1、信阳市20202021学年度高二下学期期末教学质量检测物理试题(测试时间:90分钟卷面总分:100分)注意事项:1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷相应的位置.2.全部答案在答题卡上完成,答在本试卷上无效.3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.第卷(选择题 共48分)选择题(分必考题和选考题两部分,每小题4分,共48分.其中第16,910题只有一个选项符合题意,第7,8,11,12题有多个选项符合题意要求,全部选对得4分,选对但选不全的得2分,有选错的得0分)(一)必考题(共32分)1.汽车沿平直公路行驶,其运动图像如图所示,下列说法正确的是( )A.若Y表示位移(单位:
2、m),则汽车在前2s内的平均速度大小为B.若Y表示速度(单位:),则汽车在前2s内的位移大小为4mC.若Y表示速度(单位:),则汽车的加速度大小为D.若Y表示加速度(单位:),则汽车在2s末的速度大小为2.原子核的比结合能与核的质量数之间的关系如图所示.下列说法正确的是( )A.核比核更稳定B.核比核核子数多,比结合能大C.U核比核结合能大,比结合能也大D.两个H核结合成核,需要吸收能量3.一质点由静止开始做加速度大小为的匀加速直线运动,5s后立即做匀减速直线运动,加速度大小为a,若再经过时间5s恰能回到出发点,则加速度大小a为( )A.B.C.D.4.氢原子能级图如图所示,大量处于量子数为n
3、能级的氢原子,当它们向低能级跃迁时,能辐射6种不同频率的光,用这些光照射逸出功为的钾,下列说法中正确的是( )A.量子数B.量子数C.辐射的所有光都能使钾发生光电效应D.处于能级的氢原子不能吸收能量为的光子5.如图,悬挂物体甲的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处;轻绳的一端固定在墙上,另一端跨过光滑的定滑轮后悬挂乙物体.甲、乙质量相等,系统平衡时O点两侧的绳与竖直方向的夹角分别为、.若,则等于( )A.30B.50C.60D.656.如图所示,弹性绳(遵循胡克定律)的一端固定在天花板上的O点,另一端悬挂一质量为m的小球,静止时小球位于B点.现在A点固定一光滑的小定滑轮,.现对小球施加一沿方
4、向的拉力F,使小球沿缓慢运动到C点.已知A、B、C三点刚好组成一个正三角形,D为的中点,重力加速度为g,则( )A.从B到C的过程中拉力F先增大后减小B.小球在C点受到的拉力F等于小球重力的倍C.在D点时弹性绳的弹力大小为D.该弹性绳的原长为7.(多选)如图所示,物块A套在光滑的水平横杆上,其下方用轻质细线连接一个质量为m的小球B,系统处于静止状态.现用水平恒力拉动小球B,系统稳定运动时的加速度,细线与竖直方向间的夹角为;如果把物块A套在粗糙的水平横杆上,用同样大小的水平恒力作用在小球B上,系统恰好能沿水平杆做匀速运动.已知重力加速度为g,若不考虑空气阻力,则系统沿水平横杆做匀速运动时,下列说
5、法正确的是( )A.物块A的质量等于mB.物块A受到的摩擦力大小为C.物块A和粗糙横杆间的动摩擦因数为0.5D.细线和竖直方向间的夹角为458.(多选)如图所示为研究光电效应现象的实验电路,A、K为光电管的两个电极,电压表V、电流计G均为理想电表.已知该光电管阴极K的极限频率为,电子的电荷量为,普朗克常量为h,开始时滑片P、上下对齐,且处于滑动变阻器的合适位置.现用频率为的光照射阴极K(),则下列说法正确的是( )A.该光电管阴极材料的逸出功为B.若加在光电管两端的正向电压为U,则到达阳极A的光电子的最大动能为,且不随照射光的强度而变化C.若将滑片P向右滑动,则电流计G的示数一定会不断增大D若
