精品解析：江苏省南通市海安市实验中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题

实验中学2023-2024学年度第二学期期中考试试题 高二（物理） 一、单项选择题（每题4分，共44分） 1. 生活中的电子秤利用了传感器原理，电子秤称重时主要使用的是下列哪种传感器（　　） A. 超声波传感器 B. 压力传感器 C. 温度传感器 D. 红外传感器 2. 分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，当分子间的距离从开始增大，下列说法正确的是（　　） A. 分子间的作用力表现为斥力 B. 分子力先减小后增大 C. 分子势能先减小后增大 D 分子势能一直增大 3. 在人类对微观世界进行探索的过程中，许多科学家作出了不可磨灭的贡献，卢瑟福就是杰出代表之一。关于卢瑟福在物理学上的成就，下列说法正确的是（　　） A. 卢瑟福首先提出放射性半衰期的概念，并指出放射性元素衰变的快慢与外界的物理和化学状态有关 B. 卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，核反应方程 C. 卢瑟福根据α粒子散射的实验结果，提出了原子核的结构模型 D. 卢瑟福根据α粒子散射的实验结果，发现原子核是由质子和中子组成 4. 一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程回到原状态，状态变化过程中气体的压强与热力学温度的关系如图所示。、和三个状态气体的体积分别为和。下列说法正确的是（　　） A. B. 气体从状态到状态的过程中一定吸热 C. 气体从状态到状态的过程中分子的数密度增加 D. 气体在和三个状态中，状态时分子的平均动能最大 5. 将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 容器中的液体可能是水银 B. 若在“问天”太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高 C. 若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同 D. 图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部 6. 如图所示，用一跟与活塞相连的细线将绝热汽缸悬挂在某一高度静止不动，汽缸开口向上，内封闭一定质量的气体，缸内活塞可自由活动且不漏气．现将绳剪断，让汽缸自由下落，则下列说法正确的是（ ） A. 气体压强减小，内能增大 B. 外界对气体做功，气体内能不变 C. 气体的压强增大，内能增大 D. 气体对外界做功，气体内能减小 7. 下列说法中正确的是（　　） A. 核反应方程中的X为质子 B. 铀核裂变的核反应方程是 C. 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为 D. 钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩0.2g未衰变 8. 压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小。某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置，其电路如图甲所示。将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为，在电梯由静止开始运行过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 电梯匀加速下降 B. 电梯匀加速上升 C. 电梯下降且加速度在变大 D. 电梯上升且加速度在变小 9. 研究光电效应实验中，某同学研究同一光电管在不同条件下的光电流与电压的关系如图所示。则下列说法中正确的是（　　） A 甲光频率大于乙光频率 B. 乙光的波长大于丙光的波长 C. 乙光对应的截止频率小于丙光对应的截止频率 D. 若将甲光换成丙光来照射锌板，其逸出功将减小 10. 无线话筒是振荡电路的一个典型应用。在振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（　　） A. 电容器正在放电 B. 振荡电流正在增大 C. 电路中电流沿顺时针方向 D. 电场能正在向磁场能转化 11. 氢原子能级图如图所示，下列说法错误的是（　　） A. 大量处于n=4能级的氢原子跃迁时，可以发出6种不同频率的光 B. 用光子能量为0.5eV的光照射，可使氢原子从n=4能级跃迁到n=5能级 C. 用动能为0.5eV的电子轰击氢原子，可使氢原子从n=4能级跃迁到n=5能级 D. 处于n=4能级的氢原子可以吸收氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级发出的光子能量而发生电离 二、实验题（每空3分，共15分） 12. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中。 （1）某同学操作步骤如下： ①用0.5mL的油酸配制了1000mL的油酸酒精溶液 ②用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液体积1mL ③在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定 ④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积为190cm2，油酸分子直径大小d=______m（结果保留一位有效数字）。 （2）若该同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把浴液滴在水面上，拿错的注射器的针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直径____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （3）若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径为d后，还可以继续测出阿伏加德罗常数NA=_____（用题中给出的物理量符号表示）。 （4）在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液：现将体积为V0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ρ，阿伏加德罗常数为NA，则油酸分子的直径为______，这一滴溶液中所含的油酸分子数为______。 三、计算题（共41分） 13. 2011年8月12日，刘超等在广州大运会健美操有氧舞蹈团体赛中获得了冠军。刘超一次呼吸吸入450cm3的空气（按标准状况计算），已知标准状况下气体的摩尔体积为22.4L，空气的摩尔质量是M=29g/moL，则 (1)刘超一次呼吸所吸入的空气质量是多少？ (2)刘超吸入的气体分子数是多少？（结果保留两位有效数字） 14. 如图所示，一粗细均匀的玻璃瓶水平放置，瓶口处有阀门K，瓶内有A、B两部分用一活塞分开的理想气体。开始时，活塞处于静止状态，A、B两部分气体长度分别为2L和L，压强均为p。若因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢漏气，活塞将缓慢移动，整个过程中气体温度不变，瓶口处气体体积可以忽略。当活塞向右缓慢移动的距离为0.4L时，（忽略摩擦阻力）求此时 （1）A中气体的压强； （2）B中剩余气体与漏气前B中气体的质量比。 15. 如图所示电路可研究光电效应的规律。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为9.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为5.0V；现保持滑片P位置不变，求： （1）光电管阴极材料的逸出功； （2）若改用光子能量为12.5eV的光照射阴极K，则到达阳极A时光电子的动能的最大值。 16. 太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，这些核能最后转化为辐射能。现将太阳内部的核聚变反应简化为4个氢核（）聚变成氦核（），同时放出两个正电子（）。已知光速，氢核质量，氦核质量，正电子质量。要求计算结果保留一位有效数字。则： （1）请写出题中所述核聚变的核反应方程； （2）求每发生一次题中所述核聚变反应所释放的核能； （3）已知地球的半径，日地中心距离，忽略太阳的辐射能从太阳到地球的能量损失，每秒钟地球表面接收到的太阳辐射的总能量为，求每秒钟太阳辐射的电子个数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 实验中学2023-2024学年度第二学期期中考试试题 高二（物理） 一、单项选择题（每题4分，共44分） 1. 生活中的电子秤利用了传感器原理，电子秤称重时主要使用的是下列哪种传感器（　　） A. 超声波传感器 B. 压力传感器 C. 温度传感器 D. 红外传感器 【答案】B 【解析】 【详解】ABCD．电子秤的工作原理是通过压力传感器测量重物对称产生压力，故B正确。 故选B。 2. 分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，当分子间的距离从开始增大，下列说法正确的是（　　） A. 分子间的作用力表现为斥力 B. 分子力先减小后增大 C. 分子势能先减小后增大 D. 分子势能一直增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，当时，分子间的斥力等于引力，随着分子间距离增大，斥力和引力均减小，且斥力减小的快，则分子间的作用力表现为引力，故A错误； B．由图可知，当时，随着的增大，分子力先增大后减小，故B错误； CD．由A分析可知，当时，分子间的作用力表现为引力，随着的增大，分子力一直做负功，则分子势能一直增加，故C错误，D正确。 故选D。 3. 在人类对微观世界进行探索的过程中，许多科学家作出了不可磨灭的贡献，卢瑟福就是杰出代表之一。关于卢瑟福在物理学上的成就，下列说法正确的是（　　） A. 卢瑟福首先提出放射性半衰期的概念，并指出放射性元素衰变的快慢与外界的物理和化学状态有关 B. 卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，核反应方程为 C. 卢瑟福根据α粒子散射的实验结果，提出了原子核的结构模型 D. 卢瑟福根据α粒子散射的实验结果，发现原子核是由质子和中子组成 【答案】B 【解析】 【详解】A．卢瑟福首先提出放射性半衰期的概念，放射性元素衰变的快慢与外界的物理和化学状态无关，故A错误； B．卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现了质子，核反应方程为 故B正确； C．卢瑟福根据α粒子散射的实验结果，提出了原子的核式结构模型，故C错误； D．卢瑟福最先成功地在氮与α粒子的核反应里将原子核分裂，在实验里发现了质子，并且为质子命名，第一个提出原子核是由质子和中子组成，但并不是根据α粒子散射的实验结果，故D错误。 故选B。 4. 一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程回到原状态，状态变化过程中气体的压强与热力学温度的关系如图所示。、和三个状态气体的体积分别为和。下列说法正确的是（　　） A. B. 气体从状态到状态的过程中一定吸热 C. 气体从状态到状态的过程中分子的数密度增加 D. 气体在和三个状态中，状态时分子的平均动能最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据一定质量的理想气体的状态方程可知，从a→b的过程中，气体体积不变，即 从b→c的过程中，体积增大，即 故A错误； B．状态a到状态b的过程中气体的温度升高，则内能增大，体积不变，外界对气体不做功，由热力学第一定律得，气体从状态到状态的过程中一定吸热，故B正确； C．气体从状态到状态的过程中，体积增大，分子的数密度减小。故C错误； D．气体在和三个状态中，状态的温度最低，时分子的平均动能最小。故D错误。 故选B。 5. 将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 容器中的液体可能是水银 B. 