山东省青岛第二中学2023-2024学年高二下学期期中物理试卷

青岛二中2023-2024学年第二学期期中考试-高二试题(物理) 命题人:王林 张 郑金钊 李鹏 杨耀宗 徐阳 审核人:张睿 考试时间:90分钟:满分100分 注意事项: 1. 答卷前,考生务必填将自己的姓名、班级、考号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2. 回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡 上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后,将答题卡交回,试卷和草稿纸不必交回。 一、单项选择题:本题共8小题,每题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列关于热现象的说法,正确的是 A. 布朗运动是液体分子无规则的运动 B. 分子间同时存在引力和斥力,引力比斥力变化得快 C. 机械能可以全部转化为内能,内能不能完全转化为机械能,这体现热现象的方向性 D. 一定质量的理想气体体积膨胀,不一定对外界做功 2. 如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D 后再回到状态A其中,A到B和C到D为等温过程,B到C和D到 A为绝热过程。该循环过程中,下列说法错误的是 A. A到B过程中,气体对外界做功,吸热 B. B到C过程中,气体分子的平均动能减少 C. C到D过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化 D. 该循环过程中,气体放热 3. 弗兰克-赫兹实验是验证原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图1所 示,灯丝K发射出初速度不计的电子,K与概极G间的电场使子加速,G、A向加有0.5V 电压的反向电场使电子减速,电流表的示 数大小间接反映了单位时间内能到达A极 电子的多少。在原来真空的容器中充入. 灌汽 蒸气后,发现K、G间电压V每升高4.9V 时,电流表的示数I就会显著下降,如图 2所示。科学家猜测电流的变化与电子和 0.5 示原子的碰撞有关,玻尔理论指出该现象 15V 图2 应从示原子能量量子化的角度去解释。仅 依据本实验结果构建的微观图景合理的 A. 永原子基态和第一激发微态的能极之差一定大于4.9eV B. 相比于栅极G,'在A极附近时电子更容易使示原子发生跃迁 C. 电子运动过程中可能与示原子发生多次碰撞 D. 电流增大,是因为单位时间内使示原子发生跃迁的电子数减少 4. 我们能够利用铀238的衰变规律,依据某种岩石中铀的含 铀238的相对含量N/N。 量来推算地球的年龄,铀238的相对含量随时间的变化规律 1.00 如图所示,下列说法正确的是 A. 铀238发生a衰变的方程为2u→240Th+He B. 铀238发生一次a衰变时,核内中子数减少2 C. 铀238(U)最终衰变形成铅206(P),需发生 45 90 125 亿年 一. 6次a衰变. 6次B衰变 D. 通过测量发现某岩石中铀238的相对含量是岩石形成初期时的一半,可推算出地球的 年龄约为90亿年 5. 开环燃气发动机采用双重加热循环的工作原理, 定质量的理想气体 双重加热循环的P-/图像如下图所示,其中a→h:d→e为等温过程:cd 平行于横轴,bc、ea平行于纵轴,下列说法正确的是 A. a→b过程,气体不与外界发生热传递,内能不变 B. b→c过程,气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数不变 C. c→d过程,气体从外界吸收的热量大于气体内能的增量 D. a→b→c→d→e→a整个过程,气体放出的热量等于吸收的热量 如图所示是氢原子能级图:现用一束单色光照射大量处于基态的氢 E/eV 原子;停止光照后,氢原子辐射出的光中有3种频率的光能让逸出功为 _.....1 3.20-V的发生光电效应。已知光速c-3x10{m/s、普朗克常量为 h-6.63x10-34J-s,则下列选项中正确的是 1.3 A 基态氢原子吸收光子后,核外电子动能增大 3 B. 停止光照后,·氢原子可辐射出10种不同频率的光子 C. 照射基态氢原子单色光光子动量为p-6.8x10-8kgm/s D.产生光电效应时,光电子最大初动能为9:55eV 1_--13.60 7. 用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B 分子从x轴上的-x.