【解析】云南省文山壮族苗族自治州砚山县第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题

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云南省文山壮族苗族自治州砚山县第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题

一、单选题

1．（2023高二下·枣庄月考）分子间势能与体积的关系，正确的是：（）

A．物体的体积增大，分子间的势能增加；

B．气体分子的距离增大，分子间的势能减小；

C．物体的体积增大，分子间的势能有可能增加；

D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均增大

2．如图所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B两球用同一材料制作，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则（）

A．A球吸收的热量较多B．B球吸收的热量较多

C．两球吸收的热量一样多D．无法确定

3．如图甲，理想变压器原、副线圈匝数比为，接线柱a、b所接正弦交变电压u随时间t变化规律如图乙所示。变压器副线圈接有一火警报警系统，其中为定值电阻，为热敏电阻，其电阻随温度升高而增大。下列说法中正确的是（）

A．电压表示数为10VB．此交变电源的频率为0.5Hz

C．出现火警时，电流表示数增大D．出现火警时，电压表示数增大

4．（2023高二下·珠海月考）如图所示的电路中，P、Q为两相同的灯泡，L的电阻不计，则下列说法正确的是()

A．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会儿才熄灭

B．S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光

C．S断开瞬间，通过P的电流从右向左

D．S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反

5．氢原子的能级示意图如图所示，用光子能量为12.75eV的一束光照射一群处于基态的氢原子，下列说法正确的是（）

A．这些处于基态的氢原子会被电离

B．这些处于基态的氢原子会跃迁到n=3能级

C．照射后可能观测到氢原子发射有3种不同波长的光

D．照射后可能观测到氢原子发射有6种不同波长的光

6．一个质量为m的小球在半径为R的光滑圆弧槽上来回运动，如图，圆弧槽的长度。为了使小球振动的频率变为原来的，可以采用的办法是()

A．将R减小为原来的B．将R增大为原来的倍

C．将圆弧长l增大为原来的倍D．将m减小为原来的

7．在光滑的水平面上，有A、B两个小球沿同一直线向右运动，以向右为正方向，两球的动量分别为、，如图所示。若两球发生正碰，则碰后两球的动量增量、可能是（）

A．，B．，

C．，D．，

8．图1所示为一列简谐横波在某时刻的波动图象，图2所示为该波中x=1.5m处质点P的振动图象，下列说法正确的是

A．该波的波速为2m/s

B．该波一定沿x轴负方向传播

C．t=1.0s时，质点P的加速度最小，速度最大

D．图1所对应的时刻可能是t=0.5s

二、多选题

9．一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程如图所示，则（）

A．在过程AC中，气体的压强不断变大

B．在过程CB中，气体的压强不断变小

C．在状态A时，气体的压强最大

D．在状态B时，气体的压强最大

10．有一束单色光从A穿过B再折向C，如图所示，下列说法中正确的是（）

A．介质B的折射率最大B．介质C的折射率最大

C．光在介质B中的速度最大D．光在介质C中的速度最大

11．下列说法正确的是（）

A．是聚变反应

B．是裂变反应

C．是α衰变

D．是裂变

12．（2023高三上·海淀期末）如图所示，一质量为m的带电粒子从P点以垂直于磁场边界方向的速度v射入磁场，穿出磁场时，速度方向与入射方向夹角为。设磁感应强度为B、磁场宽度为d。粒子速度始终与磁场垂直，不计粒子所受重力和空气阻力。下列说法正确的是（）

A．在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子做的功为0

B．在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为0

C．该粒子在磁场中运动的时间为

D．该粒子的比荷为

三、实验题

13．（2022高二下·昆明期末）某实验小组利用图甲所示装置测量当地重力加速度。轻绳一端系住直径为d的小球，另一端固定在铁架台上O点，已知O点到小球球心的距离为l，在O点正下方固定一个光电门，小球运动至最低点时光电门能够记录下小球的遮光时间。实验时，将小球拉起至轻绳和竖直方向夹角为，由静止释放小球，小球摆至最低点时光电门光线正好射向小球球心，小球的遮光宽度可近似为d，光电门记录小球的遮光时间为，试回答以下问题：

