精品解析：陕西省西安市周至县第四中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题（理科）

周至四中2023—2024学年度第二学期期中考试试题 高二物理（理科） 学校∶___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题：（本题共8小题，每小题4分，共32分。） 1. 据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是（　　） A. “人造太阳”的核反应方程是 B. “人造太阳”的核反应方程是 C. 根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应小得多 D. 根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应相同 2. 某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图（ ） A. B. C. D. 3. 在下列四个核反应方程中，符号“X”表示中子的是(　　) A. B. C. D. 4. 氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天，20g氡222经7.6天后还剩下（ ） A. 10g B. 5g C. 2.5g D. 1.25g 5. 下列关于近代物理事实的说法正确的是（　　） A. 汤姆孙研究阴极射线管发现了电子，并测出了电子的电荷量 B. 卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构模型 C. 根据玻尔的原子理论，原子从低能级跃迁到高能级时会辐射出光子 D. 查德威克利用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变并发现了质子 6. 下列选项中，说法正确的是 A. 光电效应揭示了光的波动性，爱因斯坦发现了光电效应的规律 B. 普朗克提出了能量子的假说，爱因斯坦利用能量子假说成功解释了黑体辐射的强度按波长分布的规律 C. 放射性元素放出的α粒子是原子核内的两个质子和两个中子组成的 D. 结合能指的是把核子分开需要的能量，比结合能是结合能与核子数之比，比结合能越小，原子核越稳定 7. 在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示。若该直线的斜率和纵坐标截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量h和所用材料的逸出功W0可分别表示为（　　） A. h=，W0=﹣ B. h=k，W0=﹣eb C. h=k，W0=﹣b D. h=ek，W0=﹣eb 8. 如图所示为一定质量的理想气体的压强随温度变化的图像，其中的延长线通过坐标原点，和分别与T轴和p轴平行，下列说法正确的是（　　） A. 过程气体单位体积内的分子数减少 B. 过程气体分子平均动能减小 C. 过程气体向外界放热 D. 全过程状态b的体积最大 二、多选题：（本题共4小题，每小题6分，共24分。全对得6分，对而不全得3分。） 9. 氢原子能级如图所示，已知可见光光子的能量在范围内，则下列说法正确的是（　　） A. 氢原子由能级跃迁到能级时，放出的光子为可见光 B. 大量氢原子处于能级时，向低能级跃迁能发出6种不同频率的光子 C. 处于基态的氢原子电离需要释放的能量 D. 氢原子处于能级时，可吸收能量的光子跃迁到高能级 10. 下列说法正确的是（　　） A. 具有各向异性的固定一定是晶体 B. 悬浮在液体中的小颗粒越大，布朗运动越剧烈 C. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 D. 两个分子间的引力或斥力均随分子间距的增大而减小，但斥力比引力减小得更快 11. 下列关于原子结构的说法正确的是 A. 电子的发现说明了原子内部还有复杂结构 B. 粒子散射实验揭示了原子的核式结构 C. 粒子散射实验中绝大多数粒子都发生了较大偏转 D. 粒子散射实验中有的粒子发生较大偏转是粒子与电子发生碰撞所致 12. 具有放射性，如静止的发生α衰变时，产生同时伴有γ光子辐射。若核、核和α粒子的质量分别为m1、m2和m3，下列说法正确的是（　　） A. 的结合能为（m1-m2-m3）C2 B. 核、核和α粒子中，核的结合能最大 C. γ光子是衰变过程中核辐射的 D. 核与α粒子能量之和等于反应前的能量 三、实验题：（本题共2小题，每空2分，共12分。） 13. 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取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液 ②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积 ③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴溶液，待其散开稳定 ④在蒸发皿上覆盖玻璃板，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜面积 请指出错误或有遗漏的步骤，并改正其错误： 错误的步骤：________； 有遗漏的步骤：________； （2）实验中，用a mL纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，现已测得一滴溶液c mL，将一滴溶液滴入水中，油膜充分展开后面积为S cm2，估算油酸分子的直径大小为________ cm． 14. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，按照油酸与酒精的体积比为配制油酸酒精溶液，用注射器滴取该溶液，测得滴溶液的总体积为，将一滴溶液滴入浅盘，稳定后将油酸膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示。已知坐标纸上每个小正方形的边长为。 （1）求油膜面积_________。 （2）估算油酸分子的直径_________。 （3）某同学实验中最终测得的油酸分子直径偏大，则其原因可能是___________。（填选项前的字母） A. 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B. 计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C. 水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 四、解答题：（本题共3小题，共32分。） 15. 铋210的半衰期是5天，经过多少天后，20 g铋还剩1.25 g ？ 16. 空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J。试问：此压缩过程中： (1)气体是吸收还是放出热量？ (2)吸收或放出多少J的热量？ 17. 负压病房是指病房内的气体压强略低于病房外的标准大气压的一种病房（如图），即新鲜空气可以流进病房，而被污染的空气就不会自行向外排出，必须由抽气系统抽出进行消毒处理，是WHO规定抢救新冠肺炎病人时的一个重要设施。现简化某负压病房为一个可封闭的绝热空间，室内空气所占空间的体积为，室内外气温均为℃，疫情期间，为了收治新冠肺炎病人，首先将室内空气封闭并加热至27℃。（标准大气压为，空气视为理想气体） (1)此时病房内的气压为多少？ (2)为了达到安全标准，在使用前先要抽掉一部分空气。求至少要抽掉的空气排到室外降温后的体积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 周至四中2023—2024学年度第二学期期中考试试题 高二物理（理科） 学校∶___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题：（本题共8小题，每小题4分，共32分。） 1. 据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是（　　） A. “人造太阳”的核反应方程是 B. “人造太阳”的核反应方程是 C. 根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应小得多 D. 根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应相同 【答案】A 【解析】 【详解】AB．“人造太阳”的核反应方程是，是氢核聚变方程，故A项正确，B项错误； CD．根据氢核聚变特点，相同质量的核燃料，氢核聚变释放的能量比裂变反应大得多，故CD项错误。 故选A。 2. 某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】同位素的质子数相同，中子数不同，而质量数等于质子数加中子数，设质子数为M，则有： A=N+M，所以B正确．故选B 【点睛】 3. 在下列四个核反应方程中，符号“X”表示中子的是(　　) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A反应中，根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为2+7-8=1，质量数为4+14-17=1，不是中子，是质子，故A错误；B反应中，根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为92-90=2，质量数为238-234=4，不是中子，是α粒子，故B错误；C反应中，根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为4+2-6=0，质量数为9+4-12=1，为中子，故C正确；D反应中，根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为90-91=-1，质量数为234-234=0，不是中子，是电子，故D错误；故选C． 4. 氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天，20g氡222经7.6天后还剩下（ ） A. 10g B. 5g C. 2.5g D. 1.25g 【答案】B 【解析】 【详解】20g氡222经7.6天后还剩下的质量为 故选B。 5. 下列关于近代物理事实的说法正确的是（　　） A. 汤姆孙研究阴极射线管发现了电子，并测出了电子的电荷量 B. 卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构模型 C. 根据玻尔的原子理论，原子从低能级跃迁到高能级时会辐射出光子 D. 查德威克利用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变并发现了质子 【答案】B 【解析】 【详解】A．汤姆孙发现了电子但并未测出电子的电荷量，故A错误； B．卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构模型，故B正确； C．根据玻尔的原子理论，原子从低能级跃迁到高能级时应吸收光子，故C错误； D．卢瑟福利用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变并发现了质子，故D错误。 故选B。 6. 下列选项中，说法正确的是 A. 