和x处由静止释放,如图所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关 系如图所示。取无限远处势能为零,下列说法正确的是 ☆ A. A、B间距离为(xi-xo)时分子力为零 B.4、B间距离为2(x-xol时分子力为零 C. A、B系统的分子势能最小值为mv2一mv D. 释放时A、B系统的分子势能为m} 8. 日本于2023年8月24日正式开始核污水排海,现已有数万吨核污染水流入太平洋,会 造成长时间的核污染。核废水中的Po发生衰变时的核反应方程为"Po→Pb+X,该核反 应过程中放出的能量为O,设Po的比结合能为E."P的比结合能为E,X的比结合能 为E,已知光在真空中的传播速度为c,"Po的半衰期为138天,则下例说法正确的是 A. 由X粒子构成的射线,可以穿透几毫米的铅板 B. 比结合能越大,原子核越稳定 C. 100个“{Po原子核经过276天,还剩25个原子核未衰变 D. 该核反应过程中的质量亏损为2105t-206f2-4f3 二、多项选择题:本题共4小题,每题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求 全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错得0分 9. 下列关于固体和液体的说法,正确的是 A. 单晶体所有物理性质沿不同方向是各向异性的 B. 雨水没有透过布雨伞, 是因为水分子表面有张力 C. 土壤里有很多毛细管,如果要保存地下的水分,需要用碾子压紧土壤 D. 浸润和不浸润是分子力作用的表现,如果液体附着层内分子间的距离小于液体内部分 子间的距离,这样的液体与固体之间表现为浸淮 10. 为了方便监控高温锅炉外壁的温度变化,可在锅炉的外壁上罐一个导热性能好 汽缸。如图所示,汽缸右壁的压力传感器与活塞通过轻弹繁连接,活塞左侧封闭气体可看 质量和厚度及与汽缸壁的摩擦。当锅炉外壁温度为To时,活塞与汽缸左壁的间距为L,传 感器的示数为0;温度缓慢升高到某一值时,传感器的示数为pS,若已知该过程汽缸内气 体吸收的热量为O:则下列说法正确的是 A. 此时锅炉外壁的温度为2T 与大#相通 B. 此时锅炉外壁的温度为4T Wwwww 2 个压力传感器 D. 整个过程中气体内能的增加量为o-5sZt 11. 某同学采用如图甲所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴 极K时,会发生光电效应现象。电源的极性可以改变,当在阳极A和阴极K之间加上反向 电压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压,直至电流计中电流恰为零,此时电压表 的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为v;和v的单色光照射阴极(v<v),测量到遏 止电压分别为V和U2,设电子质量为m、电荷量为e。图乙为频率为vi的单色光的实验图 象。则下列选项正确的是 /mA V 4. 加正向电压时,将滑片P向右滑动,可使电流表的示数增大,光电子的最大初动能 增大 B. 若改用频率为v的单色光照射光电管,乙图象与横轴交点在v光照射时的左侧 C. 分别用频率为vi和v2的单色光照射阴极,测量到遏止电压分别为V,和U2,阴极K金 .-. 属的极限频率V= -V D. 增大上述两种光的光强照射光电管,则饱和光电流一定增大 12. 2023年4月12日,正在运行的世界首个全超导托卡马克EAST装置获重大成果,实现 了高功率稳定的403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,创造了托卡马克装置稳态高约 束模运行新的世界纪录,为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的步。该梦置中的 一种核聚变反应是由一个氛核和一个氛核结合成 个氢核同时放出一个中子。下列关于核 反应的说法正确的是 A. 该核反应中氛核和氛核的总质量大于氢核和中子的总质量 B. 氛核与氛核在同一磁场内做完整圆周运动时的周期之比为2:3 C. 重核裂变一定比轻核聚变释放的核能更多 D. 氛核和氛核是核聚变的核反应燃料,目前核电站主要利用核聚变反应释放的能量发电 三、非选择题:本题共6小题,共60分。 13.(8分)如图所示,一束复合光以60的入射角先经正三角形截面的三校镜后分成两束 标记为光束)和光束2,其中光束!平行于校镜底边,再让两束光通过相同宽度的狭终投射 到光屏P、P上,得到衍射图样从下图中的某个选择。