河北大名一中2023年物理高二下期末考试试题含解析

2022-2023学年高二下物理期末模拟试卷
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光，下列说法正确的是（）
A．波长最大的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的
B．频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D．从n=2能级跃迁到n=1能级电子动能增加
2、下列说法中正确的是
A．分子间的距离增大时，引力和斥力都增大
B．分子间的距离增大时，分子势能一定增大
C．由于能量的耗散，虽然能量总量不会减少，但仍需节约能源
D．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
3、下列说法正确的是（）
A．结合能越大的原子核越稳定
B．光电效应揭示了光具有波动性
C．氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能减少，电势能减少，原子的总能量减少
D．将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变
4、一只标有“4 V，3 W”的小灯泡，两端加上电压U，在U由0逐渐增加到4 V过程中，电压U和电流I的关系，在如图所示的四个图象中，符合实际的是( )
A．B．C．D．
5、如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光．比较a、b、c三束光，可知
A．当它们在真空中传播时，c光的波长最大
B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大
C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最小
D．对同一双缝干涉装置，a光干涉条纹之间的距离最小
6、两个等量点电荷P、Q在真空中产生的电场线（方向未画出）如图所示，一电子在A、B两点所受的电场力分别为
F A和F B，则它们的大小关系为（）
A．F A＝F B B．F A＞F B C．F A＜F B D．无法确定
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（）
A．A球的角速度必小于B球的角速度
B．A球的线速度必小于B球的线速度
C．A球的运动周期必大于B球的运动周期
D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力
8、如图所示，完全相同的磁铁A、B分别位于铁质车厢竖直面和水平面上，A、B与车厢间的动摩擦因数均为μ，小车静止时，A恰好不下滑．现使小车加速运动，为保证A、B无滑动，则( )
A ．速度可能向左，加速度可小于μg
B ．加速度一定向右，不能超过(1＋μ)g
C ．加速度一定向左，不能超过μg
D ．加速度一定向左，不能超过(1＋μ)g
9、下列说法中正确的是 ( )
A ．汤姆生发现了电子并提出原子的核式结构模型
B ．利用玻尔三个假设成功解释了氢原子的发光现象
C ．原子核衰变放出β粒子说明原子核中有电子存在
D ．放射性元素的半衰期是由核内部自身的因素决定的
10、232
90Th （钍）经过一系列α和β衰变，变成20882Pb （铅）
，下列说法正确的是（ ） A ．铅核比钍核少8个质子
B ．铅核比钍核少24个中子
C ．共经过6次α衰变和4次β衰变
D ．共经过4次α衰变和6次β衰变
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）某同学用单摆测量重力加速度．
(1)将细线穿过球上的小孔，打个结，制成一个单摆．将做好的单摆用铁夹固定在铁架台的横杆上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂．用游标卡尺测出小球的直径d ；再用刻度尺测出从悬点至小球上端的悬线长l '，则摆长l =______；
(2)把单摆从平衡位置拉开一个小角度，使单摆在竖直面内摆动．用秒表测量单摆完成n 次全振动所用的时间t ，如图所示，秒表的读数为_______s ；
(3)根据以上测量量（d、l'、n、t），写出当地重力加速度的表达式g=__________．
12．（12分）实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。

①测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=_________（用L、n、t表示）。

②实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的_____(选填选项前的字母)。

A．长约1 m的细线
B．长约1 m的橡皮绳
C．直径约1 cm的均匀铁球
D．直径约10 cm的均匀木球
③选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图______中所示的固定方式。

④某实验小组组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。

这样做的目的是___________(填字母代号)。

A．保证摆动过程中摆长不变
B．可使周期测量得更加准确
C．需要改变摆长时便于调节
D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
⑤他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量得从悬点到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为______mm。

⑥将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是_________(选填选项前的字母)。

A．测出摆线长作为单摆的摆长
B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动
C．在摆球经过平衡位置时开始计时
D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期
⑦甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图象，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量。

你认为横坐标所代表的物理量是_____(选填“l2”“l”或“”)，若图线斜率为k，则重力加速度
g=_________(用k表示)。

⑧乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是___________(选填选项前的序号)。

A．开始摆动时振幅较小
B．开始计时时，过早按下停表
C．测量周期时，误将摆球(n-1)次全振动的时间记为n次全振动的时间
D．测量摆长时从悬点到小球下端边缘的距离为摆长
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为L，底面直径为D，其右端中心处开有一圆孔．质量为m的理想气体被活塞封闭在容器内，器壁导热良好，活塞可沿容器内壁自由滑动，其质量、厚度均不计．开始时
气体温度为300 K，活塞与容器底部相距2
3
L.现对气体缓慢加热，已知外界大气压强为p0.求温度为480 K时气体的压
强．
14．（16分）如图所示，AMB是AM和MB两段组成的绝缘轨道，其中AM段与水平面成370，轨道MB处在方向竖直向上、大小E＝5×103 N/C的匀强电场中。

