卷子答案网-一个不只有答案的网站2022-2023学年山东省青岛重点中学高二（下）期末物理试卷
一、选择题（本大题共12小题，共48分）
1. 如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在、两点之间做简谐运动，取向右为正，振子的位移随时间的变化如图乙所示，则由图可知( )
A. 时，振子的速度方向向左
B. 时，振子的加速度方向向左
C. 到的时间内，振子的动能逐渐减小
D. 到的时间内，振子通过的路程是
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. 乙摆球在第末和第末速度相同
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点处。现用一方向不变的斜向上的推力把物块从点沿着凹形槽缓慢推至点。设物块受到凹槽的支持力为，则在上述过程中和大小的变化情况为( )
A. 和都一直增大 B. 一直增大，先减小后增大
C. 先增大后减小，一直增大 D. 和都先增大后减小
4. 如图表示两个相干波源、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. 点位移始终处于最大位置
B. 、两点的振动加剧，、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，其位置随时间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
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照射光电管阴极，电流计的指针发生偏转。而用另一频率的单色光照射光电管阴极时，电流计的指针不发生偏转，那么( )
A. 光的波长一定大于光的波长
B. 增加光的强度可能使电流计的指针发生偏转
C. 用光照射光电管阴极时通过电流计的电流是由到
D. 只增加光的强度可使通过电流计的电流增大
7. 氢原子的能级图如图所示，有一群处于能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是( )
A. 能发出种不同频率的光子
B. 波长最长的光是氢原子从能级跃迁到产生的
C. 发出的光子的最小能量为
D. 处于该能级的氢原子至少需吸收能量的光子才能电离
8. 如图所示，半径为的圆环竖直放置，长度为的不可伸长轻细绳、一端固定在圆环上，另一端在圆心处连接并悬挂一质量为的重物，初始时绳处于水平状态。把圆环沿地面向右缓慢转动，直到绳处于竖直状态，在这个过程中( )
A. 绳的拉力逐渐增大 B. 绳的拉力先增大后减小
C. 绳的拉力先增大后减小 D. 绳的拉力先减小后增大
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，质量为，粒子质量为，铀核质量为，光在真空中的传播速度为，则( )
A. 上述衰变是衰变，是氦核
B. 衰变过程中释放的总能量为
C. 有个钚核，经时间后一定剩下个钚核未发生衰变
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，小滑块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作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动，后撤去力。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，滑块始终没有从长木板上滑下，重力加速度。则下列说法正确的是( )
A. 时长木板停下来
B. 长木板的长度至少是
C. 地面与长木板之间的动摩擦因数是
D. 恒力等于
二、非选择题（52分）
13. 在“探究小车的加速度与力、质量的关系”的实验中：
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
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时，小车受到的合力为______ 。以弹簧测力计的读数为横坐标、通过纸带计算出的加速度为纵坐标，作出的图像如图丙所示，则可推测出小车的质量 ______ ；
