云南省普洱市景东县第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题
一、单选题
1．（2019高一下·化州期末）我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原因是( )
A．违背了能量守恒定律
B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能
C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的
D．以上说法均不正确
2．如图所示，线圈L的电阻不计，则（ ）
A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电
B．S闭合，稳定后，A板带正电，B板带负电
C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电
D．由于线圈电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下，两板都不带电
3．原子核发生β衰变时，此β粒子是（ ）
A．原子核外的最外层电子
B．原子核外的电子跃迁时放出的光子
C．原子核内存在着电子
D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子
4．（2017高二下·黄陵期末）如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠．下列说法正确的是（ ）
A．这群氢原子能发出3种不同频率的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短
B．这群氢原子能发出2种不同频率的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最小
C．金属钠表面发出的光电子的最大初动能为9.60eV
D．这群氢原子发出不同频率的光，只有一种频率的光可使金属钠发生光电效应
5．（2018高二上·定远月考）一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示．如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况为（ ）
A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
6．质量为m的篮球从某一高处从静止下落，经过时间t1与地面接触，经过时间t2弹离地面，经过时间t3达到最高点。重力加速度为g，忽略空气阻力。地面对篮球作用力冲量大小为（ ）
A．mgt1＋mgt2＋mgt3 B．mgt1＋mgt2-mgt3
C．mgt1＋mgt2 D．mgt1-mgt3
7．静止在水面上的船，长度为L，船的质量为M，一个质量为m的人站在船头，当此人由船头走到船尾时，不计水的阻力，船移动的距离为（ ）
A． B． C． D．
8．男女二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它们之间的关系是 （ ）
A．f1>f2，λ1>λ2，v1>v2 B．f1
二、多选题
9．对于薄膜干涉，下列认识中正确的是（ ）
A．是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果
B．暗纹出现的地方，两个表面反射的光在这里是波谷和波谷相遇叠加
C．可以在入射光的同一侧观察薄膜干涉条纹
D．用单色光做光源时，出现平行的明暗条纹，说明整个膜的厚度相同
10．（2023高二下·砚山期末）下列说法正确的是（ ）
A．是聚变反应
B．是裂变反应
C．是α衰变
D．是裂变
11．下列关于横波与纵波的说法正确的是（ ）
A．声波一定是纵波
B．水波一定是横波
C．地震波既有横波成分，也有纵波成分
D．横波只能在固体中传播，纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播
12．图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为介质中x=2m处的质点P的振动图像．下列说法正确的是____．
A．波沿x轴负方向传播
B．波速为20m/s
C．t=0.15s时刻，质点P的位置坐标为(5m，0)
D．t=0.15s时刻，质点Q的运动方向沿y轴负方向
E．t=0.15s时刻，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
三、实验题
13．某同学用图甲所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。
（1）以下说法正确的是____。
A．实验所用小球的密度不要太大
B．测量周期时只需测得小球做一次周期性运动的时间即可
C．实验时小球的摆动幅度应大些
D．悬挂小球的细绳的质量要尽可能小些
（2）该同学用游标卡尺测量小球的直径。测量的刻度部分如图乙所示，则小球的直径为 cm。
