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物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.考生作答时，请将答案填写在答题卡上，在本试卷上答题无效。回答选择题时，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
一、选择题（本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项正确，每小题4分；第7~10小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1.下列说法正确的是（ ）
A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，测得油酸分子大小的数量级为10-15m
B.图乙为分子间作用力F与分子间距r的关系图，在r0处分子间势能最小
C.图丙是气体分子速率分布图，由图可知T1小于T2且T1对应图像与坐标轴包围的面积大于T2对应图像与坐标轴包围的面积
D.图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
2.二十世纪初，普朗克、爱因斯坦、玻尔和德布罗意等科学家为量子论诞生及量子力学建立贡献了力量。以下四幅图来自新教材选的插图，下列说法不符合史实是（ ）
A.为了验证普朗克的能量子假说，人们对黑体辐射进行了实验观测，如图甲所示实验数据和理论计算值非常吻合
B.图乙中直线的斜率代表普朗克常量h，物理学家正是通过光电效应实验测算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，验证了爱因斯坦光电效应方程的正确性
C.玻尔原子理论可以很好地解释氢原子光谱的实验规律，甚至还预言了如图丙所示氢原子的其他光谱线系
D.图丁中所示电子的干涉和衍射现象验证了德布罗意关于物质波的假说
3.如图，放射源镭衰变过程中释放出的三种射线分裂成三束，形成了不同的运动径迹。已知射线经过的空间仅施加匀强磁场或匀强电场，则（ ）
A.若仅加电场，则电场方向一定水平向左
B.若仅加电场，则电场方向一定水平向右
C.若仅加磁场，则磁场方向可能垂直纸面向外
D.若仅加磁场，则磁场方向可能垂直纸面向里
4.如图所示的示意图或者实验装置都源自新教材插图，下列说法正确的是（ ）
A.图甲为随振动片在水面上移动的金属丝周期性触动水面形成的水波图样，由照片可知振动片在向左运动
B.图乙为双缝干涉示意图，可以用白炽灯直接照射双缝，在屏上可以得到等宽、等亮的干涉条纹
C.图丙为光导纤维工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小
D.图丁是用自然光照射前后两个竖直放置的偏振片，若只旋转其中一个偏振片，光屏上的亮度不变
5.如图所示，将甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于光滑的水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（ ）
A.甲的速度大小比乙的大 B.甲的动量大小比乙的小
C.甲的动能大小与乙的相等 D.甲的加速度大小比乙的小
6.一列简谐横波沿x轴方向传播，图（a）是t=0时刻的波形图；P是介质中位于x=2m处的质点，其振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A.该波波速为1m/s B.质点P在t=0时受到向上的作用力
C.波的振幅是10cm D.在时x=3m处质点的位移为-25cm
7.如图甲所示，一光滑绝缘小圆槽MN固定在水平面上，M、N两点之间的弧长远小于圆槽的半径R。将该装置置于加速上升的电梯中，如图乙所示；将该装置置于竖直向下的匀强电场中，如图丙所示；将该装置置于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图丁所示。一个带正电的小球（可视为质点）从M点静止释放，图甲、乙、丙和丁四种情形下，设小球由M运动到N的时间分别为t甲、t乙、t丙和t丁，则（ ）
A.t甲>t乙 B.t丙>t丁 C.t甲=t丁 D.t乙>t丁
