解析：河南省焦作市第四中學(xué)2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期期中考試物理試題（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方-2023學(xué)年河南省焦作市第四中學(xué)級高二下學(xué)期期中考試物理試題第I卷（選擇題）一、選擇題（每題4分，共60分。1—10為單選，11—15為多選，其中少選得2分）1.如圖所示，質(zhì)量為m的足球在離地高h處時速度剛好水平向左，大小為v1，守門員此時用手握拳擊球，使球以大小為v2的速度水平向右飛出，手和球作用的時間極短，重力加速度為g，則（）A.擊球前后球動量改變量的方向水平向左B.擊球前后球動量改變量的大小是mv2－mv1C.擊球前后球動量改變量的大小是mv2＋mv1D.球離開手時的機械能不可能是mgh＋mv12【答案】C【解析】【詳解】ABC.規(guī)定水平向右為正方向，擊球前球的動量p1＝－mv1擊球后球的動量p2＝mv2擊球前后球動量改變量的大小是Δp＝p2－p1＝mv2＋mv1動量改變量的方向水平向右，故A、B錯誤，C正確；D.球離開手時的機械能為mgh＋mv22因v1與v2可能相等，則球離開手時的機械能可能是mgh＋mv12故D錯誤。故選C。2.分子力F、分子勢能EP與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖甲乙兩條曲線所示，r0為平衡位置，取無窮遠處分子勢能為零。若a分子固定于坐標(biāo)原點O，b分子從無窮遠處以一定初速度釋放，在分子力的作用下沿r正半軸靠近a。下列說法正確的是（）A.甲圖線為分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖線B.隨著分子間距離的減小，分子力先增加后減小，再增大C.當(dāng)r=r0時，分子間的引力、斥力均為零D.當(dāng)r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，隨分子距離減小分子力做負功，分子勢能增加；當(dāng)r<r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨分子距離減小分子力做正功，分子勢能減少【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)在平衡位置處分子力為零，可知甲圖線為分子力與分子間距離關(guān)系圖線，故A錯誤；B．由甲圖看得出，隨著分子間距離的減小，分子力先增加后減小，再增大，故B正確；C．當(dāng)r=r0時，分子間的引力、斥力不為零，但二者的合力即分子力為零，故C錯誤；D．當(dāng)r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，隨分子距離減小分子力做正功，分子勢能減小；當(dāng)r<r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨分子距離減小分子力做負功，分子勢能增加，故D錯誤。故選B。3.顯微鏡下觀察到懸浮在水中的花粉微粒總在不停地做無規(guī)則運動。下列說法中不正確的是（）A.溫度越高，微粒運動越劇烈B.花粉微粒運動屬于布朗運動C.花粉顆粒越大，無規(guī)則運動越不明顯D.花粉微粒在水中的運動就是分子的熱運動【答案】D【解析】【詳解】布朗運動是懸浮在液體中小顆粒所做的無規(guī)則運動，是由于液體分子對小顆粒的碰撞時沖力不平衡導(dǎo)致的，布朗運動不是液體分子的無規(guī)則運動，而是液體分子做無規(guī)則熱運動的間接反映。當(dāng)溫度一定時，顆粒越小，布朗運動越明顯；當(dāng)顆粒大小一定時，溫度越高，布朗運動越明顯，故ABC正確，不符合題意，D不正確，符合題意。故選D。4.下列選項圖所示為在粒子散射實驗中，一束粒子在穿越金箔內(nèi)一個金原子的軌跡示意圖中正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】A．A選項中2應(yīng)該比1有較大偏轉(zhuǎn)，3應(yīng)該比4有較大偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；B．B選項中2、3的偏轉(zhuǎn)方向錯誤，故B錯誤；C．C選項中3的偏轉(zhuǎn)方向錯誤，故C錯誤；D．D選項中，2、4發(fā)生了明顯偏轉(zhuǎn)，3離核最近，發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，故D正確。故選D。5.如圖，三個質(zhì)量分別為2m、m、m的物塊A、B、C靜止在光滑水平直軌道上，A、B間用一根細線相連，然后在A、B間夾一壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧，此時輕彈簧的彈性勢能為?