2022-2023学年上海市闵行区名校高二（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共12小题，共40.0分）
1. 氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子( )
A. 放出光子，能量增加 B. 放出光子，能量减少
C. 吸收光子，能量增加 D. 吸收光子，能量减少
2. 关于原子物理，下列说法错误的是( )
A. 粒子是核外电子
B. 半衰期与放射性元素处于何种物态、是单质还是化合物都没有关系
C. 同位素的化学性质相同
D. 平均结合能越大，原子核越稳定
3. 如图，曲线Ⅰ和Ⅱ为某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则( )
A. 曲线Ⅰ对应状态的温度更高 B. 曲线Ⅰ对应状态的速率的分布范围更广
C. 曲线Ⅰ与横轴所围面积更大 D. 曲线Ⅰ对应状态的气体分子平均速率更小
4. 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
5. 在能源消耗的过程中，很难把产生的内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。下列说法正确的是( )
A. 能量耗散说明能量在不断减少
B. 能量耗散不遵循能量守恒定律
C. 能量耗散说明能量不能凭空产生，但能量却可以凭空消失
D. 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
6. 一定质量的理想气体，其状态经历的变化，图线如图所示，在该过程中气体体积( )
A. 先不变后增大
B. 先增大后不变
C. 先不变后减小
D. 先减小后不变
7. 两质点由静止开始做直线运动，它们的位移与时间的图像均为抛物线。时刻它们的速度分别为和，加速度分别为和。则( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
8. 如图所示，有一光滑斜面固定在支架上图中支架未画出，斜面底边水平。有一质量分布均匀的不可伸长的柔软绳索圈挂在光滑的斜面上，绳索圈静止。若按住绳索，然后剪掉边下方的绳索，再轻轻松开斜面上的绳索，则对斜面上剩余部分绳索，以下说法中正确的是( )
A. 绳索仍然静止在斜面上
B. 绳索将沿面下滑
C. 绳索将沿面下滑
D. 绳索的运动情况与斜面底角与的大小关系有关，故无法判定运动情况
9. 如图甲所示，分别用、两种材料作极进行光电效应探究，频率相同的、两束光分别照射、两种材料，产生光电子的最大初动能分别为、，直流电源的正负极可以调节，光电流随电压变化关系如图乙所示，则( )
A. 光子的能量比光子的大 B. 光的光照强度比光的小
C. 光电子的最大初动能 D. 材料的截止频率比材料的小
10. 小明在做“用测瞬时速度”的实验时，保持小车释放点和光电门位置不变。获得的数据如下表，则可以判断挡光片的安装方式为( )
实验序号 挡光片宽度 挡光时间 速度
A. B. C. 以上两种都可以 D. 以上两种都不可以
11. 一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由增大到，在随后的一段时间内速度大小由增大到。前后两段时间内，合外力对质点做功分别为和，合外力的冲量大小分别为和。下列关系式一定成立的是( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
12. 如图所示，半圆形容器固定在地面上，容器内壁光滑，两个完全相同且质量分布均匀的光滑小球、放在容器内，处于静止状态。现用水平力作用在球上，则在球由点缓慢移动到点的过程中( )
A. 容器对球的弹力逐渐增大 B. 容器对球的弹力先减小后增大
C. 球对球的弹力逐渐增大 D. 球对球的弹力先增大后减小
二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）
13. 光纤是传输信息的理想载体，利用光的______ 。下一代超高精度原子钟的工作原理依据核反应方程
