【物理】河北省承德市2022-2023学年高二下学期期末试题（解析版）

承德市2022~2023学年高二年级第二学期期末考试物理试卷注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上．2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．4．本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，选择性必修第二册第四、五章，选择性必修第三册．一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.下列四个核反应方程，属于裂变的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】A．转变为，同时释放出一个电子，这是衰变，不是核裂变，故A不符合题意；B．核在的轰击下转变为，同时释放出一个质子，这是人工转变原子核，不是核裂变，故B不符合题意；C．核在的轰击下转变为，同时释放出一个质子，这是人工转变原子核，不是核裂变，故C不符合题意；D．核在中子的轰击下，裂变为较小的核和核，同时释放出三个中子，这是原子核的裂变，故D符合题意。2.复旦大学物理系张远波教授课题组发现了一种新型二维半导体材料——黑磷，并成功制备了半导体测试材料。已知黑磷是有黑色金属光泽的半导体，是白磷在很高压强和较高温度下转化形成的。图为黑磷的微观结构，下列说法正确的是（）A.黑磷晶体材料B.黑磷和白磷是同位素C.黑磷没有固定熔点D.黑磷的微观各层结构都不同，每层内部结构松散【答案】A【解析】AC．黑磷的微观结构呈现规则排列，具有空间上的周期性，属于晶体材料，因而具有固定的熔点，故A正确，C错误；B．质子数（即原子序数）相同，而中子数不同的元素互称同位素，白磷和黑鳞属于同素异型体，不属于同位素，故B错误；D．黑磷的微观各层结构都相同，每层内部结构紧密，故D错误。故选A。3.体育课上同学们在练习排球，某同学将排球竖直向上垫起后，经排球又回到原出发点、则排球被垫起后上升的最大高度约为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】排球被垫起后经又回到原出发点，根据竖直上抛运动的对称性，从最大高度下落的时间为则排球被垫起后上升的最大高度4.两分子间的分子力与它们之间距离的关系图像如图甲所示，图中为分子力的零点，为分子力的极值点；两分子的势能与分子间距离的关系图像如图乙所示，规定两分子间距离为无限远时分子势能为0，为分子势能的零点，为分子势能的极值点，极小值为。下列判断正确的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小，所以，从r3减小到r2的过程中，分子势能增大，分子间距离小于平衡位置，分子间作用力为斥力，故。5.氢原子能级图如图所示，用某单色光照射大量处于基态的氢原子后，氢原子辐射的光对应谱线只有两根谱线属于巴耳末系，则该单色光的光子能量为（）A.14.14eV B.12.75eV C.12.09eV D.10.20eV【答案】B【解析】巴耳末系是高能级氢原子跃迁到2能级的谱线图，根据题意可知氢原子辐射的光对应谱线只有两根谱线属于巴耳末系，则氢原子从4能级跃迁到2能级时有两根谱线属于巴耳末系，则单色光的光子能量为6.如图甲所示，斜面固定在水平地面上，可视为质点的物体从斜面底端以10m/s的速度沿斜面向上滑动，到达斜面顶端时速度恰好为0，之后又滑回斜面底端。规定平行于斜面向上为正方向，物体运动的部分v-t图像如图乙所示，取重力加速度大小，则斜面顶端距水平地面的高度为（）A.2m B.3m C.4m D.5m【答案】B【解析】图像的斜率等于加速度可知在0~2s内，物体的加速度大小根据牛顿第二定律有在2s~4s内物体的加速度大小根据牛顿第二定律有解得斜面长度斜面高度故选B。7.如图所示，一定质量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，再变化到状态c，然后再由状态c回到状态a，图像中的bc段与横轴平行，ca段与纵轴平行．下列说法正确的是（）A.过程中气体从外界吸热B.过程中气体内能减小C.过程中气体内能不变D.过程中气体分子的平均动能先变大后变小【答案】D【解析】AC．过程中气体等容变化，根据查理定律可知，气体压强减小，温度降低，此过程气体往外界放热，内能减小，AC错误；B．过程中气体等压变化，根据盖-吕萨克定理可知，气体的体积增大，温度升高，内能增加，B错误；D．过程中，pV的乘积先增加后减小，气体的温度先增加后减小，故此过程气体的平均动能先变大后变小，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．8.关于热学现象与规律，下列说法正确的是（）A.热机的效率不可能达到B.自然界中某些热现象不具有方向性C.热量能从低温物体传到高温物体D.孤立系统的自发过程中熵可能减小【答案】AC【解析】A．根据热力学第二定律：不可能从单一热库吸热使之完全转化为有用的功而不产生其他影响，即热机的效率不可能达到，故A正确；B．自然界中的热现象都具有方向性，热量只能自发的从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体，故B错误；C．通过外力做功的方式可以使热量能从低温物体传到高温物体，例如冰箱、空调等，故C正确；D．孤立系统的自发过程中熵永不减少，即熵增原理，此为热力学第二定律的另一种表述，故D错误。故选AC。9.在如图所示的电路中，C是平行板电容器，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S，下列说法正确的是（）A.