在正确操作的前提下，该同学在实验中得到如图丁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的交流电，根据该纸带可求出小车的加速度为______ 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”。
14. 在时刻，位于处的质点开始从平衡位置向上运动，经第一次形成如图所示的波形，是平衡位置为处的质点，是平衡位置为处的质点。
求该简谐波的波速；
从到质点第一次到达波峰位置的过程中，求质点通过的路程。
15. 如图为某种透明玻璃砖的横截面，，为中点，为半径为的四分之一圆弧。一束平行单色光从区域垂直水平射入玻璃砖。已知玻璃砖的临界角为，光在真空中速度为。求：
在弧上有光线射出区域的弧长；
从射入的光线经一次反射后直接从弧离开的最长时间。
16. 一个静止的氡核，放出一个粒子后衰变为钋核，同时放出能量为的光子。假设放出的核能完全转变为钋核与粒子的动能，不计光子的动量。已知、、，相当于的能量。
写出上述核反应方程；
求出发生上述核反应放出的能量；
确定钋核与粒子的动能。
17. 斜面光滑，倾斜角，底端有一挡板，木板置于斜面上，小物块置于底端，、质量均为，如图所示。挡板到和到挡板的距离均为。时刻，将、一起由静止释放，、分别与挡板和挡板发生弹性碰撞，碰撞时间极短忽略不计。已知、间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，小物块始终未离开木板。求：
小物块第一次与挡板碰撞后瞬间的速度大小；
木板的长度至少为多少；
从时刻开始到木板与挡板第次碰撞前瞬间的总时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、时，振子位由点向右运动到中的某点，速度向右，故A错误；
B、时，由图象知振子在平衡位置右边，位移向右，加速度与位移方向相反向左，故B正确；
C、到的时间内，图中斜率绝对值逐渐增大，因此可判断振子运动的速度增大，故振子的动能逐渐增大，故C错误；
D、图中看出振子的周期为，到的时间内，振子振动了个周期，为振幅的倍，即，故D错误；
故选：。
速度从图中对应点的斜率来分析；加速度与位移的方向相反，指向平衡位置；动能的改变要看振子速度的改变；到的路程需要先从图中读出其振动周期，进而根据单个周期路程和振幅的关系进行换算。
要明确图象为振动图象，其斜率表示的是速度，加速度需要先判断其目前所处的位置，加速度方向始终指向平衡位置，弹簧振子一个周期内的运动路程是振幅的倍，这些应熟练掌握。
2.【答案】
【解析】解：时，两单摆处于平衡位置，该位置的回复力为零，故A错误；
B.乙摆球在第末和第末速度大小相等方向相反，故B错误；
C.由单摆的周期公式得：
单摆的摆长之比：：：；，故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，故D正确。
故选：。
根据图像得出回复力和速度的关系；根据单摆的周期公式得出单摆的摆长的比值关系；根据数学知识点求出摆球的位移时间的关系式。
正确根据图象读出两单摆的周期，熟记单摆的周期公式，能正确分析单摆的运动情况。
3.【答案】
【解析】解：以物块为研究对象，受到重力、拉力和凹槽的支持力，由于拉力的方向不变，支持力始终指向点，作出矢量三角形如图所示：
物块从点沿着凹形槽缓慢推至点的过程中，支持力从竖直方向变为水平方向，根据图中表示力的有向线段可知：
一直增大，先减小后增大，故B正确、ACD错误。
故选：。
以物块为研究对象进行受力分析，作出矢量三角形，根据图中表示力的有向线段长短变化情况确定各力的变化。
本题主要是考查了共点力的平衡之动态分析问题，如果一个力大小方向不变、一个力的方向不变，可以根据矢量三角形图解法分析各力的变化情况。注意整体法和隔离法的应用。
4.【答案】
【解析】解：、由图示图线可知，点是波谷与波谷相遇点，点是波峰和波峰的相遇点，而、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，所以振动加强点是与，振动减弱点是、；但加强点并不是位移始终处于最大位置，故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，故C正确；