，F(xiàn)在剪短細線，A和B向兩邊滑出，當(dāng)輕質(zhì)彈簧恢復(fù)原長時，B與C發(fā)生碰撞黏合在一起，下列說法正確的是（）A.彈簧恢復(fù)原長時，B.彈簧恢復(fù)原長時，C.B與C發(fā)生碰撞黏合在一起后的速度大小為D.B與C發(fā)生碰撞黏合在一起后的速度大小為【答案】C【解析】【詳解】AB．彈簧恢復(fù)原長過程，AB和彈簧系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒和機械能守恒有解得，故AB錯誤；CD．B與C發(fā)生碰撞黏合在一起過程，根據(jù)動量守恒，有解得故C正確，D錯誤。故選C。6.概率統(tǒng)計的方法是科學(xué)研究中的重要方法之一，以下是某一定質(zhì)量的氧氣（可看成理想氣體）在和時統(tǒng)計出的速率分布圖像，結(jié)合圖像分析以下說法正確的是（）A.其中某個分子，時的速率一定比時要大B.時圖線下對應(yīng)的面積比時要小C.如果兩種情況氣體的壓強相同，則時單位時間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)比時少D.如果兩種情況氣體的體積相同，則時單位時間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)與時相同【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知，時的分子速率有時比時要小，故A錯誤；B．速率分布曲線的面積的意義，就是將每個單位速率的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比進行累加，累加的結(jié)果都是1，面積相等，故B錯誤；CD．如果兩種情況氣體的壓強相同，由于時分子的平均動能比較大，所以單位時間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)比時少，故C正確，D錯誤。故選C。7.不同原子核的比結(jié)合能是不一樣的，圖示是按照實際測量結(jié)果畫的圖線。則下列說法正確的是（）A.核的結(jié)合能約為64MeVB.核的結(jié)合能小于核的C.分裂成兩個中等質(zhì)量的核時吸收能量D.3個核聚變生成核放出的核能約為7MeV【答案】D【解析】【詳解】A．由圖知核的比結(jié)合能約為8MeV，所以核的結(jié)合能約為128MeV，A錯誤；B．由題圖可知核的結(jié)合能約為33MeV，核的結(jié)合能約為28MeV，B錯誤；C．分裂成兩個中等質(zhì)量的核，產(chǎn)物的比結(jié)合能增大，分裂時放出能量，C錯誤；D．3個核的結(jié)合能之和約為84MeV，核的結(jié)合能約為91.2MeV，則3個核聚變生成核放出的核能約為7.2MeV，D正確。故選D。8.自然界存在的放射性元素的原子核并非只發(fā)生一次衰變就達到穩(wěn)定狀態(tài)，而是要發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，最終達到穩(wěn)定狀態(tài)。某些原子核的衰變情況如圖所示表示中子數(shù)，表示質(zhì)子數(shù)，則下列說法正確的是（）A.由到的衰變是衰變B.若的半衰期是，則個原子核經(jīng)過后還剩個C.從到共發(fā)生次衰變和次衰變D.圖中發(fā)生和衰變時，往往伴隨著射線產(chǎn)生【答案】D【解析】【詳解】A．由題圖可知，衰變后的新原子核為，新原子核的質(zhì)子數(shù)比的多個，所以是衰變，故A錯誤；B．原子核的半衰期是對大量原子核的行為做出的統(tǒng)計預(yù)測，對于少數(shù)的微觀事件是不可預(yù)測的，故B錯誤；C．由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知，從到滿足解得，共發(fā)生次衰變和次衰變，故C錯誤；D．射線經(jīng)常是伴隨射線和射線產(chǎn)生的，故D正確。故選9.脈沖燃料激光器以的脈沖形式發(fā)射波長為585nm的光，這個波長的光可以被血液中的血紅蛋白強烈吸收，從而有效清除由血液造成的瘢痕。每個脈沖向瘢痕傳送約為的能量，普朗克常量為。（）A.每個光子的能量約為B.每個光子的動量約為C.激光器的輸出功率不能小于1.24WD.每個脈沖傳送給瘢痕的光子數(shù)約為個【答案】D【解析】【詳解】A．每個光子的能量約為選項A錯誤；B．每個光子的動量約為選項B錯誤。C．激光器的輸出功率不能小于選項C錯誤；D．每個脈沖傳送給瘢痕的光子數(shù)約為選項D正確。故選D。10.