______ 。
14. 质子和粒子被加速到相同动能时，质子的动量______选填“大于”、“小于”或“等于”粒子的动量，质子和粒子的德布罗意波波长之比为______．
15. 已知电梯在时由静止开始上升，图如图所示。根据加速度和速度的定义，类比教科书中讲解由图像求位移的方法。则电梯在第内速度改变量为______ ；以最大速率上升的距离为______ 。
16. 如图，单色光从折射率、厚度的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为，则该单色光在玻璃板内传播的速度为______ ；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间的取值范围是______ 不考虑反射。
17. 如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角。一重为的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的作用力大小为______ ，每根斜杆受到地面的摩擦力大小为______ 。
三、实验题（本大题共1小题，共12.0分）
18. 某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。
双缝干涉实验中双缝的作用是：______ 。
实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安装双缝时得到分布图是______ 选填“”或“”；
若要使干涉条纹的间距变大，可选用双缝间距较______ 的双缝选填“宽”或“窄”，或使缝屏与光屏间的距离______ 选填“增大”或“减小”。
为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随光的照度而发生变化的元件照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为某光敏电阻在不同照度下的阻值如下表：
照度
电阻
如图丙为街道路灯自动控制电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在______ 填“”或“”之间；
已知线圈的电阻为，直流电源的电动势，内阻忽略不计。当线圈中的电流大于时，继电器的衔铁将被吸合，滑动变阻器的阻值应调为______ 时，才能使天色渐暗照度低于时点亮路灯。
为了更加节能，让天色更暗时，路灯点亮，变阻器的阻值应适当调______ 些选填“大”或“小”。
四、简答题（本大题共2小题，共28.0分）
19. 某升降椅简化结构如图所示，座椅和圆柱形导热气缸固定在一起，与粗细均匀的圆柱形气缸杆密封住长度为的理想气体。质量为的人坐到座椅上并双脚悬空，座椅下降一段距离后稳定。已知座椅和气缸总质量为，圆柱形气缸杆的横截面积为，座椅下降过程中气缸内气体无泄漏，气缸下端不会触碰到底座。若不计气缸与气缸杆间的摩擦力，大气压强恒为，环境温度不变，取重力加速度。求：
人未坐上座椅时，气缸内气体的压强大小；
人坐上座椅到稳定，座椅下降的距离。
试分析上述的过程中，筒内气体吸放热和做功的关系？
20. 如图，将小球拴于的轻绳上，向左拉开一段距离释放，水平地面上有一物块，。小球于最低点与物块碰撞，与碰撞前瞬间向心加速度为，假设小球与物块的碰撞是弹性的。
求碰撞后瞬间物块的速度；
若物块与水平地面动摩擦因数，求与碰撞后再次回到点的时间内，物块运动的距离。重力加速度取
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，能量减小，故B正确，ACD错误；
故选：。
氢原子从激发态跃迁到基态时，氢原子放出光子，动能增大，势能减小，整体的能量减小。
本题主要考查了氢原子的能级跃迁，理解跃迁前后的能量变化即可，属于基础题型。
2.【答案】
【解析】解：粒子是原子核内的中子变为质子时放出的电子，不是核外电子，故A错误；
