2022-2023学年天津市河西区高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析） (1)

这是一份2022-2023学年天津市河西区高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析） (1)，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下面列举的事例中正确的是( )
A. 居里夫妇用α粒子轰出铝箔时发现了正电子
B. 卢瑟福的原子结构学说成功地解释了氢原子的发光现象
C. 麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验方法给予证实
D. 玻尔建立了量子理论，解释了各种原子发光现象
2.关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )
A. 使原子核分解为核子时放出的能量
B. 核子结合成原子核时需要供给的能量
C. 核子结合成原子核时吸收的能量或原子核分解成核子时放出的能量
D. 核子结合成原子核时放出的能量或原子核分解成核子时吸收的能量
3.在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体( )
A. 分子的无规则运动停息下来B. 每个分子的速度大小均相等
C. 每个分子的动能保持不变D. 分子的密集程度保持不变
4.从两支手电筒射出的光照到同一点上时，看不到干涉条纹，因为( )
A. 手电筒发出的光不是单色光B. 干涉图样太小，看不清楚
C. 周围环境的漫反射光太强D. 两个光源是非相干光源
5.如图示是两个同种玻璃制成的棱镜，顶角α1略大于α2，两束单色光A和B分别垂直射于三棱镜后，出射光线与第二界面的夹角β1=β2，则( )
A. A光束的频率比B光束的小
B. 在棱镜中A光束的波长比B光束的短
C. 在棱镜中B光束的传播速度比A光束的大
D. 把两束光由水中射向空气，产生全反射，A光的临界角比B的临界角小
6.表面有一层油膜的玻璃片，当阳光照射时，可在照射面及玻璃片的边缘分别看到彩色图样，对这两种现象的说法，正确的是( )
A. 两者都是折射现象B. 两者都是干涉现象
C. 前者是干涉现象，后者是折射色散现象D. 前者是折射色散现象，后者是干涉现象
7.14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素．若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的14，则该古树死亡时间距今大约( )
A. 22920年 B. 11460年
C. 5730年 D. 2865年
8.一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图象如图所示，由图可知( )
A. 质点振动的频率是4Hz，振幅是2cmB. 0∼3s内，质点通过的路程为6cm
C. 1s末质点运动速度为0D. t=3s时，质点的振幅为零
9.当α粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹中不可能存在的是( )
A. C轨迹D轨迹 B. D轨迹B轨迹C. A轨迹D轨迹 D. B轨迹C轨迹
10.发生下述哪一种情况时，单摆周期会增大( )
A. 增大摆球质量B. 缩短摆长
C. 减小单摆振幅D. 将单摆由山下移到山顶
11.使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为(2.4∼2.48)×109Hz。已知可见光的波段为(3.9∼7.5)×1014Hz，则蓝牙通信的电磁波( )
A. 是蓝光B. 波长比可见光短
C. 比可见光更容易发生衍射现象D. 在真空中的传播速度比可见光小
12.下列说法正确的是( )
A. 温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C. 气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D. 气体膨胀对外做功且温度不变，分子的平均动能可能不变
二、多选题：本大题共4小题，共21分。
13.对于下述四个核反应方程说法中正确的有( )
①B49B⁡e+24He→C612C⁡C+01n② 13H+11H→24He+能量
③ 92235U+01n→3890Sr+54136Xe+x01n④ 919F+Y→816O+24He
A. ①是发现中子的核反应方程B. ②是链式反应方程
C. ③是核裂变方程，其中x=10D. ④是α衰变方程，其中Y是中子
14.一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1=1 m和x2=7 m处质点的振动图像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是( )
A. 7 m/sB. 2 m/sC. 1.2 m/sD. 1 m/s
15.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA=1kg、mB=2kg、vA=8m/s、vB=2m/s。当球A追上球B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是(取两球碰撞前的运动方向为正)( )