（3）该同学通过改变细线长度进行多次测量，记录每次测得的周期T和对应的细线长度L，画出的T2-L图像如图丙所示，π≈3.14，由此得当地重力加速度为 m/s2（结果保留三位有效数字）。
14．霍尔效应是电磁基本现象之一、如图所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
（1）若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如上图所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与 （选填“M”或“N”）端通过导线相连。
（2）已知薄片厚度，该同学保持磁感应强度不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示。
3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8
根据表中数据画出图线 ，利用图线求出该材料的霍尔系数为 ×10-3V·m·A-1·T-1.（保留两位有效数字）
四、解答题
15．水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求：
（1）此时上、下部分气体的压强；
（2）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。
16．由折射率的透明物质做成的三棱柱，其横截面如图中所示，一光束SO以的入射角从AB射入，在AC边上正好发生全反射，然后垂直BC边射出．
（1）请画出光路图；
（2）求光束经AB面折射后，折射角的大小；
（3）请计算中的大小．
17．如图所示，水平光滑轨道AB与半径为R的竖直光滑半圆形轨道BC相切于B点。质量分别为2m和m的两个小滑块a、b（可视为质点）静止于水平轨道上，其中小滑块a与一轻弹簧相连。某一瞬间给小滑块a一冲量使其获得的初速度向右冲向小滑块b，与b碰撞后弹簧不与b相粘连，且小滑块b在到达B点之前已经和弹簧分离，不计一切摩擦。
（1）求a和b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能；
（2）求小滑块b与弹簧分离时的速度大小；
（3）试通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C，若能，求出到达C点的速度。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】热力学第二定律
【解析】【分析】不同形式的能量可以相互转化，机械能可以转化为内能，在一定的条件下，内能也能转化为机械能，能量的转化都是通过做功来实现的。
【点评】能量的转化具有方向性，这是热力学第二定律的关键，一切与宏观热现象有关的热力学问题都具有方向性，所以内能向其他形式的能转化时需要外界的其他帮助才能实现。
2．【答案】A
【知识点】电容器及其应用；自感与互感
【解析】【解答】A.S闭合瞬间，电容器充电，A板与电源的正极相连，B板与电源的正极相连，故A板带正电，B板带负电，A符合题意；
B.S闭合，稳定后，线圈自感消失，由于线圈L的电阻不计，所以电容器被短路，故电容器的极板不带电，B不符合题意；
C.S断开前，由于线圈将电容器短路，所以电容器不带电，S断开瞬间，线圈中产生自感电动势，阻碍电流减小，故自感线圈中的电流方向与原电流方向相同，电容器被反向充电，A板带负电，B板带正电，C不符合题意；
D.由以上分析可知，电流稳定时，电容器被短路，不带电，S闭合瞬间与S断开瞬间，由于线圈中有自感电动势，电容器两板间带电，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据电容器极板与电源正负极的连接状态，分析极板的带电情况；电路稳定后，线圈不再有自感，电容器被短路；根据楞次定律分析线圈中的自感现象，得出电容器的极板带电情况。
3．【答案】D
【知识点】α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】原子核内的一个中子变成一个质子时，会放射出一个电子，该电子即为粒子，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】粒子来自于原子核内部，是由一个中子转变为一个质子时产生的。
4．【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】解：A、B、一群氢原子处于n=3的激发态，可能发出C =3种不同频率的光子，
n=3和n=2间能级差最小，所以从n=3跃迁到n=2发出的光子频率最低，根据玻尔理论hγ=E2﹣E1= 可知，光的波长最长．
因为n=3和n=1间能级差最大，所以氢原子从n=3跃迁到n=1发出的光子频率最高．故A错误，B错误．
C、所以从n=3跃迁到n=1发出的光子频率最高，发出的光子能量为△E=13.60﹣1.51eV=12.09eV．
根据光电效应方程Ekm=hv﹣W0得，最大初动能Ekm=12.09eV﹣2.49eV=9.60eV．故C正确，
