精品解析：河北省唐山市冀东名校2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题（解析版）

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冀东名校2022-2023学年度第二学期高二年级期末考试
物理试卷
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 通过乘坐唐山科技馆内的电梯，可以俯瞰唐山科技馆内的物理科普楼层。下列对于高中生乘坐电梯上楼的过程中，说法中正确的是（　　）

A. 学生的动能一直增加 B. 学生的重力势能一直增大
C. 学生一直处于超重状态 D. 学生的机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A．学生乘坐电梯上楼的过程中速度先增大后减小，动能先增大后减小，故A错误；
B．学生的高度一直增加，重力势能一直增大，故B正确；
C．学生先加速后减速，加速度方向先向上后向下，学生先超重后失重，故C错误；
D．学生向上过程，电梯对学生的支持力做正功，机械能不守恒，故D错误。
故选B。
2. 关于几位物理学家对光、原子的研究成果，下列说法正确的是（　　）
A. 爱因斯坦建立了光电效应理论，成功解释了光电效应现象
B. 卢瑟福通过对一系列阴极射线实验研究发现了电子
C. 汤姆孙通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
D. 玻尔理论成功解释了所有原子光谱的实验规律
【答案】A
【解析】
【详解】A．爱因斯坦建立了光电效应理论，成功解释了光电效应现象，故A正确；
B．汤姆孙通过对一系列阴极射线实验研究发现了电子，故B错误；
C．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故C错误；
D．玻尔理论成功解释了氢原子光谱的实验规律，不是所有原子光谱的实验规律，故D错误。
故选A。
3. 如图所示，两轻质弹簧P、Q连接在一起，Q 的下端与一质量为 m 的物块相连，物块处于静止状态。已知 P、Q的劲度系数分别为、，且，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. P对Q的拉力与Q对P的拉力是一对平衡力
B. P 对Q的拉力与Q对P的拉力是一对相互作用力
C. 弹簧P、Q的形变量相同
D. 与Q相比，P的形变量更大
【答案】B
【解析】
【详解】A．平衡力是作用在同一物体上，大小相等，方向相反，使物体保持平衡状态的两个力，P对Q的拉力是作用在Q上，Q对P的拉力是作用在P上，不满足平衡力的条件，故A错误；
B．相互作用力是作用在不同的两个物体上，大小相等，方向相反，且同时产生同时消失，P对Q的拉力是作用在Q上，Q对P的拉力是作用在P上，两个力是一对相互作用力，故B正确；
CD．由于P 对 Q的拉力与Q对P的拉力是一对相互作用力，两个弹簧的弹力大小相等，即

且有

则应满足

即Q的形变量更大，故CD错误。
故选B。
4. 已知氢的同位素的原子能级分布与氢的原子能级分布相同，用光子能量为的光束照射大量处于基态的氚原子，再用氢原子跃迁时辐射的光照射逸出功为的金属板。氢原子能级分布如图，氚原子核发生衰变的半衰期约为12.5年。下列说法正确的是（ ）

A. 氢原子跃迁时，一共能发出4种不同频率的光子
B. 从金属板上打出的粒子的最大初动能为
C. 氚原子核发生衰变产生氦原子核
D. 光束照射氚原于时能使核衰变的半衰期缩短为8.75年
【答案】C
【解析】
【详解】A．用光子能量为的光束照射大量处于基态的氚原子，氢原子会跃迁到的激发态，因此当氢原子向基态跃迁时，一共能发出6种不同频率的光子，Ａ错误；
B．根据爱因斯坦光电效应方程可知，从金属板上打出的粒子的最大初动能为

代入数据可知

B错误；
C．氚原子核发生衰变产生氦原子核，即

C正确；
D．物质的半衰期不会因为光束的照射而发生变化，故氚核的半衰期不变，D错误。
故选D。
5. 如图所示，一细束白光通过三棱镜折射后分为各种单色光，取其中、、三种色光，并同时做如下实验：①让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验装置在光屏上产生干涉条纹（双缝间距和缝屏间距均不变）；②让这三种单色光分别照射到某金属板表面，观察与金属板连接的静电计指针是否转动；下列说法中不正确的是（　　）

A. 在棱镜中光的速度最大
B. 如果减小白光在左侧面的入射角，最先消失的是光
C. 种色光形成的干涉条纹间距最大
D. 若光能使该金属板发生光电效应，光一定不能使该金属发生光电效应
【答案】D
【解析】
【详解】A．因a光的偏折程度最小，则折射率最小，根据