（1）用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球的直径d=cm；

（2）小球从释放位置运动至最低点时的速度为v=；（用题中相关物理量的字母表示）

（3）多次改变的数值，重复以上实验过程并测量对应的，得到随变化的关系如图丙所示，该图线斜率的绝对值为k，可计算得重力加速度g=；（用k、l和d表示）

（4）若考虑到实际实验过程中存在阻力，重力加速度g的测量值。（选填“偏大”或“偏小”）

14．某同学想通过实验探究一个热敏电阻的特性。

（1）为探究热敏电阻的特性，设计了如图甲所示的电路，R0为电阻箱，R为热敏电阻，开关S、S1、S2先断开，滑动变阻器的滑片移到最（选填“左”或“右”）端。

（2）实验时，温控室的温度为t0，闭合S、S1，调节滑动变阻器的滑片，使电流表有合适的示数I0，现断开S1闭合S2，滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱R0的阻值R0=90Ω时，电流表的示数也为I0，则此室温的热敏电阻值为Ω。多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度t下对应的电阻值R，作出R-t图像，如图乙所示，室温t0为℃。

（3）把这个热敏电阻接入如下丙图所示的电路中，可以制作温控报警器。已知电源电压为9V，内阻r=2Ω，R2=50Ω；当图中的电流表A达到或超过0.5A时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为80℃，图中R1阻值为Ω（保留2位有效数字）。

四、解答题

15．（2023高二下·开封月考）如图所示，两平行光滑金属导轨由两部分组成，左边部分水平，右边部分为半径r=0.5m的竖直半圆，两导轨间距离l=0.3m，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中，两导轨电阻不计。有两根长度均为l的金属棒ab、cd，均垂直导轨置于水平导轨上，金属棒ab、cd的质量分别为m1=0.2kg、m2=0.1kg，电阻分别为R1=0.1Ω、R2=0.2Ω。现让ab棒以v0=10m/s的初速度开始水平向右运动，cd棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点PP′，cd棒进入圆轨道前两棒未相碰，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）ab棒开始向右运动时cd棒的加速度a0；

（2）cd棒刚进入半圆轨道时ab棒的速度大小v1；

（3）cd棒进入半圆轨道前ab棒克服安培力做的功W。

16．如图所示，一定质量的理想气体从状态A到状态B，再从状态B到状态C，最后从状态C回到状态A。已知气体在状态A的体积，从B到C过程中气体对外做功1000J。求：

（1）气体在状态C时的体积；

（2）气体A→B→C→A的整个过程中气体吸收的热量。

17．如图甲所示，一横截面积S=10cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，不计活塞与汽缸间的摩擦。如图乙所示是气体从状态A变化到状态B的V-T图像。已知AB的反向延长线通过坐标原点O，气体在A状态的压强为p=1.5×105Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q=9.0×102J，大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）活塞的质量m；

（2）此过程中气体内能的增量U。

答案解析部分

1．【答案】C

【知识点】物体的内能

【解析】【解答】A．分子势能的变化要根据分子力做功来判断，物体的体积增大，如果分子间距离小于平衡距离，则此时分子力做正功，分子势能减小，A不符合题意；

B．分子间距离增大，如果分子力为引力，则分子力做负功，分子势能增大，B不符合题意；

C．由AB分析可以知道，物体的体积增大时，分子间的势能可能增大也可能减小，故C符合题意；

D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】物体的体积变大不知道分子距离的具体变化不能判别分子势能的大小变化；由于不明确分子间距与分子平衡距离的关系不能判别分子势能的变化；分子距离变大时，引力和斥力都减小。

2．【答案】B

【知识点】热力学第一定律及其应用

【解析】【解答】由题意可知，水和水银的初始温度相同，当量液体温度同时缓慢的升高到同一值，二者的末温度相同，则内能变化量相同，根据热力学第一定律，吸收的热量除了使内能增加了相同量外，还需要克服液体的压力做功，则乙球吸收的热量较多，B正确。