D、当入射光频率大于金属钠的极限频率时，金属钠能发生光电效应，即入射光的能量大于钠的逸出功2.49eV时就能产生光电效应．根据能级图可知，从n=3跃迁到n=2 所发出的光能量为 E=﹣1.51eV﹣（﹣3.4）eV=1.89eV，可见，E＜2.49eV，不能使金属钠的表面发生光电效应．故D错误．
故选：C．
【分析】氢原子能级间跃迁时，吸收和辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，光子频率越大．根据光电效应方程求出光电子的最大初动能．
5．【答案】D
【知识点】安培定则
【解析】【解答】解：通电螺线管的磁感线如图所示，则由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上，右侧导体所处的磁场斜向下，则由左手定则可知，左侧导体受力方向向外，右侧导体受力方向向里，故从上向下看，导体应为逆时针转动；当导体转过90°时，由左手定则可得导体受力向下，故可得出导体运动为逆时针转动的同时还要向下运动．即为a端转向纸外，b端转向纸里，且靠近通电螺线管，D符合题意，ABC不符合题意；
故答案为：D
【分析】利用安培定则可以判别螺旋管周围的磁场方向；结合左手定则可以判别导线受到的安培力方向。
6．【答案】A
【知识点】动量定理
【解析】【解答】对篮球运动全程，以向下为正方向，根据动量定理有，解得地面对篮球的冲量，负号表示地面对篮球的冲量方向与正方向相反，冲量大小为，故A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】应用动量定理分析篮球运动的全过程，求出地面对篮球作用力冲量大小。
7．【答案】B
【知识点】动量守恒定律；人船模型
【解析】【解答】由题意可知，水的阻力不计，船和人组成的系统，在水平方向上合外力为零，动量守恒，规定人速度方向为正方向，人从船头走到船尾，设船后退的距离为x，则人相对于地面的距离为l-x，由动量守恒定律可得，得，解得，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据人船模型原理分析人在船上行走过程，求出船移动的距离。
8．【答案】C
【知识点】波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】由于女高音和男中音在同一介质中传播，因而波速相同，A、B均错误；音调高即频率高，故f1>f2；再由v=λf，因v相同，所以λ1<λ2，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】由于声音在同一介质传播所以其波速相同；利用音调的高低可以比较频率的高低；利用波速的表达式可以比较波长的大小。
9．【答案】A,C
【知识点】薄膜干涉
【解析】【解答】A.薄膜干涉是由薄膜前后两个表面反射的光线在薄膜的前表面叠加而成的，A符合题意；
B.根据波的叠加原理可知，条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，B不符合题意；
C.因为薄膜干涉是由薄膜前后两个表面反射的光线在薄膜的前表面叠加而成的，所以现象形成在薄膜的前表面，故可以在入射光的同一侧观察薄膜干涉条纹，C符合题意；
D.用单色光做光源时，出现平行的明暗条纹，如满足，为明条纹，如满足，为暗纹，这说明整个膜的厚度不同，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据薄膜干涉的原理分析薄膜干涉现象产生的原因，以及明暗条纹的产生条件。
10．【答案】A,B,C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；核裂变；核聚变
【解析】【解答】A、 是核聚变反应，A正确。
B、 是核裂变反应，B正确。
C、 ： 是衰变，C正确。
D、 是β衰变，D错误。
故答案为：ABC
【分析】根据核聚变、核裂变，衰变和β衰变的核反应方程特点分析求解。
11．【答案】C,D
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】AD.横波只能在固体中传播，纵波既可以在固体传播，也可以在液体气体中传播，所以声波在气体中传播时一定是纵波，在固体、液体中传播时可能是横波，也可能是纵波，A不符合题意，D符合题意；
B.水波既不是横波，也不是纵波，B不符合题意；
C.地震波既有横波成分，也有纵波成分，发生地震时地面既有上下振动，又有左右运动，C符合题意。
故答案为：CD。
【分析】根据横波只能在固体介质中传播，纵波可以在任意介质中传播的特点进行分析。
12．【答案】B,D,E
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A、由乙图可知，t=0时刻质点P由平衡位置向下运动，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，A不符合题意；
B、由甲图可知，这列波的波长，由乙图可知，这列波的周期为T=0.2s，则波速公式可得，该波的波速为，B符合题意；
