辽宁省沈阳市重点高中郊联体2022-2023学年高二下学期期末物理试题含解析

辽宁省重点高中沈阳市郊联体2022—2023学年度下学期高二年级期末考试试题物理考试时间：75分钟试卷满分：100分注意事项：本试卷由第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分组成。第Ⅰ卷选择题部分，一律用2B铅笔按题号依次填涂在答题卡上；第Ⅱ卷非选择题部分，按要求答在答题卡相应位置上。第Ⅰ卷选择题(共46分)一、本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。1.下列说法正确的是()A.气体绝热膨胀对外做功，内能一定增大B.液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离C.温度低的物体分子热运动的平均速率小D.单晶体和多晶体都有确定的熔点2.原子弹的核反应方程之一为，氢弹的核反应方程为，关于这两个核反应下列说法不正确的是()A.原子弹的核反应为重核的裂变，X为质子B.氢弹的核反应为轻核的聚变，Y为氦原子核C.两个核反应都发生质量亏损D.两个核反应反应前的比结合能都小于反应后的比结合能3.某物体做匀变速直线运动，依次通过A、B、C、D四个点，通过相邻两点的时间间隔均为2s，已知，，则下列说法正确的是()A.物体的加速度大小为4m/s2 B.物体在BC段的平均速度大小为10m/sC.物体通过A点的速度大小为6m/s D.物体通过C点的速度大小为16m/s4.如图所示，甲、乙两辆玩具小汽车(可以视为质点)并排沿平直路面的相邻轨道向前行驶，两车都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备可以在以内实现通信。时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为，乙车的速度为，从该时刻起甲车以的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽略轨道间距和信号传递时间，则从时刻起，两车能利用蓝牙通信的时间为()A. B. C. D.5.如图所示，质量为m物块在拉力F(图中未画出)的作用下沿水平桌面向右做匀速直线运动，物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，则拉力F的最小值为()A. B. C. D.mg6.如图所示，质量为3kg的物体A静止在劲度系数为100N/m的竖直轻弹簧上方。质量为2kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，下列说法正确的是(g取10m/s2)()A.轻弹簧的压缩量为0.2m B.物体B对物体A的压力为6NC.物体B瞬时加速度为10m/s2 D.物体AB的瞬时加速度为4m/s27.如图甲所示，倾角为的足够长的传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行。时，将质量的物体(可视为质点)轻放在传送带上，物体相对地面的图象如图乙所示。设沿传送带向下为正方向，取重力加速度。则()A.传送带的速率B.传送带的倾角C.物体与传送带之间的动摩擦因数D.0~2.0s物体相对传送带的位移为16m8.一条两岸平直的宽为d的小河，河水流速恒定。一人驾驶小船渡河，去程船头始终与河岸垂直，到达下游B处；回程时行驶路线与河岸垂直，到达正对岸的A处。已知全程小船在静水中的速度大小恒定，去程所用的时间与回程所用的时间之比为，下列说法正确的是()A.去程到达对岸B处时相对出发点沿河岸方向的位移为B.去程和回程小船的位移大小之比为3:2C.回程中船头与河岸之间的夹角为30°D.船在静水中的速度与河水的流速之比为2:19.如图所示，质量为1kg的小球A与质量未知的滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内。滑环B套在与竖直方向成θ=53°的粗细均匀的固定杆上，滑环和杆间的动摩擦因数μ=0.5，初始时滑环恰好不下滑，现对小球A施加一个水平力F，使小球A在水平力F的作用下沿着圆弧轨迹缓慢上移，滑环仍保持静止，设滑环与杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力(sin53°=0.8，取重力加速度g=10m/s2)，下列说法正确的是()A.绳子拉力变大B.滑环B的质量m=0.5kgC.固定杆给滑环B的弹力方向一定垂直于杆向下D.滑环B受到的摩擦力变大10.