D、在波的传播过程中介质中的质点在平衡位置附近振动，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，故D正确。
本题选不正确的，故选：。
根据干涉图样得出振动加强点和振动减弱点的所在位置；结合波动的特点分析出半个周期后振动加强点和振动减弱点的位置。
波的叠加满足矢量法则，例如当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零。当振幅相同的两列相同频率的波相遇时，振动加强区的振动方向始终相同，不过位移时大时小。
5.【答案】
【解析】解：由图像可知，甲做匀速直线运动，乙车做匀减速运动。甲车的速度为
根据图像可知乙车时，位移为，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，由图像可知，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.由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：。
根据末甲、乙图像相切，计算乙的速度，根据几何知识计算末的位移，根据运动学方向计算乙的初速度和加速度；根据平均速度公式分析判断；根据图像判断不同时刻甲、乙车的位置。
本题关键掌握图像的物理意义，根据图像对选项进行判断。
6.【答案】
【解析】
【分析】
发生光电效应的条件：，可知道光、光的频率大小．再通过电子的流向判断出电流的方向。
解决本题的关键是掌握光电效应的条件以及光电流方向的确定。
【解答】
A.用一定频率的单色光照射光电管时，电流计指针会发生偏转，知，用另一频率的单色光照射光电管时，电流计指针不发生偏转，则，所以，则光的波长小于光的波长，故A错误。
B.发生光电效应的条件：，增加光的强度不能使电流计的指针发生偏转，故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，所以流过电流计的电流方向是流向，C错误；
D.增加光的强度可使通过电流计的电流增大，故D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】解：一群处于能级的激发态的氢原子，最多能发出种不同频率的光子，故A错误；
B.一群处于能级的激发态的氢原子，从能级跃迁到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，所以至少需吸收能量的光子才能电离，故D正确。
故选：。
一群处于能级的激发态的氢原子，最多能发出种光子；
根据能级差，从能级跃迁到产生的光的频率最大，发出的光子的最小能量为；
电离最小能量为轨道能量。
本题考查学生对能级差、电离、跃迁辐射光子个数的规律掌握，具有综合性，难度基础。
8.【答案】
【解析】解：以重物为研究对象，重物受重力，绳的拉力，绳的拉力，三个力的合力始终为矢量三角形如图所示：
在缓慢转动过程中，的张力先增大后减小，的张力逐渐减小，故B正确，ACD错误。
故选：。
对节点进行受力分析，作出矢量三角形，重力对应的夹角失重等于，根据几何知识可知，这个矢量三角形始终在同一个圆上，从而可以判断细绳、受到的拉力的变化情况。
命题透析本题考查受力平衡，考查考生的推理能力。建立矢量三角形，利用几何知识解题时本题的关键。
9.【答案】
【解析】
【分析】
图象过原点的倾斜的直线可表示等容变化，根据其斜率比较对应的体积大小．
本题关键要掌握图象过原点的倾斜的直线表示等容变化，斜率越大，对应的体积越小．
【解答】
如图，连接、，则、、均可表示气体发生等容变化，由气态方程知，
、由状态变到状态的过程中，减小，则气体的体积增大，故A正确，D错误；
B、由状态变到状态的过程中，气体等容，故体积不变，故B正确；
C、由状态到状态的过程中，倾角变大，则变大，故气体体积减小，故C错误；
故选：
10.【答案】
【解析】解：、根据质量数守恒和电荷数守恒可知，的质量数为，电荷数为，即为，此衰变为衰变，故A正确；
B、根据质能方程可知，释放的能量，故B正确；
C、半衰期是一种统计规律，必须适用于大量原子核，故C错误；
D、释放能量的过程是比结合能增加的过程，所以比的比结合能小，故D正确。
故选：。
根据质量数守恒和电荷数守恒判断生成产物，确定反应类型；
根据质能方程计算释放的核能；
半衰期是统计规律，对大量的原子核才适用；
释放能量的过程是比结合能增加的过程；