C、由A选项的分析可知，t=0时刻，P点沿y轴负方向运动，故，质点P恰好到达正向最大位移处，则坐标为位置为（2m，20cm），C不符合题意；
D、这列波沿x轴正方向传播，在t=0时刻Q向上运动；经过，Q点正从平衡位置向负向最大位移运动，所以运动的方向向下，D符合题意；
E、由C与D选项的分析可知，在t=0.15s时刻质点P处于正向最大位移处，Q点正在从平衡位置向负向最大位移处运动，所以Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，E符合题意。
故答案为：BDE。
【分析】根据P的振动方向分析波的传播方向；根据波速公式计算该波的波速；根据0.15s与周期的关系，分析P点和Q点的运动。
13．【答案】（1）D
（2）0.965
（3）9.86
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）A.为减小空气阻力造成的实验误差，摆球应该选用密度大，体积小的小球，A不符合题意；
B. 如果知测量小球做一次周期性运动的时间，测得的周期误差会很大，为了减小误差，测量周期时要测量至少30次全振动的时间，然后计算周期的平均值，B不符合题意；
C.单摆的周期公式只在摆线与竖直方向的夹角不大于5°情况下才成立，C不符合题意；
D.为了减小误差，悬挂小球的细绳的质量要尽可能小些，D符合题意。
故答案为：D。
（2）该游标卡尺的精确度为0，05mm，可得小球的直径为d=9mm+0.05×13mm=9.65mm=0.965cm。
（3）根据单摆周期公式有，可得，结合图中数据可得，解得当地的重力加速度为。
【分析】（1）根据实验的原理和注意事项分析各选项；（2）根据游标卡尺的读数规则读数；（3）根据单摆的周期公式推导的关系式，再结合图丙中的数据，求解当地的重力加速度。
14．【答案】（1）M
（2）；1.5
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用；霍尔元件
【解析】【解答】（1）由题意可知， 该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，根据图中电流方向可知，带正电的粒子由P向Q运动，由左手定则可知带正电粒子受到的洛伦兹力由N端指向M端，故M端聚集正电荷，M端电势高于N端，所以电压表的“+”接线柱应接M端。
（2）由描点法做出图像，如图所示：
由题意可知，霍尔电压，结合图像中的斜率可得，故霍尔系数。
【分析】（1）根据带正电的粒子在洛伦兹力作用下的偏转方向，判断M、N的电势高低，确定电压表的接法；（2）根据描点法做出图像；根据的关系式，结合图像中的斜率求出该材料的霍尔系数。
15．【答案】（1）解：旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意尔定律可知
解得旋转后上部分气体压强为
旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为，则
解得旋转后下部分气体压强为
（2）解：对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知
解得活塞的质量为
【知识点】共点力的平衡；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）上、下两部分气体均做等温变化，找出初末状态的气体参量，由玻意耳定律列式求解此时上、下部分气体的压强；（2）分析“H”型连杆活塞整体受力，由共点力平衡条件求解“H”型连杆活塞的质量。
16．【答案】（1）解：光路如图
（2）解：由折射定律可得
解得r=30°
（3）解：由全反射定律可得
因此可得
则有
由几何知识可得
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】（1）据题意做出光路图；（2）根据折射率公式求出光在AB面的折射角；（3）光在AC界面发生全反射，由 求出临界角，再结合几何关系求解的大小。
17．【答案】（1）解：a与b碰撞达到共速时弹簧被压缩至最短，弹性势能最大。设此时a、b的速度大小均为v，则由系统动量守恒可得
由机械能守恒定律有
解得
（2）解：当弹簧恢复原长时弹性势能为零，b开始离开弹簧，此时b的速度达到最大值，并以此速度在水平轨道上向前匀速运动。设此时a、b的速度大小分别为和，由动量守恒定律可得
由机械能守恒定律得
解得
（3）解：如果b恰能到达最高点C，则到C点的速度应满足牛顿第二定律，即
解得
假设实际运动过程中b能够到达最高点C，且在C点速度大小为，由机械能守恒定律得
解得
所以b不可能到达C点。
【知识点】动量守恒定律；竖直平面的圆周运动；机械能守恒定律；动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【分析】（1）a与b碰撞达到共速时弹簧被压缩至最短，弹性势能最大，由动量守恒定律和机械能守恒定律求出即可；（2）当弹簧恢复原长时，b开始离开弹簧，由动量守恒定律和机械能守恒定律，分析从开始到b离开弹簧的运动过程，求出小滑块b与弹簧分离时的速度大小；（3）由牛顿第二定律求出b恰能到达最高点的条件，再由机械能守恒定律分析b能否到达C点。