一质量m＝0.1 kg、电荷量q＝＋1.0×10－4 C的可视为质点的滑块以初速度v0＝6 m/s从离水平地面高h＝4.2 m处开始向下运动，经M点进入电场，从B点离开电场, 最终停在距B点1.6m 处的C点。

不计经过M点的能量损失，已知滑块与轨道间的动摩擦因数μ＝0.5，求滑块：
(1)到达M点时的速度大小；
(2)M、B两点的距离l；
15．（12分）如图所示，在光滑水平面上使滑块A 以2m/s 的速度向右运动，滑块B 以4m/s的速度向左运动并与滑块A 发生碰撞，已知滑块A、B 的质量分别为1kg、2kg，滑块B 的左侧连有轻弹簧，求：
（1）当滑块A 的速度减为0 时，滑块B 的速度大小；
（2）两滑块相距最近时滑块B 的速度大小．
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、D
【解析】
A.由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光，能量最小，波长最长，因此最容易表现出衍射现象，故A错误；
B.由能级差可知能量最小的光频率最小，是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的，故B错误；
C.处于n=4能级的氢原子能发射
(1)
6
2
n n
＝
-
种频率的光，故C错误；
D. 电子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量，根据引力提供向心力，即
22
2
ke v
m
r
r
=，可知，电势能减小，
但动能增加，故D正确。

故选D。

2、C
【解析】
A．分子间的距离增大时，引力和斥力都减小，选项A错误；
B．若分子力表现为斥力时，当分子间的距离增大时，分子力做正功，则分子势能减小；若分子力表现为引力时，当分子间的距离增大时，分子力做负功，则分子势能增大；选项B错误；
C．由于能量的耗散，虽然能量总量不会减少，但仍需节约能源，选项C正确；
D．液体中的扩散现象是由于液体分子做无规则运动造成的，选项D错误．
3、D
【解析】
A．比结合能越大的原子核越稳定，故A错误；
B．光电效应的规律只能用光子学说解释，揭示了光具有粒子性，故B错误；
C．氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，释放出光子，总能量减小，库仑力做正功，电子的动能增大，电势能减小。

故C错误；
D．半衰期的大小与温度无关。

故D正确。

故选D。

4、B
【解析】
因为灯泡灯丝电阻与温度有关，温度越高其电阻越大，根据欧姆定律可知，其伏安特性曲线应为选项B所示，其它选项图线均错误；
5、C
【解析】
A．由光路图可知，c光的偏转程度最大，则c光的折射率最大，频率最大，根据
c
f
λ=知，c光的波长最小，故A错
误；
B．c光的折射率最大，根据
c
v
n
=知，c光在玻璃中传播的速度最小，故B错误；
C．根据
1
sinC
n
=知，c光的折射率最大，则c光发生全反射的临界角最小，故C正确；
D．a光的频率最小，则波长最长，根据
L
x
d
λ
∆=知，a光干涉条纹之间的距离最大，故D错误；
故选C．【点睛】
根据光线的偏折程度比较出各种色光的折射率，从而得出频率的大小，根据
c
f
λ=得出波长的大小，根据c
v
n
=比较
在三棱镜中的传播速度大小，根据
1
sinC
n
=比较发生全反射的临界角大小；根据波长的大小，结合L
x
d
λ
∆=比较干涉
条纹间的间距大小．
6、B
【解析】
试题分析：从电场线的疏密判断，A点的电场强度比B点的电场强度大，故E A＞E B．根据电场力F＝qE知，F A＞F B，故B正确，ACD错误．故选B．
考点：电场线；电场强度
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、AC
【解析】
如图所示
向心力
2
2
tan
mg mv
F m r
r
ω
θ
===得：
tan
g
r
ω
θ
=，
tan
gr
v
θ
=
A、由于球A运动的半径大于B球的半径，A球的角速度必小于B球的角速度，A球的线速度必大于B球的线速度，故A正确，B错误；
C、由周期公式
2
T
π
ω
=，所以球A的运动周期大于球B的运动周期，故C正确；
D、球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，所以D错误．
故选AC．
8、AD
【解析】
试题分析：小车静止时，恰好不下滑，则重力等于最大静摩擦力，当小车加速时，根据弹力和吸引力的关系得出加速度的方向，对B分析，抓住B的最大静摩擦力求出加速度的最大值．
解：小车静止时，A恰好不下滑，所以对A有：mg=μF引，
当小车加速运动时，为了保证A不下滑，则F N≥F引，则F N﹣F引=ma，加速时加速度一定向左，故B错误．
对B有μ（mg+F引）=ma m，解得a m=（1+μ）g，故A、D正确，C错误．
故选AD．
【点评】本题考查了牛顿第二定律的临界问题，关键抓住A、B的最大静摩擦力进行求解，掌握整体法和隔离法的运用．
9、BD
【解析】汤姆生发现了电子，提出了枣糕模型，A错误；利用玻尔三个假设成功解释了氢原子的发光现象，B正确；衰变放出的电子来自组成原子核的中子转化为质子时放出的电子，C错误；放射性元素的半衰期是由核内部自身的因素决定的，D正确．
10、AC
【解析】
A、B项：根据质量数和电荷数守恒可知，铅核比钍核少8个质子，少16个中子，故A正确，B错误；
C、D项：发生α衰变是放出4
2He，发生β衰变是放出电子0
-1
e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数
和电荷数守恒有：2x-y+82=90，4x+208=232，解得x=6，y=4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C 正确，D 错误。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、2d l '+ 99.8 2222(2')n l d t
π+ 【解析】
（1）摆长等于摆线的长度与摆球的半径之和，所以实验中单摆的摆长等于L=d l'2
+. （2）由图可读出，小盘刻度为1.5min=90s ，大盘刻度为9.8s ，所以秒表的读数为99.8s ；
（3）通过T=t/n 求出单摆的周期．
根据周期公式得：T=2π2d l g
'+，所以g= ()2222πn 2l'd t + 点睛：摆长等于摆线的长度与摆球的半径之和；秒表的读数为小盘刻度与大盘刻度之和，注意小盘刻度的单位为分钟，大盘刻度的单位为秒；求出单摆的周期，由单摆的周期公式即可求解重力加速度．
12、 AC 图3 AC 12.0 BC CD
【解析】
①[1] 单摆的周期：
由单摆周期公式：
可知，重力加速度：
②[2] 摆线选择较细且结实的线为便于测量周期和减小空气阻力，则选取1米左右的细线，故选择A 线；为了减小空气阻力的影响，摆球选择质量大体积小的，故选择C 球；故选AC ；
③[3] 为了避免运动过程中摆长发生变化，悬点要固定，不能松动，则为图3；
④[4] 那样做的目的就是为了便于调节摆长，把摆线夹得更紧一些，使摆动过程中摆长不变。

