延边州名校2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试题
考试日期：2022年7月17日
第I卷（选择题）
一、单选题（共24分）
1．（本题4分）人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是（ ）
A．水是浸润液体，水银是不浸润液体
B．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
C．温度升高，每个分子的动能都增大
D．晶体的物理性质都是各向异性的
2．（本题4分）下列说法中错误的是（ ）
A．核聚变比核裂变更为安全、清洁
B．热量不能自发地从低温物体传到高温物体
C．铋210的半衰期是5天，16g铋210经过20天还剩下1g
D．衰变的实质在于核内的质子转化成了一个中子和一个电子
3．（本题4分）如图所示，两块三棱镜相隔一段距离，且侧面平行正对，一细束光斜射入其中一块三棱镜，所有光线均从侧面出入，且不考虑反射光线。下列说法中正确的是（ ）
A．光线进入三棱镜后，频率将变小
B．若入射光为单色光，则经过两个棱镜后的出射光线与入射光线一定平行
C．若入射光为白光，在图中虚线A处放置一光屏，屏上将会出现彩色光谱，且光斑上部呈紫色
D．若入射光为白光，在图中虚线B处放置一光屏，屏上将会出现一个白色光点
4．（本题4分）某竖直弹簧振子的振动图像如图所示，取小球平衡位置为x轴原点，竖直向上为x轴正方向，若0时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则（ ）
A．2s时弹簧弹力大小为3mg
B．1~3s内，振子的动量变化量为零
C．第3s末，弹簧振子的弹性势能为零
D．s时振子位移为4cm
5．（本题4分）如图是物理兴趣小组的同学在某资料上发现的一幅物理图像，该图像未标明坐标轴代表的物理量。于是同学们对该图像进行了讨论，正确的意见是（ ）
A．该图像可能是某种气体在不同温度时的分子速率分布图像，且图线Ⅱ对应的温度较高
B．该图像可能是黑体在不同温度时的辐射强度随波长变化的图像，且图线Ⅰ对应的温度较高
C．该图像可能是某振动系统在不同驱动力作用下受迫振动的振幅随频率变化的图像，且图线Ⅱ对应的驱动力频率较大
D．该图像可能是不同电源的输出功率随负载电阻变化的图像。且图线Ⅰ对应的电源内阻较大
6．（本题4分）1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏双缝干涉实验的结果，利用的基本装置如图所示，单色缝光源S与平面镜M平行。某次实验，S发射波长为的单色光a，光屏上形成干涉条纹，虚线上方的第二条亮条纹出现在N处；若S发射波长为的单色光b，光屏上N处出现第三条亮条纹。已知单色光源S与镜面所在直线间的距离为h，与光屏间的距离为l，不考虑半波损失，下列说法正确的是（ ）
A．单色光波长为λ时光屏上干涉条纹间距为
B．两单色光的光子动量之比
C．若将平面镜M右移一小段距离，光屏上的条纹间距变小
D．若撤去平面镜M，光屏上仍然能出现明暗相间的条纹
二、多选题（共16分）
7．（本题4分）一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻的波形图如图所示。已知波速为0.4m/s，且波刚传到c点。下列选项中说法错误的是（ ）
A．波源的振动周期为0.4s
B．时，质点c沿轴正方向运动
C．质点a比质点b先回到平衡位置
D．时，质点a的加速度比质点b的加速度小
8．（本题4分）据国内媒体报道，中国南海“充电宝”的构想即将实现，大陆第一座海上浮动核电站即将建设完成。据专家透露，中国计划建造20个海上浮动核电站，主要用于海水淡化、资源开发以及为护航潜艇和南海各地区供电。此类核电站采用的是“核裂变”技术,受中子轰击时会发生裂变，产生和，同时放出能量，已知每个铀核裂变时释放的能量约为200 MeV，阿伏加德罗常数取NA＝6.0×1023mol－1。则下列说法中正确的是
A．核反应方程为： 2
B．的结合能比的结合能大
C．只有铀块的体积不小于临界体积时才能发生链式反应
D．若有 1mol的铀发生核反应，且核裂变释放的能量一半转化为电能，则产生的电能约为 9.6×1012J
9．（本题4分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其变化过程的图像如图所示，的反向延长线通过坐标原点O。已知该气体在状态A时的压强为，下列说法正确的是（ ）
A．该气体在状态B时的压强为
B．该气体在状态C时的压强为
C．该气体从状态A到状态C的过程中吸收的热量为100 J
D．该气体从状态A到状态C的过程中放出的热量为200 J
10．（本题4分）如图甲所示为氢原子的能级图，用同一光电管研究氢原子发出的a、b、c三种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙。则这三种光（ ）
A．光子动量
B．照射该光电管时c光使其逸出的光电子初动能最大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距最大
D．若这三种光是原子从能级跃迁到较低能级时发出的光，则c光的波长可以表示为
第II卷（非选择题）
三、实验题（共16分）
11．（本题6分）如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接接起来；
②缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后，记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值；
③重复上述步骤②，多次测量并记录；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。
（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的 和 。
为了保持上述两个物理量不变，下列措施正确的是 。
