2022-2023學(xué)年河北省唐山市冀東重點(diǎn)學(xué)校高二（下）期末考試物理試卷（含解析）

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一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）

1.通過乘坐唐山科技館內(nèi)的電梯，可以俯瞰唐山科技館內(nèi)的物理科普樓層。下列對(duì)于高中生乘坐電梯上樓的過程中，說法中正確的是()

A.學(xué)生的動(dòng)能一直增加B.學(xué)生的重力勢(shì)能一直增大

C.學(xué)生一直處于超重狀態(tài)D.學(xué)生的機(jī)械能守恒

2.關(guān)于幾位物理學(xué)家對(duì)光、原子的研究成果，下列說法正確的是()

A.愛因斯坦建立了光電效應(yīng)理論，成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象

B.盧瑟福通過對(duì)一系列陰極射線實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)了電子

C.湯姆孫通過粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型

D.玻爾理論成功解釋了所有原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

3.如圖所示，兩輕質(zhì)彈簧、連接在一起，的下端與一質(zhì)量為的物塊相連，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知、的勁度系數(shù)分別為、，且，重力加速度為。下列說法正確的是()

A.對(duì)的拉力與對(duì)的拉力是一對(duì)平衡力

B.對(duì)的拉力與對(duì)的拉力是一對(duì)相互作用力

C.彈簧、的形變量相同

D.與相比，的形變量更大

4.已知?dú)涞耐凰氐脑幽芗?jí)分布與氫的原子能級(jí)分布相同，用光子能量為的光束照射大量處于基態(tài)的氚原子，再用氫原子躍遷時(shí)輻射的光照射逸出功為的金屬板。氫原子能級(jí)分布如圖，氚原子核發(fā)生衰變的半衰期約為年。下列說法正確的是()

A.氫原子躍遷時(shí)，一共能發(fā)出種不同頻率的光子

B.從金屬板上打出的粒子的最大初動(dòng)能為

C.氚原子核發(fā)生衰變產(chǎn)生氦原子核

D.光束照射氚原于時(shí)能使核衰變的半衰期縮短為年

5.如圖所示，一細(xì)束白光通過三棱鏡折射后分為各種單色光，取其中、、三種色光，并同時(shí)做如下實(shí)驗(yàn)：讓這三種單色光分別通過同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置在光屏上產(chǎn)生干涉條紋雙縫間距和縫屏間距均不變；讓這三種單色光分別照射到某金屬板表面，觀察與金屬板連接的靜電計(jì)指針是否轉(zhuǎn)動(dòng)；下列說法中不正確的是()

A.在棱鏡中光的速度最大

B.如果減小白光在左側(cè)面的入射角，最先消失的是光

C.種色光形成的干涉條紋間距最大

D.若光能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，光一定不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

6.如圖甲所示，在某星球上有傾角為的光滑斜面，一輕質(zhì)彈簧下端固定在斜面底部且彈簧處于原長(zhǎng)．現(xiàn)將一質(zhì)量為的小物塊放在彈簧的上端，由靜止開始釋放，小物塊的加速度與其位移間的關(guān)系如圖乙所示．斜面一直保持靜止?fàn)顟B(tài)，則()

A.小物塊的最大動(dòng)能為

B.該星球重力加速度大小為

C.彈簧最大壓縮量為

D.小物塊下滑過程中，地面對(duì)斜面體的摩擦力一直向左

7.如圖所示，、疊放在粗糙水平桌面上，一根輕繩跨過光滑定滑輪連接、，滑輪左側(cè)輕繩與桌面平行，、間動(dòng)摩擦因數(shù)為，與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)為，、、質(zhì)量分別為、和，各面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，將由圖示位置靜止釋放，要使、間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則滿足的條件是()

A.B.C.D.