如图甲为氢原子的能级图，现用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为的三条谱线，现用这三种频率的光去照射图乙的光电效应的实验装置，其中只有a、b两种光能得到图丙所示的电流与电压的关系曲线，已知图乙中的阴极材料是图丁所给材料中的一种，丁图是几种金属的逸出功和截止频率。已知以下说法正确的是()A一定有B.图乙中的阴极材料一定是钾C.图丙中的b光照射阴极时每秒射出的光电子数大约个D.a光是从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光第Ⅱ卷非选择题(共54分)二、本题共5小题，共54分。用0.5mm黑色签字笔写在答题卡指定位置上。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11.某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。(1)该实验运用思想方法是____________。A．控制变量法B．等效替代法C．理想模型法(2)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为____________N。(3)下列的实验要求不必要的是____________(填选项前的字母)。A．应用测力计测量重物M所受的重力B．应在水平桌面上进行实验C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置(4)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，下列解决办法中不可行的是____________(填选项前的字母)。A．改变弹簧测力计B的拉力大小B．减小重物M的质量C．将A更换成量程较小的弹簧测力计D．改变弹簧测力计B的拉力方向12.某兴趣小组设计了一个可同时测量物体质量和当地重力加速度的实验，其装置如图甲所示，已知滑块的质量为，待测物体的质量记为，当地的重力加速度为，请完成下列填空：(1)闭合气泵开关，调节气垫导轨，轻推滑块，使滑块上的遮光条依次通过两光电门的时间相等，则导轨水平；(2)将待测物体固定在滑块的凹槽内，并将细线的一端拴接在滑块上，另一端跨过定滑轮挂一个质量为的钩码；(3)调节定滑轮使细线与气垫导轨的轨道平行；(4)释放滑块，记录滑块上的遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，读出两光电门之间的距离；用游标卡尺测出遮光条的宽度，示数如图乙所示，则______，并由此计算出滑块的加速度______(用含、、和的式子表示)；(5)依次添加钩码，重复步骤(4)几次，记录相关实验数据并计算出滑块相应的加速度；(6)以加速度的倒数为横轴，钩码总质量的倒数为纵轴，建立直角坐标系，利用以上数据画出如图丙所示的图像，若该直线的斜率为，纵截距为，则______，______。13.如图所示，倾角θ＝37°的斜面足够大，顶端MN水平。一质量m＝1.8kg的小球自MN上一点以v0＝2m/s的初速度垂直MN水平抛出，已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。(1)求小球自抛出至落到斜面上时间；(2)若小球运动过程中始终受到平行MN的恒定水平风力，小球落到斜面上时的位移大小为1.25m，求小球受到的水平风力大小。14.利用如图所示装置可以测量矿物小颗粒的体积。容积为3L的容器A通过体积不计的细玻璃管与容器B相连，B下端经橡皮软管与装有水银的容器C连通，C上方与外界大气相通。开始测量时，打开阀门K，上下移动C，使水银面到达容器B的下边沿a；然后关闭阀门K，向上移动C，使水银面到达容器B的上边沿b，此时B、C内的水银高度差为h1=10.0cm。现将待测矿物小颗粒放入容器A中，再重复上述操作，B、C内的水银高度差为h2=15.0cm。已知大气压强p0=75.0cmHg，求：(1)容器B的容积；(2)A中待测矿物小颗粒的体积。15.如图甲所示，足够长的木板静置于水平地面上，在长木板右端放置一小物块。在时刻对长木板施加一水平向右的恒定拉力，运动一段时间后撤去，整个过程物块一直在木板上、已知物块和木板的质量均为，物块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，重力加速度。求：(1)撤去时，木板的速度大小；(2)撤去后，木板经多长时间停止运动；(3)长木板的长度至少为多长。辽宁省重点高中沈阳市郊联体2022—2023学年度下学期高二年级期末考试试题物理考试时间：75分钟试卷满分：100分注意事项：本试卷由第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分组成。