8.一台发电机的结构示意图如图（a）所示，矩形线圈在均匀辐向分布的磁场中以角速度ω匀速转动，其截面图如图（b）所示。已知线圈的匝数为N，AB的长度为Lr，BC的长度为L2，线圈切割磁场处的磁感应强度大小为B。当线圈从水平位置顺时针转过60°时（ ）
A.感应电流的方向为DCBA B.感应电流的方向为CDAB
C.感应电动势的大小 D.感应电动势的大小为
9.t=0时刻，一小车由静止开始做直线运动，其位移x与时间t的关系如图所示。已知x-t曲线由两段对称的抛物线在A点处平滑连接而成，下列说法正确的是（ ）
A.小车在0～t0内做变加速直线运动
B.小车从x0处开始做加速度为的匀减速直线运动
C.小车在t0时刻的速度为
D.在0~2x0内小车所受的合外力做功为零
10.如图所示，在光滑竖直墙壁上用质量不计的细绳把一个充满氢气的气球固定在A点，气球与墙壁的接触点为B。已知气球可以自由膨胀，气球的内、外温度及压强可认为始终相等，氢气和大气皆可视为理想气体。则随着环境温度的逐渐升高，气球体积增大，但所受浮力大小不变，细绳对气球的拉力FT和墙壁对气球的支持力FN的变化情况是（ ）
A.FT逐渐变小 B.FT逐渐变大 C.FN逐渐变小 D.FN逐渐变大
二、实验题（本题共2小题；第11题8分，第12题8分，共16分）
11.（8分）如图1，三个实验场景A、B、C分别是“探究小车速度随时间变化的规律”“探究加速度与力、质量的关系”“验证机械能守恒定律”的实验。图2是小明同学在某实验中获得的一条纸带的一部分。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出。
（1）图2纸带中，在打点计时器打出C点时，带动纸带的物体的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2。（保留两位有效数字）
（2）图2纸带所对应的实验场景是________（填“A”或“C”），其理由是________________。
（3）下列说法正确的是________（只有一个正确选项）。
A.实验A和实验B均需要平衡摩擦力
B.三个实验均要求先接通电源后释放纸带
C.不能使用电火花计时器
D.实验C通过计算重物下落h时的速度从而获得动能的值
12.（8分）伏安法是电学实验中的基本实验方法之一，如图里所示，一个是“伏安法测电阻”的实物连接图，另一个是“伏安法测定电源电动势和内阻”的实物连接图，实验所用测量仪器均已校准。
（1）测电阻的实物连接图是图（填“A”或“B”）。
（2）在测电阻实验中，用量程为0～3V的电压表和量程为0~0.6A的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图乙所示，则电压表的读数为________V，电流表的读数为________A
（3）在伏安法测电源电动势和内阻实验中，得到多组电压U和电流I的值，并作出U-I图线如图丙所示，可知电池的电动势为________V，内阻为________Ω。（结果保留小数点后一位）
（4）任何实验测量都存在误差，则关于图甲两个实验的误差，下列说法中正确是（ ）
A.由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
B.由电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差
C.图甲A实验中由于电压表内阻引起实验误差，导致测量值偏小
D.图甲B实验中由于电流表内阻引起实验误差，导致电阻测量值偏大
三、计算题（本题共4小题，第13题8分，第14题8分，第15题12分，第16题16分，共44分）
13.（8分）一高压密封容器的容积为34.2L，容器内气体的压强为1.2个大气压，温度为27℃。已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1，且0℃、1个大气压下1mol任何气体的体积均为22.4L，T=t+273(K)。求：（结果保留两位有效数字）
（1）容器内气体的分子数；
（2）容器内气体分子的平均间距。
14.（8分）已知氢原子的部分能级图如图甲所示，现用大量高能电子轰击一群处于基态的氢原子，轰击后可观测到氢原子发射了3种不同波长的光。用氢原子发出的光照射某电路的K极，如图乙所示，发现仅有一种光能使图乙中的电流表有示数。已知阴极K的逸出功为3.19eV，电子的电荷量为1.6×10-19C。求：