故答案为：B

【分析】对两种液体进行分析，上升相同的温度，说明内能变化量相同，再根据热力学第一定律计算两球所吸收的热量大小。

3．【答案】D

【知识点】变压器的应用

【解析】【解答】A、ab间所接电压的有效值为220v，根据，带入可知，副线圈电压为10v，电压表所测电压为R2两端的电压，则电压表示数小于10v，A错误。

B、由图像可知此交变电源的周期为0.02s，则频率为，B错误。

C、D，出现火警时，R2阻值增大，根据欧姆定律，可知副线圈电流减小，则电流表示数也随之减小；R2两端电压为，电流减小，则电压表示数增大，C错误，D正确。

故答案为：D

【分析】对电路进行分析，根据原副线圈电压，电流与匝数比之间的关系计算副线圈的电压和电流，再由欧姆定律和热敏电阻特性分析求解。

4．【答案】C

【知识点】自感与互感；楞次定律

【解析】【解答】A．S断开瞬间，由于线圈自感作用，阻碍原电流减小，相当于新的电源，通过Q、P形成回路，所以PQ均过一会熄灭，A不符合题意．

CD．通过线圈的电流沿原方向，所以通过Q的电流与原来方向相同，通过P的电流与原来方向相反，从右向左，C符合题意，D不符合题意．

B．S接通瞬间，P立即正常发光，由于线圈自感阻碍电流增大，Q缓慢变亮，B不符合题意．

故答案为：C。

【分析】根据自感现象和楞次定律进行分析。

5．【答案】D

【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁

【解析】【解答】A、基态氢原子电离所需的最小能量为13.6ev，12.75ev的光子能量不会使基态氢原子发生电离。A错误。

B、12.75ev等于n=1和n=4间的能级差，故处于基态的氢原子吸收能量为12.75ev的光子后，会跃迁到n=4能级，不会被电离，B错误。

CD、照射后可观测到氢原子发射出种波长的光，C错误，D正确。

故答案为：D

【分析】对基态氢原子进行分析，根据玻尔的能级跃迁理论以及氢原子跃迁和电离的条件分析求解。

6．【答案】B

【知识点】简谐运动

【解析】【解答】小球在光滑圆弧上做简谐运动，根据，要使小球的震动频率变为原来的一半，可将R增大为原来的2倍，圆弧长度和小球的质量不会影响到小球简谐运动的频率。

故答案为：B

【分析】对小球进行分析，根据简谐运动的周期公式以及频率与周期的关系分析求解。

7．【答案】D

【知识点】动量守恒定律

【解析】【解答】A、两小球发生正碰，碰撞前后动量守恒，即总动量的变化量，此时，则A错误。

B、由题意可知，系统碰撞后的总动量的变化量为，则碰撞后系统总动量保持不变，满足碰撞前后动量守恒，碰撞后两球的动量与原方向相同，但A动量增大，与实际运动不符，B错误。

C、根据题意可知，系统碰撞后的动量变化量为，满足碰撞后动量守恒，进一步分析可知，碰后A球的动量为，B球碰后的动量为，根据动能与动量之间的关系，由上述公式可知，A球碰撞前后动能大小保持不变，但B球动能增大，违反了能量守恒定律，C错误。

D、系统碰撞后的动量变化量为，满足动量守恒定律，碰后A球的动量为，B的动量为，碰撞前总动能为，碰后的总动能为，此时发生非弹性碰撞，D正确。

故答案为：D

【分析】根据碰撞过程的特点：一、碰撞前后动量守恒；二、碰撞前后能量守恒；三、碰撞前后不违背实际运动情况，三个条件分析求解。

8．【答案】D

【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象

【解析】【解答】A、根据波形图和振动图像可知，，则波速为，A错误。

B、由于图1无法确定是哪一时刻的波形图，故无法判断此列波的传播方向，B错误。

C、t=1.0s时，质点P到达正向最大位移处，加速度最大，速度为零，C错误。

D、由于无法判断传播方向，所以由图1中P点的位置结合图2可知，若波向正方向传播，由平移法可知传播距离为，对应的时刻为，向左传播的距离为，对应的时刻为，其中n=0，1，2，3……，所以当波沿x轴正方向传播，n=0时，t=0.5s，D正确。

