甘肅省張掖市某重點校2022-2023學年高二下學期7月月考物理試題（解析版）

物理第Ⅰ卷一、選擇題：本題共12小題。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。1.下列四幅圖涉及到不同的物理知識，其中說法正確的是（）A.湯姆遜通過分析甲圖中的α粒子散射實驗結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構模型B.乙圖表明當一定頻率的光照射到金屬板，金屬板會有光電子射出C.丙圖表示的是磁場對α、β和γ射線的作用情況，其中①是β射線，②是γ射線D.丁圖表示的核反應屬于重核裂變，是人工無法控制的核反應【答案】B【解析】【詳解】A．盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構模型，A選項錯誤；B．根據(jù)光電效應的規(guī)律可知，入射光的頻率大于金屬的極限頻率時，才會有光電子射出，B選項正確；C．根據(jù)左手定則可知，射線①帶正電，①是α射線，②不偏轉(zhuǎn)，是γ射線，C選項錯誤；D．丁圖表示的核反應屬于重核裂變，是人工可以控制的核反應，D選項錯誤。故選B。2.氫原子的結(jié)構可以簡化為一個電子繞一個質(zhì)子做勻速圓周運動，電子在不同軌道上運動，氫原子具有不同的能量．如圖所示，為氫原子的能級示意圖，一群氫原子（稱為a群）處于n=3的激發(fā)態(tài)，他們向較低能級躍遷的過程中向外輻射光子，用這些光子分別照射逸出功為2.29eV的金屬鈉和處于基態(tài)的另一群（稱為b群）氫原子，下列說法正確的是（）A.a群氫原子輻射的光子都能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應B.a群氫原子輻射的光子都能被b群氫原子吸收C.a群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從能級躍遷到能級所發(fā)出的光波長最短D.a群氫原子輻射光子過程中，圍繞質(zhì)子做圓周運動的電子動能增大，電勢能減小【答案】D【解析】【詳解】A、a群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，根據(jù)玻爾理論△E=Em-En（m＞n）得知，從n=3躍遷到n=1所發(fā)出的光能量最大，為12.09eV；從n=2躍遷到n=1輻射的光子能量為10.2eV，這兩種光子的能量都大于逸出功，而從n=3躍遷到n=2所發(fā)出的光的能量為1.89eV，小于逸出功，所以能發(fā)生光電效應的光有兩種．故A錯誤；B、由△E=Em-En（m＞n）得知，b群的氫原子只能吸收特定頻率的光子，其中由n=3向n=2輻射的光子不能被吸收．故B錯誤；C、由E=hv=h得知，頻率最高，波長最短，而從n=3躍遷到n=2所發(fā)出的光能量最小，發(fā)出的光波長最長．故C錯誤；D、氫原子輻射光子的過程中，能量減小，軌道半徑減小，根據(jù)知，電子動能增大，則電勢能減?。蔇正確．3.如圖所示，兩束細平行單色光a、b射向置于空氣中橫截面為矩形的玻璃磚的下表面，設玻璃磚足夠長，若發(fā)現(xiàn)該玻璃磚的上表面只有一束光線射出，則下列說法正確的是（）A.其中有一束單色光在玻璃磚的上表面發(fā)生了全反射B.在該玻璃磚中單色光a傳播速率小于單色光b的傳播速率C.若用同一套雙縫干涉實驗裝置觀察單色光a、b的干涉圖樣，則單色光b的條紋間距更大D.若單色光a能使某金屬發(fā)生光電效應，則單色光b一定能使該金屬發(fā)生光電效應【答案】D【解析】【詳解】A．由于玻璃磚的橫截面為矩形，根據(jù)分析可知，光在下界面位置的折射角與上界面的入射角相等，根據(jù)光路可逆原理可知上界面的入射角必定小于臨界角，則兩束單色光在玻璃磚的上表面均不能夠發(fā)生全反射，故A錯誤；B．