【解析】河南省南阳一中2023-2023学年高二下学期物理第四次月考试卷

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一、单选题

1．（2023高二下·南阳月考）如图为LC振荡电路中电流随时间变化的图象，则（）

A．0﹣t1时间内，磁场能在增加

B．t1﹣t2时间内，电容器处于放电状态

C．t2﹣t3时间内，电容器两板间电压在减小

D．t3﹣t4时间内，线圈中电流变化率在增大

2．（2023高二下·南阳月考）有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品能使被照物品产生的热效应大大降低，从而被广泛应用。这种灯降低热效应的原理是灯泡后面放置的反光镜的表面上镀有一层薄膜（如氟化镁），该膜能消除不镀膜时表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示红外线在真空中的波长，n表示薄膜对该红外线的折射率，则所镀薄膜的厚度最小应为（不计半波损失）（）

A．B．C．D．

3．（2023高二下·信阳期中）下列说法不正确的是（）

A．检验工件平整度的操作中，如图1所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断：P为凹处，Q为凸处

B．图2为光线通过小圆板得到的衍射图样

C．图3的原理和光导纤维传送光信号的原理一样

D．图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样

4．（2023高二下·南阳月考）如图为、、三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系。由、、组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（）

A．

B．

C．

D．

5．（2023高二下·南阳月考）如图所示为氢原子的能级示意图，则关于氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征，下列说法中正确的是（）

A．一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出5种不同频率的光子

B．一群处于n＝3能级的氢原子吸收能量为0.9eV的光子可以跃迁到n＝4能级

C．处于基态的氢原子吸收能量为13.8eV的光子可以发生电离

D．若氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照在某种金属表面上能发生光电效应，则从n＝5能级跃迁到n＝2能级辐射出的光也一定能使该金属发生光电效应

6．（2023高二下·南阳月考）如图所示，滑雪运动员从O点由静止开始做匀加速直线运动，先后经过P、M、N三点，已知PM＝10m，MN＝20m，且运动员经过PM、MN两段的时间相等，下列说法不正确的是（）

A．能求出OP间的距离

B．不能求出运动员经过OP段所用的时间

C．不能求出运动员的加速度

D．不能求出运动员经过P、M两点的速度之比

7．（2023高二下·南阳月考）甲乙两车在一平直道路上同向运动，其v﹣t图象如图所示，图中△OPQ和△OQT的面积分别为s1和s2（s1＜s2）．初始时，甲车在乙车前方s0处．下列判断错误的是（）

A．若s0＝s1+s2，两车不会相遇B．若s0＜s1，两车相遇2次

C．若s0＝s1，两车相遇1次D．若s0＝s2，两车相遇1次

8．（2023高二下·南阳月考）a、b两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，如图所示发现b的折射光线更靠近法线，由此可判定（）

A．a比b更容易发生衍射现象

B．当光从介质射向空气中，a、b要发生全反射的临界角分别为Ca、Cb，则Ca<Cb

C．在介质中b的速度较大

D．单色光b的频率较低

二、多选题

9．（2023高二下·南阳月考）下列几幅图的有关说法中正确的是（）

A．图中紫外光灯照射带负电的锌板，验电器指针张角变大

B．图中少数α粒子发生了较大偏转，因为原子的质量绝大部分和全部的正电荷集中在很小空间范围内

C．图中一个具有10.3eV动能的电子与处于基态的氢原子发生碰撞，能使氢原子跃迁到高能级

D．图中镉棒能使核反应产生的快中子减速

10．（2023高二下·南阳月考）如图，光电效应实验中用强度相同、频率分别为v和2v单色光照射光电管的阴极K，产生速率最大的光电子速率之比为1：3，善朗克常量为h，下列说法正确的有（）

A．频率低于v的光都不能使该金属发生光电效应

B．用这两种光实验时，频率为v的光所对应的饱和光电流更大

C．该种金属的逸出功为，与入射光频率无关

D．该种金属的逸出功为，与入射光频率无关

11．（2023高二下·南阳月考）在一列简谐横波传播的路径上有A、B两个质点，它们的振动图象分别如图甲、乙所示。已知两质点的平衡位置沿波的传播方向上距离为1.5m，则下列说法正确的是（）

A．t＝0.2s时，A，B两质点的振动方向相同

B．若B质点比A质点振动滞后0.5s，这列波的波速为3m/s

C．若A，B两质点的平衡位置间的距离小于一个波长，这列波的波长可能是6m

D．若A，B两质点的平衡位置间的距离小于一个波长，这列波的波速可能为5m/s

12．（2023高二下·南阳月考）如图所示，在一条直线上两个振源A、B相距6m，振动频率相等，从t0时刻A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，振动图象A为甲，B为乙．若A向右传播的波与B向左传播的波在t1＝0.3s时相遇，则（）