若在“问天”太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高 C. 若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同 D. 图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部 【答案】D 【解析】 【详解】A．水银在玻璃表面是不浸润的，在玻璃管中是呈现凸形液面，故容器中的液体不可能是水银，故A错误； B．在太空舱中由于处在失重环境下，毛细现象更明显，液面直接攀升到毛细管顶部，毛细管越细，攀升速度越快，粗细不同的毛细管中液面都与毛细管齐平，故B错误； C．在毛细现象中，毛细管中液面的高低与液体的种类和毛细管的材质有关，若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差不一定相同，故C错误； D．图中毛细管内液面呈现浸润现象，说明固体分子对液体分子引力大于液体分子之间的引力，那么附着层的分子密度将会大于液体内部分子密度，此时附着层内的分子相互作用表现为斥力，液面呈现“扩散”的趋势，便形成了浸润现象，故D正确； 故选D。 6. 如图所示，用一跟与活塞相连的细线将绝热汽缸悬挂在某一高度静止不动，汽缸开口向上，内封闭一定质量的气体，缸内活塞可自由活动且不漏气．现将绳剪断，让汽缸自由下落，则下列说法正确的是（ ） A. 气体压强减小，内能增大 B. 外界对气体做功，气体内能不变 C. 气体的压强增大，内能增大 D 气体对外界做功，气体内能减小 【答案】C 【解析】 【详解】设大气压为，汽缸质量为M，横截面积为S，则汽缸内气体压强，剪断细线后，汽缸自由下落，处于完全失重状态，汽缸内气体压强，缸内气体压强变大，所以气体体积减小，外界对气体做功，汽缸绝热，气体内能增大，所以C正确，ABD错误． 点睛：汽缸自由下落时，活塞对气体就没有压力了，此时气体的压强和大气压强相同，分析出气体压强即可解决本题． 7. 下列说法中正确是（　　） A. 核反应方程中的X为质子 B. 铀核裂变的核反应方程是 C. 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为 D. 钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩0.2g未衰变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由质量数和电荷数守恒可知核反应方程应为 可知X为中子，A错误 B．铀核需要俘获一个慢中子就能产生裂变，则有铀核裂变的一种核反应方程为 B错误； C．卢瑟福用α粒子轰击氮核实验发现了质子，由质量数和电荷数守恒，其核反应方程 C正确； D．由衰变公式可得 D错误。 故选C。 8. 压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小。某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置，其电路如图甲所示。将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为，在电梯由静止开始运行过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 电梯匀加速下降 B. 电梯匀加速上升 C. 电梯下降且加速度在变大 D. 电梯上升且加速度在变小 【答案】C 【解析】 【详解】根据欧姆定律得 结合图像可得电路中的电流一直减小，又 可知压敏电阻的阻值一直增加，则A对压敏电阻的压力减小，可知A处于失重状态，则电梯处于向上减速或向下加速并且加速度越来越大。 故选C。 9. 研究光电效应实验中，某同学研究同一光电管在不同条件下的光电流与电压的关系如图所示。则下列说法中正确的是（　　） A. 甲光频率大于乙光频率 B. 乙光的波长大于丙光的波长 C. 乙光对应的截止频率小于丙光对应的截止频率 D. 若将甲光换成丙光来照射锌板，其逸出功将减小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．根据 可知入射光的频率越高，对应的截止电压越大。由题图知甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，故A错误； B．丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长，故B正确； C．同一金属，截止频率是相同的，故C错误。 D．同一种金属，逸出功是相等的，与入射光无关，故D错误。 故选B。 10. 无线话筒是振荡电路的一个典型应用。在振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（　　） A. 电容器正放电 B. 振荡电流正在增大 C. 电路中电流沿顺时针方向 D. 电场能正在向磁场能转化 【答案】C 【解析】 【详解】某时刻磁场方向如图所示，根据安培定则，可知回路中电流为顺时针方向，电容器上级板带正电，下极板带负电，故电容器正在充电，振荡电流减小，磁场减弱，电场增强，磁场能正在向电场能转化。 故选C。 11. 氢原子能级图如图所示，下列说法错误的是（　　） A. 大量处于n=4能级的氢原子跃迁时，可以发出6种不同频率的光 B. 用光子能量为0.5eV的光照射，可使氢原子从n=4能级跃迁到n=5能级 C. 用动能为0.5eV的电子轰击氢原子，可使氢原子从n=4能级跃迁到n=5能级 D. 处于n=4能级的氢原子可以吸收氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级发出的光子能量而发生电离 【答案】B 【解析】 【详解】A．大量处于n=4能级的氢原子跃迁时，可以发出=6种不同频率的光，A正确； B．氢原子从n=4能级跃迁到n=5能级，只能吸收能量为0.31eV的光子，B错误； C．用动能为0.5eV的电子轰击氢原子，可使氢原子从n=4能级跃迁到n=5能级，C正确； D．处于n=4能级的氢原子要发生电离，至少要吸收0.85eV的能量，氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级发出的光子能量 D正确。 