根據(jù)題意可知，兩束光在上界面的入射點重合，作出光路如圖所示可知，a光在下界面的折射角大于b光在下界面的折射角，而入射角相等，根據(jù)折射率的定義可知根據(jù)折射率與速度關系有可知即在該玻璃磚中單色光a的傳播速率大于單色光b的傳播速率，故B錯誤；C．折射率越小，波長越長，則有根據(jù)可知，若用同一套雙縫干涉實驗裝置觀察單色光a、b的干涉圖樣，則單色光b的條紋間距更小，故C錯誤；D．折射率越大，光的頻率越大，可知可知若單色光a能使某金屬發(fā)生光電效應，則單色光b一定能使該金屬發(fā)生光電效應，故D正確。故選D。4.如圖所示，為一種傾斜放置的裝取臺球的裝置，圓筒底部有一輕質(zhì)彈簧，每個臺球的質(zhì)量為，半徑為，圓筒直徑略大于臺球的直徑。當將筒口處臺球緩慢取走后，又會冒出一個臺球，剛好到達被取走臺球的位置。若圓筒與水平面之間的夾角為，重力加速度為，忽略球與筒間的摩擦力。則彈簧的勁度系數(shù)的值為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】對小球整體處于平衡狀態(tài)，受力分析得，沿筒方向受力平衡有解得故選A。5.如圖所示，甲、乙兩球分別固定在光滑斜面上的A、B兩點，先釋放甲球，當甲運動距離為s1時，再釋放乙球，結(jié)果兩球同時到達C點，則A、C間的距離為（）A.若BC間的距離為s1，則AC距離為2s1B.若BC間的距離為s1，則AC距離為3s1C.若BC間的距離為4s1，則AC距離為9s1D.若BC間的距離為4s1，則AC距離為5s1【答案】C【解析】【分析】【詳解】因兩球在光滑斜面上下滑時，根據(jù)牛頓第二定律，可知加速度相同，設為a，甲運動距離為s1時用時為t1，乙用時為t2，A、C間的距離為s。AB．若BC間的距離為s1，則有聯(lián)立解得故AB錯誤；CD．若BC間的距離為4s1，則有聯(lián)立解得故C正確，D錯誤。故選C。6.如圖所示，一個質(zhì)點做勻加速直線運動，依次經(jīng)過a、b、c、d四點，已知經(jīng)過ab、bc和cd三段所用時間之比為2：1：2，通過ab和cd段的位移分別為x1和x2，則bc段的位移為（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【詳解】設bc段所用時間為t，根據(jù)勻變直線運規(guī)律可知，bc段平均速度等ad段平均速度，即，，由以上兩式可解得：，故B正確．7.甲、乙兩輛汽車在同一條平直公路上的不同車道行駛，時刻甲、乙兩車的車頭恰好平齊，此后甲、乙兩車的表示汽車的位移）圖像如圖所示。則下列說法正確的是（）A.甲、乙兩車均做勻變速直線運動B.時兩車速度大小相等C.前兩車位移大小相等D.時甲車停止運動【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)圖象可知，甲車的函數(shù)關系化簡得說明甲車的初速度，加速度，甲車做的是勻減速直線運動，乙車的函數(shù)關系化簡得說明乙車做的是的勻速直線運動，A錯誤；B．由A項分析可知，時甲車的速度時乙車的速度，B錯誤；C．根據(jù)A分析可知，前內(nèi)甲的位移乙車的位移前兩車位移大小相等，C正確；D．甲車停下的時間D錯誤．故選C。8.某同學設計的噴水裝置如圖所示，內(nèi)部裝有2L水，上部密封1atm的空氣0.5L保持閥門關閉，再充入1atm的空氣0.1L。設在所有過程中空氣可看成理想氣體，且溫度不變，則（）A.充氣后，密封氣體的壓強不變 B.充氣后，密封氣體的分子平均動能增加C.打開閥門后，密封氣體對外界做正功 D.打開閥門后，不再充氣也能把水噴光【答案】C【解析】【詳解】A．封閉氣體中再充入1atm的空氣0.1L后，由于體積不變，所以氣體物質(zhì)的量n變大，由克拉珀龍方程：可知，當n變大，則壓強p變大，A錯誤；B．溫度是平均動能的標志，溫度不變，所以分子的平均動能不變，B錯誤；C．由公式可知封閉氣體壓強變?yōu)?，大于大氣壓強，所以打開閥門后，氣體膨脹，對外界做功，C正確；D．膨脹過程溫度不變屬于等溫變化，若都噴完容器中的水，由得噴完容器中的水后，容器的氣體壓強小于外界氣體壓強，所以水不能噴完，D錯誤。