A．两列波在A，B间的传播速度均为10m/s

B．两列波的波长都是4m

C．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点

D．t2＝0.7s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下

三、实验题

13．（2023高二下·南阳月考）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：

（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可__________；

A．将单缝向双缝靠近B．将屏向靠近双缝的方向移动

C．将屏向远离双缝的方向移动D．使用间距更小的双缝

（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ=；

（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为nm（结果保留3位有效数字）。

14．（2023高二下·南阳月考）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：

（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有_____．（填选项）

A．电压合适的50Hz交流电源

B．电压可调的直流电源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平

（2）实验过程中，下列做法正确的是_____．

A．先接通电源，再使纸带运动

B．先使纸带运动，再接通电源

C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处

D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

（3）在实验中：某同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点．测得计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出来．

①每两个相邻的计数点的时间间隔为s．

②试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，则vD=m/s，vC=m/s，vB=m/s．选择合适的单位长度，在下图所示的坐标系中作出小车的v﹣t图线，并根据图线求出a=m/s2．（所有结果保留3位有效数字）

③将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义是．

四、解答题

15．（2023高二下·南阳月考）的质量是3.016050u，质子的质量是1.007277u，中子的质量是1.008665u.1u=931.5MeV，求：

（1）写出一个质子和两个中子结合为氚核时的核反应方程式

（2）一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？

（3）氚核的结合能和比结合能各是多少？(结果保留三位有效数字)

16．（2023高二下·南阳月考）某玻璃三棱镜水平放置，其截面如图所示，已知玻璃的折射率为，该三棱镜的AB边竖直放置，水平虚线CD垂直AB，∠BAC＝60°，∠B＝45°，AC边长为20cm，AD部分贴着不透光的纸，当一束水平平行光照射在三棱镜AB边上时，在下方水平屏AP上被照亮的区域有多宽？(不考虑光在玻璃中的多次反射)

17．（2023高二下·南阳月考）如图所示，将质量为mA=100g的平台A连接在劲度系数k=200N/m的弹簧上端，弹簧下端固定在地上，形成竖直方向的弹簧振子，在A的上方放置mB=mA的物块B，使A、B一起上下振动，弹簧原长为5cm.A的厚度可忽略不计，g取10m/s2求：

（1）当系统做小振幅简谐振动时，A的平衡位置离地面C多高？

（2）当振幅为0.5cm时，B对A的最大压力有多大？

（3）为使B在振动中始终与A接触，振幅不能超过多大？为什么？

18．（2023高二下·南阳月考）在一条平直的公路上有一辆长L0=1.5m的电动自行车正以v=3m/s的速度向前行驶，在其车尾后方s0=16.5m远处的另一条车道上有一辆长L=6.5m的公共汽车正以v0=10m/s的速度同向驶来，由于公共汽车要在前方距车头50m处的站点停车上下旅客，便在此时开始刹车使之做匀减速运动，结果车头恰好停在站点处，不考虑公共汽车的再次启动，求：

（1）公共汽车刹车的加速度大小

（2）从汽车开始刹车计时，公共汽车(车头)从后方追至自行车车尾所需的时间：

（3）两车第一次错车的时间。

答案解析部分

1．【答案】B

【知识点】电磁振荡

【解析】【解答】A.0t1时间内电路中的电流不断减小，说明电容器在不断充电，则磁场能向电场能转化，磁场能在减小，A不符合题意；

B.在t1到t2时间内电路中的电流不断增大，说明电容器在不断放电，B符合题意；

C.在t2到t3时间内，电路中的电流不断减小，说明电容器在不断充电，则电容器两板间电压在增大，C不符合题意；

D.电流变化率就是it图象的斜率，由图可知,在t3t4时间内，图象的斜率在变小，因此线圈中电流变化率在减小，D不符合题意；

故答案为：B.

【分析】LC振动电路，当给电容器充电的时候，电流逐渐变小，电容器放电的时候，电流变大，结合电流的变化图像分析求解即可。

2．【答案】B

【知识点】光的干涉

【解析】【解答】因为薄膜的厚度为波长的1/4，增透膜两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光中的红外线，从而减少了反射光的能量，故：（2n+1）=2d（其中n=0、1、2、3、…）解得：d=（2n+1）（其中n=0、1、2、3、…），故厚度d的最小值为，ACD不符合题意，B符合题意。

故答案为：B

【分析】使红外线通过薄膜时，当光程差为波长的一半的整数倍时，光干涉相消，列方程求解薄膜的厚度。

3．【答案】D

【知识点】光的干涉；光的衍射

【解析】【解答】A、薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知P处凹陷，而Q处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知Q处凸起，A不符合题意；

B、图为光线通过小圆板得到的衍射图样，若用光照射很小的不透明圆板时，后面会出现一亮点，B不符合题意；

C、沙漠蜃景是光的全反射现象，而光导纤维是光的全反射现象，它们的原理相同，C不符合题意；

D、立体电影是光的偏振，与镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉，它们的原理不相同，D错误，符合题意；

故答案为：D。

【分析】利用条纹弯曲方向可以判别对应空气膜的厚度对应位置出现凹凸面；图2就是利用小圆板产生的衍射图样；海市蜃楼是利用光的全反射与光纤传送光信号的原理一样；立体电影是利用光的偏转和镜头的正透明原理不同。