因此A 、C 正确。

⑤[5] 游标卡尺示数为d=12.0mm=0.0120m=12.0mm ；
⑥[6] 摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，则A 错误；把单摆从平衡位髓拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动，B 正确；在摆球经过平衡位置时开始计时，C 正确；把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期，误差较大，应采用累积法测量周期，D 错误；
⑦[7] [8] 据单摆周期公式
所以应该作用图像，故 横坐标所代表的物理量是，知斜率
解得；
⑧[9] 由周期公式，得
振幅大小与g 无关，故A 错误；开始计时时，过早按下秒表，周期偏大，则g 偏小，故B 错误；测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n 次全振动的时间，则周期偏小，则g 偏大，C 正确；摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，若测量摆长时从悬点到小球下端边缘的距离为摆长，摆长偏大，由，所以g 偏大，故D 正确
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、01615
P 【解析】
开始加热时，在活塞移动的过程中，气体做等圧変化，由盖-吕萨克定律求出活塞缓慢移到最右端时的温度；活塞移至最右端后，气体做等容变化，根据查理定律即可求出温度为480K 时的压强；开始加热时，在活塞移动的过程中，气体做等圧変化.设活塞缓慢移动到容器最右端时，气体末态温度为2114D L
T V π=， 初态温度2003006D L
T K V π==，
由盖-吕萨克定律知0101V V T T = 解得：1450T K =
活塞移至最右端后，气体做等容变化，已知1102450480T K p p T K ，，=== 由查理定律知1212
p p T T = 可得：201615
p p = 14、 (1)8m/s ；(2)9.6m 【解析】试题分析：带电滑块的运动，可以分为三个过程：①进电场前斜面上的匀加速直线运动；②在电场中沿水平地面的匀减速直线运动；③离开电场后沿地面的匀减速直线运动。

本题可以单纯利用牛顿运动定律和运动学的知识去计算，也可以结合能量部分来解题。

解（1）方法一：在滑块从A 运动到M 点的过程中，由动能定理可得：
，解得：=8m/s
方法二：在斜面上，对滑块受力分析，根据牛顿第二定律可得：
根据运动学速度和位移的关系可得：，解得=8m/s
（2）物块离开B 点后，并停在了离B 点1.6m 处的C 点处：
方法一：滑块从B 到C ，由动能定理得：
，得=4m/s
所以，在滑块从M 运动到B 的过程中，根据动能定理得：
，解得：=9.6m 方法二：滑块从B 到C 的过程中，由牛顿运动定律结合运动学知识，可得：
同理，从滑块从M 运动到B 的过程中，
联立上述方程，带入数据得：
=9.6m 15、（1）3m/s （2）2m/s
【解析】
试题分析：（1）根据动量守恒定律可得1m A A B B B v m v m v -=（3分） 解得：1v =3m/s （2分）
（2）根据动量守恒定律可得：A A B B A B m v +m v =(m +m )v （3分） 解得：v=2m/s （2分）
考点：考查了动量守恒定律的应用。