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景东县2022-2023学年高二下学期期末考试
物理
注意事项:
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题（共8小题，每题3分，共24分）
1. 我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，把内能自发地转化为动能而运动起来．其原因是( )
A. 这违反了能量守恒定律
B. 在任何条件下内能都不可能转化为机械能，只有机械能转化为内能
C. 机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的
D. 以上说法均不正确
2. 如图所示，线圈L的电阻不计，则( )
A. S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电
B. S闭合，稳定后，A板带正电，B板带负电
C. S断开瞬间，A板带正电，B板带负电
D. 由于线圈电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下，两板都不带电
3. 原子核发生β衰变时，此β粒子是( )
A. 原子核外的最外层电子
B. 原子核外的电子跃迁时放出的光子
C. 原子核内存在的电子
D. 原子核内的一个中子变成一个质子，同时放射出一个电子
4. 如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠。下列说法正确的是( )
A. 这群氢原子能发出3种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最短
B. 这群氢原子能发出2种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=1能级所发出的光频率最小
C. 金属钠表面发出的光电子的最大初动能为 9.60 eV
D. 这群氢原子发出不同频率的光，只有一种频率的光可使金属钠发生光电效应
5. 一重力不计的直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向由a到b的电流，则导线ab受到安培力的作用后的运动情况为( )
从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
B. 从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D. 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
6. 质量为m的篮球从某一高处从静止下落，经过时间t1与地面接触，经过时间t2弹离地面，经过时间t3达到最高点．重力加速度为g，忽略空气阻力．地面对篮球作用力冲量大小为( )
A. mgt1＋mgt2＋mgt3 B. mgt1＋mgt2－mgt3
C. mgt1＋mgt2 D. mgt1－mgt3
7. 静止在水面上的船，长度为L，船的质量为M，一个质量为m的人站在船头，当此人由船头走到船尾时，不计水的阻力，船移动的距离为( )
A. B. C. D.
8. 男女二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它们之间的大小关系是( )
A. f1>f2，λ1>λ2，v1>v2 B. f1
二、多选题（共4小题，每题4分，共16分）
9. 对于薄膜干涉，下列认识中正确的是( )
A. 是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果
B. 暗纹出现的地方，两个表面反射的光在这里是波谷和波谷相遇叠加
C. 可以在入射光的同一侧观察薄膜干涉条纹
D. 用单色光做光源时，出现平行的明暗条纹，说明整个膜的厚度相同
10. 下列说法正确的是( )
A. H＋H→He＋n是聚变反应 B. U＋n→Xe＋Sr＋2n是裂变反应
C. Ra→Rn＋He是α衰变 D. Na→Mg＋e是裂变
11. 下列关于横波与纵波的说法正确的是( )
A. 声波一定是纵波
B. 水波一定是横波
C. 地震波既有横波成分，也有纵波成分
D. 横波只能在固体中传播，纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播
12. 图甲为一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，图乙为介质中x＝2 m处的质点P的振动图像．下列说法正确的是( )
A. 波沿x轴负方向传播
B. 波速为20 m/s
C. t＝0.15 s时刻，质点P的位置坐标为(5 m,0)
D. t＝0.15 s时刻，质点Q的运动方向沿y轴负方向
E. t＝0.15 s时刻，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（共2小题）
13. 某同学用图甲所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。
(1)以下说法正确的是________。
A．实验所用小球的密度不要太大
B．测量周期时只需测得小球做一次周期性运动的时间即可
C．实验时小球的摆动幅度应大些
D．悬挂小球的细绳的质量要尽可能小些
(2)该同学用游标卡尺测量小球的直径。测量的刻度部分如图乙所示，则小球的直径为________cm。
(3)该同学通过改变细线长度进行多次测量，记录每次测得的周期T和对应的细线长度L，画出的T2-L图像如图丙所示，π≈3.14，由此得当地重力加速度为________m/s2(结果保留三位有效数字)。