4．【答案】C

【知识点】光的折射及折射定律；光电效应

【解析】【解答】由光电效应的方程，动能定理，两式联立可得，故截止电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率，则可知三种光的折射率的关系为，因此光穿过三棱镜时b光偏折最大，c光次之，a光最小，C符合题意，ABD不符合题意。

故答案为：C

【分析】同一金属的逸出功为一固定值，增大照射光的频率，溢出的电子动能变大，结合图像确定光的频率的大小关系，同种介质，对于频率不同的光来说，介质的折射率不同，频率越高，折射率越大。

5．【答案】C

【知识点】氢原子光谱；玻尔理论与氢原子的能级跃迁

【解析】【解答】大量处在n=4能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出种不同频率的光子，A不符合题意；一群处于n=3能级的氢原子吸收能量为0.9eV的光子后的能量为E=-1.51+0.9=0.61eV，不可以跃迁到n=4能级，B不符合题意；处于基态的氢原子吸收能量为13.8eV的光子可以发生电离，剩余的能量变为光电子的最大初动能，C符合题意；若氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光能量为△E1=E3-E1=12.09eV，从n=5能级跃迁到n=2能级辐射出的能量为△E2=E5-E2=2.86eV，所以若氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光照在某种金属表面上能发生光电效应，则从n=5能级跃迁到n=2能级辐射出的光不一定能使该金属发生光电效应，D不符合题意。

故答案为：C

【分析】当电子由低能级跃迁到高能级时，电子需要吸收能量，当电子由高能级跃迁到低能级时，电子需要释放能量，结合公式求解产生或吸收光子的频率。

6．【答案】D

【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系

【解析】【解答】设物体通过PM、MN所用时间分别为T，则M点的速度为：；根据△x=aT2得：则：vP=vM-aT=，则：xOP==1.25m，A不符合题意；运动员经过P、M两点的速度之比为是可求解的，D错误，符合题意；不能求出运动员经过OP段所用的时间和运动员的加速度大小，BC不符合题意，

故答案为：D。

【分析】明确物体的运动过程，物体做匀加速运动，结合公式列方程，结合选项分析求解即可。

7．【答案】D

【知识点】运动学v-t图象

【解析】【解答】由图线可知：在T时间内，甲车前进了s2，乙车前进了s1+s2；在t=T时，两车速度相同，若s0=s1+s2，则s0＞s1，两车不会相遇，A不符合题意；若s0+s2＜s1+s2，即s0＜s1，在T时刻之前，乙车会超过甲车，但甲车速度增加的快，所以甲车还会超过乙车，则两车会相遇2次，B不符合题意；若s0=s1，则s0+s2=s1+s2，即两车只能相遇一次，C不符合题意。若s0=s2，由于s1＜s2，则s1＜s0，两车不会相遇，D错误，符合题意；

故答案为：D.

【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，结合选项分析即可。

8．【答案】A

【知识点】光的反射

【解析】【解答】A、如图，由可知，b的折射率大于a的折射率，所以b的频率较大，波长较短，而a的频率较小，波长较长，波动性较强，A比b更容易发生衍射，A符合题意，D不符合题意；

B、由可知临界角，B不符合题意；

C、由可知介质中，C不符合题意。

故答案为：A

【分析】同种介质，对于频率不同的光来说，介质的折射率不同，频率越高，折射率越大，结合折射定律求解a、b两束光的频率，再结合选项分析求解。

9．【答案】B,C

【知识点】氢原子光谱；光电效应；α粒子的散射

【解析】【解答】用紫外光灯照射与验电器相连的锌板，发生光电效应，电子从锌板逃出，由于开始时锌板和验电器均带负电，故验电器指针张角变小，A不符合题意。B图为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型，原子的质量绝大部分和全部的正电荷集中在很小空间范围内，B符合题意。当用动能为10.3eV的电子去射向一群处于基态的氢原子，氢原子受电子照射后，原子可能吸收10.2eV的能量，从而使得原子能跃迁到n=2能级的轨道上去，C符合题意。D图为核反应堆示意图，镉棒的作用是吸收中子，控制速率，D不符合题意。

故答案为：BC

【分析】任何原子的结构都差不多，都是由很小的原子核和核外电子组成，原子核对α粒子的散射程度很大，电子部分对粒子几乎没有影响。

10．【答案】B,D

【知识点】光电效应

【解析】【解答】频率为v的光能使该金属发生光电效应，则频率低于v的光不一定不能使该金属发生光电效应，A不符合题意；两种光的强度相同，则频率为v的光的光子能量小，则单位时间逸出的光电子的数目较多，则形成光电流的饱和光电流更大，B符合题意；由光电效应方程可知：；，联立解得：，逸出功的大小由金属的材料决定，与入射光频率无关，D符合题意，C不符合题意.