A. v′A=5m/s，v′B=2.5m/sB. v′A=2m/s，v′B=5m/s
C. v′A=4m/s，v′B=4m/sD. v′A=7m/s，v′B=1.5m/s
16.1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图象中，下列说法正确的是( )
A. 图1中，验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电
B. 图2中，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
C. 图3中，若e、v1、vc、U1已知，由图象可求得普朗克常量的表达式h=U1ev1−vc
D. 图4中，由图象可知该金属的逸出功为E或hv0
三、计算题：本大题共3小题，共40分。
17.如图所示，铁块A质量mA=3.0kg，木块B质量mB=1.0kg，一轻质弹簧连接A和B，静止在光滑的水平面上。质量mC=2.0kg的磁性金属块C以水平速度v0=15m/s向铁块A运动，相碰后粘在一起。求：
(1)磁性金属块C与铁块A碰后瞬间速度大小；
(2)磁性金属块C与铁块A碰后弹簧的最大弹性势能。
18.如图所示，竖直放置的光滑圆弧轨道的半径为R，O′为圆心，O点在圆心O′的正下方，一小球甲从距O点很近的A点由静止释放．R>>AO
(1)若乙球从圆心O′处自由落下，问甲乙两球第一次到达O点的时间比；
(2)若另一小球丙从O点正上方某处自由落下，为使甲丙两球在O点相碰，小球丙应从多高处自由落下？
19.一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个14光滑圆弧轨道AB的底端等高对接，如图所示．已知小车质量M=3.0kg，长L=2.06m，圆弧轨道半径R=0.8m.现将一质量m=1.0kg的小滑块，由轨道顶端A点无初速释放，滑块滑到B端后冲上小车．滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3。(取g=10m/s2)试求：
(1)滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；
(2)小车运动1.5s时，车右端距轨道B端的距离；
(3)滑块与车面间由于摩擦而产生的内能。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A.居里夫妇用α粒子轰击铝箔，发现了放射性磷P和中子，故A错误；
B.玻尔的原子模型成功地解释了氢原子的发光现象，故B错误；
C.麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验方法给予证实，选项C正确；
D.玻尔建立了量子理论，只成功地解释了氢原子的发光现象，故D错误。
故选C。
2.【答案】D
【解析】解：几个自由核子结合成原子核时释放的能量，或原子核分解成核子时吸收的能量，叫做原子核结合能，故ABC错误，D正确。
故选：D。
由原子核的结合能定义求解即可。
本题考查了熟记并理解原子核结合能的定义，要求学生对这部分知识要重视课本。
3.【答案】D
【解析】解：AD、如果没有外界影响，密闭容器内的理想气体的温度、体积和压强均不会发生变化；分子的无规则运动也不会停止；而体积不变，故分子的密集程度不变；故A错误，D正确。
B、由于温度不变，故分子平均动能不变；在相同温度下各个分子的动能并不相同，故速度大小也不相等，故B错误；
C、由于分子的无规则运动，分子间发生相互碰撞，故分子的动能会发生变化，由于温度不变，分子的平均动能不变，故C错误；
故选：D。
明确气体的三个状态参量的性质，知道没有外界影响时理气体的状态不变；从而分析分子平均动能以及分子的密集程度的变化；知道分子运动是统计规律，对单个分子是没有意义的。
本题考查分子动理论的基本内容，要求掌握温度是分子平均动能的标志，但相同温度下并不是所有分子的动能均相同。
4.【答案】D
【解析】要产生稳定的干涉，两列波的频率必须相同且相位差恒定，而手电筒中的两只小灯泡发出的光，是大量原子被激发后随机辐射的，频率不稳定，不满足产生稳定干涉的条件，即两光源为非相干光源，因此看不到干涉条纹。
故选D。
5.【答案】A
【解析】A.根据折射定律有sin (90∘−β)sin α=n
可知A光束的折射率比B光束的小，故A光束的频率比B光束的小，故A正确；
B.A光束的频率比B光束的小，可知在棱镜中A光束的波长比B光束的长，故B错误；
C.根据v=cn
可知在棱镜中B光束的传播速度比A光束的小，故C错误；
D.全反射的临界角sinC=1n
可知把两束光由水中射向空气，产生全反射，A光的临界角比B的临界角大，故D错误。
故选A。
6.【答案】C
【解析】光线照射到透明玻璃片的表面时，光线在油膜的上下表面分别反射，两列反射光频率相同，形成干涉现象，可在照射面前边看到彩色的条纹，即前者是干涉现象；
同时，部分光线进入玻璃在玻璃中反射，有部分光线从边缘折射出来，玻璃片的边缘相当于棱镜，发生色散，可从玻璃片的旁边看到彩色图样，即后者是折射色散现象。
故选C。
7.【答案】B
【解析】考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的14，由m=m012n=14得n=2，经历了2个半衰期，即11460年．故B正确，A、C、D错误．
故选B.