6、将滑片向右滑动,则当滑片P、间的电压为时,电流计G的示数恰好为0(二)选考题(共16分.本题分A、B两部分,考生只能从A或B选做其中之一,如果两部分都做,以A部分计分)A:【选修3-3】9.下列关于能量转化或转移过程的叙述中,正确的是( )A.汽车的内燃机通过燃烧汽油而对外做功,同时还向空气中散热,这违背热力学第一定律B.冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低,这是不可能的,因为违背热力学第一定律C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,而不产生其他影响,这不违背热力学第一定律、也不违背热力学第二定律D.冰箱的制冷机工作时实现了热量从箱内低温环境散发到箱外温度较高的室内,这
7、违背热力学第二定律10.某同学用一个注射器做了两次验证玻意耳定律的实验,操作过程规范.根据实验数据,却在图上画出了两条不同直线,造成这种情况的原因不可能是( )A.两次实验中封闭空气的质量相同,温度不同B.两次实验中温度相同,空气质量不同C.两次实验中温度相同,空气的摩尔数不同D.两次实验中保持封闭空气的质量、温度相同,仅仅是因为气体的压强不同11.(多选)某同学记录2021年4月12日教室内温度如下表所示:可认为教室内气压全天保持不变.时刻6:009:0012:0015:0018:00温度1215182317当天15:00与9:00相比,下列说法正确的是( )A.教室内空气密度减小B.教室内
8、所有空气分子热运动动能都增加C.教室内单位体积内的分子个数一定增加D.单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少12.(多选)在用油膜法测分子大小的实验中,取体积为的纯油酸用酒精稀释,配成体积为的油酸酒精溶液.现将体积为的一滴油酸酒精溶液滴在水面上,稳定后油膜的面积为S,已知油酸的摩尔质量为M,密度为,阿伏加德罗常数为,则下列说法中正确的是( )A.该实验中假设形成油膜的油酸分子是按照单分子层排列的B.在计算面积时,如果将油膜轮廓中包含的所有格数(包括不完整的)都按整数格计算在内,那么计算分子直径数值会偏大C.由题目中数据可知油酸分子的直径为D.这一滴油酸酒精溶液中所含的油酸分子数为B:【选
9、修3-4】9.如图所示,图甲和图乙分别是a光和b光经相同双缝干涉实验条件下形成的干涉图样,图中白色区域为亮条纹.下列关于a、b两束单色光的说法正确的是( )A.a光的光子能量较大B.若用b光照射某金属没有光电子逸出,则a光照射该金属时也没有光电子逸出C.玻璃对a光的折射率较大D.在水中a光传播的速度较小10.一列简谐横波在时刻的波形如图甲所示,位于平衡位置的质点A、B,介质中B质点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )A.该波沿x轴负向传播B.A、B两点的速度和位移有可能在某个时刻均相同C.再经过0.3s,B质点通过的总路程为0.1mD.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则所
10、遇到的波的频率为2.5Hz11.(多选)如图所示,一半圆形玻璃砖,C点为其圆心,直线过C点与玻璃砖上表面垂直.与直线平行且等距的两束不同频率的细光束a、b从空气射入玻璃砖,折射后相交于图中的P点,以下说法正确的是( )A.此玻璃砖对b光的折射率大B.真空中a光的波长小于b光的波长C.a光的频率大于b光的频率D.若a、b光从此玻璃砖射入真空,a光发生全反射的临界角较大12.(多选)在光的本性研究中,下列实验现象和原理的说法正确的是( )A.图1是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B.图2是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角
11、i逐渐增大到某一值(入射角)后不会再有光线从面射出C.图3是双缝干涉示意图,若只减小屏到挡板(双缝)间的距离L,相邻两条亮条纹间距离将减小D.图4是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是不平整的第卷(非选择题 共52分)二、非选择题(分必考题和选考题两部分,共52分)(一)必考题(共36分)实验题(本题共13分)13.(4分)物理小组的同学用两根完全相同的轻弹簧和重物探究力的平行四边形定则,实验操作如下(弹簧始终处于弹性限度内):(1)用刻度尺测出弹簧悬挂时的自由长度.(2)如图1所示,把重物通过细绳连接在弹簧下端,稳定后测出弹簧的长度.(3)如图