故答案为：D

【分析】对波形图和振动图像进行分析，根据波长，波速和周期之间的关系分析求解。

9．【答案】A,D

【知识点】理想气体与理想气体的状态方程

【解析】【解答】A、AC过程中，气体温度不变，体积减小，根据，可知气体压强增大，A正确。

B、CB过程中，体积不变，温度升高，根据，可知气体压强不断增大，B错误。

CD、ACB过程中，气体压强一直增大，故状态B时气体压强最大，C错误，D正确。

故答案为：D

【分析】对气体状态变化图像进行分析，根据气体等温变化特点和等容变化特点分析求解。

10．【答案】B,C

【知识点】光的折射及折射定律

【解析】【解答】AB、由于光路的可逆性，假设光分别由B进入A和C，根据折射率的物理意义可知，C的折射率比A大，B中的入射角最大，折射率最小，可得，A错误，B正确。

CD、根据光在介质中的传播速度，可以判断出光在B中的传播速度最大，在C中传播速度最小，C正确，D错误。

故答案为：BC

【分析】对光路图进行分析，根据光的折射率定义以及光在介质中的传播速度与介质折射率的关系分析求解。

11．【答案】A,B,C

【知识点】原子核的衰变、半衰期；核裂变；核聚变

【解析】【解答】A、是核聚变反应，A正确。

B、是核裂变反应，B正确。

C、：是衰变，C正确。

D、是β衰变，D错误。

故答案为：ABC

【分析】根据核聚变、核裂变，衰变和β衰变的核反应方程特点分析求解。

12．【答案】A,D

【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动

【解析】【解答】A．在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力与粒子的速度方向始终垂直，则洛伦兹力对该粒子做的功为0，A符合题意；

B．在粒子穿越磁场的过程中，速度大小不变但方向改变，则动量改变，根据动量定理可知，则合外力冲量不为零，粒子仅受洛伦兹力作用，则洛伦兹力对该粒子的冲量不为0，B不符合题意；

C．粒子在磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，穿越磁场的过程中，水平方向速度大小由v一直减小，则该粒子在磁场中运动的时间大于，C不符合题意；

D．粒子在磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，根据几何关系，联立解得，D符合题意。

故答案为：AD。

【分析】洛伦兹力方向与粒子速度方向相同所以对该粒子不做功；利用洛伦兹力和时间可以判别洛伦兹力的冲量不等于0；利用粒子运动的轨迹及线速度可以判别粒子在磁场运动的时间，利用牛顿第二定律及轨迹半径的大小可以求出粒子比荷的大小。

13．【答案】（1）1.225

（2）

（3）

（4）偏大

【知识点】探究单摆的运动，用单摆测定重力加速度

【解析】【解答】（1）小球的直径

（2）小球从释放位置运动至最低点时的速度为

（3）由动能定理

可得

图丙中图线斜率的绝对值为k，则可得

可得

（4）考虑空气阻力作用，小球运动时克服空气阻力做功W，可得

可得随变化的关系如图中1所示

可知重力加速度g的测量值比真实值偏大。

【分析】（1）利用游标卡尺的读数原理得出小球的直径：

（2）根据短时间内的平均速度等于瞬时速度得出最地点的速度：

（3）小球运动的过程中利用动能定理结合图像的斜率得出重力加速度的表达式：

（4）根据（3）中的表达式得出重力加速度的测量值和真实值的大小关系。

14．【答案】（1）左

（2）90；30

（3）20

【知识点】特殊方法测电阻

【解析】【解答】（1）闭合开关前应保证电流表的示数为零，则滑动变阻器滑片至于最左端。

（2）实验中，用电阻箱代替热敏电阻，二者阻值相等时，电流表的示数相同，在乙图中找到纵坐标为90Ω的点对应横坐标为30℃。

（3）在乙图中读出环境温度为80度是热敏电阻的阻值为30Ω，根据闭合电路欧姆定律由，代入数据解得。

【分析】（1）根据实验要求，闭合开关应保证安全性，需要使通过电流表的电流最小。

（2）根据图像和热敏电阻的特性以及串并联电路特点分析求解。

（3）根据闭合电路欧姆定律和热敏电阻的阻值随温度的变化图像分析求解。

15．【答案】（1）解：ab棒开始向右运动时，设回路中电流为I，有

对cd棒，由牛顿第二定律

解得

（2）解：设cd棒刚进入半圆轨道时的速度为v2，金属棒ab、cd系统动量守恒，有

cd棒进入半圆轨道后不再受安培力，由机械能守恒定律

cd棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点PP′，故在最高点由牛顿第二定律

解得

（3）解：cd棒进入半圆轨道前，对ab棒由动能定理得

解得

【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题

【解析】【分析】（1）ab切割磁感线，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求解回路电流，由牛顿第二定律求解加速度；

