形玻璃砖放在空气中，如图所示，一束白光从空气中沿着图示方向射向玻璃砖，经玻璃砖折射后在光屏P上形成彩色光带。下列说法正确的是（ ）
A. 红光穿越玻璃砖的时间比紫光穿越玻璃砖的时间长
B. 光带从左到右排列顺序为红→紫
C. 如果逐渐减小时，则紫光最先消失
D. 无论多大，各色光都能从玻璃砖中射出
【答案】C
【解析】A．红光的折射率最小，紫光的折射率最大，根据
分析得知红光在玻璃砖中传播速度最大，穿越玻璃砖的时间最短，故A错误；
B．由于白光是复色光，各种色光的折射率不同，折射率最大的偏折程度最大，从玻璃射向空气中时，折射光线更远离法线，在各种色光中，红光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以紫光偏折最严重，红光偏折最小，从左到右的排布是由紫→红，故B错误；
CD．根据全反射临界角公式
可知，紫光的临界角最小，如果逐渐减小时，入射角增大，紫光最先发生全反射，最先从彩色光带中消失，故C正确，D错误。
5. 如图所示为氢原子能级图，表中给出了六种金属的逸出功，已知可见光光子的能量范围为1.62~3.11eV，下列说法正确的是（ ）
A. 用能量为11.0 eV的光子照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
B. 处于n=2能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线
C. 大量氢原子由n=4能级向基态跃迁时可能放出4种不同频率的可见光
D. 用大量氢原子由n=5能级向基态跃迁时放出的可见光照射表中金属，能发生光电效应的只有金属铯
【答案】D
【解析】A．氢原子跃迁时吸收能量由两个能级间的能量差决定，由氢原子能级图可知，用能量为11.0 eV的光子照射氢原子，不会使处于基态的氢原子跃迁到激发态，Ａ错误；
B．处于n=2能级的氢原子的电离能为3.40eV，紫外线的最小能量为3.11eV，能量大于3.40eV紫外线可以被吸收且使氢原子电离，能量在3.11eV和3.40eV之间的紫外线，能使氢原子跃迁且氢原子只能吸收满足能级差的紫外线，因此处于n=2能级的氢原子不能吸收任意频率的紫外线，可以吸收部分频率紫外线，B错误；
C．大量氢原子由n=4能级向基态跃迁时可能最多放出6种不同频率的光，可在可见光范围内的只有2种，即从n=3到n=2，从n=4到n=2，能量差分别为1.89eV和2.55eV，C错误；
D．用大量氢原子由n=5能级向基态跃迁时最多放出10种不同频率的光，可在可见光范围内的只有3种，即从n=3到n=2，从n=4到n=2，从n=5到n=2，金属的逸出功应在1.89eV~2.86eV之间，因此用可见光照射表中金属，能发生光电效应的只有金属铯，D正确。
故选D。
6. 1934年，约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为：。X会衰变成原子核Y，衰变方程为，则（ ）
A. X的质量数与Y的质量数相等
B. X的电荷数比Y的电荷数少1
C. X的电荷数比Al的电荷数多1
D. X的质量数与Al的质量数相等
【答案】A
【解析】AB．发生核反应前后满足质量数守恒、电荷数守恒，则可判断X的质量数与Y的质量数相等，X的电荷数比Y的电荷数多1，A正确，B错误；
CD．由可知X的电荷数比的电荷数多2，X的质量数比的质量数多3，CD错误。
故选A。
7. 用强黄光、弱黄光和蓝光分别照射如图甲所示的实验装置的K极，其饱和电流随电压的变化关系如图乙所示，而光与电子发生碰撞前后速度方向发生改变，如图丙所示。根据这些图像分析，下列说法中正确的是（ ）
A. 图乙说明光子具有能量，且光强越强，单个光子能量越大
B. 根据图乙分析可知，若用红光照射同一实验装置，一定有光电流产生
C. 在图丙现象中，有部分光子碰撞后的波长大于碰撞前的波长
D. 图甲的现象不仅可以说明光具有粒子性，而且说明光子具有动量
【答案】C
【解析】A．图乙说明光电效应饱和电流与电压的关系，单个光子能量与频率有关，故A错误；
B．红光的频率小于黄光的频率，若用红光照射同一实验装置，不一定有光电流产生，故B错误；
C．图丙中碰撞的过程中电子带走了光子的一部分动量，所以碰撞后光子动量小于碰撞前光子动量，根据，因此碰撞后光子波长大于碰撞前光子波长，故C正确；
D．光电效应和康普顿效应都可以说明光具有粒子性，无法说明光子具有动量，故D错误；