经过一个半衰期有半数发生衰变，根据古木中14C的含量得出半衰期的次数，从而得出古树死亡时间．
解决本题的关键掌握半衰期的定义，根据剩余未衰变的量得出半衰期的次数．
8.【答案】B
【解析】【分析】
质点的振幅等于振子的位移最大值，由图直接读出振幅和周期，由公式f=1T求出频率。根据给定时刻的质点位移，分析质点的速度大小。
本题考查对简谐运动图象的理解能力，由简谐运动图象能直接读出振幅、周期、速度和加速度的变化情况。要注意频率不是读出来，是求出来的。
【解答】
A.由图读出周期T=4s，振幅为2cm，则频率f=1T=0.25Hz，故A错误；
B.0∼3s内，质点通过的路程为3A=6cm，故B正确；
C.由图象可知1s末质点位于平衡位置，速度最大，故C错误；
D.在t=3s时，质点的位移为零，不是振幅为零，质点的振幅等于振子的位移最大值，保持不变，故D错误。
故选：B。
9.【答案】D
【解析】α粒子受原子核的斥力作用，则轨迹不可能为B和C，可能为A和D。
故选D。
10.【答案】D
【解析】根据单摆的周期公式T=2π Lg，要增大单摆周期，可以增加摆长或减小重力加速度；与摆球的质量和振幅无关；将单摆由山下移至山顶，重力加速度变小，故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据单摆的周期公式T=2π Lg判断单摆周期的变化．
解决本题的关键掌握单摆的周期公式T=2π Lg，知道影响单摆周期的因素．
11.【答案】C
【解析】A.根据题意可知，蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率，所以蓝牙通信的电磁波不可能是蓝光，故A错误；
B.因为蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率，根据 c=λf 可知，波长比可见光长，故B错误；
C.因为波长比可见光长，所以更容易发生衍射现象，故C正确；
D.所有电磁波在真空中传播速度都为光速，故D错误。
故选C。
12.【答案】A
【解析】A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，温度越高，分子的平均动能越大，故A正确；
B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和，故B错误；
C.气体压强不仅与气体分子的平均动能有关，还与气体分子的密集程度有关，故C错误；
D.气体膨胀对外做功且温度不变，分子的平均动能一定不变，故D错误。
故选A。
13.【答案】AC
【解析】A.①是发现中子的核反应方程，选项A正确；
B.②是轻核聚变反应方程，选项B错误；
C.③是核裂变方程，根据质量数和电荷数守恒，其中 x=10 ，选项C正确；
D.④是原子核的人工转变方程， Y的质量数为1，电荷数为1，是质子，选项D错误。
故选AC。
14.【答案】BC
【解析】【分析】
由振动图像读出周期。根据x1=1m处质点和x2=7m质点的振动图像，分析状态与位置关系，找出波长的通项，求出波速的通项，进而确定特殊值。
本题关键考查运用数学知识解决物理问题的能力，结合波形周期性和波传播方向的不确定性求解出波长和波速的通项进行分析，基础题目。
【解答】
由图可知波的周期为4 s，先假设x1=1m处质点和x2=7m质点的距离小于一个波长，在0时刻，由图可知当x1=1m处质点在平衡位置向下振动，x2=7m处的质点在波峰，则
①当波沿x轴的正方向传播时：x2−x1= 14 λ，考虑到波形的重复性，可知两质点的距离与波长的关系为x2−x1=(n+ 1 4 )λ(n=0、1、2⋯⋯)，
可得波长通式为λ=244n+1m(n=0、1、2⋯⋯)，
根据v= λ T可得波速的通式为v=64n+1m/s(n=0、1、2⋯⋯)，
代入n为整数可得v=6m/s，1.2m/s，……；
②当波沿x轴负方向传播时：x2−x1= 34 λ，考虑到波形的重复性，可知两质点距离与波长的关系为x2−x1=(n+ 3 4 )λ(n=0、1、2⋯⋯)，
可得波长的通式为λ=244n+3m(n=0、1、2、⋯⋯)，
根据v= λ T，
可得波速的通式为v=64n+3m/s(n=0、1、2、⋯⋯)，
代入n为整数可得v=2m/s，67m/s，……
故BC正确，AD错误。故选BC。
15.【答案】BC
【解析】碰撞前系统的总动量为p=mAvA+mBvB=12kg⋅m/s
系统总的机械能为E=12mAvA2+12mBvB2=36J
A.如果 v′A=5m/s ， v′B=2.5m/s ，则碰撞后A的速度大于B的速度，不符合实际情况，故A错误；
B.如果 v′A=2m/s ， v′B=5m/s ，碰后系统动量为p′=mAv′A+mBv′B=12kg⋅m/s
碰后系统机械能为E′=12mAv′A2+12mBv′B2=27J<36J
碰撞过程系统满足动量守恒，满足机械能不增加原则，故B正确；
C.如果 v′A=4m/s ， v′B=4m/s ，碰后系统动量为p′=mAv′A+mBv′B=12kg⋅m/s
碰后系统机械能为E′=12mAv′A2+12mBv′B2=24J<36J
碰撞过程系统满足动量守恒，满足机械能不增加原则，故C正确；
D.如果 v′A=7m/s ， v′B=1.5m/s ，则碰撞后A的速度大于B的速度，不符合实际情况，故D错误。
故选BC。
16.【答案】CD
【解析】【解答】
A、当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，仅仅能说明验电器带电；发生光电效应后锌板带正电，所以验电器也带正电，故A错误；