B.半衰期是元素本身的性质，与外界所有条件无关，与温度、压强、是否为化合物还是单质均无关，故B正确；
C.同位素的化学性质相同，故C正确；
D.平均结合能越大，原子核越稳定，故D正确。
本题选择错误选项；
故选：。
根据粒子的实质分析；半衰期是元素本身的性质，与外界所有条件无关，由此分析；同位素的化学性质相同，由此分析；根据平均结合能的特点分析。
本题考查半衰期、粒子的实质、平均结合能等内容，要多熟悉基本概念的理解。
3.【答案】
【解析】解：、气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，曲线Ⅰ对应状态的温度更低，故A错误；
B、由图像可知，曲线Ⅱ对应状态的速率的分布范围更广，故B错误；
C、曲线下的面积表示分子速率从所有区间内分子数的比率之和，为，故曲线Ⅰ、Ⅱ与横轴所围面积相等，故C错误；
D、由得，曲线Ⅰ对应状态的温度更低，分子平均动能越小，则曲线Ⅰ对应状态的气体分子平均动能越小，平均速率更小，故D正确。
故选：。
温度越高分子热运动越激烈，速率较大的分子所占的比例越大，分子平均动能越大，平均速率越大；曲线下的面积表示分子速率从所有区间内分子数的比率之和，为。
本题考查分子运动速率的统计分布规律，解题关键是知道图象的特点，质点温度是分子平均动能的标志，要体会平均俩字的含义。
4.【答案】
【解析】解：、同一种液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的，水对玻璃是浸润液体，对蜂蜡来说是不浸润液体，水银对玻璃是不浸润液体，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，表面张力的作用使露珠的表面积尽可能的小，故露珠呈球形，故B正确；
C、温度升高，分子的平均动能增大，并不是每一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，多晶体和非晶体是各向同性，故D错误。
故选：。
同一种液体是浸润还是不浸润液体是相对的；露珠呈球形是液体表面张力的作用；温度升高，分子的平均动能增大；多晶体和非晶体是各向同性的。
要知道，对同一种液体来说，到底是浸润液体还是不浸润液体，是相对的，不是绝对的。
5.【答案】
【解析】解：能量耗散是指散失的能量无法重新收集起来加以利用，能量耗散并不违背能量守恒定律，能量的总量保持不变，故AB错误；
C.根据能量守恒定律，能量并不会凭空产生，也不会凭空消失，能量耗散说明能量不能凭空产生，但也不能说能量可以凭空消失，实际上能量耗散是能量的转移，故C错误。
D.根据热力学第二定律，能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故D正确。
故选：。
根据能量耗散与能量守恒的含义作答；自然界中凡是与热现象有关的能量转化都具有方向性。
能量耗散说明的能量转化的方向性，因此我们要节约能量。
6.【答案】
【解析】解：根据一定质量理想气体状态方程可得：，则有：，则图像与坐标原点连线斜率表示，斜率越大则压强越小。根据图像可知，一定质量的理想气体，其状态经历的变化过程中，气体体积先减小、后不变，故D正确、ABC错误。
故选：。
根据一定质量理想气体状态方程分析图像与坐标原点连线斜率表示的物理意义，结合图像进行分析。
本题主要是考查一定质量理想气体的状态方程之图象问题，关键是弄清楚图象表示的物理意义、知道图象的斜率表示的物理意义，根据一定质量的理想气体状态方程进行分析。
7.【答案】
【解析】图像切线的斜率表示速度，由图像可知，在时刻，图像对应的速度大于图像对应的速度，即，由题意可知，质点的位移与时间的图像均为抛物线，可知两质点均做初速度为零的匀加速直线运动，由可知，图像对应的加速度大于图像对应的加速度，即，故A正确，BCD错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】解：去掉下面绳索前，系统处于静止状态，下面绳索对称分布，故此下面绳索对斜面上绳索的作用力竖直向下，剪掉后，斜面上的绳索仍然保持静止，故BCD错误，A正确；
故选：。