故选C。
8. 如图所示为一定质量理想气体压强随体积的变化图象，气体从状态A经绝热过程到达状态B，再经等容过程到达状态C，后经等温过程回到状态A，下列说法正确的是（ ）
A. A到B过程气体温度保持不变
B. B到C过程单位时间内到达单位面积上的分子数不变
C. C到A过程气体吸收热量
D. 一次完整的循环过程气体放出的热量大于吸收的热量
【答案】D
【解析】A．由图示图象可知，从A到B过程气体体积增大，气体对外做功，该过程是绝热过程，气体既不吸热也不放热，由热力学第一定律可知，气体内能减小，气体温度降低，故A错误；
B．气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数正是气体压强的微观表现，B到C过程体积不变，压强增大，温度升高，可知分子数密度不变，分子平均速率变大，则气体分子在单位时间内单位面积器壁的碰撞次数增多，故B错误；
C ．C到A过程气体温度不变而体积减小，外界对气体做功，气体内能不变，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故C错误；
D ．p-V图线与横轴所围的面积为气体做功的大小，图线AB、BC、CA所围的面积表示整个过程外界对气体做的功W，由于整个过程气体内能不变，所以气体放出热量，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有两个或两个以上选项符合要求，全选对得4分，选不全得2分，多选或错选不得分）
9. 无人驾驶汽车车头的激光雷达就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着正前方120m范围内车辆和行人的“气息”，大大缩短了汽车的制动反应时间，仅需0.2s，图为某次在测试场地进行制动测试时获得的一部分图像（v为汽车的速度，x为位置坐标）。关于该制动测试，下列说法正确的是（ ）
A. 制动加速度大小为8m/s2
B. 最大安全速度是25m/s
C. 以40m/s的速度匀速行驶时，从“嗅“到前方行人“气息“到停止需要5s
D. 以40m/s的速度匀速行驶时，从“嗅"到前方行人“气息”到停止的距离为108m
【答案】AD
【解析】A．根据匀变速直线运动公式
可得图线斜率为，所以加速度大小为
A正确；
B．设最大安全速度为，可得
即
解得
B错误；
C．以40m/s的速度匀速行驶时，从“嗅“到前方行人“气息“到停止需要的时间为
C错误；
D．以40m/s的速度匀速行驶时，从“嗅"到前方行人“气息”到停止的距离为
D正确。
故选AD。
10. 如图所示，倾角为30°斜面体置于粗糙水平面上。质量为m的光滑小球被与竖直方向成30°角的轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终静止。重力加速度为g，在移动过程中（ ）
A. 细线对小球拉力的最小值为
B. 斜面对小球支持力的最小值为
C. 地面对斜面体摩擦力的最大值为
D. 斜面体对地面的压力大小保持不变
【答案】AC
【解析】AB．设绳子与斜面的夹角为，小球受力分析如下图
由受力平衡可得
解得
根据几何知识可知，小球沿斜面上移过程中，由逐渐增大，最大为，故当为时，细线对小球的拉力T最小，即
当为时，斜面对小球支持力N最小，即
故A正确，B错误；
CD．以斜面和小球为整体进行分析，设斜面的质量为M，根据受力平衡， 在水平方向上有
根据三角函数关系式解得
故当为时，地面对斜面体摩擦力f最大，即
在竖直方向上有
解得
当增大时，绳子的拉力T增大，值也增大，因此减小，根据牛顿第三定律可知斜面体对地面的压力减小，故C正确，D错误。
故选AC。
11. 核电站铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是，铀核的质量为，钡核的质量为，氪核的质量为，中子的质量为。此类核反应中放出光子，能使逸出功为的金属板放出最大初动能为的光电子，已知电子的质量为，光速为，普朗克常量为，则（ ）
A. 该核反应放出的核能为
B. 光子是原子核外最外层电子向基态跃迁时放出的，因此能量很高
C. 这些光电子的德布罗意波长不小于
D. 该核反应产物的结合能之和大于反应前铀核的结合能
【答案】CD
【解析】A．由爱因斯坦的质能方程
可知，裂变反应释放的核能为，故A错误；