光电效应揭示了光的波动性，爱因斯坦发现了光电效应的规律 B. 普朗克提出了能量子的假说，爱因斯坦利用能量子假说成功解释了黑体辐射的强度按波长分布的规律 C. 放射性元素放出的α粒子是原子核内的两个质子和两个中子组成的 D. 结合能指的是把核子分开需要的能量，比结合能是结合能与核子数之比，比结合能越小，原子核越稳定 【答案】C 【解析】 【详解】A．光电效应揭示了光的粒子性，爱因斯坦发现了光电效应的规律，故A错误； B．普朗克提出了能量子的假说，并利用能量子假说成功解释了黑体辐射的强度按波长分布的规律，故B错误； C．放射性元素放出的α粒子是原子核内的两个质子和两个中子组成的，故C正确； D．结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量而是把核子分开需要的能量；比结合能表达了原子核的稳定性，比结合能越大，原子核越稳定，故D错误。 故选C。 7. 在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示。若该直线的斜率和纵坐标截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量h和所用材料的逸出功W0可分别表示为（　　） A. h=，W0=﹣ B. h=k，W0=﹣eb C. h=k，W0=﹣b D. h=ek，W0=﹣eb 【答案】D 【解析】 【详解】由光电效应方程可得 其中 Ekm=eUc 变形得 根据图像得 解得 h=ek 纵坐标轴截距 解得逸出功为 W0=-eb ABC错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示为一定质量的理想气体的压强随温度变化的图像，其中的延长线通过坐标原点，和分别与T轴和p轴平行，下列说法正确的是（　　） A. 过程气体单位体积内的分子数减少 B. 过程气体分子平均动能减小 C. 过程气体向外界放热 D. 全过程状态b的体积最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．过程，气体温度T不变，该过程为等温过程，气体压强p增大，所以体积V减小，单位体积内的分子数增多，A错误； B．过程气体温度T升高，气体分子平均动能增大，B错误； C．过程，由于延长线通过坐标原点，根据理想气体状态方程可知，该过程为等容变化，温度T减小，气体内能减小，体积不变，做功为零，根据热力学第一定律，可知气体向外界放热，C正确； D．根据上述，过程，气体体积不变，过程，气体体积减小，可知全过程状态b的体积最小，D错误。 故选C。 二、多选题：（本题共4小题，每小题6分，共24分。全对得6分，对而不全得3分。） 9. 氢原子能级如图所示，已知可见光光子的能量在范围内，则下列说法正确的是（　　） A. 氢原子由能级跃迁到能级时，放出的光子为可见光 B. 大量氢原子处于能级时，向低能级跃迁能发出6种不同频率的光子 C. 处于基态的氢原子电离需要释放的能量 D. 氢原子处于能级时，可吸收能量的光子跃迁到高能级 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．氢原子从能级跃迁到能级时释放出的光子能量为 不在之间，则放出的光子不是可见光，故A错误； B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁的过程中，可释放出 种 不同频率的光子，故B正确； C．处于基态的氢原子电离需要吸收的能量，故C错误； D．氢原子处于能级，吸收能量的光子时，有 正好跃迁到能级，故D正确。 故选BD。 10. 下列说法正确的是（　　） A. 具有各向异性的固定一定是晶体 B. 悬浮在液体中的小颗粒越大，布朗运动越剧烈 C. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 D. 两个分子间的引力或斥力均随分子间距的增大而减小，但斥力比引力减小得更快 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．具有各向异性的固定一定是单晶体，即一定是晶体，选项A正确； B．悬浮在液体中的小颗粒越小，布朗运动越剧烈，选项B错误； C．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，选项C正确； D．两个分子间的引力或斥力均随分子间距的增大而减小，但斥力比引力减小得更快，选项D正确。 故选ACD。 11. 下列关于原子结构的说法正确的是 A. 电子的发现说明了原子内部还有复杂结构 B. 粒子散射实验揭示了原子的核式结构 C. 粒子散射实验中绝大多数粒子都发生了较大偏转 D. 粒子散射实验中有的粒子发生较大偏转是粒子与电子发生碰撞所致 【答案】AB 【解析】 【详解】AB.电子的发现，证明了原子内部有带正电的物质，粒子的散射实验说明了原子内部很空，揭示了原子的核式结构，故A正确，B正确； C.粒子散射实验中只有极少数粒子发生了大角度偏转，故C错误； D. 极少数粒子发生大角度偏转的原因是距离原子核较近的粒子受到了原子核的库仑斥力，故D错误。 12. 具有放射性，如静止的发生α衰变时，产生同时伴有γ光子辐射。若核、核和α粒子的质量分别为m1、m2和m3，下列说法正确的是（　　） A. 的结合能为（m1-m2-m3）C2 B. 核、核和α粒子中，核的结合能最大 C. γ光子是衰变过程中核辐射的 D. 核与α粒子能量之和等于反应前的能量 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．由质能方程可知，（m1-m2-m3）c2为核衰变中因质量亏损释放的能量，不是的结合能，A错误； B．在核、核和α粒子中，的核子数最多，结合时需要最多的能量，即结合能最大，B正确； C．