解决本题的关键知道衰变过程中电荷数守恒、质量数守恒，知道反应过程中，若放出能量，则反应前的质量大于反应后的质量，知道半衰期具有统计规律。
11.【答案】
【解析】解：、光的频率由光源决定，与介质无关，则红光由空气进入水中，频率不变，所以颜色不变。波速变小，由可知波长变短，故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、玻璃对红光的折射率比紫光的小，由可知，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，故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，故D正确。
故选：。
红光由空气进入水中，频率不变，根据光速的变化分析波长的变化；光的色散是一种折射现象；根据折射率大小，由分析红光与紫光在玻璃砖中传播速度大小；结合全反射条件分析。
对于光的色散、全反射的原理要理解，要掌握七种色光的折射率、临界角、波长、频率等物理量的关系。
12.【答案】
【解析】解：在两者速度相同之前长木板的速度大于小滑块的速度，相对向左运动。由乙图可知，力在时撤去，此时长木板的速度为，时二者速度相同，相同的速度为。
后两者并未相对静止，说明减速的加速度大于的加速度，的速度小于的速度，早于速度减为零。
设两者的质量均为，与之间的动摩擦因数为，与地面之间的动摩擦因数为。
C、在过程中，以滑块为研究对象，根据牛顿第二定律可得：
由图像的斜率可得：，解得：
在过程中，以长木板为研究对象，根据牛顿第二定律可得：
由图像的斜率的绝对值可得：，解得：，故C正确。
D、在过程中，对受力分析，根据牛顿第二定律可得：
由图像可得：，解得：，故D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：，故在时长木板停下来，故A错误。
B、由图像与时间轴围成的面积表示位移，可得在过程中滑块相对长木板向左滑行的位移大小为：
后滑块的匀减速运动与之前的匀加速运动具有对称性，可知在时速度减为零。
在之后的过程中滑块相对长木板向右滑行的位移大小为：
因，故长木板的长度至少等于，故B错误。
故选：。
在两者速度相同之前长木板的速度大于小滑块的速度，相对向左运动。后两者并未相对静止，说明减速的加速度大于的加速度，的速度小于的速度，早于速度减为零。根据图像的物理意义：其斜率表示加速度，其与时间轴围成的面积表示位移。判断两者的相对运动情况，应用牛顿第二定律解答。
本题考查了牛顿第二定律应用中的板块模型，考查对多物体、多运动过程以及相对运动问题的分析和处理能力。本题给出了图像，利用图像的物理意义，在解答过程中计算会简便很多。
13.【答案】 偏小
【解析】解：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，故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，故B错误；
设细线的拉力为，加速度大小为
根据牛顿第二定律，对小车
对砂和桶整体
代入数据联立解得
当 时，拉力
因此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，故C错误，D正确。
故选：；
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；
根据牛顿第二定律得
整理得
图像的斜率
结合函数可知
小车的质量
相邻计数点间的时间间隔为
根据逐差法，得加速度
若打点计时器交流电源的实际频率偏大，则打点周期真实值偏小，根据加速度的表达式可知，真实的加速度偏大，即小车加速度的测量值比真实值偏小。
故答案为：；；；；偏小。
根据平衡摩擦力的正确操作方法分析作答；
分别对小车、砂和桶运用牛顿第二定律列式求拉力，然后作答；
该装置已经平衡了摩擦力，分析小车所受的合力；根据牛顿第二定律求解函数，结合图像斜率的含义求小车质量；
根据“逐差法”求加速度；根据加速度的表达式分析误差。
本题考查了“探究小车的加速度与力、质量的关系”的实验，要明确实验原理、实验的正确操作步骤；能够熟练运用牛顿第二定律求解函数，要熟练掌握“逐差法”求加速度。
14.【答案】解：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；
