山东省青岛第二中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题含解析

青岛二中高二年级2022—2023学年第二学期期末考试—物理试题试卷共100分，考试时间90分钟一、单选题：本题包括8小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，则由图可知（）A.t=0.2s时，振子的速度方向向左B.t=0.6s时，振子的加速度方向向左C.t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的动能逐渐减小D.t=0到t=2.4s的时间内，振子通过的路程是80cm2.如图所示是两个理想单摆的振动图像，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说法中正确的是（）A.时，两单摆的回复力最大B.乙摆球在第1s末和第3s末速度相同C.甲、乙两个摆的摆长之比为D.甲摆球位移随时间变化的关系式为3.如图所示，一光滑半圆形凹槽固定在水平地面上，一物块（可看做质点）静置于槽内最底部的A点处。现用一方向不变的斜向上的推力F把物块从A点沿着凹形槽缓慢推至B点。设物块受到凹槽的支持力为FN，则在上述过程中F和FN大小的变化情况为（）A.F和FN都一直增大B.F一直增大，FN先减小后增大C.F先增大后减小，FN一直增大DF和FN都先增大后减小4.如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法不正确的是（）A.a点位移始终处于最大位置B.a、c两点的振动加剧，b、d两点的振动减弱C.加强点和减弱点的位置固定不变D.经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰5.在平直的公路上行驶的甲车和乙车，其位置x随时间t变化的图像分别为图中直线和曲线。已知乙车做匀变速直线运动，当时，直线和曲线相切，下列说法中正确的是（）A.时刻乙车速度大小为B.时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度C.时间内甲车与乙车间的距离一直在增大D.乙车的加速度大小为6.用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（）A.a光的波长一定大于b光的波长B.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD.只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大7.氢原子的能级图如图所示，有一群处于n=3能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是（）A.能发出6种不同频率的光子B.波长最长的光是氢原子从能级n=3跃迁到n=1产生的C.发出的光子的最小能量为12.09eVD.处于该能级的氢原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离8.如图所示，半径为R的圆环竖直放置，长度为R的不可伸长轻细绳OA、OB，一端固定在圆环上，另一端在圆心O处连接并悬挂一质量为m的重物，初始时OA绳处于水平状态。把圆环沿地面向右缓慢转动，直到OA绳处于竖直状态，在这个过程中A.OA绳的拉力逐渐增大B.OA绳的拉力先增大后减小C.OB绳的拉力先增大后减小D.OB绳的拉力先减小后增大二、多选题：本题包括4小题，每小题5分，共20分。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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9.如图所示，是一定质量的理想气体的三种升温过程，那么，以下四种解释中，哪些是正确的(

)A.的过程气体体积增加B.的过程气体体积不变C.的过程气体体积增加D.的过程气体体积减小10.一静止的钚核发生衰变放出X粒子后变成铀核，衰变时放出巨大能量，其衰变方程是：。已知钚核的半衰期为t，质量为，X粒子质量为，铀核质量为，光在真空中的传播速度为c。则（）A.上述衰变是衰变，X是氦核（）B.衰变过程中释放的总能量为C.有20个钚核，经时间t后一定剩下10个钚核未发生衰变D.由于衰变时释放巨大能量，所以比的比结合能小11.下列说法正确的是（）A.红光由空气进入水中，波长变短，颜色不变B.白光通过三棱镜后在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象C.红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度大D.