如圖甲所示，在光滑水平面上有一個質(zhì)量為、內(nèi)外壁均光滑的汽缸，汽缸內(nèi)活塞的質(zhì)量也為，活塞的橫截面積為S，汽缸內(nèi)密封一定質(zhì)量的理想氣體，理想氣體的溫度為，體積為，整體靜止在水平面上，大氣壓強為p0。如圖乙所示，對活塞施加一方向水平向左、大小為的推力，整體向左做勻加速直線運動，若此時氣體的體積仍然為，重力加速度為，則下列說法正確的是（）A.此時氣體的溫度為 B.此時氣體的溫度為C.此種情況下，氣體的壓強為 D.此種情況下，氣體的壓強為【答案】A【解析】【詳解】對題圖甲，設(shè)氣體的壓強為，以活塞為研究對象，由二力平衡可得對題圖乙，對汽缸與活塞組成的整體，由牛頓第二定律可得，設(shè)氣體的壓強為，溫度為，對汽缸受力分析，由牛頓第二定律可得比較甲、乙兩種氣體的狀態(tài)，由等容變化規(guī)律可得解得，故A正確，BCD錯誤。故選A。11.圖示描述了一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的四個狀態(tài)，圖中ab的延長線過原點，則下列說法正確的是（）A.氣體從的過程，氣體體積不變B.氣體從的過程，氣體體積先增大后減小C.氣體從的過程，氣體分子的數(shù)密度減小D.氣體從的過程，氣體分子數(shù)密度和分子的平均速率都減小【答案】AC【解析】【詳解】A．的延長線過原點，由可知，發(fā)生得是等容變化，氣體體積不變，故A正確；BC．氣體從的過程，發(fā)生得是等壓變化，溫度升高，所以氣體體積增大；是等溫變化，壓強減小，體積增大，分子數(shù)不變，所以氣體分子的數(shù)密度減小，故B錯誤，C正確；D．氣體從的過程，溫度降低，所以氣體分子的平均速率減小；各點與原點連線的斜率變大，體積變小，所以氣體分子數(shù)密度增大，故D錯誤。故選AC。12.鉆石是首飾和高強度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為ρ（單位為kg/m3），摩爾質(zhì)量為M（單位為g/mol），阿伏加德羅常數(shù)為NA。已知1克拉＝0.2克，則以下選項正確的是（）A.a克拉鉆石物質(zhì)量為B.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為C.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為D.每個鉆石分子直徑的表達式為（單位為m）【答案】ACD【解析】【詳解】ABC．a(chǎn)克拉鉆石的質(zhì)量為0.2a克，得物質(zhì)的量為，所含分子數(shù)為，B錯誤，AC正確；D．每個鉆石分子的體積為固體分子看作球體，則有聯(lián)立解得分子直徑為D正確。故選ACD。13.質(zhì)量為的人在質(zhì)量為的小車上從左端走到右端，如圖所示，當(dāng)車與地面摩擦不計時，那么（）A.人在車上行走的平均速度越大，則車在地面上移動的距離也越大B.不管人以什么樣的平均速度行走，車在地面上移動的距離相同C.人在車上行走的平均速度越小，則車在地面上移動的距離就越大D.人在車上行走，若人相對車突然停止，則車也突然停止【答案】BD【解析】【詳解】ABC．人與車組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)人和小車的速度為、，人的速度方向為正方向，則有因此則平均動量也守恒而可得小車在地面上的移動距離可以看出x與人的平均速度大小無關(guān)，故AC錯誤，B正確；D.人和小車的速度方向相反，速度大小與它們的質(zhì)量成反比，因此當(dāng)人相對于車停止時，車也突然停止，故D正確。故選BD。14.如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩個球，原來在光滑水平面上沿同一直線相向做勻速直線運動，A球的速度是6m/s，B球的速度是-2m/s，之后A、B兩球發(fā)生了對心碰撞。碰撞后A、B兩球的速度可能值為（）A.vA'=3m/s，vB'=1m/sB.vA'=2m/s，vB'=2m/sC.vA'=1m/s，vB'=3m/sD.vA'=-1m/s，vB'=7m/s【答案】BC【解析】【詳解】A．碰撞后都向右運動，A球的速度大于B球的速度，不符合實際，A錯誤；B．設(shè)每個球的質(zhì)量均為m，碰撞前系統(tǒng)總動量碰撞前的總動能碰撞后的總動量為碰撞后的總動能為碰撞過程動量守恒且動能不增加，符合實際，B正確；C．碰撞后的總動量為碰撞后的總動能為碰撞過程動量守恒且動能不增加，符合實際，C正確；D．碰撞后的總動能為碰撞過程動能增加，不符合實際，D錯誤。故選BC。15.氫原子的能級圖如圖所示，已知可見光的光子能量范圍介于。普朗克常量為，電子的電荷量為，真空中光速為。下列說法正確的是（）A.氫原子從能級向能級躍遷時，輻射出的光的波長約為B.氫原子從能級向能級躍遷時，輻射出的光為可見光C.處于能級的氫原子受到動能為的電子撞擊后，一定能輻射出可見光D.