云南省普洱市景东县第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题
一、单选题
1．（2019高一下·化州期末）我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原因是( )
A．违背了能量守恒定律
B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能
C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的
D．以上说法均不正确
【答案】C
【知识点】热力学第二定律
【解析】【分析】不同形式的能量可以相互转化，机械能可以转化为内能，在一定的条件下，内能也能转化为机械能，能量的转化都是通过做功来实现的。
【点评】能量的转化具有方向性，这是热力学第二定律的关键，一切与宏观热现象有关的热力学问题都具有方向性，所以内能向其他形式的能转化时需要外界的其他帮助才能实现。
2．如图所示，线圈L的电阻不计，则（ ）
A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电
B．S闭合，稳定后，A板带正电，B板带负电
C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电
D．由于线圈电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下，两板都不带电
【答案】A
【知识点】电容器及其应用；自感与互感
【解析】【解答】A.S闭合瞬间，电容器充电，A板与电源的正极相连，B板与电源的正极相连，故A板带正电，B板带负电，A符合题意；
B.S闭合，稳定后，线圈自感消失，由于线圈L的电阻不计，所以电容器被短路，故电容器的极板不带电，B不符合题意；
C.S断开前，由于线圈将电容器短路，所以电容器不带电，S断开瞬间，线圈中产生自感电动势，阻碍电流减小，故自感线圈中的电流方向与原电流方向相同，电容器被反向充电，A板带负电，B板带正电，C不符合题意；
D.由以上分析可知，电流稳定时，电容器被短路，不带电，S闭合瞬间与S断开瞬间，由于线圈中有自感电动势，电容器两板间带电，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据电容器极板与电源正负极的连接状态，分析极板的带电情况；电路稳定后，线圈不再有自感，电容器被短路；根据楞次定律分析线圈中的自感现象，得出电容器的极板带电情况。
3．原子核发生β衰变时，此β粒子是（ ）
A．原子核外的最外层电子
B．原子核外的电子跃迁时放出的光子
C．原子核内存在着电子
D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子
【答案】D
【知识点】α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】原子核内的一个中子变成一个质子时，会放射出一个电子，该电子即为粒子，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】粒子来自于原子核内部，是由一个中子转变为一个质子时产生的。
4．（2017高二下·黄陵期末）如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠．下列说法正确的是（ ）
A．这群氢原子能发出3种不同频率的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短
B．这群氢原子能发出2种不同频率的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最小
C．金属钠表面发出的光电子的最大初动能为9.60eV
D．这群氢原子发出不同频率的光，只有一种频率的光可使金属钠发生光电效应
【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】解：A、B、一群氢原子处于n=3的激发态，可能发出C =3种不同频率的光子，
n=3和n=2间能级差最小，所以从n=3跃迁到n=2发出的光子频率最低，根据玻尔理论hγ=E2﹣E1= 可知，光的波长最长．
因为n=3和n=1间能级差最大，所以氢原子从n=3跃迁到n=1发出的光子频率最高．故A错误，B错误．
C、所以从n=3跃迁到n=1发出的光子频率最高，发出的光子能量为△E=13.60﹣1.51eV=12.09eV．
根据光电效应方程Ekm=hv﹣W0得，最大初动能Ekm=12.09eV﹣2.49eV=9.60eV．故C正确，
D、当入射光频率大于金属钠的极限频率时，金属钠能发生光电效应，即入射光的能量大于钠的逸出功2.49eV时就能产生光电效应．根据能级图可知，从n=3跃迁到n=2 所发出的光能量为 E=﹣1.51eV﹣（﹣3.4）eV=1.89eV，可见，E＜2.49eV，不能使金属钠的表面发生光电效应．故D错误．
故选：C．