二、多選題（本大題共3小題，共18.0分）

8.如圖所示，箱子受到水平推力的作用在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，監(jiān)測(cè)到推力、箱子速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，取，則()

A.箱子的質(zhì)量為B.第時(shí)推力的功率為

C.后內(nèi)推力做功的平均功率為D.這內(nèi)箱子克服摩擦力做的功為

9.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的放射性原子核發(fā)生了衰變放出了一個(gè)粒子。放射出的粒子及生成的新核在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。粒子的運(yùn)動(dòng)軌道半徑為，質(zhì)量為和電荷量為。下面說法正確的是()

A.衰變后產(chǎn)生的粒子與新核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡箭頭表示運(yùn)動(dòng)方向正確的是圖甲

B.新核在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

C.粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，環(huán)形電流大小為

D.若衰變過程中釋放的核能都轉(zhuǎn)化為粒子和新核的動(dòng)能，則衰變過程中的質(zhì)量虧損為

10.如圖所示，用兩根不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩把小球和懸掛于點(diǎn)，對(duì)兩小球施加大小相等、方向相反的恒力作用，、兩小球靜止在同一水平線上，兩繩與豎直方向的夾角分別為和。某時(shí)刻將兩根細(xì)繩同時(shí)剪斷，此后作用在兩小球上的水平力不斷增大但大小始終相等，一段時(shí)間后兩小球落在水平地面上，落地前瞬間小球的速度與水平方向的夾角為，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是()

A.落地前任意時(shí)刻的加速度小于的加速度

B.下落過程中、組成的系統(tǒng)，機(jī)械能不守恒，動(dòng)量守恒

C.下落過程中、的水平位移大小之比為

D.下落過程中、組成的系統(tǒng)增加的機(jī)械能與減小的重力勢(shì)能之比為

三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共18.0分）

11.如圖甲所示，一位同學(xué)利用光電計(jì)時(shí)器等器材測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。有一直徑為的金屬小球由處靜止釋放，下落過程中能通過處正下方、固定于處的光電門，測(cè)得間的距離為遠(yuǎn)大于，光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門的時(shí)間為。

如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球的直徑__________。

多次改變高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，作出隨的變化圖像如圖丙所示，已知圖線的傾斜程度斜率為，則重力加速度的表達(dá)式________用題中所給的字母表示。

12.小彭同學(xué)利用如圖所示的裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)過程中，下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是______。

A.用游標(biāo)卡尺測(cè)量柱塞的直徑

B.在活塞上涂上潤(rùn)滑油

C.推拉活塞時(shí)，動(dòng)作要快，以免氣體進(jìn)入或漏出

D.推拉活塞時(shí)，手不可以握住整個(gè)注射器

下列圖像中，能夠直觀反映氣體做等溫變化的規(guī)律的圖像是______。

該同學(xué)把實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)的軟件，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的“”乘積越來越大，造成這一現(xiàn)象的可能原因是______。

A.實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度升高了

B.實(shí)驗(yàn)時(shí)外界大氣壓強(qiáng)發(fā)生了變化

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)注射器內(nèi)的氣體向外發(fā)生了泄漏

四、計(jì)算題（本大題共3小題，共36.0分）

13.“夸父一號(hào)”太陽探測(cè)衛(wèi)星可以觀測(cè)太陽輻射的硬射線。硬射線是波長(zhǎng)很短的光子，設(shè)波長(zhǎng)為。若太陽均勻地向各個(gè)方向輻射硬射線，衛(wèi)星探測(cè)儀鏡頭正對(duì)著太陽，每秒接收到個(gè)該種光子。已知探測(cè)儀鏡頭面積為，衛(wèi)星離太陽中心的距離為，普朗克常量為，光速為，求：

每個(gè)光子的動(dòng)量和能量；

太陽輻射硬射線的總功率。

14.一端封閉的粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管豎直放置，水銀柱長(zhǎng)，開口向上時(shí)，管內(nèi)封閉的空氣柱長(zhǎng)；開口向下時(shí)，管內(nèi)封閉的空氣柱長(zhǎng)，水銀沒有溢出。求：