第Ⅰ卷选择题部分，一律用2B铅笔按题号依次填涂在答题卡上；第Ⅱ卷非选择题部分，按要求答在答题卡相应位置上。第Ⅰ卷选择题(共46分)一、本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。1.下列说法正确的是()A.气体绝热膨胀对外做功，内能一定增大B.液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离C.温度低物体分子热运动的平均速率小D.单晶体和多晶体都有确定的熔点【答案】D【解析】【详解】A．气体绝热膨胀，说明气体与外界没有热量交换，对外做功，根据热力学第一定律，内能一定减小，故A错误；B．液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子之间表现为引力，故B错误；C．温度低的物体分子的平均动能小，但由于分子的质量不能明确，故不能说明温度低的物体分子平均速率就小，故C错误；D．晶体和非晶体的区别就是晶体具有固定的熔点，单晶体和多晶体都有确定的熔点，故D正确。故选D。2.原子弹的核反应方程之一为，氢弹的核反应方程为，关于这两个核反应下列说法不正确的是()A.原子弹的核反应为重核的裂变，X为质子B.氢弹的核反应为轻核的聚变，Y为氦原子核C.两个核反应都发生质量亏损D.两个核反应反应前的比结合能都小于反应后的比结合能【答案】A【解析】【分析】【详解】A．原子弹的核反应为重核的裂变，X为中子，选项A符合题意；B．氢弹的核反应为轻核的聚变，Y为氦原子核，选项B不符题意；C．核聚变和核裂变反应会放出大量的能量，根据质能关系可知反应会发生质量亏损，选项C不符题意；D．因核反应放出能量，因此反应前的比结合能小于反应后的比结合能，选项D不符题意；故选A。3.某物体做匀变速直线运动，依次通过A、B、C、D四个点，通过相邻两点的时间间隔均为2s，已知，，则下列说法正确的是()A.物体的加速度大小为4m/s2 B.物体在BC段的平均速度大小为10m/sC.物体通过A点的速度大小为6m/s D.物体通过C点的速度大小为16m/s【答案】B【解析】【分析】【详解】A．由公式可得物体的加速度为故A错误；B．物体在BC段的平均速度大小为由公式可得则故B正确；C．物体通过B点的速度为由匀变速直线运动的速度公式可得故C错误；D．物体通过C点的速度为故D错误。故选B。4.如图所示，甲、乙两辆玩具小汽车(可以视为质点)并排沿平直路面的相邻轨道向前行驶，两车都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备可以在以内实现通信。时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为，乙车的速度为，从该时刻起甲车以的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽略轨道间距和信号传递时间，则从时刻起，两车能利用蓝牙通信的时间为()A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据几何知识可知，当甲车在乙车前方时，有根据运动学公式有解得，由于解得以乙车为参考系得解得t=2s即前2s内两车能通信，2s到6s两车距离大于6m不能通信，当6s末甲车停止运动，两车刚好相距6m，且甲车在乙车前6m处，接下来乙车运动3s刚好与甲车并排，此过程中两车能通信，乙车再运动3s后，乙车在甲车前3s，此过程中也能通信，所以两车能通信的总时间为8s。故选C。5.如图所示，质量为m的物块在拉力F(图中未画出)的作用下沿水平桌面向右做匀速直线运动，物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，则拉力F的最小值为()A. B. C. D.mg【答案】B【解析】【详解】如图所示设物块受到的摩擦为，受到桌面的支持力为，则由解得即当与的合力方向在图示虚线方向上，根据力的三角形知识可知拉力F的最小值为选项B正确。故选B。6.如图所示，质量为3kg的物体A静止在劲度系数为100N/m的竖直轻弹簧上方。质量为2kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，下列说法正确的是(g取10m/s2)()A.轻弹簧的压缩量为0.2m B.物体B对物体A的压力为6NC.物体B的瞬时加速度为10m/s2 D.物体AB的瞬时加速度为4m/s2【答案】D【解析】【详解】A．A、B紧挨在一起但A、B之间无压力，对A有解得弹簧压缩量为故A错误；CD．细线剪断瞬间，弹簧弹力不变，对A、B整体，由牛顿第二定律可得解得物体A、B的瞬时加速度为故C错误，D正确；B．对物体A，由牛顿第二定律解得物体B对物体A的压力为故B错误。故选D。7.