当A板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在增加B.当B板上所带的正电荷逐渐增多时，LC振荡电路中的电流在减小C.仅减小电容器两极板间的距离，LC振荡电路的周期将变大D.减小电容器两极板间的距离，同时增加电感线圈的匝数，LC振荡电路的周期可能不变【答案】BC【解析】A．当A板上所带的正电荷逐渐增多时，电容器中电场能增加，则线圈中磁场能减小，LC振荡电路中的电流在减小，故A错误；B．当B板上所带的正电荷逐渐增多时，电容器中电场能增加，则线圈中磁场能减小，LC振荡电路中的电流在减小，故B正确；C．仅减小电容器两极板间的距离，根据可知电容器电容变大，LC振荡电路的周期将变大，故C正确；D．减小电容器两极板间的距离，同时增加电感线圈的匝数，根据可知电容器电容变大，电感线圈自感系数变大，则LC振荡电路的周期将变大，故D错误。10.质量为M、半径为R的圆柱形汽缸（上端有卡扣）用活塞封闭一定质量的理想气体，如图甲所示，活塞用细线连接并悬挂在足够高的天花板上。初始时封闭气体的热力学温度为，活塞与容器上、下部的距离分别为h和，现让封闭气体的温度缓慢升高，气体从初始状态A经状态B到达状态C，其图像如图乙所示，已知外界大气压恒为，点O、A、C共线，活塞气密性良好，重力加速度大小为g。则理想气体在状态（）A.B的热力学温度为 B.B的压强为C.C的压强为 D.C的热力学温度为【答案】BD【解析】A．气体从状态A到B为等压变化，有解得选项A错误；B．汽缸悬挂后处于平衡状态，有解得选项B正确；C．气体在状态B时活塞处于顶端，B到C为等容变化，有解得选项C错误；D．气体从状态B到C为等容变化，有解得选项D正确。故选BD。三、非选择题：共54分．11.某同学用如图所示装置，探究力的合成与分解。（1）本实验采用的科学方法为________．A．理想实验法B．控制变量法C．等效替代法D．建立物理模型法（2）下列实验操作符合规范且正确的是________（多选）．A．同一组实验必须将结点O拉到同一位置B．实验时两弹簧测力计的示数不能超过量程C．应使两弹簧测力计之间的夹角总保持为，以便于计算D．为保证实验结果尽可能准确，两弹簧测力计必须保持与木板垂直【答案】（1）C（2）AB或BA【解析】（1）[1]合力与分力是等效与替代的关系，所以本实验采用的是等效替代法。（2）[2]A．为了保证效果相同，同一组实验必须将结点O拉到同一位置，故A正确；B．为了准确性和不损坏器材，实验时两弹簧测力计的示数不能超过量程，故B正确；C．为了让实验结果具有普遍意义，两弹簧测力计之间的夹角适当大一些就可以，不需要为特定角，故C错误；D．为保证实验结果尽可能准确，两弹簧测力计必须保持与木板平行，故D错误。故选AB。12.小谭同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。（1）一端固定有定滑轮的长木板放在水平桌面上，按照图甲安装好器材，图甲中电源应该接入________A．的正弦交流电源 B．的直流电源C．的直流电源 D．的正弦交流电源（2）往空砂桶里，逐渐加入砂子，当小车开始缓慢运动时，取下砂桶，在天平上称得砂和砂桶的质量为，由此可知，小车受到的摩擦力为________（3）在满足小车质量M远大于砂和砂桶质量m的条件下进行实验，根据实验得到的多组数据，即砂和砂桶的质量m和小车对应的加速度a，画出的图像如图乙所示，重力加速度大小为g，则图中b表示的物理量为________，图像斜率为________【答案】（1）A（2）（3）【解析】（1）[1]图甲中使用的是电磁花计时器，则电源插头应该插入的正弦交流电源。故选A。（2）[2]当小车开始缓慢运动时，绳子的拉力大小等于砂和砂桶的重力对于小车受到拉力和摩擦力作用，小车开始缓慢运动则（3）[3][4]对于根据牛顿第二定律即即b表示的是纵轴的截距，为，图像的斜率13.一光电管的阴极K用截止频率为的金属铯制成，并接入如图所示的电路中．当用频率为的单色光射向阴极K时，能产生光电流．移动变阻器的滑片，当电压表的示数为U时，电流计的示数达到饱和电流I．已知普朗克常量为h，电子的质量为m，电子的电荷量为e，真空中的光速为c．求：（1）每个单色光的光子的动量大小p；（2）光电子到达阳极时的最大速率．【答案】（1）；（2）【解析】（1）设单色光波长为，则有又解得（2）设光电子的最大初动能为，根据光电效应方程及动能定理有，解得14.某物理探究小组设计了一款火警报警装置，原理图如图所示。汽缸通过细线悬挂在天花板下，质量、横截面积的活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内。起初环境的热力学温度时，活塞距汽缸底部的高度，当环境温度上升，活塞缓慢下移时，活塞表面（涂有导电物质）恰与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声。不计活塞与汽缸之间的摩擦，外界大气压强。取重力加速度大小。（1）求蜂鸣器刚报警时密封气体的热力学温度；（2）若蜂鸣器刚报警时气体的内能增加了，求此过程中密封气体吸收的热量Q。【答案】（1）；（2）【解析】（1）此过程为等压变化，则有解得（2）气体等压膨胀，设缸内气体的压强为，则气体对外界做的功为W，则气体的内能增加了根据热力学第一定律有联立解得15.如图所示，质量为、可当成质点的滑块放在质量为m的长木板上，已知滑块和木板之间的动摩擦因数为，水平地面光滑，某时刻滑块和木板以相同的初速度向右做匀速直线运动，在木板的右侧固定有一竖直放置的挡板，木板与挡板碰撞过程无能量损失，碰撞时间极短可以忽略不计，最终滑块恰好静止在木板右端（滑块未与挡板碰撞），重力加速度大小为g，求：（1）木板的长度L；（2）从木板与挡板第一次碰撞到滑块停下来所用的时间t。【答案】（1）；（2）【解析】（1