大氣壓強(qiáng)；

把管水平放置時(shí)，管內(nèi)封閉空氣柱的長(zhǎng)度。

15.如圖所示，長(zhǎng)為的水平傳送帶以的速度順時(shí)針勻速傳動(dòng)，在傳送帶的左端點(diǎn)輕放一質(zhì)量的有顏色小物塊，當(dāng)小物塊與傳送帶共速時(shí)因某種原因傳送帶突然停止運(yùn)動(dòng)，最終物塊恰好到達(dá)傳送帶的右端點(diǎn)，重力加速度則：

物塊與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)為多少；

物塊在傳送帶上留下的劃痕為多少；

物塊與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為多少。

答案和解析

1.【答案】

【解析】略

2.【答案】

【解析】略

3.【答案】

【解析】【詳解】平衡力是作用在同一物體上，大小相等，方向相反，使物體保持平衡狀態(tài)的兩個(gè)力，對(duì)的拉力是作用在上，對(duì)的拉力是作用在上，不滿足平衡力的條件，故A錯(cuò)誤；

B.相互作用力是作用在不同的兩個(gè)物體上，大小相等，方向相反，且同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失，對(duì)的拉力是作用在上，對(duì)的拉力是作用在上，兩個(gè)力是一對(duì)相互作用力，故B正確；

由于對(duì)的拉力與對(duì)的拉力是一對(duì)相互作用力，兩個(gè)彈簧的彈力大小相等，即

且有

則應(yīng)滿足

即的形變量更大，故CD錯(cuò)誤。

故選B。

4.【答案】

【解析】略

5.【答案】

【解析】略

6.【答案】

【解析】略

7.【答案】

【解析】物塊與之間的最大靜摩擦力

物塊與桌面間的最大靜摩擦力

若與間恰好將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，與的加速度恰好相等，此時(shí)對(duì)物塊，由牛頓第二定律得

對(duì)、整體由牛頓第二定律得

對(duì)物塊由牛頓第二定律得

解得

因此若、之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則需滿足

故選C。

8.【答案】

【解析】A.物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦力為

時(shí)間內(nèi)根據(jù)牛頓第二定律得

根據(jù)圖像得

解得

A錯(cuò)誤；

B.第時(shí)推力的功率為

B正確；

C.后內(nèi)推力做功的平均功率

解得

C錯(cuò)誤；

D.這內(nèi)物體克服摩擦力做的功為

D正確；

故選BD。

9.【答案】

【解析】略

10.【答案】

【解析】略

11.【答案】；．

【解析】解：小球的直徑為

小球經(jīng)過光電門的時(shí)間極短，平均速度可視為金屬球經(jīng)過光電門的瞬時(shí)速度，故．

小球由靜止到經(jīng)過光電門這一過程，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有，整理得：，

而，故．

故答案為：；．

游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．

根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度表達(dá)式．

根據(jù)速度位移公式得出的表達(dá)式，結(jié)合圖線的斜率求出加速度，從而即可求解．

解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，以及知道極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度，難度不大．

12.【答案】

【解析】略

13.【答案】由題意可知每個(gè)光子的動(dòng)量為

每個(gè)光子的能量為

太陽均勻地向各個(gè)方向輻射硬射線，根據(jù)題意設(shè)太陽秒內(nèi)發(fā)射總光子數(shù)為，則太陽發(fā)射光子與衛(wèi)星探測(cè)儀接收光子之比為

可得

所以秒輻射光子的總能量

太陽輻射硬射線的總功率

【解析】本題考查光子的動(dòng)量和能量的計(jì)算公式，根據(jù)題意得出輻射光子的總能量，結(jié)合功率的計(jì)算公式得出總功率。

14.【答案】；

【解析】封閉部分氣體做等溫變化，