【分析】氢原子能级间跃迁时，吸收和辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，光子频率越大．根据光电效应方程求出光电子的最大初动能．
5．（2018高二上·定远月考）一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示．如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况为（ ）
A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
【答案】D
【知识点】安培定则
【解析】【解答】解：通电螺线管的磁感线如图所示，则由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上，右侧导体所处的磁场斜向下，则由左手定则可知，左侧导体受力方向向外，右侧导体受力方向向里，故从上向下看，导体应为逆时针转动；当导体转过90°时，由左手定则可得导体受力向下，故可得出导体运动为逆时针转动的同时还要向下运动．即为a端转向纸外，b端转向纸里，且靠近通电螺线管，D符合题意，ABC不符合题意；
故答案为：D
【分析】利用安培定则可以判别螺旋管周围的磁场方向；结合左手定则可以判别导线受到的安培力方向。
6．质量为m的篮球从某一高处从静止下落，经过时间t1与地面接触，经过时间t2弹离地面，经过时间t3达到最高点。重力加速度为g，忽略空气阻力。地面对篮球作用力冲量大小为（ ）
A．mgt1＋mgt2＋mgt3 B．mgt1＋mgt2-mgt3
C．mgt1＋mgt2 D．mgt1-mgt3
【答案】A
【知识点】动量定理
【解析】【解答】对篮球运动全程，以向下为正方向，根据动量定理有，解得地面对篮球的冲量，负号表示地面对篮球的冲量方向与正方向相反，冲量大小为，故A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】应用动量定理分析篮球运动的全过程，求出地面对篮球作用力冲量大小。
7．静止在水面上的船，长度为L，船的质量为M，一个质量为m的人站在船头，当此人由船头走到船尾时，不计水的阻力，船移动的距离为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】动量守恒定律；人船模型
【解析】【解答】由题意可知，水的阻力不计，船和人组成的系统，在水平方向上合外力为零，动量守恒，规定人速度方向为正方向，人从船头走到船尾，设船后退的距离为x，则人相对于地面的距离为l-x，由动量守恒定律可得，得，解得，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据人船模型原理分析人在船上行走过程，求出船移动的距离。
8．男女二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它们之间的关系是 （ ）
A．f1>f2，λ1>λ2，v1>v2 B．f1
【答案】C
【知识点】波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】由于女高音和男中音在同一介质中传播，因而波速相同，A、B均错误；音调高即频率高，故f1>f2；再由v=λf，因v相同，所以λ1<λ2，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】由于声音在同一介质传播所以其波速相同；利用音调的高低可以比较频率的高低；利用波速的表达式可以比较波长的大小。
二、多选题
9．对于薄膜干涉，下列认识中正确的是（ ）
A．是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果
B．暗纹出现的地方，两个表面反射的光在这里是波谷和波谷相遇叠加
C．可以在入射光的同一侧观察薄膜干涉条纹
D．用单色光做光源时，出现平行的明暗条纹，说明整个膜的厚度相同
【答案】A,C
【知识点】薄膜干涉
【解析】【解答】A.薄膜干涉是由薄膜前后两个表面反射的光线在薄膜的前表面叠加而成的，A符合题意；
B.根据波的叠加原理可知，条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，B不符合题意；
C.因为薄膜干涉是由薄膜前后两个表面反射的光线在薄膜的前表面叠加而成的，所以现象形成在薄膜的前表面，故可以在入射光的同一侧观察薄膜干涉条纹，C符合题意；
D.用单色光做光源时，出现平行的明暗条纹，如满足，为明条纹，如满足，为暗纹，这说明整个膜的厚度不同，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据薄膜干涉的原理分析薄膜干涉现象产生的原因，以及明暗条纹的产生条件。
10．（2023高二下·砚山期末）下列说法正确的是（ ）
A．是聚变反应
B．是裂变反应
C．是α衰变
D．是裂变
【答案】A,B,C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；核裂变；核聚变
【解析】【解答】A、 是核聚变反应，A正确。
B、 是核裂变反应，B正确。
C、 ： 是衰变，C正确。