故選C。9.藍光光盤是利用波長較短的藍色激光讀取和寫入數(shù)據(jù)的光盤，而傳統(tǒng)DVD光盤需要光盤發(fā)出紅色激光來讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。對于光存儲產(chǎn)品來說，藍光光盤比傳統(tǒng)DVD光盤的存儲容量大很多。由紅、藍兩種單色光組成的復合光束射入一玻璃球體﹐當入射角θ=60°時，其折射光束和出射光束如圖所示。已知a光束第一次射出此玻璃球體后的出射光束相對復合光束的偏折角也為60°，下列說法正確的是（）A.該玻璃球體對a光的折射率為B.b光在該玻璃球體中的傳播時間比a光短C.用a光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息D.用b光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息【答案】AD【解析】【詳解】A．折射角為根據(jù)折射定律得該玻璃球體對a光的折射率為，故A正確；B．因為a光的偏折程度較小，折射率較小，根據(jù)，a光在玻璃球內(nèi)的傳播速度較大，又因為a光在玻璃球內(nèi)的傳播距離較短，可知a光在玻璃中的傳播時間短，故B錯誤；CD．因為頻率越大的光記錄的數(shù)據(jù)量越大，而b光偏折較大，折射率較大，頻率較大，可知用b光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息，故C錯誤，D正確。故選AD。10.A物體自高為H的塔頂自由下落的同時，B物體自塔底以初速度大小v0豎直上拋，B物體上升至最高點時，A物體正好落地，則下列說法中正確的是（）AA物體落地時速度大小小于v0B.B物體上升的最大高度高于HC.兩物體相遇時離地面的高度為D.兩物體相遇時，A、B兩物體的速度大小均為【答案】CD【解析】【詳解】AB．因為A、B兩物體運動加速度相同，時間相同，速度變化量相等，則A物體落地時速度與B物體上拋時初速度大小相等，都等于v0，B物體上升的最大高度與A物體的下落高度相等，都等于H，選項AB錯誤；CD．設兩物體相遇時所用的時間為t，則有H＝hA＋hB＝gt2＋v0t－gt2可得設相遇時兩球速度大小分別為vA、vB，則有vA＝gtvB＝v0－gt＝2gH可得vA＝vB＝hA＝gt2＝hB＝即兩物體相遇時離地面的高度為，選項CD正確。故選CD。11.一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生狀態(tài)變化，其壓強p隨熱力學溫度T變化的圖像如圖所示，氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷了a→b→c→d→a的過程。abcd為平行四邊形，ab與T軸平行，bc的反向延長線通過坐標原點O。下列說法正確的是（）A.從a到b，氣體體積減小B.從b到c，氣體體積增大C.從a到c，氣體放出熱量D.從c到d氣體對外界做的功大于從a到b外界對氣體做的功【答案】AC【解析】【詳解】A．從a到b，氣體做等壓變化，根據(jù)可知，當溫度降低時，氣體的體積減小。故A正確；B．從b到c，圖像過坐標原點的直線，為等容變化，氣體體積不變。故B錯誤；C．從a到c，溫度減小，內(nèi)能減小，根據(jù)可知，體積變小，外界對氣體做正功，根據(jù)熱力學第一定律可得Q<0氣體放熱。故C正確；D．從c到d，氣體的體積增大，外界對氣體做負功，則根據(jù)可知同理從a到b的過程中依題意，即c到d氣體對外做的功等于從a到b外界對氣體做的功。故D錯誤。故選AC。12.a、b是兩種單色光，其頻率分別為、，且，則下列說法正確的是（）A.a、b光子動量之比為B.若a、b光射到同一干涉裝置上，則相鄰條紋間距之比為C.若a、b都能使某種金屬發(fā)生光電效應，則光子的最大初動能之差D.若a、b是處于同一激發(fā)態(tài)的原子躍遷到A態(tài)和B態(tài)產(chǎn)生的，則A、B兩態(tài)的能級之差【答案】ACD【解析】【詳解】A．