如图甲所示，倾角为的足够长的传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行。时，将质量的物体(可视为质点)轻放在传送带上，物体相对地面的图象如图乙所示。设沿传送带向下为正方向，取重力加速度。则()A.传送带的速率B.传送带的倾角C.物体与传送带之间的动摩擦因数D.0~2.0s物体相对传送带的位移为16m【答案】C【解析】【详解】A．由图像可知，物体先做初速度为零的匀加速直线运动，速度达到传送带速度后，由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，物块继续向下做匀加速直线运动，从图像可知传送带的速度为，故A错误；B．开始时物体摩擦力方向沿斜面向下，速度相等后摩擦力方向沿斜面向上，则有由图像可知联立解得，故B错误，C正确；D．物体第一段匀加速直线运动的位移为物体第二段匀加速直线运动的位移为传送带运动的位移为则0～2.0s内物体相对传送带的位移为故D错误。故选C。8.一条两岸平直的宽为d的小河，河水流速恒定。一人驾驶小船渡河，去程船头始终与河岸垂直，到达下游B处；回程时行驶路线与河岸垂直，到达正对岸的A处。已知全程小船在静水中的速度大小恒定，去程所用的时间与回程所用的时间之比为，下列说法正确的是()A.去程到达对岸B处时相对出发点沿河岸方向的位移为B.去程和回程小船的位移大小之比为3:2C.回程中船头与河岸之间的夹角为30°D.船在静水中的速度与河水的流速之比为2:1【答案】AD【解析】【详解】ACD．去程时，最短时间过河，如图所示由运动分解，得垂直于河岸方向沿河岸方向联立解得，回程时，垂直过河，过河位移最短，即河宽，如图所示由运动分解，得垂直于河岸方向沿河岸方向联立解得，已知去程所用的时间与回程所用的时间之比为，则可得出回程时船头与河岸之间的夹角为所以去程到达对岸B处时相对出发点沿河岸方向的位移为故A正确，C错误，D正确；B．去程小船的位移大小为回程小船位移大小为d，所以两位移之比为故B错误。故选AD。9.如图所示，质量为1kg的小球A与质量未知的滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内。滑环B套在与竖直方向成θ=53°的粗细均匀的固定杆上，滑环和杆间的动摩擦因数μ=0.5，初始时滑环恰好不下滑，现对小球A施加一个水平力F，使小球A在水平力F的作用下沿着圆弧轨迹缓慢上移，滑环仍保持静止，设滑环与杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力(sin53°=0.8，取重力加速度g=10m/s2)，下列说法正确的是()A.绳子拉力变大B.滑环B的质量m=0.5kgC.固定杆给滑环B的弹力方向一定垂直于杆向下D.滑环B受到的摩擦力变大【答案】ABC【解析】【详解】A．对小球A施加水平拉力，使小球A沿着圆弧轨迹缓慢上移，则小球A处于动态平衡状态，受力分析如图所示根据平衡条件可得解得小球在上移过程中，增大，可知绳上的拉力增大，故A正确；BC．初始时，对小球A由平衡条件可知，绳上的拉力初始时滑环恰好不下滑，对滑环B①假设滑环受到固定杆的支持力方向垂直于杆向下，则由平衡条件有，两式联立，代入数据解得因此假设成立；②假设滑环受到固定杆的支持力方向垂直于杆向上，则由平衡条件有，联立两式，代入数据解得(为负值)因此假设不成立，由此可知，固定杆给滑环B的弹力方向一定垂直于杆向下，故BC正确；D．根据题意，在小球A移动的过程中，滑环B始终处于静止状态，则对滑环B由平衡条件有可知滑环B受到的摩擦力大小不变，故D错误。故选ABC。10.如图甲为氢原子的能级图，现用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为的三条谱线，现用这三种频率的光去照射图乙的光电效应的实验装置，其中只有a、b两种光能得到图丙所示的电流与电压的关系曲线，已知图乙中的阴极材料是图丁所给材料中的一种，丁图是几种金属的逸出功和截止频率。已知以下说法正确的是()A.一定有B.图乙中的阴极材料一定是钾C.图丙中的b光照射阴极时每秒射出的光电子数大约个D.a光是从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光【答案】BD【解析】【详解】AD．大量氢原子跃迁时只有三种频率的光谱，根据氢原子跃迁时辐射出光的种数可知氢原子是从能级向低能级跃迁，则又由图丙，结合可知因此可知即a光是从能级跃迁到能级时辐射出的光，故A错误，D正确；B．由代入a光的遏止电压代入上式可得对照图丁可知阴极材料为钾，故B正确；C．图丙中的b光照射金属时产生的饱和光电流根据可得(个)故C错误。故选BD。第Ⅱ卷非选择题(共54分)二、本题共5小题，共54分。