D、 是β衰变，D错误。
故答案为：ABC
【分析】根据核聚变、核裂变，衰变和β衰变的核反应方程特点分析求解。
11．下列关于横波与纵波的说法正确的是（ ）
A．声波一定是纵波
B．水波一定是横波
C．地震波既有横波成分，也有纵波成分
D．横波只能在固体中传播，纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播
【答案】C,D
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】AD.横波只能在固体中传播，纵波既可以在固体传播，也可以在液体气体中传播，所以声波在气体中传播时一定是纵波，在固体、液体中传播时可能是横波，也可能是纵波，A不符合题意，D符合题意；
B.水波既不是横波，也不是纵波，B不符合题意；
C.地震波既有横波成分，也有纵波成分，发生地震时地面既有上下振动，又有左右运动，C符合题意。
故答案为：CD。
【分析】根据横波只能在固体介质中传播，纵波可以在任意介质中传播的特点进行分析。
12．图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为介质中x=2m处的质点P的振动图像．下列说法正确的是____．
A．波沿x轴负方向传播
B．波速为20m/s
C．t=0.15s时刻，质点P的位置坐标为(5m，0)
D．t=0.15s时刻，质点Q的运动方向沿y轴负方向
E．t=0.15s时刻，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
【答案】B,D,E
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A、由乙图可知，t=0时刻质点P由平衡位置向下运动，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，A不符合题意；
B、由甲图可知，这列波的波长，由乙图可知，这列波的周期为T=0.2s，则波速公式可得，该波的波速为，B符合题意；
C、由A选项的分析可知，t=0时刻，P点沿y轴负方向运动，故，质点P恰好到达正向最大位移处，则坐标为位置为（2m，20cm），C不符合题意；
D、这列波沿x轴正方向传播，在t=0时刻Q向上运动；经过，Q点正从平衡位置向负向最大位移运动，所以运动的方向向下，D符合题意；
E、由C与D选项的分析可知，在t=0.15s时刻质点P处于正向最大位移处，Q点正在从平衡位置向负向最大位移处运动，所以Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，E符合题意。
故答案为：BDE。
【分析】根据P的振动方向分析波的传播方向；根据波速公式计算该波的波速；根据0.15s与周期的关系，分析P点和Q点的运动。
三、实验题
13．某同学用图甲所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。
（1）以下说法正确的是____。
A．实验所用小球的密度不要太大
B．测量周期时只需测得小球做一次周期性运动的时间即可
C．实验时小球的摆动幅度应大些
D．悬挂小球的细绳的质量要尽可能小些
（2）该同学用游标卡尺测量小球的直径。测量的刻度部分如图乙所示，则小球的直径为 cm。
（3）该同学通过改变细线长度进行多次测量，记录每次测得的周期T和对应的细线长度L，画出的T2-L图像如图丙所示，π≈3.14，由此得当地重力加速度为 m/s2（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）D
（2）0.965
（3）9.86
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）A.为减小空气阻力造成的实验误差，摆球应该选用密度大，体积小的小球，A不符合题意；
B. 如果知测量小球做一次周期性运动的时间，测得的周期误差会很大，为了减小误差，测量周期时要测量至少30次全振动的时间，然后计算周期的平均值，B不符合题意；
C.单摆的周期公式只在摆线与竖直方向的夹角不大于5°情况下才成立，C不符合题意；
D.为了减小误差，悬挂小球的细绳的质量要尽可能小些，D符合题意。
故答案为：D。
（2）该游标卡尺的精确度为0，05mm，可得小球的直径为d=9mm+0.05×13mm=9.65mm=0.965cm。
（3）根据单摆周期公式有，可得，结合图中数据可得，解得当地的重力加速度为。
【分析】（1）根据实验的原理和注意事项分析各选项；（2）根据游标卡尺的读数规则读数；（3）根据单摆的周期公式推导的关系式，再结合图丙中的数据，求解当地的重力加速度。
14．霍尔效应是电磁基本现象之一、如图所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
（1）若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如上图所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与 （选填“M”或“N”）端通过导线相连。