B．光子来源于裂变反应释放的能量，与核外电子的能级跃迁无关，故B错误；
C．由公式
又
则光电子的德布罗意波长为
故C正确；
D．由于该反应是放出能量的，因此反应产物的比结合能增大，总结合能也增大，故D正确。
故选CD。
12. 如图，2021年11月8日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服密封一定质量的气体，用来提供适合人体生存的气压。王亚平先在节点舱（宇航员出舱前的气闸舱）穿上舱外航天服，航天服密闭气体的体积约为，压强，温度。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门。若节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到，温度变为，此时航天服内气体压强为p2。为便于舱外活动，宇航员把航天服内的一部分气体缓慢放出。出舱后气压降到，假设释放气体过程中温度不变，航天服内剩余气体体积变，航天服内封闭气体可视为理想气体。下列说法正确的是为（ ）
A.
B.
C. 航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为
D. 航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为
【答案】BC
【解析】AB．由题意可知密闭航天服内气体初、末状态温度分别为T1=300K、T2=270K，根据理想气体状态方程有
解得
故A错误，B正确；
CD．设航天服需要放出的气体在压强为p3状态下的体积为ΔV，根据玻意耳定律有
解得
则放出的气体与原来气体的质量比为
故C正确，D错误。
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、实验题（每空2分，共12分）
13. 在探究“小车做匀变速直线运动的规律”的实验中：
（1）以下实验操作步骤正确的是______。
A．将电火花打点计时器固定在长木板的一端，并接在干电池组上
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
C．细绳一端拴在小车前端，跨过定滑轮，另一端挂着适当数量的钩码
D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，松开纸带，再接通电源
（2）实验中得到一条纸带如图，所用电源的频率为50Hz，在纸带上选择O、A、B、C、D、E、F这7个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，测得OA=1.24cm、AB=1.60cm、BC=1.95cm、CD=2.32cm、DE=2.68cm、EF=3.04cm。由此可以算出打E点时小车的速度大小为______m/s，小车的加速度大小为______m/s2。（计算结果均保留两位有效数字）
（3）若实验时电源频率大于50Hz，则打下E点时小车的实际速度_______测量速度（选填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】（1）BC （2）0.29 0.35或0.36或0.37 （3）大于
【解析】（1）[1]A．将电火花打点计时器固定在长木板的一端，并接在交流电源上，选项A错误；
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，选项B正确；
C．细绳一端拴在小车前端，跨过定滑轮，另一端挂着适当数量的钩码，选项C正确；
D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，接通电源，再松开纸带，选项D错误；
故选BC。
（2）[2][3]相邻两计数点之间还有四个点未画出，则T=0.1s可以算出打E点时小车的速度大小为
小车的加速度大小为
（3）[4]若实验时电源频率大于50Hz，则打点周期小于0.02s，计算时还用0.02s计算，得到的测量速度偏小，则打下E点时小车的实际速度大于测量速度。
14. 用图甲所示实验装置探究气体等温变化的规律。
（1）关于该实验下列说法正确的是______。
A．在柱塞与注射器壁间涂上润滑油主要是为了减小摩擦对实验的影响
B．改变气体体积时应快速推拉活塞
C．为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