光纤通信利用了全面反射原理，光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率12.如图甲所示，粗糙的水平地面上有一块长木板P，小滑块Q（可视为质点）放置于长木板上的最右端。现将一个水平向右的恒力F作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动，后撤去力F。滑块、长木板的速度图像如图乙所示，已知物块与长木板的质量相等，均为，滑块Q始终没有从长木板P上滑下，重力加速度。则下列说法正确的是（）A.时长木板P停下来B.长木板P的长度至少是C.地面与长木板P之间的动摩擦因数是0.075D.恒力F等于三、实验题：本题共10分。把答案填在答题卡的横线上。13.在“探究小车加速度与力、质量的关系”的实验中：（1）采用如图甲所示的实验装置，将绳子调节到平行于桌面。关于小车受到的力，下列说法正确的是_________（填选项前的字母）；A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受到的力可等效为只受绳的拉力B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力C．无论小车运动的加速度多大，砂和桶的总重力都等于绳的拉力D．让砂和桶的总质量远小于小车的质量时，砂和桶的总重力近似等于绳的拉力（2）为更准确地测量小车受到的力，采用了改进后的实验装置（恰好平衡了摩擦力），如图乙所示，当弹簧测力计的读数为F时，小车受到的合力为_________。以弹簧测力计的读数F为横坐标、通过纸带计算出的加速度a为纵坐标，作出的a-F图像如图丙所示，则可推测出小车的质量M=_________kg。（3）在正确操作的前提下，该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出）。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据该纸带可求出小车的加速度为_________m/s2（结果保留三位有效数字）。若打点计时器交流电源的实际频率偏大，则小车加速度的测量值比真实值_________（选填“偏小”不变”或“偏大”）。四、计算题：本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14.在t＝0时刻，位于x＝0处的质点O开始从平衡位置向上运动，经0.4s第一次形成如图所示的波形，B是平衡位置为x＝7m处的质点，A是平衡位置为x＝2m处的质点。（1）求该简谐波的波速v；（2）从t＝0到质点B第一次到达波峰位置的过程中，求质点A通过的路程s。15.如图为某种透明玻璃砖的横截面，PM=2R，O为PM中点，PN为半径为R的四分之一圆弧．一束平行单色光从OM区域垂直OM水平射入玻璃砖．已知玻璃砖的临界角为C=30°，光在真空中速度为c．求：(1)在PN弧上有光线射出区域的弧长；(2)从OM射入光线经MN一次反射后直接从PN弧离开的最长时间．16.一个静止的氡核Rn，放出一个α粒子后衰变为钋核Po，同时放出能量为E=0.26MeV的光子。假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能，不计光子的动量。已知M氡=222.08663u、mα=4.0026u、M钋=218.0766u，1u相当于931.5MeV的能量。（1）写出上述核反应方程；（2）求出发生上述核反应放出的能量；（3）确定钋核与α粒子的动能。17.斜面光滑，倾斜角θ=30°，底端有一挡板1，木板A置于斜面上，小物块B置于A底端，A、B质量均为2kg，如图所示。挡板2到B和到挡板1距离均为L=0.2m。t=0时刻，将A、B一起由静止释放，A、B分别与挡板1和挡板2发生弹性碰撞，碰撞时间极短忽略不计。已知A、B间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，小物块B始终未离开木板A。求：（1）小物块B第一次与挡板2碰撞后瞬间的速度大小；（2）木板A的长度至少为多少；（3）从t=0时刻开始到木板A与挡板1第3次碰撞前瞬间的总时间。青岛二中高二年级2022—2023学年第二学期期末考试—物理试题试卷共100分，考试时间90分钟一、单选题：本题包括8小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，则由图可知（）A.t=0.2s时，振子的速度方向向左B.t=0.6s时，振子的加速度方向向左C.t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的动能逐渐减小D.t=0到t=2.4s的时间内，振子通过的路程是80cm【答案】B【解析】【分析】本题考查根据振动图像分析振子运动过程。【详解】A．由振动图像可知，t=0.2s时，图像斜率为正，振子速度方向向右。故A错误；B．