12、2所示,用两根相同规格的弹簧挂起重物,稳定时两弹簧与竖直方向的夹角均为60,测出两弹簧的长度分别为、,在实验误差允许的范围内,当、的大小满足_(用含有“、”符号的表达式表示),可得到力的平行四边形定则.(4)如图3所示,改变右弹簧的悬点,若将两弹簧调整到相互垂直,稳定后测出两弹簧的长度为、,在实验误差允许的范围内,当、的大小满足_(用含有“、”符号的表达式表示),可得到力的平行四边形定则.14.(9分)物理兴趣小组的同学们在课外科技活动中,采用如图1所示的实验装置研究小车在斜面上的匀加速直线运动.实验步骤如下:A.安装好实验器材,将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上.B.接通电源后,让拖
13、着纸带的小车沿斜面向下运动,重复几次.选出一条点迹清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始计数为0,每间隔1个打点取一个计数点,用0、1、28点表示.C.将毫米刻度尺的“0”刻线对齐计数点0,依次测量各计数点的刻度数值,分别记作、.D.分别计算出打点计时器打下计数点1、2、37时小车的瞬时速度、.E.以v为纵坐标、t为横坐标,标出v与对应时间t的坐标点,画出图像.结合上述实验步骤,请你完成下列任务:(1)下表记录该同学测出计数点的刻度数值.符号刻度数值/cm01.122.754.867.4910.6014.1918.2722.03(2)表2记录该同学根据各计数点的刻度数值,计算出打点
14、计时器打下各计数点时小车的瞬时速度,请你根据上表中和计算出的值,并填入下表中.符号速度数值/()0.340.470.590.720.840.98(3)该同学在图2中已标出、和对应的坐标点,请你在图中标出对应的坐标点,并画出图像.(4)根据图像可计算出小车的加速度_.(结果保留2位有效数字)计算题(本题共23分,解答题时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.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)15.(11分)如图所示,水平路面上行驶的汽车通过长度为20m的斜坡(坡度较小)后继续水平行驶,整个过程中,车厢底板上的塑料箱相对于车厢前端向后滑行的距离为d(塑
15、料箱与车厢壁无接触),汽车上坡过程中,塑料箱的加速度(为塑料箱与车厢底部的动摩擦因数),整个过程中汽车的速率始终为,不考虑车长的影响,在A、B两处不考虑车速方向稍微改变带来的影响,重力加速度.若车速时,测得,求塑料箱与车厢底部的动摩擦因数.16.(12分)倾角为的斜面体固定在水平地面上,其斜面总长,如图所示.一薄木板B置于斜面顶端,恰好能静止,木板B的质量,长度.有一个质量为的小物块A(可视为质点)以沿斜面向下大小为的初速度滑上木板B,A、B之间的动摩擦因数.木板B下滑到斜面底端碰到挡板后立刻停下,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,不计空气阻力.求:(1)斜面体与木板B间的动摩擦因数;
16、(2)木板B与挡板碰撞前的瞬间的速度大小;(3)物块A向下运动的总时间.(此问结果保留两位有效数字)(二)选考题(共16分.本题分A、B两部分,考生只能从A或B选做其中之一,如果两部分都做,以A部分计分)A:【选修3-3】17.(8分)如图所示,质量、高的导热圆柱形气缸内,有质量、面积的薄活塞,活塞与气缸的接触面光滑且不漏气,活塞中心点连接轻杆竖直悬挂在天花板上,缸内封闭一定质量的理想气体.当环境温度为300K时,气缸静止,活塞距缸底.已知外界大气压强恒为,取,忽略缸壁及活塞的厚度.求:(1)当环境温度缓慢升高到450K,且气缸静止时,活塞与缸底的距离多大?(2)环境温度保持450K不变,用竖