故答案为：BD

【分析】光电效应中，当外界的光子能量比较大时，电子获得的能量就大，溢出电子的动能利用公式Ekm=hν﹣W求解即可。其中W是材料的逸出功，v是光子的频率。

11．【答案】B,C,D

【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象

【解析】【解答】由图知周期T=0.4s，振幅A=5cm；由图看出t=0.2s时，A质点向下运动，B质点偏离平衡位置位移最大速度为零，A不符合题意；根据速度位移公式有，B符合题意；若A质点较B质点滞后，则有(+n)λ=1.5m则，A、B两质点的平衡位置间的距离小于一个波长n取0，波长为2m；若B质点较A质点滞后，则有(+n)λ=1.5m则，A、B两质点的平衡位置间的距离小于一个波长n取0，波长为6m，故波的波长可能为6m，C符合题意；若A质点较B质点滞后，波速，A、B两质点的平衡位置间的距离小于一个波长n取0，波速为5m/s，D符合题意；

故答案为：BCD

【分析】通过图像求出波长周期，结合两个质点的距离和传播时间求出波的波速，进而求出波长，再结合选项分析求解即可。

12．【答案】A,D

【知识点】机械波及其形成和传播；简谐运动的表达式与图象

【解析】【解答】解：A、设AB间距离为S，两列波的速度为v，则由题S=2vt1，得v==10m/s．A符合题意．

B、由振动图象读出周期T=0.2s，则波长为λ=vT=2m．B不符合题意．

C、由振动图象知道A起振方向向上，B起振方向向下，在两列波相遇过程中，中点C是两列波的波峰和波谷相遇的点，振动减弱．C不符合题意．

D、t2=0.7s时刻只有A引起的波传到B点，由乙图读出此刻B经过平衡位置且振动方向向下．D符合题意．

故答案为：AD

【分析】通过图像求出波长周期，结合两个质点的距离和传播时间求出波的波速，进而求出波长，再结合选项分析求解即可。

13．【答案】（1）B

（2）

（3）630

【知识点】用双缝干涉测光波的波长

【解析】【解答】（1）由Δx=，因Δx越小，目镜中观察得条纹数越多，B符合题意；

（2）由，λ=

（3）λ==

【分析】（1）通过双缝干涉的周期公式可以看出，光屏与双缝的距离越小，条纹间隔就越小，条数就会增加，结合选项求解即可；

（2）利用第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离，求出结合双缝干涉条纹间隔公式Δx=求解即可；

（3）结合第二问求得的公式，把数值代入计算即可。

14．【答案】（1）A；C

（2）A；D

（3）0.1；0.390；0.264；0.138；；1.26m/s2；零时刻经过A点的速度大小．

【知识点】探究小车速度随时间变化的规律

【解析】【解答】（1）实验使用的电源必须是交流电源，A符合题意，B不符合题意；刻度尺要用来测量纸带的点之间的距离，所以必须要有刻度尺，C符合题意；打点计时器本身就是计时的仪器，所以不需要秒表，D不符合题意；在处理纸带求解速度与加速度的过程中，物体的质量不需要知道，所以不用天平测物体的质量，故E错误．

故答案为：AC.（2）开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带（随物体）开始运动，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，B不符合题意，A符合题意．在实验时要将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，这样可以在纸带上打出较多的点，C不符合题意，D符合题意．

故答案为：AD.（3）①由于相邻计数点间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得：，同理：，

②作图时注意，尽量使描绘的点落在直线上，若不能落地直线上，尽量让其分布在直线两侧．

利用求得的数值作出小车的v-t图线（以打A点时开始记时），并根据图线求出小车运动的加速度

③将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是零时刻的速度大小是，此速度的物理意义是零时刻经过A点的速度大小．

【分析】（1）电磁打点计时器需要低压交流电来工作；利用刻度尺测量纸带上面的点的距离；

（2）为了使纸带记录纸带的全过程，应该先接通电源，再释放物体；重物离打点计时器太远使得纸带记录的数据太少；

（3）电源的频率是50Hz，周期为0.02s，进而求出相邻点的时间间隔；

B点的速度等于物体在AC段中运动的平均速度，即利用AC的长度除以对应的时间即可，D、C两点的速度也是类似，v-t图像中，图像的斜率是加速度；

当时间为零时的速度初速度。

15．【答案】（1）解：根据电荷数守恒、质量数守恒，一个质子和两个中子结合为氚核时得：

（2）解：2个中子和1个质子结合成H时质量亏损：△m=2mn+mP-mH=1.007277u+2×1.008665u-3.016050u=0.008557u，

所以将放出能量；根据爱因斯坦质能方程，放出的能量为：

△E=△mc2=（2mn+mP-mHe）c2=0.008557×931.5=7.97MeV

（3）解：2个中子和1个质子结合成H时放出的能量为7.97MeV，所以其结合能为7.97MeV

H的平均结合能为：MeV

【知识点】核裂变与核聚变；质量亏损与质能方程

【解析】【分析】（1）核反应时遵循质量数守恒、能量守恒、电荷守恒，根据反应物和产物书写即可；

（2）物体发生核裂变或核聚变，前后发生质量亏损，亏损的质量转变成了能量释放出来，利用E=mc2求解即可；

（3）利用第二问求得的能量除以反应物的粒子个数即可。

16．【答案】解：玻璃的折射率为，则全反射临界角满足，，故关在BC边发生全反射，其光路图如图

光线在AC边的入射角，根据可得，在AC边的折射角

在下方水平屏AP上被照亮的区域L满足

解得

【知识点】光的全反射；光的折射及折射定律

【解析】【分析】当光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角时，光线会发生全反射，结合介质的折射率求出光线从AC和BC边出射时的临界角，确定光的传播路径，进而求出光照宽度。