A．实验前检查实验装置，保证气密性良好
B．不要用手直接握在注射器上
C．实验前注射器内要吸入尽量多的空气
（2）根据记录的实验数据，做出了如图乙所示的图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内，、、、之间满足关系式 ，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
（3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为、，且。在如图丙所示的四幅图中，能大致反映相关物理量之间关系的是 。
A． B． C． D．
12．（本题10分）一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该示数为 mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为 mm，则摆球的直径为 mm。
（2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角 5°（填“大于”或“小于”）。
（3）某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为 cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为 s，该小组测得的重力加速度大小为 m/s2.（结果均保留3位有效数字，π2取9.870）
四、解答题（共36分）
13．（本题10分）一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，为矩形，，， 为圆。现有一细束单色光在图示平面内从 中点以的入射角射入，折射后经过O点。已知光在真空中的速率为
（1）求玻璃砖的折射率；
（2）试判断光束在O点是否发生全反射（说明原因）；
（3）求光束在玻璃砖内的传播时间。
14．（本题12分）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，t＝0.2s时刻的波形如下图中实线所示，t＝0.5s时刻的波形如图中虚线所示，则：
(1)如果波向x轴负方向传播，求该波的周期T
(2)如果周期T＞0.3s，且t＝0时刻，x＝2m处的质点正处在波谷，求这列波传播的方向？传播的速度为多少？
(3)在(2)问的条件下，发现从t＝0时刻开始，波传播3s后，＝2m处的质点运动的路程为3m，求该质点的振幅A为多少？
15．（本题14分）如图所示，竖直放置，粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积V0=8cm3的金属球形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度T1=27℃时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=15cm，右管水银柱上方空气柱长h0=4cm，现在左管中加入水银，保持温度不变，使两边水银柱在同一高度（已知大气压强p0=75cmHg，U形玻璃管的横截面积S=0.5cm2）。
（1）求需要加入的水银柱的长度l；
（2）若使右管水银面恢复到原来的位置，则封闭气体应加热到多少摄氏度
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快对答案：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B D B D A D AC BD BC AC
11．质量 温度 AB/BA AC/CA
12．0.006/0.007/0.008 20.034/20.033/20.035/20.032 20.027/20.028/20.029 大于 82.5 1.82 9.83
13.（1）；（2）可以发生全反射，理由见解析；（3）
14．(1) （n=0，1，2，…）；(2) x轴正方向传播，；(3)
15．（1）23cm；（2）142℃
答案详解：
1．B
【详解】A．同一种液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的，水对玻璃来说是浸润液体，对蜂蜡来说是不浸润液体，水银对玻璃来说是不浸润液体，对铅来说是浸润液体，故A错误；
B．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，故B正确；
C．当物体的温度升高时，物体内分子的平均动能变大，但不是每个分子的动能都增大，故C错误；
D．单晶体的物理性质是各向异性的，多晶体和非晶体是各向同性的，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】A．核聚变反应所产生的放射性废料较少，处理起来比较简单，而核裂变反应所产生的放射性废料较多，处理起来比较困难，所以核聚变比核裂变更为安全、清洁，故A正确；
B．根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故B正确；
C．由半衰期公式可得
故C正确；
D．衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子，故D错误。
本题选错误的，故选D。
3．B
【详解】A．光线进入三棱镜后，频率保持不变，只是传播速度和波长变小，A错误；
B．根据折射定律，如图所示为入射光经过两个棱镜后的出射的光路图
由光路图可知，出射光线一定与入射光线平行，B正确；
C．若入射光为白光，在图中虚线A处放置一光屏，屏上将会出现彩色光谱，由于红光到紫光折射率增大，所以光斑上部呈红色，下部呈紫色，C错误；
D．若入射光为白光，在图中虚线B处放置一光屏，虽然经过两个棱镜后的出射光线与入射光线平行，但由于不同色光经过两个棱镜后分开，故屏上将会出现彩色光斑，D错误；
故选B。
4．D
【详解】A．取小球平衡位置为x轴原点，竖直向上为x轴正方向，而0时刻弹簧弹力为0，位移为A，有
kA=mg