（2）已知薄片厚度，该同学保持磁感应强度不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示。
3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8
根据表中数据画出图线 ，利用图线求出该材料的霍尔系数为 ×10-3V·m·A-1·T-1.（保留两位有效数字）
【答案】（1）M
（2）；1.5
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用；霍尔元件
【解析】【解答】（1）由题意可知， 该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，根据图中电流方向可知，带正电的粒子由P向Q运动，由左手定则可知带正电粒子受到的洛伦兹力由N端指向M端，故M端聚集正电荷，M端电势高于N端，所以电压表的“+”接线柱应接M端。
（2）由描点法做出图像，如图所示：
由题意可知，霍尔电压，结合图像中的斜率可得，故霍尔系数。
【分析】（1）根据带正电的粒子在洛伦兹力作用下的偏转方向，判断M、N的电势高低，确定电压表的接法；（2）根据描点法做出图像；根据的关系式，结合图像中的斜率求出该材料的霍尔系数。
四、解答题
15．水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求：
（1）此时上、下部分气体的压强；
（2）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。
【答案】（1）解：旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意尔定律可知
解得旋转后上部分气体压强为
旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为，则
解得旋转后下部分气体压强为
（2）解：对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知
解得活塞的质量为
【知识点】共点力的平衡；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）上、下两部分气体均做等温变化，找出初末状态的气体参量，由玻意耳定律列式求解此时上、下部分气体的压强；（2）分析“H”型连杆活塞整体受力，由共点力平衡条件求解“H”型连杆活塞的质量。
16．由折射率的透明物质做成的三棱柱，其横截面如图中所示，一光束SO以的入射角从AB射入，在AC边上正好发生全反射，然后垂直BC边射出．
（1）请画出光路图；
（2）求光束经AB面折射后，折射角的大小；
（3）请计算中的大小．
【答案】（1）解：光路如图
（2）解：由折射定律可得
解得r=30°
（3）解：由全反射定律可得
因此可得
则有
由几何知识可得
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】（1）据题意做出光路图；（2）根据折射率公式求出光在AB面的折射角；（3）光在AC界面发生全反射，由 求出临界角，再结合几何关系求解的大小。
17．如图所示，水平光滑轨道AB与半径为R的竖直光滑半圆形轨道BC相切于B点。质量分别为2m和m的两个小滑块a、b（可视为质点）静止于水平轨道上，其中小滑块a与一轻弹簧相连。某一瞬间给小滑块a一冲量使其获得的初速度向右冲向小滑块b，与b碰撞后弹簧不与b相粘连，且小滑块b在到达B点之前已经和弹簧分离，不计一切摩擦。
（1）求a和b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能；
（2）求小滑块b与弹簧分离时的速度大小；
（3）试通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C，若能，求出到达C点的速度。
【答案】（1）解：a与b碰撞达到共速时弹簧被压缩至最短，弹性势能最大。设此时a、b的速度大小均为v，则由系统动量守恒可得
由机械能守恒定律有
解得
（2）解：当弹簧恢复原长时弹性势能为零，b开始离开弹簧，此时b的速度达到最大值，并以此速度在水平轨道上向前匀速运动。设此时a、b的速度大小分别为和，由动量守恒定律可得
由机械能守恒定律得
解得
（3）解：如果b恰能到达最高点C，则到C点的速度应满足牛顿第二定律，即
解得
假设实际运动过程中b能够到达最高点C，且在C点速度大小为，由机械能守恒定律得
解得
所以b不可能到达C点。
【知识点】动量守恒定律；竖直平面的圆周运动；机械能守恒定律；动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【分析】（1）a与b碰撞达到共速时弹簧被压缩至最短，弹性势能最大，由动量守恒定律和机械能守恒定律求出即可；（2）当弹簧恢复原长时，b开始离开弹簧，由动量守恒定律和机械能守恒定律，分析从开始到b离开弹簧的运动过程，求出小滑块b与弹簧分离时的速度大小；（3）由牛顿第二定律求出b恰能到达最高点的条件，再由机械能守恒定律分析b能否到达C点。