（2）根据cd棒恰好通过圆弧轨道最高点，由牛顿第二定律求解最高点速度，根据机械能守恒定律求解cd棒刚进圆弧时速度，根据动量守恒定律求解cd棒刚进圆弧时ab棒的速度；

（3）对ab棒应用动能定理求解安培做的功。

16．【答案】（1）解：气体从，发生等压变化＝

解得

（2）解：气体从，根据查理定律可知气体发生等容变化，则

气体从，气体膨胀对外做功，则

气体从，气体体积减小，外界对气体做功，则

全过程中

初末状态温度相同，所以全过程

根据热力学第一定律得吸收热量

【知识点】理想气体与理想气体的状态方程

【解析】【分析】（1）对气体进行分析，C→A过程中发生等压变化，列方程求解。

（2）分别分析气体从，，的过程变化，根据理想气体状态方程和热力学第一定律分析求解。

17．【答案】（1）解：状态A时，对活塞受力分析得

代入数据解得

（2）解：在从状态A变化到状态B的过程中，发生的是等压变化，

则外界对气体做功

内能的增量U：U=W+Q=600J

【知识点】热力学图像类问题

【解析】【分析】（1）对活塞进行受力分析，根据平衡条件列方程求解。

（2）对A→B的过程进行分析，根据理想气体状态方程和热力学第一定律分析求解。

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云南省文山壮族苗族自治州砚山县第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题

一、单选题

1．（2023高二下·枣庄月考）分子间势能与体积的关系，正确的是：（）

A．物体的体积增大，分子间的势能增加；

B．气体分子的距离增大，分子间的势能减小；

C．物体的体积增大，分子间的势能有可能增加；

D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均增大

【答案】C

【知识点】物体的内能

【解析】【解答】A．分子势能的变化要根据分子力做功来判断，物体的体积增大，如果分子间距离小于平衡距离，则此时分子力做正功，分子势能减小，A不符合题意；

B．分子间距离增大，如果分子力为引力，则分子力做负功，分子势能增大，B不符合题意；

C．由AB分析可以知道，物体的体积增大时，分子间的势能可能增大也可能减小，故C符合题意；

D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】物体的体积变大不知道分子距离的具体变化不能判别分子势能的大小变化；由于不明确分子间距与分子平衡距离的关系不能判别分子势能的变化；分子距离变大时，引力和斥力都减小。

2．如图所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B两球用同一材料制作，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则（）

A．A球吸收的热量较多B．B球吸收的热量较多

C．两球吸收的热量一样多D．无法确定

【答案】B

【知识点】热力学第一定律及其应用

【解析】【解答】由题意可知，水和水银的初始温度相同，当量液体温度同时缓慢的升高到同一值，二者的末温度相同，则内能变化量相同，根据热力学第一定律，吸收的热量除了使内能增加了相同量外，还需要克服液体的压力做功，则乙球吸收的热量较多，B正确。

故答案为：B

【分析】对两种液体进行分析，上升相同的温度，说明内能变化量相同，再根据热力学第一定律计算两球所吸收的热量大小。

3．如图甲，理想变压器原、副线圈匝数比为，接线柱a、b所接正弦交变电压u随时间t变化规律如图乙所示。变压器副线圈接有一火警报警系统，其中为定值电阻，为热敏电阻，其电阻随温度升高而增大。下列说法中正确的是（）