剪掉边下方的绳索前，系统处于静止状态，根据对称性结合平衡条件分析剪掉后绳索的状态．
解决本题的关键要抓住对称性，分析剪掉边下方的绳索后系统的状态．
9.【答案】
【解析】解：、两束光的频率相同，根据可知、两束光子的能量相同，故A错误；
B.因光的饱和光电流较大，可知光的光照强度较大，故B错误；
根据，因光的遏止电压较大，可知光照射材料产生光电子的光电子的最大初动能较大，即；
光照射材料产生光电子的光电子的最大初动能较小，则材料的逸出功较大，由，可知材料的截止频率比材料的大。故C正确，D错误。
故选：。
根据光子能量公式分析判断；根据影响饱和光电流的因素分析判断，根据爱因斯坦光电效应方程分析判断。
本题考查光电效应，要求掌握光子能量公式、影响饱和光电流的因素和爱因斯坦光电效应方程。
10.【答案】
【解析】解：若挡光片的安装方式如图中所示时，则挡光片宽度越窄越接近小车前端的速度，因为保持小车释放点和光电门位置不变，则越接近小车前端速度越小，和表格数据相反；同理可知，挡光片的安装方式如图中所示时，则挡光片宽度越窄越接近小车后端的速度，可知越接近小车后端速度越大，和表格数据相符。故A正确，BCD错误，
故选：。
根据表中数据结合运动的特点分析挡光片的安装位置。
本题主要考查了匀变速直线运动的规律，根据表中数据的变化分析出挡光片的安装位置即可，虽然考法比较新颖，但难度不大。
11.【答案】
【解析】解：在前一段时间内，根据动能定理得：
在后一段时间内，根据动能定理得：
所以；
由于速度是矢量，具有方向，当初、末速度方向相同时，动量变化量最小，方向相反时，动量变化量最大，因此冲量的大小范围是：
，即
，即
可知：，故C正确、ABD错误。
故选：。
根据动能定理求解拉力做的功，根据动量定理分析力的冲量范围，由此作答。
涉及力对空间的作用效果首选动能定理，涉及力对时间的作用效果首选动量定理。
12.【答案】
【解析】解：对球受力分析如图所示：
缓慢推动球由点缓慢移动到点的过程中，和的夹角不变，根据三力平衡作出矢量三角形如图所示，
从图可以看出球受到球的弹力逐渐增大，容器对球的支持力逐渐减小，故C正确，ABD错误。
故选：。
对受力分析，根据三力平衡作出矢量三角形可分析解得。
本题考查共点力平衡与力的动态平衡，解题关键掌握图解法的应用。
13.【答案】全反射
【解析】解：光纤是传输信息的理想载体，利用光的全反射。
根据质量数和核电荷守恒，核反应方程为
是衰变。
故答案为：全反射；。
光纤传输信息是利用光的全反射；根据质量数和核电荷守恒完成核反应方程。
根据质量数和核电荷守恒书写核反应方程，要求熟记常见微粒的代表符号。
14.【答案】小于；：
【解析】
【分析】
根据、得到动能与动量的关系，然后根据公式比较物质波的波长。
该题考查德布罗意波波长，关键是记住公式，同时要能够推导出动量与动能的关系分析，基础题目。
【解答】
动能与动量的关系为：，因为质子质量小于粒子质量，所以质子动量小于粒子的动量；
物质波的波长：，
联立得到：，
质子和粒子质量之比为：，故物质波的波长之比为：；
故答案为：小于，：。
15.【答案】
【解析】解：根据加速度和速度的定义，类比教科书中讲解由图像求位移的方法，在图中图线与坐标轴围成的面积表示这段时间内的速度的变化量，
电梯在第内速度改变量，由面积可知为；
由图像可知内速率最大，其值等于内图像线下的面积，由，以最大速率上升的距离为：；
故答案为：；；
运用类比法理解加速度图像“面积”表示速度的变化量，从而求第内速度改变量，同时分析出内速率最大，其值等于内图像线下的面积，由匀速直线位移公式求以最大速率上升的距离。
本题的关键是具备读图能力，运用类比法理解加速度图像“面积”表示速度的变化量。
16.【答案】
【解析】解：光线在玻璃板的传播速度为
已知，当光线垂直通过玻璃板时所用时间最短，最短时间为；
当入射角为时折射角最大，设最大折射角为，由折射定律得
解得
单色光玻璃板中传播最长距离为
光线通过玻璃板的最长时间为
解得
故该单色光通过玻璃板所用时间的取值范围是。
故答案为：，
当光线垂直通过玻璃板时所用时间最短；当入射角最大时，折射角也最大，光线通过玻璃板的时间最长。根据求出光线在玻璃板的传播速度，由折射定律求出最大折射角，再根据运动学公式求解。