由振动图像可知，t=0.6s时，图像纵坐标为正，即振动位移为正，故振子的加速度方向向左。故B正确；C．由振动图像可知，t=0.4s到t=0.8s的时间内，图像斜率逐渐增加，速度变大，振子的动能逐渐增加。故C错误；D．振子一个周期走过的路程为四个振幅。t=0到t=2.4s的时间内，振子运动了1.5个周期，振子通过的路程是60cm。故D错误。故选B。2.如图所示是两个理想单摆的振动图像，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说法中正确的是（）A.时，两单摆的回复力最大B.乙摆球在第1s末和第3s末速度相同C.甲、乙两个摆的摆长之比为D.甲摆球位移随时间变化的关系式为【答案】D【解析】【详解】A．时，两单摆处于平衡位置，该位置回复力为零，A错误；B．乙摆球在第1s末和第3s末速度大小相等方向相反，B错误；C．由单摆的周期公式可知得甲、乙两个摆的摆长之比为C错误；D．由图可知，甲摆的振幅为，周期为，且零时刻位于平衡位置并开始向上运动，故甲摆球位移随时间变化的关系式为D正确。故选D。3.如图所示，一光滑半圆形凹槽固定在水平地面上，一物块（可看做质点）静置于槽内最底部的A点处。现用一方向不变的斜向上的推力F把物块从A点沿着凹形槽缓慢推至B点。设物块受到凹槽的支持力为FN，则在上述过程中F和FN大小的变化情况为（）A.F和FN都一直增大B.F一直增大，FN先减小后增大C.F先增大后减小，FN一直增大D.F和FN都先增大后减小【答案】B【解析】【详解】对物块受力分析如图由图可知，物块从A点沿着凹形槽缓慢推至B点过程中，F一直增大，FN先减小后增大故选B。4.如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法不正确的是（）A.a点位移始终处于最大位置B.a、c两点的振动加剧，b、d两点的振动减弱C.加强点和减弱点的位置固定不变D.经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰【答案】A【解析】【分析】【详解】AB．由图可知a点是波谷与波谷相遇点，c点是波峰和波峰的相遇点，而b、d点是波峰与波谷相遇点。由于当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，所以振动加强点是a与c，振动减弱点是b、d；但加强点并不是位移始终处于最大位置，选项A错误，B正确；C．振动加强和减弱的区域位置是固定不变的，选项C正确；D．根据波动过程可知，经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰，选项D正确。本题选不正确的，故选A。5.在平直的公路上行驶的甲车和乙车，其位置x随时间t变化的图像分别为图中直线和曲线。已知乙车做匀变速直线运动，当时，直线和曲线相切，下列说法中正确的是（）A.时刻乙车的速度大小为B.时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度C.时间内甲车与乙车间的距离一直在增大D.乙车的加速度大小为【答案】A【解析】【详解】AD．根据图像可知，甲做匀速直线运动。其速度为乙车做匀减速直线运动，根据图像可知t=2s时，位移为x=6m速度为根据位移时间公式可得又有解得故A正确，D错误；B．时间内，根据图像可知，甲车的位移小于乙车的位移，所以甲车的平均速度小于乙车的平均速度，故B错误；C．根据图像可知时间内甲车与乙车间的距离先减小后增大，故C错误。故选A。6.用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（）A.a光的波长一定大于b光的波长B.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD.只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大【答案】D【解析】【详解】A．用一定频率的a单色光照射光电管时，电流计指针会发生偏转，知νa>νb，a光的波长小于b光的波长，A错误；B．发生光电效应的条件：ν>ν0，增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转，B错误；C．发生光电效应时，电子从光电管左端运动到右端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流计G的电流方向是c流向d，C错误；D．增加a光的强度可使光子数增多，因此溢出的光电子数目增加，通过电流计G的电流增大，D正确。故选D。7.氢原子的能级图如图所示，有一群处于n=3能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是（）A.能发出6种不同频率的光子B.波长最长的光是氢原子从能级n=3跃迁到n=1产生的C.