当时，处的质点处在波峰位置，则从到第一次到达波峰需要的时间为：
从到质点第一次到达波峰，质点振动的时间为
所以从到质点第一次到达波峰位置的过程中，质点通过的路程为。
答：该简谐波的波速为；
从到质点第一次到达波峰位置的过程中，质点通过的路程为。
【解析】根据图像分别得出波长和周期，由此计算出波速；
根据水平方向的运动特点先计算出时间，再结合时间和周期的关系计算出质点通过的总路程。
本题主要考查了横波图像的相关应用，根据图像得出波长和周期，结合公式计算出波速，同时利用简谐运动中路程的计算公式计算出路程。
15.【答案】解：光线垂直射入后，在面发生全反射，射到弧面，设恰好在弧面上点时，入射角等于临界角，光线恰好发生全反射，则区域有光线射出。
所求的弧长；
光在三角形区域光程均为，在区域光程最大为，则最大光程
光在玻璃砖中传播的速度
由得
所以，从射入的光线经一次反射后直接从弧离开的最长时间
解得
答：
在弧上有光线射出区域的弧长是；
从射入的光线经一次反射后直接从弧离开的最长时间是。
【解析】在弧上有光线射出区域的边缘，光线恰好发生全反射，由临界角公式求出临界角，结合几何关系求解；
根据几何知识求出最大的光程。由求出光在玻璃砖中传播的速度，从而求得最长时间。
本题的关键是要掌握全反射临界角公式，以及全反射的条件。解题时，要作出光路图，找出临界光路，利用几何知识帮助解答。
16.【答案】解：根据质量数和电荷数守恒有：
。
故该衰变方程为：。
质量亏损： ，
由质能方程可知，核反应放出的能量：；
衰变过程动量守恒，根据动量守恒可知：钋核与粒子动量大小相等，方向相反。
，所以钋核与粒子的动能与质量成反比
所以钋核与粒子的动能之比为：
释放能量为：
同时放出能量为的光子；
所以
而钋核的动能为：
答：上述核反应方程为；
发生上述核反应放出的能量为；
钋核的动能为，而粒子的动能为。
【解析】根据质量数和电荷数守恒可正确写出该核反应方程；
求出质量亏损，然后根据爱因斯坦质能方程求出释放的能量；
衰变过程动量守恒，据此可求出钋核与粒子的动能之比，然后根据反应前后的质量亏损，算出释放的核能，即可求出粒子的动能。
本题考查了衰变方程的书写以及核能的运算，注意动量守恒在近代物理中的应用，同时掌握质能方程与质量亏损的应用。
17.【答案】解：、一起向下加速运动，由牛顿第二定律得：
设与挡板碰撞前瞬间的速度为，由，解得：
与挡板发生弹性碰撞，被原速率反弹，则小物块第一次与挡板碰撞后瞬间的速度大小为：
第一次与挡板碰撞后，对木板的滑动摩擦力沿斜面向上，其大小为：
木板的重力沿斜面向下的分力大小为：
因，故木板做匀速运动。
沿斜面向上做匀减速运动，其加速度大小为：
解得：
当速度减为零时由运动学公式有
，
解得：，
若一直匀速匀速运动，则与挡板第次碰撞到第次与挡板碰撞的时间为：
可知当速度为时，恰好与挡板碰撞，所以木板的长度至少为：
从静止释放到第一次与挡板碰撞的时间为：
与挡板第一次相碰原速率返回后做匀减速直线运动，受到对其沿斜面向下的滑动摩擦力，由牛顿第二定律得：
解得：，方向沿斜面向下
受到对其沿斜面向上的滑动摩擦力，与其重力沿斜面向下的分力平衡，所以处于静止状态。
沿斜面向上运动的位移为
，解得：
沿斜面向上运动的时间为
的速度减为零后，再与一起沿斜面向下以的加速度匀加速运动，由于、到各自与其碰撞的挡板的距离都是，所以两者同时与挡板发生碰撞。
由，解得与挡板第二次碰撞的时间
同时与挡板第二次碰撞时的速度大小均为：
碰撞后均以的速度反弹，一起以的加速度先匀减速上滑，再匀加速下滑到与挡板第次碰撞，一起上滑与下滑的时间相等，故此过程的时间为：
从 时刻开始到木板与挡板 第次碰撞前瞬间的总时间
答：小物块第一次与挡板碰撞后瞬间的速度大小为；
木板的长度至少为；
从时刻开始到木板与挡板第次碰撞前瞬间的总时间。
【解析】、一起向下加速运动，与挡板发生弹性碰撞，被原速率反弹，由牛顿第二定律和运动学公式求解；
第一次与挡板碰撞后，根据力与运动的关系判断、的运动形式，由牛顿第二定律和运动学公式求解；
确定、与挡板碰撞前后的运动过程，由牛顿第二定律和运动学公式求解。
本题考查了牛顿第二定律应用的板块模型，运动过程较多，需要思路清晰，思维缜密。板块的相对运动过程需要考虑是否能够共速，以及共速之后能否相对静止。
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