17．【答案】（1）解：振幅很小时，A、B间不会分离，将A与B整体作为振子，当它们处于平衡位置时，根据平衡条件得：

得形变量：

平衡位置距地面高度：

（2）解：当A、B运动到最低点时，有向上的最大加速度，此时A、B间相互作用力最大，设振幅为A，最大加速度：

取B为研究对象，有：

得A、B间相互作用力：

由牛顿第三定律知，B对A的最大压力大小为

（3）解：为使B在振动中始终与A接触，在最高点时相互作用力应满足：

取B为研究对象，根据牛顿第二定律，有：

当时，B振动的加速度达到最大值，且最大值：方向竖直向下

因，表明A、B仅受重力作用，此刻弹簧的弹力为零，弹簧处于原长：

，振幅不能大于1cm

【知识点】对单物体(质点)的应用；胡克定律；受力分析的应用

【解析】【分析】（1）当AB的总重力等于弹簧的弹力时，物体处于平衡状态，根据胡克定律求解即可；

（2）对物体A进行受力分析，利用牛顿第二定律求出加速度，再对物体B进行受力分析，结合此加速度，利用牛顿第二定律求解物体B的受力；

（3）临界条件是物体A对物体B的作用力为零，结合牛顿第二定律求解即可。

18．【答案】（1）解：由汽车刹车处的站点停车，则根据可知汽车刹车加速度为：，即汽车刹车加速度的大小为

（2）解：汽车相对自行车做初速度为：、加速度大小为的匀减速运动．

则车头到达自行车尾历时为，则有：

代入数据得：

代入数据解得：

（3）解：车尾到达自行车头历时为：则有：

代入数据得：

代入数据解得：

则第一次错车时间为：

【知识点】加速度；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系

【解析】【分析】（1）汽车做匀减速运动，结合汽车的初速度和刹车的距离，利用公式求解汽车的加速度；

（2）求出此时两车的距离，当两车相遇时，位移满足一定的关系，结合匀变速直线运动公式方程求解即可；

（3）在第二问的基础上加上电动车和汽车的车身长度即可。

1/1河南省南阳一中2023-2023学年高二下学期物理第四次月考试卷

一、单选题

1．（2023高二下·南阳月考）如图为LC振荡电路中电流随时间变化的图象，则（）

A．0﹣t1时间内，磁场能在增加

B．t1﹣t2时间内，电容器处于放电状态

C．t2﹣t3时间内，电容器两板间电压在减小

D．t3﹣t4时间内，线圈中电流变化率在增大

【答案】B

【知识点】电磁振荡

【解析】【解答】A.0t1时间内电路中的电流不断减小，说明电容器在不断充电，则磁场能向电场能转化，磁场能在减小，A不符合题意；

B.在t1到t2时间内电路中的电流不断增大，说明电容器在不断放电，B符合题意；

C.在t2到t3时间内，电路中的电流不断减小，说明电容器在不断充电，则电容器两板间电压在增大，C不符合题意；

D.电流变化率就是it图象的斜率，由图可知,在t3t4时间内，图象的斜率在变小，因此线圈中电流变化率在减小，D不符合题意；

故答案为：B.

【分析】LC振动电路，当给电容器充电的时候，电流逐渐变小，电容器放电的时候，电流变大，结合电流的变化图像分析求解即可。

2．（2023高二下·南阳月考）有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品能使被照物品产生的热效应大大降低，从而被广泛应用。这种灯降低热效应的原理是灯泡后面放置的反光镜的表面上镀有一层薄膜（如氟化镁），该膜能消除不镀膜时表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示红外线在真空中的波长，n表示薄膜对该红外线的折射率，则所镀薄膜的厚度最小应为（不计半波损失）（）

A．B．C．D．

【答案】B

【知识点】光的干涉

【解析】【解答】因为薄膜的厚度为波长的1/4，增透膜两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光中的红外线，从而减少了反射光的能量，故：（2n+1）=2d（其中n=0、1、2、3、…）解得：d=（2n+1）（其中n=0、1、2、3、…），故厚度d的最小值为，ACD不符合题意，B符合题意。

故答案为：B

【分析】使红外线通过薄膜时，当光程差为波长的一半的整数倍时，光干涉相消，列方程求解薄膜的厚度。

3．（2023高二下·信阳期中）下列说法不正确的是（）

A．检验工件平整度的操作中，如图1所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断：P为凹处，Q为凸处