可知在棱镜中a光的速度最大，故A正确，不符合题意；
B．因c光的折射率最大，根据

可知c光临界角最小，则如果减小白光在左侧面的入射角，最先消失的是c光，故B正确，不符合题意；
C．a种色光频率最小，波长最长，根据

可知a光形成的干涉条纹间距最大，故C正确，不符合题意；
D．c光频率最大，a光频率最小，若c光能使该金属板发生光电效应，a光不一定不能使该金属发生光电效应，故D错误，符合题意。
故选D。
6. 如图甲所示，在某星球上有倾角为的光滑斜面，一轻质弹簧下端固定在斜面底部且弹簧处于原长．现将一质量为的小物块放在弹簧的上端，由静止开始释放，小物块的加速度与其位移间的关系如图乙所示．斜面一直保持静止状态，则（　　）

A. 该星球重力加速度大小为
B. 小物块的最大动能为
C. 弹簧最大压缩量为
D. 小物块下滑过程中，地面对斜面体的摩擦力一直向左
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律

整理得

可知

故A错误；
B．当物块加速度为零时，速度最大，根据牛顿第二定律

解得

根据动能定理有

故B正确；
C．设弹簧最大压缩量为，根据动能定理

解得

故C错误；
D．小物块下滑过程中，物块的加速度先沿斜面向下后沿斜面向上，将物块与斜面看成整体，整体水平方向的力等于摩擦力，故地面对斜面体的摩擦力先向左后向右，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，A、B叠放在粗糙水平桌面上，一根轻绳跨过光滑定滑轮连接A、C，滑轮左侧轻绳与桌面平行，A、B间动摩擦因数为μ，B与桌面间动摩擦因数为，A、B、C质量分别为2m、2m和m，各面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，将C由图示位置静止释放，要使A、B间发生相对滑动，则μ满足的条件是（　　）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】物块A与B之间的最大静摩擦力

物块B与桌面间的最大静摩擦力

若A与B间恰好将发生相对滑动时，A与B的加速度恰好相等，此时对物块B，由牛顿第二定律得

对A、B整体由牛顿第二定律得

对物块C由牛顿第二定律得

解得

因此若A、B之间发生相对滑动，则需满足

故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，箱子受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动，监测到推力F、箱子速度v随时间t变化的规律如图所示，取，则（　　）

A. 箱子的质量为1kg
B. 第1.5s时推力F的功率为3W
C. 后2s内推力F做功的平均功率为2.5W
D. 这3s内箱子克服摩擦力做的功为6.0J
【答案】BD
【解析】
【详解】A． 2~3s物体做匀速直线运动，摩擦力为

1~2s时间内根据牛顿第二定律得

根据图像得


解得

A错误；
B. 第1.5s时推力 F的功率为

B正确；
C． 后2s内推力 F做功的平均功率



解得

C错误；
D． 这3s内物体克服摩擦力做的功为

D正确；
故选BD。
9. 在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（X）发生了衰变放出了一个粒子。放射出的粒子（He）及生成的新核Y在与磁场垂直的平面内做圆周运动。粒子的运动轨道半径为R，质量为m和电荷量为q。下面说法正确的是（　　）

A. 衰变后产生粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图甲
B. 新核Y在磁场中圆周运动的半径
C. α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为
D. 若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由于原子核X静止，根据动量守恒定律可知，放射出的粒子（He）及生成的新核Y在衰变初始位置的速度相反，根据左手定则可知，两者圆周运动的轨迹外切，根据

解得

由于衰变过程动量守恒，即大小相等，即电荷量越大，轨道半径越小，可知粒子的轨道半径大一些，可知衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图丙，故A错误；
B．根据质量数与电荷数守恒，该核反应方程为

由于质量为m和电荷量为q，则新核Y的质量为和电荷量为，根据上述有
，
由于动量守恒，即有

解得

故B正确；
C．α粒子圆周运动周期

则α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为

故C错误；
D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则有

根据质能方程有

结合上述解得，衰变过程中的质量亏损为

故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，用两根不可伸长的轻质细绳把小球a和b悬挂于O点，对两小球施加大小相等、方向相反的恒力作用，a、b两小球静止在同一水平线上，两绳与竖直方向的夹角分别为和。某时刻将两根细绳同时剪断，此后作用在两小球上的水平力不断增大但大小始终相等，一段时间后两小球落在水平地面上，落地前瞬间小球a的速度与水平方向的夹角为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）

A. 落地前任意时刻a的加速度小于b的加速度
B. 下落过程中a、b组成的系统，机械能不守恒，动量守恒
C. 下落过程中a、b水平位移大小之比为1∶3
D. 下落过程中a、b组成的系统增加的机械能与减小的重力势能之比为3∶1
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．初始时，两球均处于平衡状态，由

得

代入数据得

细绳剪断后两球竖直方向做自由落体运动，处于同一水平线上，水平方向由


得

小球竖直方向加速度均为重力加速度，因此落地前任意时刻a的加速度小于b的加速度，故A正确；
B．小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度不同，时间相同，水平位移不同，水平力对系统做功不为零，机械能不守恒，由于下落过程中系统所受重力不为零，动量不守恒，B错误；
C．下落过程中a、b的水平位移大小为