（1）高能电子动能Ek的取值范围；
（2）当电压表的示数至少为多大时，微安表的示数刚好为零。
15.（12分）如图，在足够大绝缘水平面上方存在水平向右的匀强电场，电场强度大小E=100V/m。水平面上有两物块A和B（均可视为质点），质量均为m=20kg，其中A带电荷量q=+0.4C，B不带电，某时刻它们自相隔x0=10m的两位置分别以vA=5m/s、vB=8m/s的速度沿它们的连线方向做同向直线运动，此后物块A、B发生完全非弹性碰撞，碰撞时间极短。已知两物块与水平面的动摩擦因数均为μ=0.2，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）A追上B时，B的位移xB；
（2）A、B两物块碰撞过程中A、B组成的系统损失的机械能ΔE。
16.（16分）如图甲所示，两足够长的光滑导轨固定在水平面内，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。导轨间距最窄处为一狭缝（狭缝宽度忽略不计），取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨夹角平分线为x轴，两导轨与x轴夹角均为θ。一阻值为RL的小灯泡L与导轨左端用金属导线相连。现有一根金属棒置于导轨上，在外力F作用下从x=x0处以初速度v0沿x轴正方向做变速运动，已知金属棒运动过程中始终与x轴垂直且速度大小v与位置x的关系如图乙所示。导轨和金属棒及金属导线的电阻均不计。求：
（1）金属棒经过x处时通过小灯泡的电流大小；
（2）金属棒从x0运动至x过程中，通过小灯泡L的电荷量；
（3）金属棒从x0运动至x过程中，小灯泡L产生的焦耳热。
参考答案
滑县2022-2023学年高二下学期期末测评
物理
1.B 【解析】题图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，测得油酸分子大小的数量级为10-10m，选项A错误。图乙是分子间作用力示意图，在r0处引力和斥力等大，分子力为零，分子间势能最小，故B正确。图丙是气体分子速率分布图，温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比越大，则T1小于T2，但T1对应图像与坐标轴包围的面积等于T2对应图像与坐标轴包围的面积，均为1，故C错误。图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，微粒受力越趋于平衡，布朗运动越不明显，故D错误。
2.A 【解析】为了合理解释黑体辐射实验规律，普朗克发现必须打破能量连续的观念，把能量看成一份一份的，只有这样理论值与实验值才能很好吻合（先做了黑体实验，再由实验结果提出假说），从而引入了“能量子”的概念，故A错误；为了合理解释光电效应实验规律，爱因斯坦提出光子说，认为光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，物理学家通过实验测量金属的截止电压UC（）与入射光频率v，由此算出普朗克常量h，故B正确；玻尔原子理论不仅成功解释了氢原子光谱的实验规律，甚至还预言了氢原子的其他光谱线系，故C正确；德布罗意提出物质波（德布罗意波）假说，把光的波粒二象性推广到实物粒子，人们通过图丁实验，证实了电子的波动性，故D正确。
3.D 【解析】三种射线中，α射线为带正电的高速氦核粒子束，β射线为带负电的高速电子束，γ射线为不带电的电磁波。若仅加向左（但不一定水平向左）的电场，或仅加向里（但不一定垂直纸面向里）的磁场，三种粒子束可形成如图所示的运动径迹，故A、B、C错误，D正确。
4.A 【解析】图甲靠近左侧的两波峰间距变小，波长变短，根据多普勒效应，说明振动片在向左运动，A正确；图乙为双缝干涉示意图，如果用白炽灯直接照射双缝，白炽灯光是由多种单色光组成，各单色光的波长不同，由双缝干涉条纹间距公式可知，不同波长的光，产生的条纹间距不同，因此会产生彩色条纹，在屏上不能得到等宽、等亮的干涉条纹，B错误；图丙为光导纤维工作原理示意图，光导纤维由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，当光在光导纤维内传播时，如果从内芯射向外套的入射角大于临界角，光会在内芯与外套的界面上发生全反射，于是光在光导纤维内沿着锯齿形路线传播，故C错误；图丁中，自然光通过偏振片后形成偏振光，若只旋转其中一个偏振片，两偏振片偏振方向的关系变化，光屏上亮度变化，故D错误。