解答本题时，要明确折射角与入射角的关系，知道入射角最大时折射角也最大。能熟练运用折射定律、光速公式和几何关系进行解答。
17.【答案】
【解析】解：设每根斜杆受到的弹力为，对斜杆与横杆的结点受力分析如图所示：
图
竖直方向根据平衡条件可得：
解得
；
地面对每根杆的作用力等于杆的弹力，则每根斜杆受到地面的作用力为；
对某个斜杆受力分析如图所示；
图
水平方向根据平衡条件，有：，解得摩擦力大小为：。
故答案为：，
对斜杆与横杆的结点受力分析，竖直方向根据平衡条件求解斜杆受到的弹力大小，地面对每根杆的作用力等于杆的弹力；对其中一个斜杆分析，水平方向根据平衡条件求解摩擦力大小。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
18.【答案】为了得到两列频率相同的相干光源 窄 增大 小
【解析】解：双缝干涉实验中双缝的作用是：为了得到两列频率相同的相干光源；
实验时，这位同学在缝屏上安装双缝，在电脑屏幕上得到的是干涉条纹，具有平行等间距特点，故分布图是；
根据相邻明条纹中心间距公式，可知若要使干涉条纹的间距变大，可选用双缝间距较窄的双缝，或使缝屏与光屏间的距离增大。
白天光照强，光敏电阻阻值小，线圈中的电流大，线圈产生的磁场强，衔铁被吸引下来与接触，故路灯应接在之间；
由表格数据可知对应的光敏电阻阻值为，根据闭合电路欧姆定律有：
代入数据解得：
为了更加节能，让天色更暗时，路灯点亮，天色更暗时线圈的电流与原来相同，即原来点亮路灯时的电流增大，故变阻器的阻值应适当调小些。
故答案为：为了得到两列频率相同的相干光；；窄，增大；；；小。
根据光的干涉条件分析判断；根据干涉图样的特点分析；根据相邻明条纹中心间距公式分析判断；
分析电磁铁的工作原理；根据闭合电路欧姆定律计算；根据闭合电路欧姆定律分析判断。
本题关键掌握双缝干涉实验原理、干涉条件、干涉图样和相邻明条纹中心间距公式；掌握闭合电路欧姆定律。
19.【答案】解：人未坐上座椅时，座椅受力平衡，有：
代入数据解得：
人坐上座椅稳定后，人和座椅受力平衡，对整体有：
设人坐上座椅稳定后，汽缸内气体长度为根据玻意耳定律得：
座椅下降的距离为：
代入数据联立解得：
人坐上座椅后，气体体积减小，外界对气体做功，环境温度不变，则气体的内能不变，由热力学第一定律得：
则气体向外放热，气体向外放出的热量等于外界对气体做功的大小。
答：人未坐上座椅时，气缸内气体的压强大小为；
人坐上座椅到稳定，座椅下降的距离为。
气体向外放出的热量等于外界对气体做功的大小。
【解析】根据平衡条件求解气缸内气体压强；
根据平衡条件求解气缸内气体压强，根据玻意耳定律求解座椅下降距离；
根据热力学第一定律分析吸放热与做功的关系。
本题考查理想气体状态方程和热力学第一定律，解题关键是会根据平衡条件求解气体压强，结合理想气体状态方程和热力学第一定律列式求解即可。
20.【答案】解：与碰撞前，的速度为，由向心加速度表达式得：
与碰撞瞬间，与组成的系统内力远大于外力，动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：
根据能量守恒定律有
代入数据解得：，方向水平向右；
由于远大于小球的大小，碰后的速度较小，上升的高度较小，故小球碰后做简谐运动，由单摆的周期公式得：
小球再次到平衡位置的时间为：
联立解得：
碰后向右做匀减速直线运动，末速度减为零时的时间为，由运动学公式得：
由牛顿第二定律得：
联立解得：
由于，故在小球再次到平衡位置的时间内，小球早已停下；
小球向右运动的过程中，设运动的距离为，由运动学规律得：
解得：
答：碰撞后瞬间物块的速度为；
与碰撞后再次回到点的时间内，物块运动的距离为。
【解析】先由向心加速度表达式，求出碰前的速度，再根据动量守恒定律和能量守恒求出碰撞后瞬间物块的速度；
判断碰后小球做简谐运动，比较小球回到点的时间与物块运动的时间，根据动能定理求解物块运动的距离。
此题考查了动量守恒定律、单摆的周期公式等知识，关键分析物体参与的运动过程，选择好研究对象，选择好相应规律分析求解，注意比较小球回到点的时间与物块运动的时间。
第1页，共1页