B．图2为光线通过小圆板得到的衍射图样

C．图3的原理和光导纤维传送光信号的原理一样

D．图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样

【答案】D

【知识点】光的干涉；光的衍射

【解析】【解答】A、薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知P处凹陷，而Q处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知Q处凸起，A不符合题意；

B、图为光线通过小圆板得到的衍射图样，若用光照射很小的不透明圆板时，后面会出现一亮点，B不符合题意；

C、沙漠蜃景是光的全反射现象，而光导纤维是光的全反射现象，它们的原理相同，C不符合题意；

D、立体电影是光的偏振，与镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉，它们的原理不相同，D错误，符合题意；

故答案为：D。

【分析】利用条纹弯曲方向可以判别对应空气膜的厚度对应位置出现凹凸面；图2就是利用小圆板产生的衍射图样；海市蜃楼是利用光的全反射与光纤传送光信号的原理一样；立体电影是利用光的偏转和镜头的正透明原理不同。

4．（2023高二下·南阳月考）如图为、、三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系。由、、组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】C

【知识点】光的折射及折射定律；光电效应

【解析】【解答】由光电效应的方程，动能定理，两式联立可得，故截止电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率，则可知三种光的折射率的关系为，因此光穿过三棱镜时b光偏折最大，c光次之，a光最小，C符合题意，ABD不符合题意。

故答案为：C

【分析】同一金属的逸出功为一固定值，增大照射光的频率，溢出的电子动能变大，结合图像确定光的频率的大小关系，同种介质，对于频率不同的光来说，介质的折射率不同，频率越高，折射率越大。

5．（2023高二下·南阳月考）如图所示为氢原子的能级示意图，则关于氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征，下列说法中正确的是（）

A．一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出5种不同频率的光子

B．一群处于n＝3能级的氢原子吸收能量为0.9eV的光子可以跃迁到n＝4能级

C．处于基态的氢原子吸收能量为13.8eV的光子可以发生电离

D．若氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照在某种金属表面上能发生光电效应，则从n＝5能级跃迁到n＝2能级辐射出的光也一定能使该金属发生光电效应

【答案】C

【知识点】氢原子光谱；玻尔理论与氢原子的能级跃迁

【解析】【解答】大量处在n=4能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出种不同频率的光子，A不符合题意；一群处于n=3能级的氢原子吸收能量为0.9eV的光子后的能量为E=-1.51+0.9=0.61eV，不可以跃迁到n=4能级，B不符合题意；处于基态的氢原子吸收能量为13.8eV的光子可以发生电离，剩余的能量变为光电子的最大初动能，C符合题意；若氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光能量为△E1=E3-E1=12.09eV，从n=5能级跃迁到n=2能级辐射出的能量为△E2=E5-E2=2.86eV，所以若氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光照在某种金属表面上能发生光电效应，则从n=5能级跃迁到n=2能级辐射出的光不一定能使该金属发生光电效应，D不符合题意。

故答案为：C

【分析】当电子由低能级跃迁到高能级时，电子需要吸收能量，当电子由高能级跃迁到低能级时，电子需要释放能量，结合公式求解产生或吸收光子的频率。

6．（2023高二下·南阳月考）如图所示，滑雪运动员从O点由静止开始做匀加速直线运动，先后经过P、M、N三点，已知PM＝10m，MN＝20m，且运动员经过PM、MN两段的时间相等，下列说法不正确的是（）

A．能求出OP间的距离

B．不能求出运动员经过OP段所用的时间

C．不能求出运动员的加速度

D．不能求出运动员经过P、M两点的速度之比

【答案】D

【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系

【解析】【解答】设物体通过PM、MN所用时间分别为T，则M点的速度为：；根据△x=aT2得：则：vP=vM-aT=，则：xOP==1.25m，A不符合题意；运动员经过P、M两点的速度之比为是可求解的，D错误，符合题意；不能求出运动员经过OP段所用的时间和运动员的加速度大小，BC不符合题意，

故答案为：D。

【分析】明确物体的运动过程，物体做匀加速运动，结合公式列方程，结合选项分析求解即可。

7．（2023高二下·南阳月考）甲乙两车在一平直道路上同向运动，其v﹣t图象如图所示，图中△OPQ和△OQT的面积分别为s1和s2（s1＜s2）．初始时，甲车在乙车前方s0处．下列判断错误的是（）

A．若s0＝s1+s2，两车不会相遇B．若s0＜s1，两车相遇2次

C．若s0＝s1，两车相遇1次D．若s0＝s2，两车相遇1次

【答案】D

【知识点】运动学v-t图象

【解析】【解答】由图线可知：在T时间内，甲车前进了s2，乙车前进了s1+s2；在t=T时，两车速度相同，若s0=s1+s2，则s0＞s1，两车不会相遇，A不符合题意；若s0+s2＜s1+s2，即s0＜s1，在T时刻之前，乙车会超过甲车，但甲车速度增加的快，所以甲车还会超过乙车，则两车会相遇2次，B不符合题意；若s0=s1，则s0+s2=s1+s2，即两车只能相遇一次，C不符合题意。若s0=s2，由于s1＜s2，则s1＜s0，两车不会相遇，D错误，符合题意；

故答案为：D.