A．电压表示数为10VB．此交变电源的频率为0.5Hz

C．出现火警时，电流表示数增大D．出现火警时，电压表示数增大

【答案】D

【知识点】变压器的应用

【解析】【解答】A、ab间所接电压的有效值为220v，根据，带入可知，副线圈电压为10v，电压表所测电压为R2两端的电压，则电压表示数小于10v，A错误。

B、由图像可知此交变电源的周期为0.02s，则频率为，B错误。

C、D，出现火警时，R2阻值增大，根据欧姆定律，可知副线圈电流减小，则电流表示数也随之减小；R2两端电压为，电流减小，则电压表示数增大，C错误，D正确。

故答案为：D

【分析】对电路进行分析，根据原副线圈电压，电流与匝数比之间的关系计算副线圈的电压和电流，再由欧姆定律和热敏电阻特性分析求解。

4．（2023高二下·珠海月考）如图所示的电路中，P、Q为两相同的灯泡，L的电阻不计，则下列说法正确的是()

A．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会儿才熄灭

B．S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光

C．S断开瞬间，通过P的电流从右向左

D．S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反

【答案】C

【知识点】自感与互感；楞次定律

【解析】【解答】A．S断开瞬间，由于线圈自感作用，阻碍原电流减小，相当于新的电源，通过Q、P形成回路，所以PQ均过一会熄灭，A不符合题意．

CD．通过线圈的电流沿原方向，所以通过Q的电流与原来方向相同，通过P的电流与原来方向相反，从右向左，C符合题意，D不符合题意．

B．S接通瞬间，P立即正常发光，由于线圈自感阻碍电流增大，Q缓慢变亮，B不符合题意．

故答案为：C。

【分析】根据自感现象和楞次定律进行分析。

5．氢原子的能级示意图如图所示，用光子能量为12.75eV的一束光照射一群处于基态的氢原子，下列说法正确的是（）

A．这些处于基态的氢原子会被电离

B．这些处于基态的氢原子会跃迁到n=3能级

C．照射后可能观测到氢原子发射有3种不同波长的光

D．照射后可能观测到氢原子发射有6种不同波长的光

【答案】D

【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁

【解析】【解答】A、基态氢原子电离所需的最小能量为13.6ev，12.75ev的光子能量不会使基态氢原子发生电离。A错误。

B、12.75ev等于n=1和n=4间的能级差，故处于基态的氢原子吸收能量为12.75ev的光子后，会跃迁到n=4能级，不会被电离，B错误。

CD、照射后可观测到氢原子发射出种波长的光，C错误，D正确。

故答案为：D

【分析】对基态氢原子进行分析，根据玻尔的能级跃迁理论以及氢原子跃迁和电离的条件分析求解。

6．一个质量为m的小球在半径为R的光滑圆弧槽上来回运动，如图，圆弧槽的长度。为了使小球振动的频率变为原来的，可以采用的办法是()

A．将R减小为原来的B．将R增大为原来的倍

C．将圆弧长l增大为原来的倍D．将m减小为原来的

【答案】B

【知识点】简谐运动

【解析】【解答】小球在光滑圆弧上做简谐运动，根据，要使小球的震动频率变为原来的一半，可将R增大为原来的2倍，圆弧长度和小球的质量不会影响到小球简谐运动的频率。

故答案为：B

【分析】对小球进行分析，根据简谐运动的周期公式以及频率与周期的关系分析求解。

7．在光滑的水平面上，有A、B两个小球沿同一直线向右运动，以向右为正方向，两球的动量分别为、，如图所示。若两球发生正碰，则碰后两球的动量增量、可能是（）

A．，B．，

C．，D．，

【答案】D

【知识点】动量守恒定律

【解析】【解答】A、两小球发生正碰，碰撞前后动量守恒，即总动量的变化量，此时，则A错误。

B、由题意可知，系统碰撞后的总动量的变化量为，则碰撞后系统总动量保持不变，满足碰撞前后动量守恒，碰撞后两球的动量与原方向相同，但A动量增大，与实际运动不符，B错误。

C、根据题意可知，系统碰撞后的动量变化量为，满足碰撞后动量守恒，进一步分析可知，碰后A球的动量为，B球碰后的动量为，根据动能与动量之间的关系，由上述公式可知，A球碰撞前后动能大小保持不变，但B球动能增大，违反了能量守恒定律，C错误。