用0.5mm黑色签字笔写在答题卡指定位置上。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11.某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。(1)该实验运用的思想方法是____________。A．控制变量法B．等效替代法C．理想模型法(2)本实验用弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为____________N。(3)下列的实验要求不必要的是____________(填选项前的字母)。A．应用测力计测量重物M所受的重力B．应在水平桌面上进行实验C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置(4)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，下列解决办法中不可行的是____________(填选项前的字母)。A．改变弹簧测力计B的拉力大小B．减小重物M的质量C．将A更换成量程较小的弹簧测力计D．改变弹簧测力计B的拉力方向【答案】①.B②.3.80③.BD##DB④.C【解析】【详解】(1)[1]本实验原理为用两个弹簧测力计的拉力的合效果等同于一根绳子拉起重物M的效果，故运用的实验方法是等效替代法。故选B。(2)[2]该弹簧测力计的分度值为0.1N，所以读数为3.80N。(3)[3]A．实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道，故A正确；B．由于本实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则，故不能在水平桌面进行实验，故B错误；C．为了减小误差，拉线方向必须与木板平面平行，故C正确；D．当结点O位置确定时，弹簧测力计A的示数也确定，由于重物的重力已确定，两力大小与方向均一定，因此弹簧测力计B的大小与方向也一定，改变拉力多次实验，不能使O点静止在同一位置，故D错误。本题选不必要项，故选BD。(4)[4]A．减小弹簧测力计B的拉力大小，可以减少弹簧测力计A的拉力，A正确，不符合题意；B．减小重物M的质量，可以减少弹簧测力计A的拉力，B正确，不符合题意；C．将A更换成量程较小的弹簧测力计会让拉力更加超出量程，所以C错误，符合题意；D．将弹簧测力计B斜向上拉，改变弹簧测力计B的拉力方向，可以减少弹簧测力计A的拉力，D正确，不符合题意。故选C。12.某兴趣小组设计了一个可同时测量物体质量和当地重力加速度的实验，其装置如图甲所示，已知滑块的质量为，待测物体的质量记为，当地的重力加速度为，请完成下列填空：(1)闭合气泵开关，调节气垫导轨，轻推滑块，使滑块上的遮光条依次通过两光电门的时间相等，则导轨水平；(2)将待测物体固定在滑块的凹槽内，并将细线的一端拴接在滑块上，另一端跨过定滑轮挂一个质量为的钩码；(3)调节定滑轮使细线与气垫导轨的轨道平行；(4)释放滑块，记录滑块上的遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，读出两光电门之间的距离；用游标卡尺测出遮光条的宽度，示数如图乙所示，则______，并由此计算出滑块的加速度______(用含、、和的式子表示)；(5)依次添加钩码，重复步骤(4)几次，记录相关实验数据并计算出滑块相应的加速度；(6)以加速度的倒数为横轴，钩码总质量的倒数为纵轴，建立直角坐标系，利用以上数据画出如图丙所示的图像，若该直线的斜率为，纵截距为，则______，______。【答案】①.②.③.④.【解析】【详解】(4)[1]20分度的游标卡尺精确度为0.05mm，由图可知，游标尺的0刻度前为5mm，第三刻度与上边对齐，读数为所以总读数为[2]在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度，则滑块通过光电门1的速度为滑块通过光电门2的速度为根据可得所以(6)[3][4]滑块的质量为M，待测物体的质量为M0，滑块受到拉力为F，由牛顿第二定律有对钩码有联立得所以图像的斜率为纵轴截距为所以13.如图所示，倾角θ＝37°的斜面足够大，顶端MN水平。一质量m＝1.8kg的小球自MN上一点以v0＝2m/s的初速度垂直MN水平抛出，已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。(1)求小球自抛出至落到斜面上的时间；(2)若小球运动过程中始终受到平行MN的恒定水平风力，小球落到斜面上时的位移大小为1.25m，求小球受到的水平风力大小。【答案】(1)0.3s；(2)40N【解析】