发出的光子的最小能量为12.09eVD.处于该能级的氢原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离【答案】D【解析】【详解】A．能发出3种不同频率的光子，即故A错误；B．从能级n=3跃迁到n=1产生的光的频率最大，即波长最短，故B错误；C．发出的光子的最小能量为故C错误；D．处于该能级的氢原子能量为-1.51eV，所以至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离，故D正确。故选D。8.如图所示，半径为R的圆环竖直放置，长度为R的不可伸长轻细绳OA、OB，一端固定在圆环上，另一端在圆心O处连接并悬挂一质量为m的重物，初始时OA绳处于水平状态。把圆环沿地面向右缓慢转动，直到OA绳处于竖直状态，在这个过程中A.OA绳的拉力逐渐增大B.OA绳的拉力先增大后减小C.OB绳的拉力先增大后减小D.OB绳的拉力先减小后增大【答案】B【解析】【详解】以重物为研究对象，重物受到重力、OA绳的拉力、OB绳的拉力三个力平衡，构成矢量三角形，置于几何圆中如图：在转动的过程中，OA绳的拉力先增大，转过直径后开始减小，OB绳的拉力开始处于直径上，转动后一直减小，B正确，ACD错误。故选B。二、多选题：本题包括4小题，每小题5分，共20分。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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9.如图所示，是一定质量的理想气体的三种升温过程，那么，以下四种解释中，哪些是正确的(

)A.的过程气体体积增加B.的过程气体体积不变C.的过程气体体积增加D.的过程气体体积减小【答案】AB【解析】【详解】AD．a→d压强保持不变，为等压膨胀过程，气体的体积增大，故A正确，D错误．B．b→d过程压强与热力学温度成正比，故为等容过程，气体体积不变，故B正确．C．c→d温度保持不变，为等温压缩过程，气体体积缩小，故C错误．故选AB。10.一静止的钚核发生衰变放出X粒子后变成铀核，衰变时放出巨大能量，其衰变方程是：。已知钚核的半衰期为t，质量为，X粒子质量为，铀核质量为，光在真空中的传播速度为c。则（）A.上述衰变是衰变，X是氦核（）B.衰变过程中释放的总能量为C.有20个钚核，经时间t后一定剩下10个钚核未发生衰变D.由于衰变时释放巨大能量，所以比的比结合能小【答案】ABD【解析】【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，可知在上述衰变中X的质量数为4，电荷数为2，则X是氦核（），该反应是衰变，故A正确；B．该反应过程中质量亏损根据质能方程可知衰变过程中释放的总能量为，故B正确；C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适应，故C错误；D．由于衰变时释放巨大能量，且比更加稳定，则比的比结合能小，故D正确。故选ABD。11.下列说法正确的是（）A.红光由空气进入水中，波长变短，颜色不变B.白光通过三棱镜后在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象C.红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度大D.光纤通信利用了全面反射原理，光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率【答案】ACD【解析】【详解】A．红光由空气进入水中，频率不变，所以颜色不变，根据可知折射率n变大，波长变短，A正确；B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种折射现象，并不是干涉现象，B错误；C．根据，红光波长比紫光长，红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度大，C正确；D．光纤通信利用了全面反射原理，光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，从而使得光线能在光纤内部发生全反射，D正确。故选ACD。12.如图甲所示，粗糙的水平地面上有一块长木板P，小滑块Q（可视为质点）放置于长木板上的最右端。现将一个水平向右的恒力F作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动，后撤去力F。滑块、长木板的速度图像如图乙所示，已知物块与长木板的质量相等，均为，滑块Q始终没有从长木板P上滑下，重力加速度。则下列说法正确的是（）A.时长木板P停下来B.长木板P的长度至少是C.地面与长木板P之间的动摩擦因数是0.075D.恒力F等于【答案】CD【解析】【详解】C．