2s时刻在负的最大位移处，弹簧的伸长量为2A，则弹力为
F=2mg
故A错误；
B．1s末和3s末振子速度方向相反，则1~3s内，振子的动量变化量不为零，故B错误；
C．第3s末，振子通过平衡位置，弹簧弹力等于振子重力，弹簧有形变量，弹簧振子的弹性势能不为零，故C错误；
D．振子振动方程为
s时振子位移为
y=4cm
故D正确。
故选D。
5．A
【详解】A．如图所示的可能是某种气体在不同温度时的分子速率分布图像，且图线Ⅱ对应的温度较高，故A正确；
B．温度升高时，黑体辐射各种波长的辐射强度都增加，不同温度对应的曲线不相交，B错误；
C．同一振动系统在不同驱动力作用下的共振曲线峰值对应的频率相同，且不会经过坐标原点，故C错误；
D．当负载电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，如果图像是不同电源的输出功率随负载电阻变化的图像，则图线Ⅱ对应的电源内阻较大，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】A．由题意可知，可将单缝及其在平面镜中的像视为双缝，由双缝干涉条纹间距公式
其中
可得
A错误；
B．波长为的单色光和波长为的单色光的条纹间距之比为3：2，故
结合
可知
B错误；
C．将平面镜M右移一小段距离，不影响光源的像的位置和l的大小，条纹间距不变，C错误；
D．若撤去平面镜M，通过单缝光线会发生衍射，仍然可以观察到明暗相间的条纹，D正确。
故选D。
7．AC
【详解】A．由题图可知波长为
波源的振动周期为
故A错误；
B．由于时质点c位于波传播方向的“下坡”上，所以此时质点c沿轴正方向运动，故B正确；
C．由于t=0时质点a位于波传播方向的“上坡”上，所以此时质点a沿y轴负方向运动，而质点b此时正从波峰向平衡位置运动，所以质点a比质点b后回到平衡位置，故C错误；
D．时，质点b运动到波谷位置，加速度达到最大值，而质点a一定没有运动至波谷或波峰的位置，所以此时质点a的加速度比质点b的加速度小，故D正确。
故选AC。
8．CD
【详解】A.核反应方程为： ；
B.中的比结合能比大，但结合能较小；
C.发生链式反应的条件这铀块的体积不小于临界体积；
D.由质能方程可计算得产生的电能为9.6×1012J。
故选CD。
9．BC
【详解】A．气体从状态A到状态B，发生的是等容变化，由查理定律得
解得在状态B时的压强为
选项A错误；
B．气体从状态B到状态C，发生的是等压变化，有
选项B正确；
CD．由于状态A与状态C的温度相同，所以该气体从状态A到状态C的过程中，内能变化量，气体从状态A到状态B不做功，从状态B到状态C的过程中气体对外做功，做功大小为
由热力学第一定律知整个过程中吸收的热量
选项C正确，D错误。
故选项BC。
10．AC
【详解】A．根据光电效应方程
再根据动能定理
联立可得
利用图像遏止电压的值可知
而光子动量和能量之间的关系
因此光子动量之间的关系为
A正确；
B．由图像可知，c光的遏止电压最大，根据动能定理，c光使其逸出的光电子的最大初动能最大，而出射的各种电子初动能不一定都最大，B错误；
C．根据
可知
根据双缝干涉相邻亮（暗）纹间距公式
可知通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距最大，C正确；
D．若这三种光是原子从能级跃迁到较低能级时发出的光，利用光电效应方程可知
整理得
D错误。
故选AC。
11． 质量 温度 AB/BA AC/CA
【详解】（1）[1][2]由题意知，要探究气体等温变化的规律，所以应该控制气体的质量和温度不变；
[3]
AC．实验前检查实验装置，保证气密性良好，从而保证气体质量不变，故A正确，C错误；
B．不要用手直接握在注射器上，以防改变气体的温度，故B正确；
故选AB。
（2）[4]如果在误差允许范围内，满足关系式
就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
（3）[5]因为p与V成反比，则p与成正比，且当体积不变时，压强越大，温度越高。
故选AC。
12． 0.006/0.007/0.008 20.034/20.033/20.035/20.032 20.027/20.028/20.029 大于 82.5 1.82 9.83
【详解】（1）[1]测量前测微螺杆与和测砧相触时，图（a）的示数为
[2]螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5mm的整数倍)加可动刻度（0.5mm以下的小数）读数，图中读数为
[3]则摆球的直径为
（2）[4]角度盘的大小一定，即在规定的位置安装角度盘，测量的摆角准确，但将角度盘固定在规定位置上方，即角度盘到悬挂点的距离变短，同样的角度，摆线在刻度盘上扫过的弧长变短，故摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角大于5°；
（3）[5]单摆的摆线长度为81.50 cm，则摆长为
结果保留三位有效数字，得摆长为82.5cm；
[6]一次全振动单摆经过最低点两次，故此单摆的周期为
[7]由单摆的周期表达式得，重力加速度
13．（1）；（2）见解析；（3）
【详解】（1）光路图如图所示
由图中几何关系可得
则有
解得
根据折射定律，可知玻璃砖的折射率为
（2）由图可知，光束在O点的入射角为
设光束在O点发生全反射的临界角为，则有
可得
可知光束在O点发生全反射。
（3）光束在O点发生全反射，则光束沿半径在CD弧射出，传播距离为
光束在玻璃砖中的速率为
光束在玻璃砖中的传播时间为
14．(1) （n=0，1，2，…）；(2) x轴正方向传播，；(3)
【详解】(1)由图可知
波向负方向最小位移为5m
故有
解得
（n=0，1，2，…）
(2)根据题意可得：波向x轴正方向传播
可得
由
解得
(3)由
解得
15．（1）23cm；（2）142℃
【详解】（1）初态有
末态有
体积为V2，根据玻意耳定律有
解得
此时水银正好到球的底部，可知加入的水银柱长度为
（2）初态
末态
温度为T3，根据查理定律有
解得
T3 415K
即为142℃。