大量氫原子從能級向低能級躍遷時，向外輻射的光子的最大頻率約【答案】BD【解析】【詳解】A．根據(jù)氫原子從能級向能級躍遷時，輻射出的光的波長為A錯誤；B．根據(jù)氫原子從能級向能級躍遷時，輻射出的光子能量為屬于可見光范圍，B正確；C．處于能級的氫原子受到動能為的電子撞擊后，氫原子可能被電離，此時不會發(fā)出可見光，C錯誤；D．大量氫原子從能級向低能級躍遷時，氫原子直接躍遷到基態(tài)時，向外輻射的光子的頻率最大，根據(jù)可得放出的最大頻率為D正確。故選BD。第II卷（非選擇題）二、實驗題（共12分）16.如圖甲所示是研究光電效應(yīng)的實驗裝置，當(dāng)頻率為的紫外線照射到K上，電流表中有電流流過，試回答下列問題：（1）如果將滑動變阻器的滑動端從左向右移動，通過電流表的電流將會________（選填“增大”、“減小”、“不變”）（2）美國物理學(xué)家密立根用精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量，這項工作成了愛因斯坦方程式在很小誤差范圍內(nèi)的直接實驗證據(jù)。如圖乙所示是根據(jù)某次實驗作出的Uc-圖象，電子的電荷量，根據(jù)圖象可知，這種金屬的截止頻率=___________，普朗克常量h=_________。【答案】①.增大②.4.27×1014Hz③.6.30×10-34J·s【解析】【分析】【詳解】(1)[1]由甲圖可知，在光電管中，場強向右，電子所受電場力向左，將滑動變阻器的滑動端從左向右移動，光電管兩端電壓變大，場強變大，到達陽極的電子數(shù)增多，通過電流表的電流將會增大。(2)[2][3]由動能定理及光電效應(yīng)方程可得其中整理得結(jié)合乙圖可知，當(dāng)時，即圖線與橫軸的交點為金屬的截止頻率，即圖線的斜率為解得17.某同學(xué)在氣墊導(dǎo)軌上設(shè)計了一個“驗證動量守恒定律”的實驗：小車A拖著一條紙帶且其前端粘有橡皮泥，打點計時器使用的電源頻率為50Hz，推動小車A使之與原來靜止的滑塊B發(fā)生碰撞，并粘合成一體，繼續(xù)運動。他設(shè)計的具體裝置如圖所示。(1)若已得到打點紙帶如圖，并測得各計數(shù)點間距，則應(yīng)該選擇________填“AB”“BC”“CD”“DE”或“EF”段來計算小車A碰前的速度。已測得小車A的質(zhì)量，滑塊B的質(zhì)量，由以上測量結(jié)果可得系統(tǒng)碰前________；系統(tǒng)碰后________。結(jié)果均保留三位有效數(shù)字【答案】①.②.③.【解析】【詳解】（1）[1]小車A與滑塊B碰撞后速度減小，在相等時間內(nèi)做勻速運動的位移變小，由圖所示紙帶可知，BC、DE間點跡均勻，物體做勻速運動，且BC間點跡間的距離大于DE間點跡間的距離，因此應(yīng)選擇BC段計算小車A碰撞前的速度，選擇DE段計算小車與滑塊碰撞后AB的共同速度。（2）[2]電源頻率，由圖所示紙帶可知，計數(shù)點間的時間間隔碰撞前小車A的速度系統(tǒng)碰前。[3]碰撞后A、B共同運動的速度系統(tǒng)碰后。三、解答題（共38分）18.如圖所示，質(zhì)量為1.5kg的木塊m以8m/s的速度水平地滑上靜止在光滑水平地面上的平板小車M，車的質(zhì)量為4.5kg，木塊與小車之間的摩擦系數(shù)為0.2（g取10m/s2）。設(shè)小車足夠長，求：（1）木塊和小車相對靜止時小車速度；（2）從木塊滑上小車到它們處于相對靜止所經(jīng)歷的時間；（3）從木塊滑上小車到它們處于相對靜止時木塊相對小車滑行的距離?！敬鸢浮浚?）2m/s；（2）3s；（3）12m【解析】【詳解】（1）以木塊和小車為研究對象，由動量守恒定律可得解得木塊和小車相對靜止時小車的速度為（2）根據(jù)牛頓第二定律可得，m加速度大小為由運動學(xué)公式可得（3）根據(jù)能量守恒可得解得相對靜止時木塊相對小車滑行的距離為19.在光滑的水平面上，一質(zhì)量為mA=0.1kg的小球A，以8m/s的初速度向右運動，與質(zhì)量為mB=0.2kg的靜止小球B發(fā)生正碰．碰后小球B滑向與水平面相切、半徑為R=0.5m的豎直放置的光滑半圓形軌道，且恰好能通過最高點N后水平拋出．g=10m/s2．求：(1)碰撞后小球B的速度大?。?2)小球B從軌道最低點M運動到最高點N的過程中所受合外力的沖量；(3)碰撞過程中系統(tǒng)的機械能損失．【答案】（1）5m/s；（2）（）N?s，方向向左；（3）0.5J【解析】【詳解】(1)小球B恰好能通過圓形軌道最高點，則有:解得：m/s小球B從軌道最低點M運動到最高點N的過程中機械能守恒則有：聯(lián)立①②解得：m/s(2)設(shè)向右為正方向，合外力對小球B的沖量為N?s，方向向左(3)碰撞過程中動量守恒，有水平面光滑所以式中解得m/s，碰撞過程中損失的機械能為J2