联立上式得

故C正确；
D． 下落过程中，小球a做自由落体运动，有

由于落地前瞬间小球a的速度与水平方向的夹角为，因此落地前瞬间

故

系统在水平方向所受合力为零，水平方向动量守恒

故

水平力对系统做功


下落过程中，重力对小球做功为


系统增加的机械能

减小的重力势能

下落过程中a、b组成的系统增加的机械能与减小的重力势能之比为3∶1，故D正确。
故选ACD。
三、非选择题∶共5小题，共54分。
11. 如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材测定当地的重力加速度g。有一直径为d的金属小球由O处静止释放，下落过程中能通过O处正下方、固定于P处的光电门，测得OP间的距离为H（H远大于d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t。

（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d＝__________mm。

（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图像如图丙所示，已知图线的倾斜程度（斜率）为k，则重力加速度的表达式g＝________（用题中所给的字母表示）。

【答案】 ①. 5.25 ②.
【解析】
【详解】（1）[1]小球的直径为5mm+0.05mm×5=5.25mm
（2）[2]小球经过光电门的时间极短，平均速度可视为金属球经过光电门的瞬时速度，故

小球由静止到经过光电门这一过程，根据运动学公式有

解得

结合图象可知

12. 小彭同学利用如图所示的装置探究气体做等温变化的规律。

（1）实验过程中，下列实验操作正确的是______。
A．用游标卡尺测量柱塞的直径
B．在活塞上涂上润滑油
C．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
D．推拉活塞时，手不可以握住整个注射器
（2）下列图像中，能够直观反映气体做等温变化的规律的图像是______。
A． B．
C． D．
（3）该同学把实验中测得的多组实验数据输入计算机的DIS软件，发现实验中测得的“pV”乘积越来越大，造成这一现象的可能原因是______。
A．实验时环境温度升高了
B．实验时外界大气压强发生了变化
C．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
【答案】 ①. BD##DB ②. B ③. A
【解析】
【详解】（1）[1]A．实验过程只需要读取压力表上显示的气压值和读取刻度尺上显示的空气柱长度即可，不需要用游标卡尺测量柱塞的直径从而求柱塞的横截面积，选项A错误；
B．在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性的同时还可以减小摩擦，选项B正确；
C．推拉活塞时，动作要缓慢，以免气体温度发生变化，选项C错误；
D．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分，以免气体的温度发生变化，选项D正确。
故选BD。
（2）[2]气体温度不变，根据玻意耳定律有pV=C，则

即气体的压强跟气体的体积成反比，p-V图像应是双曲线的一支，图线是否为双曲线无法直观地进行判断，是过原点的直线，图像直观。
故选B。
（3）[3]A．根据一定质量的理想气体状态方程有
pV=CT
当温度一定时，pV乘积恒定，若实验时环境温度升高了，则pV乘积增大，选项A正确；
B．封闭气体压强与外界大气压强无关，选项B错误；
C．若实验时注射器内的气体向外发生了泄漏，则C减小，pV乘积减小，选项C错误。
故选A。
13. “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，求：
（1）每个光子的动量p和能量E；
（2）太阳辐射硬X射线的总功率P。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）由题意可知每个光子的动量为

每个光子的能量为

（2）太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，根据题意设t秒发射总光子数为n，则

可得

所以t秒辐射光子的总能量

太阳辐射硬X射线的总功率

14. 一端封闭的粗细均匀的细玻璃管竖直放置，水银柱长15cm，开口向上时，管内封闭的空气柱长15cm；开口向下时，管内封闭的空气柱长22.5cm，水银没有溢出。求：
（1）大气压强p（cmHg）；
（2）把管水平放置时，管内封闭空气柱的长度L。

【答案】（1）75cmHg；（2）18cm
【解析】
【详解】（1）封闭部分气体做等温变化，设横截面积为S，则有

p1= p＋15cmHg
p2= p－15cmHg
解得
p = 75cmHg
（2）把管水平放置时有

p3= p
解得
L = 18cm
15. 如图所示，长为的水平传送带以的速度顺时针匀速传动，在传送带的左端A点轻放一质量的有颜色小物块，当小物块与传送带共速时因某种原因传送带突然停止运动，最终物块恰好到达传送带的右端B点，重力加速度则：
（1）物块与传送带的动摩擦因数为多少；
（2）物块在传送带上留下的划痕为多少；
（3）物块与传送带因摩擦产生的热量Q为多少。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设物块与传送带动摩擦因素为，则有

物块与传送带共速的时间为t1，则有

对物块由运动公式可得

联立可得

（2）物块与传送的速度时间图像如下图

则第一阶段的相对位移有

第二阶段相对位移有

因为第一阶段和第二阶段是重复的划痕，故总的划痕为

（3）物块与传送带的相对路程则有功能关系可得