根据实验应该可得以下结沦: 1)该校镜对光束1的折射率为n=__:且n_h2(n为梭镜对光束2的折射率。选填 “>、或-”)。 2)光屏P:上的图样是:光屏P2上的图样是。(填写下面提供的图样编号)。 14.(10分)(1)如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤,将它们按操作 先后顺序排列应是 _(用符号表示); (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,将油酸溶于酒精,其浓度为每1000mL溶 液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有75滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘 里,待水面稳定后,画出油膜的形状。如图2所示,坐标纸中正方形方格的边长为1cm,试 C b d 图1 ①油酸膜的面积是 cm2: 图2 ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 ③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m。 (上述所有结果保留两位有效数字) (3)若阿伏加德罗常数为N,油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为?。则下列说法正确的 A. 1kg油酸所含有分子数为oM. D. 油酸分子的直径约为 14. (8分)为得到相干光源,常采用分光法,如图所示,经单缝S/和双缝S2到达光屏。 其中双缝间距d-2x10m,双缝到光屏的距离为L-8x10'm:所用光源波长为-6x10m 单缝与双缝中心连线交正后方光屏上的O点。求 (1)光屏上相邻两个暗条纹间距△x: (2)光屏上第6级亮条纹中心到O点距离x: (3)若在b缝放置一厚度为2)-12x10m、折射率为-2.0的透明材料,求第零级亮条 纹(即光程差为零的条纹)中心到O点距离x'。 {22 16.(10分)如图所示,一质量M-1kg,开口向下、导热性能良好的汽缸用轻绳悬吊在天花 板上,用厚度不计、面积为S=10cm2的密封良好的活塞封闭缸中的气体,活塞的质量m=-0.5kg, 此时活塞离缸底的距离d-10cm,轻弹赘一端连接在活塞上,另一端固定在地面上,轻弹 处于竖直状态,此时弹赞的压缩量为0.5cm,弹的劲度系数为k-10N/cm,外界大气压恒 为p=1.0x10Pa。环境温度为27*C,忽略一切摩擦,重力加速度取g-10m/s},问: (1)要使弹处于原长,需要将环境温度降为多少? (2)要使轻绳的拉力刚好为零,需要将环境温度升高为多少 77777 17.(10分)一个由绝对折射率n=1.5的玻璃(材料折射率通常是指对金属钢焰色反应发出 的黄光为基准的)制成的球(本题仅考虑其竖直平面的情景),放置于空气中,其圆心为O, 两个焦点F、F2,长、短半轴分别为a=V2l、b=l,竖直平面内A、B、C、D是四个项点。 已知圆的一个性质是:圆上任意一点与两焦点连线的角平分线刚好是该点的法线。若 在焦点Fi处放置一个金属纳焰色反应发出的光做点光源S,已知光在真空中的速率为c。除 特别说明外仅考虑一次反射。可能用到的:sin1=41.8,sin-12=70.5*。要求结果 中未知量仅可保留/、c。 (1)经顶点D反射的光是否能过焦点F?若不能,说明理由:若能,用时4多少? (2)经顶点D的光是否能从此处离开球?若不能,说明理由;若能,计算出折射角。 (3)改为红色光做光源,某条竖直向上经点E的光是否能从此处离开球?通过计算说明 理由。 18. (14分)自行车在生活中是一种普及程度很高的交通工具。自行 车轮胎气压过低不仅费力而且又很容易损坏内胎,轮胎气压过高会使 轮胎的缓冲性能下降,钢丝帘线易断裂或发生爆胎,必须保持合适的 轮胎气压来延长轮胎使用春命和提升骑行感受。某同学用打气简给白 行车打气:自行车轮胎容积为V-1.5L,胎内原来空气压强p.等于标准 大气压强(p。=1x10Pa),温度为室温27*C,设每打一次可打入压 强为一个标准大气压的空气60cm{。打气过程中由于压缩气体做功,打 了20次后胎内气体温度升高到32*C。 (1)假设车胎因膨胀而增大的体积可以忽略不计,则此时车胎内空气压强为多少; (2)若自行车说明书规定轮胎气压在室温27*C下标准压强为,=1.9x10p,为使充气后车 胎内气压在室温27C下达标,试经过计算判断此次充气量是多了还是少了?为达标应调整 胎内气体的质量,则调整气体的质量占轮胎内总气体质量的比例。(车胎体积变化可以忽 略不计,调整胎压时温度不变) 7(共3页)