故选B。 二、实验题（每空3分，共15分） 12. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中。 （1）某同学操作步骤如下： ①用0.5mL的油酸配制了1000mL的油酸酒精溶液 ②用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液体积为1mL ③在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定 ④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积为190cm2，油酸分子直径大小d=______m（结果保留一位有效数字）。 （2）若该同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把浴液滴在水面上，拿错的注射器的针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直径____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （3）若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径为d后，还可以继续测出阿伏加德罗常数NA=_____（用题中给出的物理量符号表示）。 （4）在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液：现将体积为V0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ρ，阿伏加德罗常数为NA，则油酸分子的直径为______，这一滴溶液中所含的油酸分子数为______。 【答案】（1） （2）偏小 （3） （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积 油酸分子直径大小 【小问2详解】 拿错的注射器的针管比原来的粗，则每滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积偏大，形成的油膜面积较大，则根据则这会导致实验测得的油酸分子直径偏小。 【小问3详解】 阿伏加德罗常数 【小问4详解】 [1]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为 油酸分子的直径 [2]这一滴溶液中所含的油酸分子数为 三、计算题（共41分） 13. 2011年8月12日，刘超等在广州大运会健美操有氧舞蹈团体赛中获得了冠军。刘超一次呼吸吸入450cm3的空气（按标准状况计算），已知标准状况下气体的摩尔体积为22.4L，空气的摩尔质量是M=29g/moL，则 (1)刘超一次呼吸所吸入的空气质量是多少？ (2)刘超吸入的气体分子数是多少？（结果保留两位有效数字） 【答案】(1)；(2)个 【解析】 【详解】(1)刘超一次呼吸所吸入的空气质量为 (2)所吸入的气体分子数为： 14. 如图所示，一粗细均匀的玻璃瓶水平放置，瓶口处有阀门K，瓶内有A、B两部分用一活塞分开的理想气体。开始时，活塞处于静止状态，A、B两部分气体长度分别为2L和L，压强均为p。若因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢漏气，活塞将缓慢移动，整个过程中气体温度不变，瓶口处气体体积可以忽略。当活塞向右缓慢移动的距离为0.4L时，（忽略摩擦阻力）求此时 （1）A中气体的压强； （2）B中剩余气体与漏气前B中气体的质量比。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设玻璃瓶的横截面积为，以A中气体为对象，由玻意耳定律得 解得A中气体压强为 （2）A、B气体通过活塞分开，A、B中气体压强始终保持相同，则有 设漏气后B中气体和漏出气体总长度为，由玻意耳定律得 解得 此时B中气体长度为 则此时B中剩余气体与漏气前B中气体的质量比为 15. 如图所示电路可研究光电效应的规律。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为9.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为5.0V；现保持滑片P位置不变，求： （1）光电管阴极材料的逸出功； （2）若改用光子能量为12.5eV的光照射阴极K，则到达阳极A时光电子的动能的最大值。 【答案】（1）4.5eV；（2）3.0eV 【解析】 【详解】（1）电流计的读数恰好为零，此时电压表的示数为5.0V，可知光电子的最大初动能为 根据 可得 （2）改用光子能量为12.5eV的光照射阴极时，从阴极溢出的光电子的最大初动能为 代入数据解得 则到达阳极时光电子的动能最大值为 16. 太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，这些核能最后转化为辐射能。现将太阳内部的核聚变反应简化为4个氢核（）聚变成氦核（），同时放出两个正电子（）。已知光速，氢核质量，氦核质量，正电子质量。要求计算结果保留一位有效数字。则： （1）请写出题中所述核聚变的核反应方程； （2）求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能； （3）已知地球的半径，日地中心距离，忽略太阳的辐射能从太阳到地球的能量损失，每秒钟地球表面接收到的太阳辐射的总能量为，求每秒钟太阳辐射的电子个数。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据核反应方程质量数和核电荷数守恒，则聚变的核反应方程为 （2）每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能为 代入数据可得 （3）设每秒钟太阳辐射的正电子个数为N，则每秒钟发生核聚变的次数为，太阳辐射的能量是以球面波的形式传播，根据能量守恒定律有 可得 代入数据可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$