【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，结合选项分析即可。

8．（2023高二下·南阳月考）a、b两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，如图所示发现b的折射光线更靠近法线，由此可判定（）

A．a比b更容易发生衍射现象

B．当光从介质射向空气中，a、b要发生全反射的临界角分别为Ca、Cb，则Ca<Cb

C．在介质中b的速度较大

D．单色光b的频率较低

【答案】A

【知识点】光的反射

【解析】【解答】A、如图，由可知，b的折射率大于a的折射率，所以b的频率较大，波长较短，而a的频率较小，波长较长，波动性较强，A比b更容易发生衍射，A符合题意，D不符合题意；

B、由可知临界角，B不符合题意；

C、由可知介质中，C不符合题意。

故答案为：A

【分析】同种介质，对于频率不同的光来说，介质的折射率不同，频率越高，折射率越大，结合折射定律求解a、b两束光的频率，再结合选项分析求解。

二、多选题

9．（2023高二下·南阳月考）下列几幅图的有关说法中正确的是（）

A．图中紫外光灯照射带负电的锌板，验电器指针张角变大

B．图中少数α粒子发生了较大偏转，因为原子的质量绝大部分和全部的正电荷集中在很小空间范围内

C．图中一个具有10.3eV动能的电子与处于基态的氢原子发生碰撞，能使氢原子跃迁到高能级

D．图中镉棒能使核反应产生的快中子减速

【答案】B,C

【知识点】氢原子光谱；光电效应；α粒子的散射

【解析】【解答】用紫外光灯照射与验电器相连的锌板，发生光电效应，电子从锌板逃出，由于开始时锌板和验电器均带负电，故验电器指针张角变小，A不符合题意。B图为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型，原子的质量绝大部分和全部的正电荷集中在很小空间范围内，B符合题意。当用动能为10.3eV的电子去射向一群处于基态的氢原子，氢原子受电子照射后，原子可能吸收10.2eV的能量，从而使得原子能跃迁到n=2能级的轨道上去，C符合题意。D图为核反应堆示意图，镉棒的作用是吸收中子，控制速率，D不符合题意。

故答案为：BC

【分析】任何原子的结构都差不多，都是由很小的原子核和核外电子组成，原子核对α粒子的散射程度很大，电子部分对粒子几乎没有影响。

10．（2023高二下·南阳月考）如图，光电效应实验中用强度相同、频率分别为v和2v单色光照射光电管的阴极K，产生速率最大的光电子速率之比为1：3，善朗克常量为h，下列说法正确的有（）

A．频率低于v的光都不能使该金属发生光电效应

B．用这两种光实验时，频率为v的光所对应的饱和光电流更大

C．该种金属的逸出功为，与入射光频率无关

D．该种金属的逸出功为，与入射光频率无关

【答案】B,D

【知识点】光电效应

【解析】【解答】频率为v的光能使该金属发生光电效应，则频率低于v的光不一定不能使该金属发生光电效应，A不符合题意；两种光的强度相同，则频率为v的光的光子能量小，则单位时间逸出的光电子的数目较多，则形成光电流的饱和光电流更大，B符合题意；由光电效应方程可知：；，联立解得：，逸出功的大小由金属的材料决定，与入射光频率无关，D符合题意，C不符合题意.

故答案为：BD

【分析】光电效应中，当外界的光子能量比较大时，电子获得的能量就大，溢出电子的动能利用公式Ekm=hν﹣W求解即可。其中W是材料的逸出功，v是光子的频率。

11．（2023高二下·南阳月考）在一列简谐横波传播的路径上有A、B两个质点，它们的振动图象分别如图甲、乙所示。已知两质点的平衡位置沿波的传播方向上距离为1.5m，则下列说法正确的是（）

A．t＝0.2s时，A，B两质点的振动方向相同

B．若B质点比A质点振动滞后0.5s，这列波的波速为3m/s

C．若A，B两质点的平衡位置间的距离小于一个波长，这列波的波长可能是6m

D．若A，B两质点的平衡位置间的距离小于一个波长，这列波的波速可能为5m/s

【答案】B,C,D

【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象

【解析】【解答】由图知周期T=0.4s，振幅A=5cm；由图看出t=0.2s时，A质点向下运动，B质点偏离平衡位置位移最大速度为零，A不符合题意；根据速度位移公式有，B符合题意；若A质点较B质点滞后，则有(+n)λ=1.5m则，A、B两质点的平衡位置间的距离小于一个波长n取0，波长为2m；若B质点较A质点滞后，则有(+n)λ=1.5m则，A、B两质点的平衡位置间的距离小于一个波长n取0，波长为6m，故波的波长可能为6m，C符合题意；若A质点较B质点滞后，波速，A、B两质点的平衡位置间的距离小于一个波长n取0，波速为5m/s，D符合题意；