由乙图可知，力F在时撤去，此时长木板P的速度，时二者速度相同，为，前长木板P的速度大于滑块Q的速度。后长木板P的速度小于滑块Q的速度，过程中，以滑块Q为研究对象，根据牛顿第二定律可得解得过程中，以长木板P为研究对象，根据牛顿第二定律可得解得C正确。A．末到长木板停下来过程中，根据牛顿第二定律可得解得这段时间为所以时长木板P停下来，A错误。B．长木板P的长度至少是前过程中，滑块Q在长木板P上滑行的距离，即B错误。D．对长木板受力分析，据牛顿第二定律可得其中解得D正确。故选CD。三、实验题：本题共10分。把答案填在答题卡的横线上。13.在“探究小车的加速度与力、质量的关系”的实验中：（1）采用如图甲所示的实验装置，将绳子调节到平行于桌面。关于小车受到的力，下列说法正确的是_________（填选项前的字母）；A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受到的力可等效为只受绳的拉力B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力C．无论小车运动的加速度多大，砂和桶的总重力都等于绳的拉力D．让砂和桶的总质量远小于小车的质量时，砂和桶的总重力近似等于绳的拉力（2）为更准确地测量小车受到的力，采用了改进后的实验装置（恰好平衡了摩擦力），如图乙所示，当弹簧测力计的读数为F时，小车受到的合力为_________。以弹簧测力计的读数F为横坐标、通过纸带计算出的加速度a为纵坐标，作出的a-F图像如图丙所示，则可推测出小车的质量M=_________kg。（3）在正确操作的前提下，该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出）。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据该纸带可求出小车的加速度为_________m/s2（结果保留三位有效数字）。若打点计时器交流电源的实际频率偏大，则小车加速度的测量值比真实值_________（选填“偏小”不变”或“偏大”）。【答案】①.AD##DA②.2F③.0.4④.2.00⑤.偏小【解析】【详解】（1）[1]A．使小车沿倾角合适的斜面运动，若小车所受重力沿斜面的分力刚好等于小车所受的摩擦力，则小车受到的力可等效为只受绳的拉力，A正确；B．若斜面倾角过大，重力沿斜面的分力大于小车所受的摩擦力，则小车所受合力将大于绳的拉力，B错误；CD．根据牛顿第二定律解得当时只有当砂和桶的总质量远小于小车的质量时，砂和桶的总重力才近似等于绳的拉力，C错误，D正确。故选AD；（2）[2]由题意可知，该装置已经平衡了摩擦力，则小车所受合力等于；[3]根据牛顿第二定律得整理得根据图像得解得（3）[4]]相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s根据，运用逐差法得，则有[5]若打点计时器交流电源的实际频率偏大，则打点周期偏小，得到的位移x偏小，则小车加速度的测量值比真实值偏小。四、计算题：本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14.在t＝0时刻，位于x＝0处的质点O开始从平衡位置向上运动，经0.4s第一次形成如图所示的波形，B是平衡位置为x＝7m处的质点，A是平衡位置为x＝2m处的质点。（1）求该简谐波的波速v；（2）从t＝0到质点B第一次到达波峰位置的过程中，求质点A通过的路程s。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）结合题图可分析出，该机械波的周期为波长为故该简谐波的波速为（2）当t=0.4s时，x=1m处的质点处在波峰位置，则从t=0.4s到B第一次到达波峰需要的时间为从t＝0到质点B第一次到达波峰，所用时间为则所以从t＝0到质点B第一次到达波峰位置的过程中，质点A通过的路程为15.如图为某种透明玻璃砖的横截面，PM=2R，O为PM中点，PN为半径为R的四分之一圆弧．一束平行单色光从OM区域垂直OM水平射入玻璃砖．已知玻璃砖的临界角为C=30°，光在真空中速度为c．求：(1)在PN弧上有光线射出区域的弧长；(2)从OM射入的光线经MN一次反射后直接从PN弧离开的最长时间．【答案】（1）（2）【解析】【详解】(1)光线垂直PM射入后，在MN面发生全反射，射到PN弧面，设恰好在PN弧面点E时如图，入射角为C，光线恰好发生全反射，则PE区域有光线射出．弧长；(2)光在三角形OMN区域光程均为R，在OPN区域光程最大为R则最大光程s=2R联立解得：．16.一个静止的氡核Rn，放出一个α粒子后衰变为钋核Po，同时放出能量为E=0.26MeV的光子。假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能，不计光子的动量。已知M氡=222.08663u、mα=4.