14. 霍尔效应是电磁基本现象之一。如图所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH=k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如上图所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与 (选填“M”或“N”)端通过导线相连。
(2)已知薄片厚度d=0.40 mm，该同学保持磁感应强度B=0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示。
根据表中数据画出UH-I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为 ×10-3V·m·A-1·T-1。(保留两位有效数字)
四、计算题（共3小题）
15.水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好．设汽缸内、外压强均为大气压强p0.活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为SL0，各接触面光滑．连杆的截面积忽略不计．现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求：
(ⅰ)此时上、下部分气体的压强；
(ⅱ)“H”型连杆活塞的质量(重力加速度大小为g)．
16. 由折射率n＝的透明物质做成的三棱柱，其横截面如图中△ABC所示，一光束SO以45°的入射角从AB边射入，在AC边上刚好发生全反射，然后垂直BC边射出．
(1)请画出光路图；
(2)求光束经AB边折射后，折射角的大小；
(3)请计算△ABC中∠B的大小．
17. 如图所示，水平光滑轨道AB与半径为R的竖直光滑半圆形轨道BC相切于B点．质量分别为2m和m的两个小滑块a、b(可视为质点)静止于水平轨道上，其中小滑块a与一轻弹簧相连．某一瞬间给小滑块a一冲量使其获得v0＝的初速度向右冲向小滑块b，与b碰撞后弹簧不与b相粘连，且小滑块b在到达B点之前已经和弹簧分离，不计一切摩擦．
(1)求a和b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能．
(2)求小滑块b与弹簧分离时的速度大小．
(3)试通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C．若能，求出到达C点的速度．
1. C 2. A 3. D 4. C 5. D 6. A 7. B 8. C
9. AC 10. ABC 11. CD 12. BDE
13. (1)D (2)0.965 (3)9.86
【解析】(1)实验所用小球的密度要大，体积要小，选项A错误；为了减小误差，测量周期时要测量至少30次全振动的时间，然后计算周期的平均值，选项B错误；实验时摆线与竖直方向的夹角θ不大于5°，否则就不是简谐运动了，选项C错误；为了减小误差，悬挂小球的细绳的质量要尽可能小些，选项D正确。
(2)小球的直径为9 mm＋0.05 mm×13＝9.65 mm＝0.965 cm。
(3)根据单摆周期公式有T＝2π
可得T2＝L＋
由题图可知k＝＝s2/m＝4 s2/m
解得g≈9.86 m/s2。
14. (1)M (2)如图所示 1.5
【解析】(1)通过矩形半导体薄片中的电流由P向Q，根据左手定则可知带正电粒子受到的洛伦兹力由N端指向M端，即带正电粒子向M端偏转，所以M端聚集正电荷，M端电势高于N端，故电压表的“+”接线柱应接M端。(2)由UH=k可得霍尔系数k=，由图线可得斜率k'==0.38 V/A，故k=V·m·A-1·T-1=1.5×10-3V·m·A-1·T-1。
15. (ⅰ)2p0 p0 (ⅱ)
【解析】(ⅰ)旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意耳定律可知p0·SL0＝p1·SL0
解得旋转后上部分气体压强为p1＝2p0
旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为SL0＋SL0＝SL0，则
p0·SL0＝p2·SL0
解得旋转后下部分气体压强为p2＝p0
(ⅱ)对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力mg竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知
p1S＝mg＋p2S
解得活塞的质量为m＝.
16. 见解析
【解析】(1)光路图如图所示.
(2)由sin 45°＝n·sinr，
解得r＝30°.
(3)由sinC′＝＝，解得C′＝45°，
则α＝45°，∠C＝45°，
又知β＝45°，则∠A＝75°，
得∠B＝180°－45°－75°＝60°.
17. (1)mgR (2)2 (3)b不可能到达C点
【解析】(1)a与b碰撞达到共速时弹簧被压缩至最短，弹性势能最大．设此时a、b的速度大小均为v，则由系统动量守恒可得2mv0＝3mv
由机械能守恒定律有
×2mv02＝×3mv2＋Epm
解得Epm＝mgR
(2)当弹簧恢复原长时弹性势能为零，b开始离开弹簧，此时b的速度达到最大值，并以此速度在水平轨道上向前匀速运动．设此时a、b的速度大小分别为v1和v2，由动量守恒定律可得
2mv0＝2mv1＋mv2
由机械能守恒定律得
×2mv02＝×2mv12＋mv22
解得v2＝2
(3)如果b恰能到达最高点C，则到C点的速度vC应满足牛顿第二定律，即mg＝m
解得vC＝
假设实际运动过程中b能够到达最高点C，且在C点速度大小为vC′，由机械能守恒定律得
mv22＝2mgR＋mvC′2
解得vC′＝0