故答案为：BCD

【分析】通过图像求出波长周期，结合两个质点的距离和传播时间求出波的波速，进而求出波长，再结合选项分析求解即可。

12．（2023高二下·南阳月考）如图所示，在一条直线上两个振源A、B相距6m，振动频率相等，从t0时刻A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，振动图象A为甲，B为乙．若A向右传播的波与B向左传播的波在t1＝0.3s时相遇，则（）

A．两列波在A，B间的传播速度均为10m/s

B．两列波的波长都是4m

C．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点

D．t2＝0.7s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下

【答案】A,D

【知识点】机械波及其形成和传播；简谐运动的表达式与图象

【解析】【解答】解：A、设AB间距离为S，两列波的速度为v，则由题S=2vt1，得v==10m/s．A符合题意．

B、由振动图象读出周期T=0.2s，则波长为λ=vT=2m．B不符合题意．

C、由振动图象知道A起振方向向上，B起振方向向下，在两列波相遇过程中，中点C是两列波的波峰和波谷相遇的点，振动减弱．C不符合题意．

D、t2=0.7s时刻只有A引起的波传到B点，由乙图读出此刻B经过平衡位置且振动方向向下．D符合题意．

故答案为：AD

【分析】通过图像求出波长周期，结合两个质点的距离和传播时间求出波的波速，进而求出波长，再结合选项分析求解即可。

三、实验题

13．（2023高二下·南阳月考）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：

（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可__________；

A．将单缝向双缝靠近B．将屏向靠近双缝的方向移动

C．将屏向远离双缝的方向移动D．使用间距更小的双缝

（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ=；

（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为nm（结果保留3位有效数字）。

【答案】（1）B

（2）

（3）630

【知识点】用双缝干涉测光波的波长

【解析】【解答】（1）由Δx=，因Δx越小，目镜中观察得条纹数越多，B符合题意；

（2）由，λ=

（3）λ==

【分析】（1）通过双缝干涉的周期公式可以看出，光屏与双缝的距离越小，条纹间隔就越小，条数就会增加，结合选项求解即可；

（2）利用第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离，求出结合双缝干涉条纹间隔公式Δx=求解即可；

（3）结合第二问求得的公式，把数值代入计算即可。

14．（2023高二下·南阳月考）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：

（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有_____．（填选项）

A．电压合适的50Hz交流电源

B．电压可调的直流电源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平

（2）实验过程中，下列做法正确的是_____．

A．先接通电源，再使纸带运动

B．先使纸带运动，再接通电源

C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处

D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

（3）在实验中：某同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点．测得计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出来．

①每两个相邻的计数点的时间间隔为s．

②试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，则vD=m/s，vC=m/s，vB=m/s．选择合适的单位长度，在下图所示的坐标系中作出小车的v﹣t图线，并根据图线求出a=m/s2．（所有结果保留3位有效数字）

③将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义是．

【答案】（1）A；C

（2）A；D

（3）0.1；0.390；0.264；0.138；；1.26m/s2；零时刻经过A点的速度大小．

【知识点】探究小车速度随时间变化的规律

【解析】【解答】（1）实验使用的电源必须是交流电源，A符合题意，B不符合题意；刻度尺要用来测量纸带的点之间的距离，所以必须要有刻度尺，C符合题意；打点计时器本身就是计时的仪器，所以不需要秒表，D不符合题意；在处理纸带求解速度与加速度的过程中，物体的质量不需要知道，所以不用天平测物体的质量，故E错误．

故答案为：AC.（2）开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带（随物体）开始运动，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，B不符合题意，A符合题意．在实验时要将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，这样可以在纸带上打出较多的点，C不符合题意，D符合题意．

故答案为：AD.（3）①由于相邻计数点间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得：，同理：，

②作图时注意，尽量使描绘的点落在直线上，若不能落地直线上，尽量让其分布在直线两侧．

利用求得的数值作出小车的v-t图线（以打A点时开始记时），并根据图线求出小车运动的加速度

③将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是零时刻的速度大小是，此速度的物理意义是零时刻经过A点的速度大小．

【分析】（1）电磁打点计时器需要低压交流电来工作；利用刻度尺测量纸带上面的点的距离；

（2）为了使纸带记录纸带的全过程，应该先接通电源，再释放物体；重物离打点计时器太远使得纸带记录的数据太少；

（3）电源的频率是50Hz，周期为0.02s，进而求出相邻点的时间间隔；

B点的速度等于物体在AC段中运动的平均速度，即利用AC的长度除以对应的时间即可，D、C两点的速度也是类似，v-t图像中，图像的斜率是加速度；

当时间为零时的速度初速度。

四、解答题

15．（2023高二下·南阳月考）的质量是3.016050u，质子的质量是1.007277u，中子的质量是1.008665u.1u=931.5MeV，求：

（1）写出一个质子和两个中子结合为氚核时的核反应方程式

（2）一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？

（3）氚核的结合能和比结合能各是多少？(结果保留三位有效数字)

【答案】（1）解：根据电荷数守恒、质量数守恒，一个质子和两个中子结合为氚核时得：

（2）解：2个