17、直向上的力F缓慢顶气缸底,当活塞又在距缸底方处且气缸静止时,力F多大?18.(8分)如图所示,气缸内封闭一定质量的理想气体,在状态C时压强为,经历的过程,整个过程中向外界放出52.5J热量.求:该气体在过程中对外界所做的功.B:【选修3-4】17.(8分)在平面内有一列沿x轴传播的简谐横波,波速为、振幅为.M、N是介质中平衡位置相距的两个质点,如图所示.在时刻,质点M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,质点N的位移.求:(1)该波的波长;(2)该列波的可能最长周期.18.(8分)如图所示,是一个横截面为直角三角形的三棱镜,已知,一束很细的单色光从的中点D平行射入三棱镜,光束恰好射在C点上,忽略两次
18、及多次反射.(1)求三棱镜对该光束的折射率;(2)维持光束方向不变,将入射点下移,请判断是否有光从边射出?若光束恰好打在边中点,求入射点与A点的距离.20202021学年度高二下学期期末教学质量检测物理试题参考答案及双向细目表题号12345678答案BACABDBDABD题号A:选修3-3B:选修3-491011129101112答案BDADACDBDADACD1.【答案】B【解析】A.若Y表示位移(单位:m),则汽车做匀速直线运动,其平均速度即为瞬时速度,根据图像的斜率表示速度,可得平均速度为,A错误;B.若Y表示速度(单位:),则汽车做匀加速直线运动,图像的面积表示位移,可得位移为4m,B
19、正确;C.若Y表示速度(单位:),其斜率表示加速度,可得加速度为,C错误;D.若Y表示加速度(单位:),图像的面积表示速度的变化,则汽车在2s末的速度变化了,因为不知初速度,所以不能确定末速度.D错误.故选B.2.【答案】A【解析】A.比结合能越大,原子核越稳定,核比核更稳定,故A选项正确;B.核比核核子数多,比结合能小,故B选项错误;C.U核比核核子数多,结合能大,比结核能小,故C选项错误;D.两个H核结合成核,由比结合能小的原子核反应产生比结合能大的原子核,会释放大量能量,故D选项错误;故选A.3.【答案】C【解析】在5s末时,质点的速度,质点的位移,根据题意可知,解得,加速度大小,C项正
20、确.故选C.4.【答案】A【解析】AB.高能级向低能级跃迁,辐射的光子的种数为,所以,A正确,B错误;C.第4能级向第3能级跃迁放出的能量为,第3级向第2能级跃迁放出的能量为,可知放出的能量均小于,故这两条频率的光不能使钾发生光电效应,其它则可以,C错误;D.处于能级的氢原子能吸收能量为的光子而电离,D错误.故选A.5.【答案】B【解析】由于甲、乙两物体质量相等,则设它们的质量为m,对O点进行受力分析,下面绳子的拉力,右边绳子的拉力,左边绳子的拉力F,连接甲和连接乙的轻绳的合力沿角平分线方向,如下图所示:因整体处于静止状态,故受力平衡,通过矢量的合成法则,结合几何关系则有:因,解得:,故B正确
21、、ACD错误.故选B.6.【答案】D【解析】A.从B到D的过程较为复杂,单看从D到C的过程中,设A点下方的弹性绳与水平方向的夹角为,对小球受力分析并沿水平和竖直方向正交分解,在水平方向上有解得,因此过程中弹性绳的伸长量越来越大,弹力越来越大,而由60逐渐减小到30,越来越大,可知拉力F也越来越大,选项A错误;B.小球在C点时,对小球进行受力分析,并结合几何知识可知,此时小球受到的拉力,选项B错误;C.设小球在D点时弹性绳的弹力大小为,对小球进行受力分析并沿水平和竖直方向正交分解可得,两式联立可解得,选项C错误;D.设弹性绳的原长为,则当小球在B点时,由胡克定律可得,在D点时有,两式联立可解得,
22、选项D正确;故选D.7.【答案】BD【解析】以小球B为研究对象,当系统的加速度时,由牛顿第二定律有,以A、B整体为研究对象,则有,可解得物块A的质量为,选项A错误;当系统沿水平杆做匀速运动时,对A、B整体分析,A受到的支持力大小为,A受到的摩擦力大小为,选项B正确;A和粗糙横杆间的动摩擦因数,选项C错误;当系统沿水平杆做匀速运动时,对小球B,由共点力的平衡条件有,解得,所以细线与竖直方向间的夹角为,选项D正确.故选BD.8.【答案】ABD【解析】A.由极限频率为,故金属的逸出功为,A正确;B.由光电效应方程可知,电子飞出时的最大动能为,由于加的正向电压,由动能定理解得,当光的频率不变时,光电子
23、的最大初动能与照射光的强度无关,故B正确;C.若将滑片P向右滑动时,若电流达到饱和电流,则电流不再发生变化,故C错误;D.向右滑动时,所加电压为反向电压,由可得则反向电压达到遏止电压后,动能最大的光电子刚好不能参与导电,则光电流为零,故D正确.故选ABD.A:【选修3-3】9.【答案】B【解析】A.燃烧汽油产生的内能一方面向机械能转化,同时热传递向空气转移.既不违背热力学第一定律,也不违背热力学第二定律,A错误;B.冷水倒入保温杯后,没有对外做功,同时也没有热传递,内能不可能减少,故违背热力学第一定律,B正确;C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,必然产生其他影响故违背热力学
24、第二定律,C错误;D.制冷机消耗电能工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内,发生了内能的转移,同时对外界产生了影响.既不违背热力学第一定律,也不违背热力学第二定律,D错误.故选B.10.【答案】D【解析】根据即其中C与气体的质量(或摩尔数)有关,则只要温度、质量相同(或摩尔数相同),图像就相同,则选项ABC有可能,选项D不可能.故选D.11.【答案】AD【解析】A.压强不变,当温度升高时,气体体积增大,因此教室内的空气质量将减少,教室体积不变,则密度减小,故A正确;B.温度是分子平均动能的标志,温度升高则分子的平均动能增大,不是所有空气分子动能均增加,故B错误;C.由B可知密度减小
25、,单位体积内分子数减小,故C错误;D.与9点相比,15点时教室内的温度升高,空气分子的平均动能增大,教室内气体分子密度减小,又因为教室内气压不变,那么单位时间内碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少,故D正确.故选AD.12.【答案】ACD【解析】A.该实验中假设油酸分子是按照单分子层排列的,A项正确;B.在计算面积时,如果将油膜轮廓中包含的所有格数(包括不完整的)都按整数格计算在内,那么计算得到的油膜的面积偏大,则测得的分子直径数值会偏小,B项错误;C.体积为的纯油酸用酒精稀释,配成体积为的油酸酒精溶液,单位体积的油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为,一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为,由于分子是单分
26、子紧密排列的,因此分子直径,C项正确;D.一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量,这一滴溶液中所含的油酸分子数为,D项正确.故选ACD.B:【选修3-4】9.【答案】B【解析】AC.由得,a光的间距大于b光,所以a光的波长大于b光的波长,根据知,a光的频率小于b光的频率;a光的折射率小于b光的折射率.故AC错误;B.若用b光照射某金属没有光电子逸出,因为a光的频率小于b光,所以a光照射该金属时也没有光电子逸出.故B正确;D.根据得,a光的折射率小,则a光在水中的传播速度大,故D错误.故选B.10.【答案】D【解析】A.由乙图可知时,B质点的振动方向沿y轴的正方向,根据“上下坡”法则可知该波沿x轴的正方
27、向传播,所以A错误;B.A、B两质点相距半个波长,振动情况始终相反,速度不可能相同,所以B错误;C.再经过0.3s,由乙图可知B质点再振动,则B质点通过的总路程为,而位移为-0.1m,所以C错误;D.发生稳定的干涉现象需要两列波频率相同,则所遇波的频率为所以D正确.故选D.11.【答案】AD【解析】A.由图和折射定律可知,玻璃砖对b的折射率大于a的,故A正确;BC.玻璃砖对b的折射率大于a的,所以b的频率高,由,可知在真空中,a光的波长大于b光的波长,故BC错误;D.由可知,a光的折射率小,所以a光发生全反射的临界角大,故D正确.故选AD.12.【答案】ACD【解析】图1中a束光折射角大,折射
28、率小,根据可知,a束光在水珠中的传播速度大,A项正确;图2中,光束在面的折射角等于在面的入射角,只要入射角,面的入射角就小于临界角,就不会发生全反射,B项错误;图3中,根据可知,C项正确;图4中的干涉条纹说明光在样板下表面反射和检测平面上表面反射形成稳定干涉,弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是不平整的,D项正确.故选ACD13.【答案】(3)(4)(每空2分)【解析】(3)当合力沿两个分力角平分线方向且两个分力夹角为120,合力和两个分力大小相等,故弹簧形变量相同,长度相同,即.(4)三个力构成一个直角三角形,由勾股定理可知.14.【答案】(2)0.96(3)如图所示(4)3.1(3.03
29、.2)(每空3分)【解析】(2)第6个点对应的瞬时速度.(3)先描点,再把这些点连成直线,如图所示.(4)由图像的斜率得.15.【答案】0.5(11分)【解析】汽车在斜面上通过的时间(1分)此过程塑料箱相对汽车发生的相对位移(2分)汽车到达B点时塑料箱的速度(1分)到达B点后,塑料箱将水平加速达到汽车的速度,令所需时间为,则(1分)解得发生的相对位移(2分)塑料箱相对于车厢前端滑行的距离(2分)由于,代入表达式可得(2分)16.【答案】(1)(2分)(2)(5分)(3)3.4s(5分)【解析】(1)木板恰静止在斜面上,在斜面方向上受力平衡.由,得(2分)(2)物块A在木板上滑行,对A有代入数据
30、得,方向沿斜面向上(1分)以木板B为研究对象:代入数据得,方向沿斜面向下.(1分)假设A与B达到时,A还没有到达B板的下端,有此过程中A的位移B的位移(1分)联立得,故A在B上滑行的距离为(1分)说明以上假设成立.共速后,由于,且A与木板B相对静止,一起匀速下滑,直到木板与底端挡板碰撞;木板B与挡板碰前的速度为.(1分)(3)A与木板B相对静止,一起匀速下滑,运动时间为,有(2分)木板与挡板碰后停下,此后A做匀减速运动,运动时间为,对A,若减速到零,发生的位移为x,有(1分)所以A没到底端就已停止向下运动,(1分)A向下运动的总时间为:(1分)A:【选修3-3】17.【答案】(1)1.5m(3
31、分)(2)400N(5分)【解析】(1)气体做等压变化,初态:,末态:,根据气体状态方程(2分)代入数据解得(1分)(2)气体做等温变化,根据气体状态方程(2分)对气缸,(2分),联立并代入数据解得(1分)18.【答案】197.5J(8分)【解析】的整个过程中,过程体积不变,不做功.全程外界对气体做功:,在过程中气体对外界所做的功即为.(2分)由过程中,常量,故此过程为等压过程,体积减小.(2分)则外界对气体做功:(2分)理想气体的内能只与温度有关,从状态C开始,回到C状态,其内能不变.由热力学第一定律,且得:外界对气体做功为则气体在过程中对外界所做的功为197.5J(2分)B:【选修3-4】
32、17.【答案】(1);(4分)(2)(4分)【解析】(1)在时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处,因为不知波的传播方向.存在两种可能:若波沿x轴正方向传播,则有,得(2分)若波沿x轴负方向传播,则有,得(2分)(2)由波的传播规律可知:(2分)波速一定的情况下,波长越长,周期越长,因而在(1)中时,有最长波长此种情形下,最长周期(2分)18.【答案】(1)(2分)(2)光束不能从边射出,入射点与A点的距离为(6分)【解析】(1)单色光的光路图如下图由几何关系得,则三棱镜对该光束的折射率为(2分)(2)当光束在D发生折射,进入三棱镜后,折射角为30,由几何关系可知,在边上的入射角为60,而发生全反射的临界角C,所以光束不能从边射出.(2分)由几何关系得(2分)(2分)