（2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的______（选填“①”或“②”）。
【答案】（1）D （2）②
【解析】（1）[1]A．在柱塞与注射器壁间涂上润滑油主要是为了防止漏气，确保研究的气体质量一定，A错误；
B．改变气体体积时，为了确保气体的温度一定，应缓慢推拉活塞，B错误；
C．为了确保气体的温度一定，实验过程中，不能用手握住注射器，C错误；
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀，就能够用刻度的长度间接表示不同状态下气体的体积，可以不标注单位，D正确。
故选D
（2）[2]根据克拉珀龙方程有
解得
可知，压缩气体时漏气，研究气体的质量减小，研究气体的摩尔数减小，即图像上点与原点连线的斜率减小，可知作出的图线应为图乙中的②。
四、解答题
15. 如图，固定在水平地面上的斜面倾角为37°，现在斜面上放一个质量为2kg的滑块。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cs37°=0.8）
（1）当对滑块施加一个平行于斜面向上的的推力时（如图1），滑块刚好可以沿斜面向下做匀速直线运动，求滑块与斜面间的动摩擦因数；
（2）保持斜面与滑块的接触面不变，对滑块施加一个水平向右的推力（如图2），为保证滑块在斜面上静止，求的大小范围。
【答案】（1）0.5；（2）
【解析】（1）对物体进行受力分析如图所示
根据平衡条件，在轴上有
在轴上有
滑动摩擦力为
联立解得
（2）当最大时，物块受力如图所示
根据平衡条件，在轴上有
在轴上有
又有
联立解得
当最小时，物块受力如图所示
根据平衡条件，在轴上有
在轴上有
又有
联立解得
所以的大小范围为
16. 如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆柱形汽缸内，质量、横截面积的活塞，可沿汽缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界绝热。初始时气体的温度，活塞距离汽缸底部的高度，大气压强。现给电热丝通电缓慢加热气体，使活塞缓慢上升高度，此过程中电热丝放出的热量为，重力加速度g取，求：
（1）初始时气体的压强
（2）活塞上升时，气体的温度为多少摄氏度；
（3）此过程中气体内能的增加量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）对活塞受力分析，根据共点力平衡原理得
（2）气体缓慢加热过程中，处于等压变化
，，
由盖吕萨克定律得
代入数据解得
（3）上升过程中，根据热力学第一定律得
式中
Q=500J
因此
所以此过程中气体内能的增加量为.
17. 甲车在一条限速72km/h的平直公路上行驶时，发现前方路边有一辆乙车在停车休息，于是甲车开始减速，当甲车刚通过乙车位置时，甲车又开始加速，恢复到原来行驶速度后继续向前匀速行驶，以甲车减速开始计时，甲的v-t图像如图1所示。在甲车刚通过乙车位置时，乙车司机发现甲车车身有异物影响行车安全，立即启动乙车前去追赶甲车，启动时间和司机反应时间不计，乙车加速阶段的x-t图像是一条顶点在原点的抛物线（以乙车启动开始计时），如图2所示，乙车加速到公路限速值后以限速值匀速运动。求：
（1）甲车开始减速时距乙车的距离x1和乙车加速过程的加速度大小a乙；
（2）从乙车启动到追上甲车，两车的最大距离Δx；
（3）从乙车启动到追上甲车需要的时间（保留3位有效数字）。
【答案】（1）25m，3m/s2；（2）32.5m；（3）12.3s
【解析】（1）根据图1，甲车开始减速时距乙车的距离x1
根据图2，乙车加速过程的加速度大小a乙
解得
（2）从乙车启动到追上甲车，两车速度均等于15m/s时距离最大，设乙车速度达到15m/s所用时间为t1
5s内甲车的位移为
5s内乙车的位移为
最大距离Δx为
（3）乙车达到最大限速的时间t3
t3时间内乙车的位移为
t3时间内甲车的位移为
再经过t4时间追上甲车
解得
从乙车启动到追上甲车需要的时间
金属
逸出功/eV
铯
1.90
钙
3.20
锌
3.34
镁
3.70
钛
4.13
铍
3.88
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