D、系统碰撞后的动量变化量为，满足动量守恒定律，碰后A球的动量为，B的动量为，碰撞前总动能为，碰后的总动能为，此时发生非弹性碰撞，D正确。

故答案为：D

【分析】根据碰撞过程的特点：一、碰撞前后动量守恒；二、碰撞前后能量守恒；三、碰撞前后不违背实际运动情况，三个条件分析求解。

8．图1所示为一列简谐横波在某时刻的波动图象，图2所示为该波中x=1.5m处质点P的振动图象，下列说法正确的是

A．该波的波速为2m/s

B．该波一定沿x轴负方向传播

C．t=1.0s时，质点P的加速度最小，速度最大

D．图1所对应的时刻可能是t=0.5s

【答案】D

【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象

【解析】【解答】A、根据波形图和振动图像可知，，则波速为，A错误。

B、由于图1无法确定是哪一时刻的波形图，故无法判断此列波的传播方向，B错误。

C、t=1.0s时，质点P到达正向最大位移处，加速度最大，速度为零，C错误。

D、由于无法判断传播方向，所以由图1中P点的位置结合图2可知，若波向正方向传播，由平移法可知传播距离为，对应的时刻为，向左传播的距离为，对应的时刻为，其中n=0，1，2，3……，所以当波沿x轴正方向传播，n=0时，t=0.5s，D正确。

故答案为：D

【分析】对波形图和振动图像进行分析，根据波长，波速和周期之间的关系分析求解。

二、多选题

9．一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程如图所示，则（）

A．在过程AC中，气体的压强不断变大

B．在过程CB中，气体的压强不断变小

C．在状态A时，气体的压强最大

D．在状态B时，气体的压强最大

【答案】A,D

【知识点】理想气体与理想气体的状态方程

【解析】【解答】A、AC过程中，气体温度不变，体积减小，根据，可知气体压强增大，A正确。

B、CB过程中，体积不变，温度升高，根据，可知气体压强不断增大，B错误。

CD、ACB过程中，气体压强一直增大，故状态B时气体压强最大，C错误，D正确。

故答案为：D

【分析】对气体状态变化图像进行分析，根据气体等温变化特点和等容变化特点分析求解。

10．有一束单色光从A穿过B再折向C，如图所示，下列说法中正确的是（）

A．介质B的折射率最大B．介质C的折射率最大

C．光在介质B中的速度最大D．光在介质C中的速度最大

【答案】B,C

【知识点】光的折射及折射定律

【解析】【解答】AB、由于光路的可逆性，假设光分别由B进入A和C，根据折射率的物理意义可知，C的折射率比A大，B中的入射角最大，折射率最小，可得，A错误，B正确。

CD、根据光在介质中的传播速度，可以判断出光在B中的传播速度最大，在C中传播速度最小，C正确，D错误。

故答案为：BC

【分析】对光路图进行分析，根据光的折射率定义以及光在介质中的传播速度与介质折射率的关系分析求解。

11．下列说法正确的是（）

A．是聚变反应

B．是裂变反应

C．是α衰变

D．是裂变

【答案】A,B,C

【知识点】原子核的衰变、半衰期；核裂变；核聚变

【解析】【解答】A、是核聚变反应，A正确。

B、是核裂变反应，B正确。

C、：是衰变，C正确。

D、是β衰变，D错误。

故答案为：ABC

【分析】根据核聚变、核裂变，衰变和β衰变的核反应方程特点分析求解。

12．（2023高三上·海淀期末）如图所示，一质量为m的带电粒子从P点以垂直于磁场边界方向的速度v射入磁场，穿出磁场时，速度方向与入射方向夹角为。设磁感应强度为B、磁场宽度为d。粒子速度始终与磁场垂直，不计粒子所受重力和空气阻力。下列说法正确的是（）

A．在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子做的功为0

B．在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为0

C．该粒子在磁场中运动的时间为

D．该粒子的比荷为

【答案】A,D

【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动

【解析】【解答】A．在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力与粒子的速度方向始终垂直，则洛伦兹力对该粒子做的功为0，A符合题意；

B．在粒子穿越磁场的过程中，速度大小不变但方向改变，则动量改变，根据动量定理可知，则合外力冲量不为零，粒子仅受洛伦兹力作用，则洛伦兹力对该粒子的冲量不为0，B不符合题意；