光子的能量a、b光子的能量之比為光子的動量所以故A正確；B．光子的波長雙縫干涉裝置上相鄰亮條紋的間距為所以故B錯誤；C．由光電效應方程可知故C正確；D．若a、b是由處于同一激發(fā)態(tài)的原子躍遷到A態(tài)和B態(tài)時產(chǎn)生的，設初始激發(fā)態(tài)的能量為E0，則有所以同理則故D正確。故選ACD。第Ⅱ卷二、非選擇題：本題共5小題。13.歷史上第一次利用加速器實現(xiàn)的核反應，是利用加速后的質(zhì)子轟擊靜止的Li，生成兩個，Li和的結(jié)合能分別為和，質(zhì)量分別為和。已知真空中的光速為c。（1）寫出核反應方程；（2）求質(zhì)子的質(zhì)量m?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）核反應方程為（2）釋放的核能根據(jù)解得14.一名潛水員在夜間進行深水作業(yè)，其頭盔上的照明燈可看做是點光源向各個方向發(fā)射光線，在平靜的水面上可看到該光源發(fā)出的光只從一個半徑的圓形區(qū)域內(nèi)射出水面，若水的折射率。求：（1）此時潛水員的頭部在水面下方的深度h；（2）若在8s的時間內(nèi)，我們發(fā)現(xiàn)透光的圓形水域半徑從1.8m擴大到6m，試根據(jù)光學知識求出潛水員在水下豎直方向勻速運動的速度?！敬鸢浮浚?）2.4m；（2）0.7m/s，方向豎直向下【解析】【詳解】（1）由題意可知潛水員頭盔上照明燈發(fā)出的光線在透光區(qū)域邊緣恰好發(fā)生全反射，則根據(jù)幾何關系可知解得（2）當透光的圓形水域半徑擴大到時，設潛水員的深度為h′，由于全反射臨界角不變，則根據(jù)幾何關系可得解得潛水員在水下豎直方向勻速運動的速度為方向豎直向下。15.如圖所示，P、Q是兩個厚度不計的活塞，可在豎直固定的兩端開口的汽缸內(nèi)無摩擦地滑動，其面積分別為S1=30cm2、S2=10cm2，質(zhì)量分別為M1=1.5kg、M2=2.5kg，它們之間用一根長為的輕質(zhì)細桿連接，靜止時汽缸中氣體的溫度T1=600K，活塞P下方氣柱（較粗的一段氣柱）長為d=12cm，已知大氣壓強p0=1×105Pa，g=10m/s2，缸內(nèi)氣體可看作理想氣體，活塞在移動過程中不漏氣。（i）求活塞靜止時汽缸內(nèi)氣體的壓強；（ii）若缸內(nèi)氣體的溫度逐漸降為了T2=300K，已知該過程中缸內(nèi)氣體的內(nèi)能減小100J，求活塞下移的距離h和氣體放出的熱量Q?！敬鸢浮浚╥）；（ii）10cm，124J【解析】【詳解】（?。蓚€活塞的整體受力分析可得解得（ⅱ）由以上分析可知逐漸降溫的過程中活塞始終受力平衡，內(nèi)部氣體為等壓變化，則其中解得活塞下降的過程對內(nèi)部氣體用熱力學第一定律得其中以上解得放出熱量為124J。16.我國技術和應用居世界前列，無人駕駛汽車是利用先進的5G技術制造的汽車。在不少大城市已經(jīng)使用無人駕駛公交車。無人駕駛汽車上配有主動剎車系統(tǒng)，當車速超過30km/h時，汽車主動剎車系統(tǒng)會啟動預判：車載電腦通過雷達采集數(shù)據(jù)在內(nèi)進行分析預判，若預判汽車以原速度行駛后可能會發(fā)生事故，汽車會立即主動剎車?，F(xiàn)有一無人駕駛汽車正以的速度勻速行駛，在它的正前方相距處有一大貨車正以的速度勻速行駛。若取重力加速度，問：（1）預判結(jié)束時，兩車之間的距離。（2）若預判結(jié)束時，汽車立即開始以加速度剎車，同時大貨車開始減速行駛，且剎車時大貨車所受阻力與車重的比值可k=0.32，則要使兩車不相撞，求汽車加速度的取值范圍。（計算出的數(shù)據(jù)請保留3位有效數(shù)字）【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）內(nèi)，汽車和大貨車行駛的位移分別為預判結(jié)束時，兩車之間的距離為（2）設汽車剎車總時間為t1，則有解得