B、图2中，从光电流与电压的关系图象中可以看出，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明饱和光电流与光的强度有关，不能说明遏止电压和光的强度有关，故B错误；
C、根据Ekm=hv−W0=eUc
解得：Uc=hv−hvce
图线的斜率k=he=U1v1−vc，则h=U1ev1−vc，故C正确；
D、根据光电效应方程Ekm=hv−W0=eUc，当v=0时Ek=−W0，由图象知纵轴截距−E，所以W0=E，即该金属的逸出功E；图线与v轴交点的横坐标是v0，该金属的逸出功hv0，故D正确。
故选：CD。
【分析】
验电器的指针发生偏转，仅仅能说明验电器带电；光照越强，光电流越大，说明饱和光电流与光的强度有关；入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，遏止电压增大。根据光电效应方程得出U−V的关系式，通过关系式得出斜率、截距表示的含义。根据光电效应方程，结合图线的纵轴截距求出金属的逸出功，结合横轴截距得出金属的极限频率，从而得出逸出功。
本题考查对光电效应的实验规律以及光电效应方程的理解。遏止电压：使光电流减小到零时的最小反向电压Uc.截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的截止频率。逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功。
17.【答案】解：(1)A、C碰撞过程系统所受合外力为零，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
mCv0=(mA+mC)v1，
代入数据解得：v1=6m/s；
(2)A、B、C三者速度相等时弹簧压缩量最大，弹簧弹性势能最大，设速度大小为v
A、B、C系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
(mA+mC)v1=(mA+mB+mC)v
代入数据解得：v=5m/s，
由能量守恒定律得：
12(mA+mC)v12=12(mA+mB+mC)v2+Ep，
代入数据解得：Ep=15J；
答：(1)磁性金属块C与铁块A碰后瞬间速度大小是6m/s；
(2)磁性金属块C与铁块A碰后弹簧的最大弹性势能是15J。
【解析】(1)A、C碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出碰撞后瞬间的速度大小。
(2)当A、B、C速度相等时弹簧压缩量最大，弹簧弹性势能最大，应用动量守恒定律求出系统的共同速度，然后应用能量守恒定律求出弹簧的最大弹性势能。
本题考查了动量守恒定律的应用，根据题意分析清楚物块的运动过程是解题的前提，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以解题。
18.【答案】解：(1)设乙球从离弧形槽最低点R高处开始自由下落，到达O点的时间为t乙= 2Rg
甲球近似看做单摆，其周期T=2π Rg
第一次到达O点的时间为t甲=14T=π2 Rg
则甲乙两球第一次到达O点的时间比t甲t乙=π2 2
(2)由于甲球运动的周期性，所以甲球到达O点的时间为t甲=T4+nT2=2n+12⋅π Rg(n=0,1,2,…)
丙到达O点的时间为t丙= 2hg
由于甲、丙在O点相遇，故有t甲=t丙
解得h=2n+128π2R(n=0,1,2,…)
答：(1)若乙球从圆心O′处自由落下，问甲乙两球第一次到达O点的时间比是 π2 2 ；
(2)若另一小球丙从O点正上方某处自由落下，为使甲丙两球在O点相碰，小球丙的自由落下高处为： 2n+128 π2R(n=0,1,2,…)
【解析】明确知道两球运动的时间相等这一特点，知道A球运动过程是一个周期性运动，考虑多解性。
19.【答案】解：(1)滑块从A端下滑到B端，由动能定理得 mgR=12mv02
在B点由牛顿第二定律得 FN−mg=mv02R
解得轨道对滑块的支持力 FN=3mg=30N
(2)滑块滑上小车后，由牛顿第二定律
对滑块：−μmg=ma1，得a1=−3m/s2
对小车：−μmg=Ma2，得a2=1m/s2
设经时间t后两者达到共同速度，则有 v0+a1t=a2t
解得 t=1s
由于t=1s<1.5s，故1s后小车和滑块一起匀速运动，速度v=1m/s
因此，1.5s时小车右端距轨道B端的距离为 s=12a2t2+v1.5−t=1m
(3)滑块相对小车滑动的距离为 Δs=v0+v2t−v2t=2m
所以产生的内能Q=μmgΔs=6J。
答：(1)轨道对滑块的支持力为30N;
(2)1.5s时小车右端距轨道B端的距离为1m；
(3)滑块与车面间由于摩擦而产生的内能是6J.

【解析】本题考查了动能定理、牛顿第二定律和运动学公式，关键理清物块和小车的运动规律．
(1)根据动能定理求出物块到达B点的速度，根据牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出对轨道压力的大小；
(2)根据牛顿第二定律分别求出物块和小车的加速度，当两者速度相等时，保持相对静止，结合运动学公式求出相对静止所需的时间；小车先做匀加速直线运动，当与滑块速度相等后做匀速直线运动，结合运动学公式求出小车运动1.5s时，小车右端距轨道B端的距离;
(3)滑块与车面间由于摩擦而产生的内能Q=μmgs