C．粒子在磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，穿越磁场的过程中，水平方向速度大小由v一直减小，则该粒子在磁场中运动的时间大于，C不符合题意；

D．粒子在磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，根据几何关系，联立解得，D符合题意。

故答案为：AD。

【分析】洛伦兹力方向与粒子速度方向相同所以对该粒子不做功；利用洛伦兹力和时间可以判别洛伦兹力的冲量不等于0；利用粒子运动的轨迹及线速度可以判别粒子在磁场运动的时间，利用牛顿第二定律及轨迹半径的大小可以求出粒子比荷的大小。

三、实验题

13．（2022高二下·昆明期末）某实验小组利用图甲所示装置测量当地重力加速度。轻绳一端系住直径为d的小球，另一端固定在铁架台上O点，已知O点到小球球心的距离为l，在O点正下方固定一个光电门，小球运动至最低点时光电门能够记录下小球的遮光时间。实验时，将小球拉起至轻绳和竖直方向夹角为，由静止释放小球，小球摆至最低点时光电门光线正好射向小球球心，小球的遮光宽度可近似为d，光电门记录小球的遮光时间为，试回答以下问题：

（1）用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球的直径d=cm；

（2）小球从释放位置运动至最低点时的速度为v=；（用题中相关物理量的字母表示）

（3）多次改变的数值，重复以上实验过程并测量对应的，得到随变化的关系如图丙所示，该图线斜率的绝对值为k，可计算得重力加速度g=；（用k、l和d表示）

（4）若考虑到实际实验过程中存在阻力，重力加速度g的测量值。（选填“偏大”或“偏小”）

【答案】（1）1.225

（2）

（3）

（4）偏大

【知识点】探究单摆的运动，用单摆测定重力加速度

【解析】【解答】（1）小球的直径

（2）小球从释放位置运动至最低点时的速度为

（3）由动能定理

可得

图丙中图线斜率的绝对值为k，则可得

可得

（4）考虑空气阻力作用，小球运动时克服空气阻力做功W，可得

可得随变化的关系如图中1所示

可知重力加速度g的测量值比真实值偏大。

【分析】（1）利用游标卡尺的读数原理得出小球的直径：

（2）根据短时间内的平均速度等于瞬时速度得出最地点的速度：

（3）小球运动的过程中利用动能定理结合图像的斜率得出重力加速度的表达式：

（4）根据（3）中的表达式得出重力加速度的测量值和真实值的大小关系。

14．某同学想通过实验探究一个热敏电阻的特性。

（1）为探究热敏电阻的特性，设计了如图甲所示的电路，R0为电阻箱，R为热敏电阻，开关S、S1、S2先断开，滑动变阻器的滑片移到最（选填“左”或“右”）端。

（2）实验时，温控室的温度为t0，闭合S、S1，调节滑动变阻器的滑片，使电流表有合适的示数I0，现断开S1闭合S2，滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱R0的阻值R0=90Ω时，电流表的示数也为I0，则此室温的热敏电阻值为Ω。多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度t下对应的电阻值R，作出R-t图像，如图乙所示，室温t0为℃。

（3）把这个热敏电阻接入如下丙图所示的电路中，可以制作温控报警器。已知电源电压为9V，内阻r=2Ω，R2=50Ω；当图中的电流表A达到或超过0.5A时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为80℃，图中R1阻值为Ω（保留2位有效数字）。

【答案】（1）左

（2）90；30

（3）20

【知识点】特殊方法测电阻

【解析】【解答】（1）闭合开关前应保证电流表的示数为零，则滑动变阻器滑片至于最左端。

（2）实验中，用电阻箱代替热敏电阻，二者阻值相等时，电流表的示数相同，在乙图中找到纵坐标为90Ω的点对应横坐标为30℃。

（3）在乙图中读出环境温度为80度是热敏电阻的阻值为30Ω，根据闭合电路欧姆定律由，代入数据解得。

【分析】（1）根据实验要求，闭合开关应保证安全性，需要使通过电流表的电流最小。

（2）根据图像和热敏电阻的特性以及串并联电路特点分析求解。

（