衰变中，处于激发态，当它向低能级跃时辐射出γ光子，C正确； D．核与α粒子能量、γ光子辐射将带走的一部分能量之和等于反应前的能量，D错误。 故选BC。 三、实验题：（本题共2小题，每空2分，共12分。） 13. 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取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液 ②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积 ③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴溶液，待其散开稳定 ④在蒸发皿上覆盖玻璃板，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜面积 请指出错误或有遗漏的步骤，并改正其错误： 错误的步骤：________； 有遗漏的步骤：________； （2）实验中，用a mL纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，现已测得一滴溶液c mL，将一滴溶液滴入水中，油膜充分展开后面积为S cm2，估算油酸分子的直径大小为________ cm． 【答案】 ①. 在量筒中滴入N滴溶液，测出它的体积 ②. 在水面上先撒上痱子粉 ③. 【解析】 【详解】（1）[1]错误的步骤是②，应为：要测出一滴油酸酒精溶液的体积，即在量筒中滴入N滴溶液； [2]有遗漏的步骤是③，应为：为了使一滴油酸酒精溶液散开后界面比较清晰，要在水面上先撒上痱子粉． （2）[3]据题得：油酸酒精溶液的浓度为，一滴酸酒精溶液的体积为cmL，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 则油酸分子的直径为 14. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，按照油酸与酒精的体积比为配制油酸酒精溶液，用注射器滴取该溶液，测得滴溶液的总体积为，将一滴溶液滴入浅盘，稳定后将油酸膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示。已知坐标纸上每个小正方形的边长为。 （1）求油膜面积_________。 （2）估算油酸分子的直径_________。 （3）某同学实验中最终测得的油酸分子直径偏大，则其原因可能是___________。（填选项前的字母） A. 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B. 计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C. 水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 【答案】 ①. ②. ③. AC##CA 【解析】 【详解】（1）[1]估算油膜面积时以超过半格算一格，小于半格就舍去为原则，油膜中大约有个小方格，则油膜的面积为 （2）[2]油酸酒精溶液的浓度为 一滴溶液中含有纯油酸的体积为 可得油酸分子的直径为 （3）[3] A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，体积偏大，所测油酸分子直径偏大，A正确； B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，所测油膜面积偏大，所测油酸分子直径偏小，B错误； C．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，形成的不是单分子油膜，所测油膜面积比单分子油膜面积小，所测油酸分子直径偏大，C正确； 故选AC。 四、解答题：（本题共3小题，共32分。） 15. 铋210的半衰期是5天，经过多少天后，20 g铋还剩1.25 g ？ 【答案】20天 【解析】 【分析】 【详解】根据 代入数据解得 天 16. 空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J。试问：此压缩过程中： (1)气体是吸收还是放出热量？ (2)吸收或放出多少J的热量？ 【答案】(1)放热；(2) 0.5×105J 【解析】 【详解】(1)(2)由题意可知活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J，则 W=2.0×105J 同时气体的内能增加了1.5×105J，则 ∆U=1.5×105J 根据热力学第一定律 ∆U=W+Q 可得 Q=∆U-W=-0.5×105J 可知气体放热0.5×105J。 17. 负压病房是指病房内的气体压强略低于病房外的标准大气压的一种病房（如图），即新鲜空气可以流进病房，而被污染的空气就不会自行向外排出，必须由抽气系统抽出进行消毒处理，是WHO规定抢救新冠肺炎病人时的一个重要设施。现简化某负压病房为一个可封闭的绝热空间，室内空气所占空间的体积为，室内外气温均为℃，疫情期间，为了收治新冠肺炎病人，首先将室内空气封闭并加热至27℃。（标准大气压为，空气视为理想气体） (1)此时病房内的气压为多少？ (2)为了达到安全标准，在使用前先要抽掉一部分空气。求至少要抽掉的空气排到室外降温后的体积。 【答案】(1)；(2) 【解析】 【分析】 【详解】(1)病房内气体发生等容变化，由查理定律可得 解得 此时病房内的气压为。 (2)该过程可看成等温变化，由玻意耳定律可得 解得 需要抽掉的体积为 降温的过程可看成等压变化，由盖-吕萨克定律可得 解得 至少要抽掉的空气排到室外降温后的体积为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $