河南郑州励德双语学校2022-2023学年高二（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1． 2021年1月12日消息，北斗三号氢原子钟性能碾压系统的原子钟，是世界上最先进的原子钟。如图所示为氢原子能级图，让一束单色光照射到大量处于基态量子数的氢原子上，被激发的氢原子只辐射出三种不同波长的光、、，波长，下列说法正确的是（ ）
A．照射氢原子的光子能量为
B．从能级跃迁到能级辐射出的光波长为
C．从能级跃迁到能级辐射出的光波长为
D．光能使逸出功为的某金属发生光电效应
【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A．由题意可知， 被激发的氢原子处于n=3能级，则照射氢原子的光子能量为，故A错误；
BCD．由公式和可知，能量大波长小，则从能级跃迁到能级辐射出的光波长为，从能级跃迁到能级辐射出的光波长为，光a的能量为12.09eV，则光能使逸出功为的某金属发生光电效应，故BC错误，D正确。
故选D。
【分析】由题意可知， 被激发的氢原子处于n=3能级从而确定光子的能量；由公式和可知，能量大波长小，确定a、b、c光对应的波长，从而确定是否能发生光电效应。
2．（2022高二上·青岛期中）如图甲，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（ ）
A．单摆振动的频率是2 Hz
B．单摆的摆长约为1 m
C．若仅将摆球质量变大，单摆周期变大
D．t=1s时摆球位于平衡位置O，加速度为零
【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期
【解析】【解答】A．由题图乙可知单摆的周期T=2s，所以频率是0.5 Hz，A不符合题意；
B．由单摆的周期公式
代入数据可得L=1.0m
B符合题意；
C．单摆周期与摆球质量无关，C不符合题意；
D．t=1s时摆球位于平衡位置O，加速度为向心加速度，不是零，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据周期和频率的关系得出单摆的频率，结合单摆周期的表达式得出单摆的摆长，单摆的周期和摆球质量无关。
3． 利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的是（ ）
A．将屏向左移动，其它不动，则干涉条纹间距变大
B．测量过程中误将个条纹间距数成个，波长测量值偏小
C．将双缝换为间距更小的双缝后，干涉条纹间距变窄
D．将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变窄
【答案】B
【知识点】干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】A．由公式可知，将屏向左移动，其它不动，则干涉条纹间距变小，故A错误；
B．测量过程中误将个条纹间距数成个 则的测量值变小，则由公式可知，波长测测量值偏小，故B正确；
C．由公式可知，将双缝换为间距更小的双缝后，干涉条纹间距变宽，故C错误；
D．由公式可知，将滤光片由紫色换成红色，即波长变长，则干涉条纹间距变宽，故D错误
故选B。
【分析】由公式进行各选项分析即可。
4． 如图所示，从点光源发出的一细束白光以一定的角度入射到玻璃三棱镜的表面，经过玻璃三棱镜折射后发生色散现象，在光屏的间形成一条彩色光带。下面的说法中正确的是（ ）
A．侧是红色光，侧是紫色光
B．玻璃三棱镜对侧光的折射率小于对侧光的折射率
C．在玻璃三棱镜中，侧光的传播速率大于侧光的传播速率
D．在玻璃三棱镜中，侧光的波长小于侧光的波长
【答案】D
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】AB．由图可知，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，由于红光的折射率小于紫光的折射率，故AB错误；
C．由公式可知，由于a光的折射率较大，则在玻璃三棱镜中，侧光的传播速率小于侧光的传播速率，故C错误；
D．由可知，，由于侧光的传播速率小于侧光的传播速率，a光的频率大于b光的频
率，则侧光的波长小于侧光的波长，故D正确。
故选D。
【分析】由图可知，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，由公式分析两光在 玻璃三棱镜
中的传播速率，由分析两光的波长关系。
5． 课间几个同学做游戏，如图所示，将一物块放在课桌上的点，在另一与物块完全相同的物块上粘一小块橡皮泥质量不计，并置于点，在课桌上的点有一标记，、、三点在同一直线上，且，游戏时给物块一瞬时冲量使其沿直线运动，经过一段时间物块与物块发生碰撞并粘合为一体，粘合体距离点最近者获得胜利。某同学对物块施加的瞬时冲量为未知时，粘合体刚好停在点。已知两物块的质量均为，与桌面间的动摩擦因数均为，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．该同学对施加的瞬时冲量为
B．整个过程因摩擦产生的热量为
C．碰后瞬间物块的速度为
D．两物块因碰撞损失的机械能为
【答案】C
【知识点】碰撞模型
【解析】【解答】A．设该同学对P施加的瞬时冲量为I，则P获得的初速度为，对P由A到B过程中有，P、Q碰撞过程有，对QP整体从B到C过程中有，联立解得，故A错误；
B． 整个过程因摩擦产生的热量为，故B错误；
C． 碰后瞬间物块的速度为，故C正确；
D． 两物块因碰撞损失的机械能为，故D错误。
故选C。
【分析】对由A到B过程中有，P、Q碰撞过程有，对QP整体从B到C过程中有，即可求解该同学对施加的瞬时冲量，由求解热量，两物块因碰撞损失的机械能为
6． 两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力，它们随分子之间距离的变化关系如图所示。图中虚线是分子斥力和分子引力曲线，实线是分子合力曲线。当分子间距为时，分子之间合力为零。设分子1在点固定不动，相邻的分子2仅在二者之间分子力的作用下从相距较远的位置由静止开始运动，直至不能再靠近。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．二者之间分子合力的大小先减小，后一直增大
B．二者之间的分子合力对分子2先做正功，后做负功
C．分子2的动能先减小，后增大
D．当时，分子1、2系统的分子势能最小
【答案】B
【知识点】分子间的作用力；分子势能
【解析】【解答】A．由图可知，二者之间分子合力的大小先增大后减小再增大，故A错误；
BD．当两分子间距离大于r0时，分子间作用力表现为引力，随分子间距离减小，分子引力做正功，分子势能减小，当两分子间距离小于r0时，分子间作用力表现为斥力，随分子间距离减小，分子斥力做负功，分子势能增大，即两分子间距离为r0时，分子势能最小，故B正确，D错误；
C．由于分子力对分子2先做正功后做负功，则分子2的动能先增大后减小，故C错误。
故选B。
【分析】由图分析可知，随两分子从较远距离靠近过程中，分子力先增大后减小再增大，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，分子2动能先增大后减小，两分子间距离为r0时，分子势能最小。
7． 如图为氢原子的能级示意图。已知红光光子的能量范围为，蓝光光子的能量范围为，紫光光子的能量范围为。若氢原子处于的能级，当其向低能级跃迁时，可辐射某种能量范围的光，则下列说法正确的是（ ）
A．可以辐射能量范围为的红光
B．可以辐射能量范围为的蓝光
C．可以辐射能量范围为的紫光
D．不能够辐射红光、蓝光和紫光
【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】氢原子向低能级跃迁时辐射光子的能量为两能级的差值，则若氢原子处于的能级，当其向低能级跃迁时辐射光子的能量为，由题给出的红光、蓝光和紫光光子能量可知，不能够辐射红光、蓝光和紫光。
故选D。
【分析】由玻尔原子结构模型可知，跃迁时辐射光子的能量为两能级的差值得出辐射光子的能量，再与题干信息做比较，从而作出判断。
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
8． 在时刻，位于点的波源从平衡位置开始沿轴方向做简谐运动，经形成如图所示的一列沿轴正方向传播的简谐横波，此时振动恰好传播至点，则下列说法正确的是（ ）
A．波源的起振方向向上
B．该简谐横波的周期是
C．该简谐横波的波速为
D．再经过质点恰好处于波谷位置
【答案】B,C
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由题意可知，此时振动恰好传播至点P，由“上下坡法”可知，点P起振方向向下，由于所以质点的起振方向与波源起振方向相同，即波源的起振方向向下，故A错误；
B．由题意有，解得该简谐横波的周期是 ，故B正确；
C．由图可知，波长为，则波速为，故C正确；
D． 再经过即为，根据周期性可知，此时质点P恰好处于波峰位置，故D错误。
故选BC。
【分析】由“上下坡法”判断质点P的振动方向，从而确定波源的起振方向；由题意得出周期，根据得出波速；根据周期性分析质点P经过0.35s时所处的位置。
9．如图所示，质量均为的木块，并排放在光滑水平面上，上固定一根轻质细杆，轻杆上端的小钉质量不计上系一长度为的细线，细线的另一端系一质量为的小球，现将球的细线拉至水平，由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A．小球摆动过程中，木块和小球组成的系统动量守恒
B．小球摆到左侧最高点时，两木块刚好开始分离
C．球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，木块的位移大小为
D．两木块刚分离时木块的速度大小为，方向向右
【答案】C,D
【知识点】动量定理；动量守恒定律
【解析】【解答】A．小球C摆动过程中，木块A、B和小球C组成的系统，水平方向不受外力，则系统水平方向动量守恒，故A错误；
B．小球C在轻杆右侧摆动时，木块A、B一起向右运动，当小球C在轻杆左侧摆动时，木块A向右减速，木块B匀速，则此时两木块刚好开始分离，故B错误；
C．木块A、B和小球C组成的系统水平方向动量守恒有，两边乘以时间得，且有解得，即此过程中木块A的位移大小为，故C正确；
D．当小球C摆动到最低点时两木块开始分离，此过程根据动量守恒有，由能量守恒有
，联立解得，小球C摆到最低时，速度方向向左，由动量守恒可知，此时，木块A的速度方向向右，故D正确。
故选CD。
【分析】根据系统动量守恒条件判断 木块和小球组成的系统动量是否守恒；分析小球C摆动过程中A、B的运动情况，从而得出A、B两木块的分离位置，对木块A、B和小球C组成的系统水平方向动量守恒和位移关系，得出木块的位移大小；小球C摆动到最低点时两木块开始分离，由动量守恒和能量守恒联立得出木块A的速度大小和方向。
10． 在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中，某小组得到了假人的头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线如图所示，已知。从碰撞开始到碰撞结束过程中，若假人的头部只受到安全气囊的作用，则由曲线可知，下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，假人的头部所受安全气囊的作用力最大
B．在时刻，假人的头部的动量最大
C．在时间内，假人的头部所受安全气囊的冲量方向与“在时间内，假人的头部所受安全气囊的冲量方向”相同
D．在时间内，假人的头部所受安全气囊的冲量大小等于“在时间内，假人的头部所受安全气囊的冲量大小”
【答案】A,C
【知识点】动量；冲量
【解析】【解答】A．由题意可知， 假人的头部只受到安全气囊的作用 ，由图像可知，在t2时刻，假人的头
部所受安全气囊的作用力最大 ，故A正确；
B．由图像可知，在t2时刻，假人的头部所受安全气囊的作用力最大，但此时的速度并不是最大，则其
动量并不是最大，故B错误；
C．由冲量I=Ft可知，在时间内，假人的头部所受合力与在时间内合力的方向相同，则两
时间段内假人的头部所受安全气囊的冲量方向相同，故C正确；
D．由F-t图像与坐标轴所围面积表示冲量可知，在时间内，假人的头部所受安全气囊的冲量大小 小于 在时间内，假人的头部所受安全气囊的冲量大小 ，故D错误。
故选AC。
【分析】由题意结合图像可知，在t2时刻，假人的头部所受安全气囊的作用力最大；根据P=mv判断t2
时刻动量是否最大；由冲量I=Ft可知，冲量方向与力的方向相同；由F-t图像与坐标轴所围面积表示冲量
分析即可。
三、填空题（本大题共1小题，共4分）
11． 某探究小组做了这样一个实验：把一个力传感器固定在竖直墙上的位置，把质量不计的弹簧左端固定在力传感器上，弹簧的右端连接一金属小球，弹簧呈水平状态，如图甲所示。用手缓慢水平向左压金属小球，然后由静止释放小球此时为时刻，小球便沿光滑水平面左右往复运动。测出这一过程中，力传感器的示数大小随时间变化的图像如图乙所示。则在的时间内，小球速度最小的时刻为 ，小球加速度最大的时刻为 。
【答案】；
【知识点】简谐运动的表达式与图象；简谐运动；简谐运动的回复力和能量
【解析】【解答】由题意可知，小球从t1时刻到t3时刻过程中，弹簧弹力先增大后减小，结合简谐振动规律可知，t1，t3时刻，小球位于平衡位置，t2时刻位于振幅处，所以小球速度最小的时刻为处于振幅处的t2时刻，由可知，小球的位移最大时，回复力最大，其加速度最大，则小球加速度最大的时刻为
t2时刻。
【分析】由题意结合简谐振动规律分析小球的运动规律，找出小球速度最小和加速度最大的时刻。
四、实验题（本大题共1小题，共9分）
12． 某实验小组组装了如图甲所示的实验装置来完成验证动量守恒定律的实验。在小车的前端粘有橡皮泥，推动小车使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，在小车后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为。
（1）下列操作正确的是____；
A．本实验无需平衡摩擦力
B．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源
C．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车
（2）若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距已标在图上。为运动起始的第一点，则应选 段来计算和碰后的共同速度选填“”、“”、“”或“”；
（3）已测得小车的质量，小车的质量，由以上测量结果可得两小车碰后总动量为 。计算结果保留三位有效数字
【答案】（1）C
（2）DE
（3）1.05
【知识点】验证动量守恒定律；碰撞模型
【解析】【解答】（1）A．由题意可知，小车A碰撞前、后都做匀速运动，则本实验需要平衡摩擦力，故A错误；
BC．为了能充分利用纸带和打点稳定，实验时应先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车，
故B错误，C正确；
（2）由题意可知，小车A碰撞前、后都做匀速运动，且碰撞后A、B的共同速度一定比碰撞前A的速度小，即相同时间内的位移小，故应选DE段来计算和碰后的共同速度；
（3）由图乙可知，碰撞后A、B的共同速度为，则两小车碰撞后总动量为
【分析】(1)由题意结合打点计时器的使用方法分析各选项即可；
（2）由题意可知，小车A碰撞前、后都做匀速运动，且碰撞后A、B的共同速度一定比碰撞前A的速度小，即相同时间内的位移小，从而确定应选哪一段来计算和碰后的共同速度；
（3）由图乙求出碰撞后A、B的共同速度为，再根据p=mv求解两小车碰撞后总动量。
五、计算题（本大题共4小题，共47分）
13． 如图所示，质量的长木板静止在光滑水平地面上，木板左侧的水平地面上固定一个竖直挡板。现有一质量的小滑块可视为质点以的初速度从木板的右端滑上木板，与之间的动摩擦因数，木板与挡板碰撞后立即以碰撞前的速度大小反向弹回，木板与只发生了一次碰撞，小滑块未与发生碰撞，最终小滑块未滑离木板且二者都静止在水平地面上，已知重力加速度为。求木板的运动时间。
【答案】解：解：在上做匀减速运动，做匀加速运动，运动过程中二者的动量守恒，则有，
木板与只发生了一次碰撞，最终二者都静止在水平地面上，需满足碰前与的动量大小相等，则有，
联立并代入数据解得，
对，根据牛顿第二定律有，
的运动时间，
解得。
【知识点】动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】由动量守恒结合木板与只发生了一次碰撞分析，再结合对Q由牛顿运动定律与运动学规律求解木板Q的运动时间。
14． 某同学探究一定质量的理想气体的状态变化特性，得到压强随温度的变化如图所示。已知图线描述的是体积为时的等容过程图线，当温度为时气体的压强为；图线描述的是压强为时的等压过程图线。取为，求：当该一定质量理想气体处于两条图线交点的状态时，气体的温度用热力学温度表示。
【答案】解：解：由压强随温度的变化图线可知：时，气体的压强为，体积为；
设气体在状态时的温度为，其压强为，体积为。
由理想气体状态方程得：
解得：
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】由理想气体状态方程结合题干图像信息即可求解。
15．（2023高三下·镇江开学考）甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速，某时刻的波形如图所示。
（1） 处的质点开始振动时刻作为计时起点，请写出其振动方程；
（2） 处的质点从图示时刻开始经过的过程中通过的路程s。
【答案】（1）解： 处是振幅最大的位置，该处质点的振幅为
波的周期为
所以振动方程为
（2）解：在0~1s内 处的质点不振动；1s~3s内甲波引起质点振动半个周期，通过的路程为
3s~4s内，甲、乙两列波共同使质点振动，甲波使质点从波谷位置振动到平衡位置，乙波使质点从平衡位置振动到波峰位置，所以3s~4s内通过的路程为
所以从图示时刻开始经过 的过程中通过的路程为
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】（1）根据简谐波的波长和波速的关系得出该波的周期，从而得出质点的振动方程；
（2）根据质点振动的周期性得出质点从图示时刻开始经过的过程中通过的路程 。
16． 现要检测一块工业半球形玻璃砖的折射率。半球形玻璃砖的截面如图所示，是半球形玻璃砖的球心，是其中心轴，已知玻璃砖的半径，两束与中心轴平行的相同检测光、射入半球形玻璃砖，当光与中心轴的距离时，光从玻璃砖上点射出，出射光线与中心轴交于点，当光与中心轴距离时，光在玻璃砖右侧恰好发生全反射，求
（1）玻璃砖对检测光的折射率；
（2）点与点间的距离。取.
【答案】（1）解：由题意知，当光与中心轴距离时，发生全反射，
根据几何关系有
解得
（2）解：由题意，光光路图如图所示
光从点射出，其入射角，由.
解得折射角
在中，，，根据正弦定理有
解得
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】（1）根据全反射条件结合几何关系进行求解；
（2）由题意画出a光的光路图，根据折射定律求其在C点的出射角，再由几何关系和正弦定理求解即可。
河南郑州励德双语学校2022-2023学年高二（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1． 2021年1月12日消息，北斗三号氢原子钟性能碾压系统的原子钟，是世界上最先进的原子钟。如图所示为氢原子能级图，让一束单色光照射到大量处于基态量子数的氢原子上，被激发的氢原子只辐射出三种不同波长的光、、，波长，下列说法正确的是（ ）
A．照射氢原子的光子能量为
B．从能级跃迁到能级辐射出的光波长为
C．从能级跃迁到能级辐射出的光波长为
D．光能使逸出功为的某金属发生光电效应
2．（2022高二上·青岛期中）如图甲，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（ ）
A．单摆振动的频率是2 Hz
B．单摆的摆长约为1 m
C．若仅将摆球质量变大，单摆周期变大
D．t=1s时摆球位于平衡位置O，加速度为零
3． 利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的是（ ）
A．将屏向左移动，其它不动，则干涉条纹间距变大
B．测量过程中误将个条纹间距数成个，波长测量值偏小
C．将双缝换为间距更小的双缝后，干涉条纹间距变窄
D．将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变窄
4． 如图所示，从点光源发出的一细束白光以一定的角度入射到玻璃三棱镜的表面，经过玻璃三棱镜折射后发生色散现象，在光屏的间形成一条彩色光带。下面的说法中正确的是（ ）
A．侧是红色光，侧是紫色光
B．玻璃三棱镜对侧光的折射率小于对侧光的折射率
C．在玻璃三棱镜中，侧光的传播速率大于侧光的传播速率
D．在玻璃三棱镜中，侧光的波长小于侧光的波长
5． 课间几个同学做游戏，如图所示，将一物块放在课桌上的点，在另一与物块完全相同的物块上粘一小块橡皮泥质量不计，并置于点，在课桌上的点有一标记，、、三点在同一直线上，且，游戏时给物块一瞬时冲量使其沿直线运动，经过一段时间物块与物块发生碰撞并粘合为一体，粘合体距离点最近者获得胜利。某同学对物块施加的瞬时冲量为未知时，粘合体刚好停在点。已知两物块的质量均为，与桌面间的动摩擦因数均为，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．该同学对施加的瞬时冲量为
B．整个过程因摩擦产生的热量为
C．碰后瞬间物块的速度为
D．两物块因碰撞损失的机械能为
6． 两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力，它们随分子之间距离的变化关系如图所示。图中虚线是分子斥力和分子引力曲线，实线是分子合力曲线。当分子间距为时，分子之间合力为零。设分子1在点固定不动，相邻的分子2仅在二者之间分子力的作用下从相距较远的位置由静止开始运动，直至不能再靠近。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．二者之间分子合力的大小先减小，后一直增大
B．二者之间的分子合力对分子2先做正功，后做负功
C．分子2的动能先减小，后增大
D．当时，分子1、2系统的分子势能最小
7． 如图为氢原子的能级示意图。已知红光光子的能量范围为，蓝光光子的能量范围为，紫光光子的能量范围为。若氢原子处于的能级，当其向低能级跃迁时，可辐射某种能量范围的光，则下列说法正确的是（ ）
A．可以辐射能量范围为的红光
B．可以辐射能量范围为的蓝光
C．可以辐射能量范围为的紫光
D．不能够辐射红光、蓝光和紫光
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
8． 在时刻，位于点的波源从平衡位置开始沿轴方向做简谐运动，经形成如图所示的一列沿轴正方向传播的简谐横波，此时振动恰好传播至点，则下列说法正确的是（ ）
A．波源的起振方向向上
B．该简谐横波的周期是
C．该简谐横波的波速为
D．再经过质点恰好处于波谷位置
9．如图所示，质量均为的木块，并排放在光滑水平面上，上固定一根轻质细杆，轻杆上端的小钉质量不计上系一长度为的细线，细线的另一端系一质量为的小球，现将球的细线拉至水平，由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A．小球摆动过程中，木块和小球组成的系统动量守恒
B．小球摆到左侧最高点时，两木块刚好开始分离
C．球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，木块的位移大小为
D．两木块刚分离时木块的速度大小为，方向向右
10． 在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中，某小组得到了假人的头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线如图所示，已知。从碰撞开始到碰撞结束过程中，若假人的头部只受到安全气囊的作用，则由曲线可知，下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，假人的头部所受安全气囊的作用力最大
B．在时刻，假人的头部的动量最大
C．在时间内，假人的头部所受安全气囊的冲量方向与“在时间内，假人的头部所受安全气囊的冲量方向”相同
D．在时间内，假人的头部所受安全气囊的冲量大小等于“在时间内，假人的头部所受安全气囊的冲量大小”
三、填空题（本大题共1小题，共4分）
11． 某探究小组做了这样一个实验：把一个力传感器固定在竖直墙上的位置，把质量不计的弹簧左端固定在力传感器上，弹簧的右端连接一金属小球，弹簧呈水平状态，如图甲所示。用手缓慢水平向左压金属小球，然后由静止释放小球此时为时刻，小球便沿光滑水平面左右往复运动。测出这一过程中，力传感器的示数大小随时间变化的图像如图乙所示。则在的时间内，小球速度最小的时刻为 ，小球加速度最大的时刻为 。
四、实验题（本大题共1小题，共9分）
12． 某实验小组组装了如图甲所示的实验装置来完成验证动量守恒定律的实验。在小车的前端粘有橡皮泥，推动小车使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，在小车后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为。
（1）下列操作正确的是____；
A．本实验无需平衡摩擦力
B．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源
C．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车
（2）若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距已标在图上。为运动起始的第一点，则应选 段来计算和碰后的共同速度选填“”、“”、“”或“”；
（3）已测得小车的质量，小车的质量，由以上测量结果可得两小车碰后总动量为 。计算结果保留三位有效数字
五、计算题（本大题共4小题，共47分）
13． 如图所示，质量的长木板静止在光滑水平地面上，木板左侧的水平地面上固定一个竖直挡板。现有一质量的小滑块可视为质点以的初速度从木板的右端滑上木板，与之间的动摩擦因数，木板与挡板碰撞后立即以碰撞前的速度大小反向弹回，木板与只发生了一次碰撞，小滑块未与发生碰撞，最终小滑块未滑离木板且二者都静止在水平地面上，已知重力加速度为。求木板的运动时间。
14． 某同学探究一定质量的理想气体的状态变化特性，得到压强随温度的变化如图所示。已知图线描述的是体积为时的等容过程图线，当温度为时气体的压强为；图线描述的是压强为时的等压过程图线。取为，求：当该一定质量理想气体处于两条图线交点的状态时，气体的温度用热力学温度表示。
15．（2023高三下·镇江开学考）甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速，某时刻的波形如图所示。
（1） 处的质点开始振动时刻作为计时起点，请写出其振动方程；
（2） 处的质点从图示时刻开始经过的过程中通过的路程s。
16． 现要检测一块工业半球形玻璃砖的折射率。半球形玻璃砖的截面如图所示，是半球形玻璃砖的球心，是其中心轴，已知玻璃砖的半径，两束与中心轴平行的相同检测光、射入半球形玻璃砖，当光与中心轴的距离时，光从玻璃砖上点射出，出射光线与中心轴交于点，当光与中心轴距离时，光在玻璃砖右侧恰好发生全反射，求
（1）玻璃砖对检测光的折射率；
（2）点与点间的距离。取.
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A．由题意可知， 被激发的氢原子处于n=3能级，则照射氢原子的光子能量为，故A错误；
BCD．由公式和可知，能量大波长小，则从能级跃迁到能级辐射出的光波长为，从能级跃迁到能级辐射出的光波长为，光a的能量为12.09eV，则光能使逸出功为的某金属发生光电效应，故BC错误，D正确。
故选D。
【分析】由题意可知， 被激发的氢原子处于n=3能级从而确定光子的能量；由公式和可知，能量大波长小，确定a、b、c光对应的波长，从而确定是否能发生光电效应。
2．【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期
【解析】【解答】A．由题图乙可知单摆的周期T=2s，所以频率是0.5 Hz，A不符合题意；
B．由单摆的周期公式
代入数据可得L=1.0m
B符合题意；
C．单摆周期与摆球质量无关，C不符合题意；
D．t=1s时摆球位于平衡位置O，加速度为向心加速度，不是零，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据周期和频率的关系得出单摆的频率，结合单摆周期的表达式得出单摆的摆长，单摆的周期和摆球质量无关。
3．【答案】B
【知识点】干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】A．由公式可知，将屏向左移动，其它不动，则干涉条纹间距变小，故A错误；
B．测量过程中误将个条纹间距数成个 则的测量值变小，则由公式可知，波长测测量值偏小，故B正确；
C．由公式可知，将双缝换为间距更小的双缝后，干涉条纹间距变宽，故C错误；
D．由公式可知，将滤光片由紫色换成红色，即波长变长，则干涉条纹间距变宽，故D错误
故选B。
【分析】由公式进行各选项分析即可。
4．【答案】D
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】AB．由图可知，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，由于红光的折射率小于紫光的折射率，故AB错误；
C．由公式可知，由于a光的折射率较大，则在玻璃三棱镜中，侧光的传播速率小于侧光的传播速率，故C错误；
D．由可知，，由于侧光的传播速率小于侧光的传播速率，a光的频率大于b光的频
率，则侧光的波长小于侧光的波长，故D正确。
故选D。
【分析】由图可知，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，由公式分析两光在 玻璃三棱镜
中的传播速率，由分析两光的波长关系。
5．【答案】C
【知识点】碰撞模型
【解析】【解答】A．设该同学对P施加的瞬时冲量为I，则P获得的初速度为，对P由A到B过程中有，P、Q碰撞过程有，对QP整体从B到C过程中有，联立解得，故A错误；
B． 整个过程因摩擦产生的热量为，故B错误；
C． 碰后瞬间物块的速度为，故C正确；
D． 两物块因碰撞损失的机械能为，故D错误。
故选C。
【分析】对由A到B过程中有，P、Q碰撞过程有，对QP整体从B到C过程中有，即可求解该同学对施加的瞬时冲量，由求解热量，两物块因碰撞损失的机械能为
6．【答案】B
【知识点】分子间的作用力；分子势能
【解析】【解答】A．由图可知，二者之间分子合力的大小先增大后减小再增大，故A错误；
BD．当两分子间距离大于r0时，分子间作用力表现为引力，随分子间距离减小，分子引力做正功，分子势能减小，当两分子间距离小于r0时，分子间作用力表现为斥力，随分子间距离减小，分子斥力做负功，分子势能增大，即两分子间距离为r0时，分子势能最小，故B正确，D错误；
C．由于分子力对分子2先做正功后做负功，则分子2的动能先增大后减小，故C错误。
故选B。
【分析】由图分析可知，随两分子从较远距离靠近过程中，分子力先增大后减小再增大，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，分子2动能先增大后减小，两分子间距离为r0时，分子势能最小。
7．【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】氢原子向低能级跃迁时辐射光子的能量为两能级的差值，则若氢原子处于的能级，当其向低能级跃迁时辐射光子的能量为，由题给出的红光、蓝光和紫光光子能量可知，不能够辐射红光、蓝光和紫光。
故选D。
【分析】由玻尔原子结构模型可知，跃迁时辐射光子的能量为两能级的差值得出辐射光子的能量，再与题干信息做比较，从而作出判断。
8．【答案】B,C
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由题意可知，此时振动恰好传播至点P，由“上下坡法”可知，点P起振方向向下，由于所以质点的起振方向与波源起振方向相同，即波源的起振方向向下，故A错误；
B．由题意有，解得该简谐横波的周期是 ，故B正确；
C．由图可知，波长为，则波速为，故C正确；
D． 再经过即为，根据周期性可知，此时质点P恰好处于波峰位置，故D错误。
故选BC。
【分析】由“上下坡法”判断质点P的振动方向，从而确定波源的起振方向；由题意得出周期，根据得出波速；根据周期性分析质点P经过0.35s时所处的位置。
9．【答案】C,D
【知识点】动量定理；动量守恒定律
【解析】【解答】A．小球C摆动过程中，木块A、B和小球C组成的系统，水平方向不受外力，则系统水平方向动量守恒，故A错误；
B．小球C在轻杆右侧摆动时，木块A、B一起向右运动，当小球C在轻杆左侧摆动时，木块A向右减速，木块B匀速，则此时两木块刚好开始分离，故B错误；
C．木块A、B和小球C组成的系统水平方向动量守恒有，两边乘以时间得，且有解得，即此过程中木块A的位移大小为，故C正确；
D．当小球C摆动到最低点时两木块开始分离，此过程根据动量守恒有，由能量守恒有
，联立解得，小球C摆到最低时，速度方向向左，由动量守恒可知，此时，木块A的速度方向向右，故D正确。
故选CD。
【分析】根据系统动量守恒条件判断 木块和小球组成的系统动量是否守恒；分析小球C摆动过程中A、B的运动情况，从而得出A、B两木块的分离位置，对木块A、B和小球C组成的系统水平方向动量守恒和位移关系，得出木块的位移大小；小球C摆动到最低点时两木块开始分离，由动量守恒和能量守恒联立得出木块A的速度大小和方向。
10．【答案】A,C
【知识点】动量；冲量
【解析】【解答】A．由题意可知， 假人的头部只受到安全气囊的作用 ，由图像可知，在t2时刻，假人的头
部所受安全气囊的作用力最大 ，故A正确；
B．由图像可知，在t2时刻，假人的头部所受安全气囊的作用力最大，但此时的速度并不是最大，则其
动量并不是最大，故B错误；
C．由冲量I=Ft可知，在时间内，假人的头部所受合力与在时间内合力的方向相同，则两
时间段内假人的头部所受安全气囊的冲量方向相同，故C正确；
D．由F-t图像与坐标轴所围面积表示冲量可知，在时间内，假人的头部所受安全气囊的冲量大小 小于 在时间内，假人的头部所受安全气囊的冲量大小 ，故D错误。
故选AC。
【分析】由题意结合图像可知，在t2时刻，假人的头部所受安全气囊的作用力最大；根据P=mv判断t2
时刻动量是否最大；由冲量I=Ft可知，冲量方向与力的方向相同；由F-t图像与坐标轴所围面积表示冲量
分析即可。
11．【答案】；
【知识点】简谐运动的表达式与图象；简谐运动；简谐运动的回复力和能量
【解析】【解答】由题意可知，小球从t1时刻到t3时刻过程中，弹簧弹力先增大后减小，结合简谐振动规律可知，t1，t3时刻，小球位于平衡位置，t2时刻位于振幅处，所以小球速度最小的时刻为处于振幅处的t2时刻，由可知，小球的位移最大时，回复力最大，其加速度最大，则小球加速度最大的时刻为
t2时刻。
【分析】由题意结合简谐振动规律分析小球的运动规律，找出小球速度最小和加速度最大的时刻。
12．【答案】（1）C
（2）DE
（3）1.05
【知识点】验证动量守恒定律；碰撞模型
【解析】【解答】（1）A．由题意可知，小车A碰撞前、后都做匀速运动，则本实验需要平衡摩擦力，故A错误；
BC．为了能充分利用纸带和打点稳定，实验时应先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车，
故B错误，C正确；
（2）由题意可知，小车A碰撞前、后都做匀速运动，且碰撞后A、B的共同速度一定比碰撞前A的速度小，即相同时间内的位移小，故应选DE段来计算和碰后的共同速度；
（3）由图乙可知，碰撞后A、B的共同速度为，则两小车碰撞后总动量为
【分析】(1)由题意结合打点计时器的使用方法分析各选项即可；
（2）由题意可知，小车A碰撞前、后都做匀速运动，且碰撞后A、B的共同速度一定比碰撞前A的速度小，即相同时间内的位移小，从而确定应选哪一段来计算和碰后的共同速度；
（3）由图乙求出碰撞后A、B的共同速度为，再根据p=mv求解两小车碰撞后总动量。
13．【答案】解：解：在上做匀减速运动，做匀加速运动，运动过程中二者的动量守恒，则有，
木板与只发生了一次碰撞，最终二者都静止在水平地面上，需满足碰前与的动量大小相等，则有，
联立并代入数据解得，
对，根据牛顿第二定律有，
的运动时间，
解得。
【知识点】动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】由动量守恒结合木板与只发生了一次碰撞分析，再结合对Q由牛顿运动定律与运动学规律求解木板Q的运动时间。
14．【答案】解：解：由压强随温度的变化图线可知：时，气体的压强为，体积为；
设气体在状态时的温度为，其压强为，体积为。
由理想气体状态方程得：
解得：
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】由理想气体状态方程结合题干图像信息即可求解。
15．【答案】（1）解： 处是振幅最大的位置，该处质点的振幅为
波的周期为
所以振动方程为
（2）解：在0~1s内 处的质点不振动；1s~3s内甲波引起质点振动半个周期，通过的路程为
3s~4s内，甲、乙两列波共同使质点振动，甲波使质点从波谷位置振动到平衡位置，乙波使质点从平衡位置振动到波峰位置，所以3s~4s内通过的路程为
所以从图示时刻开始经过 的过程中通过的路程为
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】（1）根据简谐波的波长和波速的关系得出该波的周期，从而得出质点的振动方程；
（2）根据质点振动的周期性得出质点从图示时刻开始经过的过程中通过的路程 。
16．【答案】（1）解：由题意知，当光与中心轴距离时，发生全反射，
根据几何关系有
解得
（2）解：由题意，光光路图如图所示
光从点射出，其入射角，由.
解得折射角
在中，，，根据正弦定理有
解得
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】（1）根据全反射条件结合几何关系进行求解；
（2）由题意画出a光的光路图，根据折射定律求其在C点的出射角，再由几何关系和正弦定理求解即可。