5.D 【解析】甲、乙相互接近过程中的任一时刻，系统总动量守恒，甲、乙的动量大小相等，即m甲v甲=m乙v乙，由于m甲>m乙，故v甲< m乙，根据动量与动能的关系可知Ek甲
7.AC 【解析】依题意，小球自M运动至N可视为简谐运动，其运动时间等于，其中，g等为等效重力加速度，图甲中g甲等=g，图乙中g乙等=g+a>g，图丙中，图丁中g丁等=g。所以，t甲=t丁>t乙，t甲= t丁> t丙，而t乙、t丙大小关系未知。故选AC。
8.BD 【解析】由右手定则得，当线圈从水平位置顺时针转过60°时，感应电流的方向为ABCD，故A错误，B正确；当线圈顺时针转过60°时，AB、CD两边垂直切割磁感线（辐向磁场），感应电动势的大小为NBL1L2ω，故C错误，D正确。
9.BD 【解析】依题意，小车在0~t0内做初速度为零的匀加速直线运动，t0~2 t0内做匀减速直线运动，末速度为零。由得加速度，故A错误、B正确；由得在t0时刻小车的速度为，故C错误；由动能定理可得，在0~2x0内小车所受的合外力做功为零，故D正确。
10.BD 【解析】设细绳与竖直墙所成的夹角为α，对氢气球受力分析，根据共点力平衡条件和正交分解法，有，，氢气球所受浮力大小不变，α逐渐变大，则FT逐渐变大，FN也逐渐变大。故选BD。
11.（1）0.76 2.0 （2）A 图2中纸带测得的加速度比较小（3）B
【解析】（1）在打点计时器打C点瞬间，纸带的速度；根据逐差法可知，加速度。
（2）由于重力加速度约为9.8m/s2，图2中加速度远小于9.8m/s2，故纸带所对应的实验场景是A。
（3）实验A只需确保小车做匀变速直线运动即可，不需要平衡摩擦力，故A错误；打点计时器使用时，均需先接通电源后释放纸带，故B正确；打点计时器可以用电火花计时器也可以用电磁打点计时器，故C错误；用实验C所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验时，若根据计算重物下落h时的速度，达不到实验验证的目的，故D错误。
12.（1）A （2）2.60V 0.52A
（3）7.1V 0.60Ω （4）BC
【解析】（1）A图电压表测量电阻两端电压，B图的电压表测量电源两端电压，所以A图是测电阻的连接图。（2）量程为0~3V的电压表的分度值为0.1V，应估读到0.01V，则电压表的读数为2.60V；量程为0~0.6A的电压表的分度值为0.02A，应估读到0.01A，则电流表的读数为0.52A。
（3）由E=U+Ir得U=E-Ir，可知电源电动势E=7.1V，电源内阻。
（4）电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，故A错误B正确；图甲A实验中由于电压表的分流作用，导致电阻的测量值偏小，C正确；图甲B实验中由于电压表的分流作用，导致电源电动势和内阻的测量值都偏小，D错误。
13.（1）由理想气体状态方程有
其中，，，；，
得
分子数（个）
（2）设气体分子的平均间距为a。
每个气体分子所占空间的大小
由题意知
解得
14.（1）由题意可知高能电子与氢原子碰撞后氢原子跃迁到n=3能级。
高能电子的最小动能为
高能电子的最大动能不能超过
故有
（2）光子能量
根据光电效应方程
由动能定理可得
解得
15.（1）A、B碰撞前，根据牛顿第二定律，对A有
得
故A做的匀速直线运动
根据牛顿第二定律，对B有
得
故B做初速度为，加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动
B速度减为零所用时间为
此时，A的位移为
B的位移为
由可知B速度减为零时，A还未追上B。
所以，A追上B时，B的位移
（2）碰撞时间极短，可认为碰撞过程系统动量守恒，有
得
碰撞过程A、B组成的系统损失的机械能
16.（1）由图乙有①
②
③
④
联立①~④得⑤
（2）由（1）可知电流大小I不变，与位置x无关。
⑥
⑦
联立⑥⑦得⑧
其中⑨
联立⑧⑨得⑩
（3）
联立⑤⑥⑩得
联立⑤ 得
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