山东省青岛市即墨区2023-2024学年高二下学期5月期中考试物理试题

高二物理试题 第 1 页 （共 8 页） V P 光束 窗口 μ A ∞ 1 2 3 4 5 E/eV n －3.40 －13.60 －1.51 －0.85 －0.54 0 高二期中质量检测 物理试题 2024.05 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生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，将本试卷和答题卡一并交回。 一．单项选择题：本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 题目要求的。 1．如图所示为研究光电效应的实验装置，某同学要用该装置测量普朗克常量，操作步骤如下：先用频率为 v1的光照射光电管，此时电流表中有电流，调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为 0，记下此时电压 表的示数 U1；改用频率为 v2的光照射光电管，重复前面步骤，记下电压表的示数 U2。已知电子的电荷 量为 e，根据以上实验，普朗克常量实验测量值的计算式为 A． 1 2 2 1 ( )e U U     B． 2 1 2 1 U U     C． 1 2 1 2 ( )e U U     D． 2 1 1 2 U U     2．如图为氢原子能级图，一群处于 n=4 激发态的氢原子，它们可以自发地跃迁到较低能级，下列说法正确 的是 A．氢原子发生能级跃迁时，可产生连续光谱 B．处于基态的氢原子能吸收 14eV 的光子发生电离 C．处于基态的氢原子能吸收 11eV 的光子发生能级跃迁 D．从 n=2 能级跃迁到基态所辐射出的光子的动量最大 3．某同学站在水池边用激光笔照射水面，通过控制转换开关，该激光笔可以分别发射出两种单色光 a 和 b。 该同学先用单色光 a 斜射向水面，其折射光线恰好照亮位于池底的鹅卵石 P；过一会儿水池水面下降了 一些，该同学换用单色光 b 沿同一路径斜射向水面，其折射光线也恰好照亮鹅卵石 P。鹅卵石 P 可以视 为质点，下列说法正确的是 A．水对 a 光的折射率大于水对 b 光的折射率 B．在水中传播时，a 光波长比 b 光波长短 C．a 光在水中传播速度大于 b 光在水中传播速度 D．若用 b 光照射某金属能发生光电效应，则用 a 光照射该金属也能发生光电效应 高二物理试题 第 2 页 （共 8 页） Z m O （Fe） 26 A B C D E F r Ep r1 r2 O 4．劈尖干涉是一种薄膜干涉。如图，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从 而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，用绿色光从上方入射，从上往下看可以观察到明暗相间的 干涉条纹。现若在图示装置中抽去一张纸片，用绿色光从上方入射，下列说法正确的是 A．抽去纸片后，相邻两条亮纹或暗纹间距离变小 B．抽去纸片前的某条亮纹，在抽去纸片后向右移动 C．抽去纸片前后比较，干涉条纹不发生任何改变 D．抽去纸片后，若用红色光照射，则相邻两条亮纹或暗纹间距离可能不变 5．一个质子的动能为 10eV，某电子的德布罗意波长与这个质子的德布罗意波长相等，已知一个质子的质 量为一个电子质量的 1836 倍，则这个电子的动能为 A．10eV B．1.84 eV C．20 eV D．18360 eV 6．某放射性元素经过 6d 后，只剩下 1 8 没有衰变。测绘技术人员为估算某小型水库的库容，取一瓶无毒的 该放射性元素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变 8×108次。现将这瓶溶液倒入水库，8d 后从水库中取 体积为 1.0m3的水样，测得水样每分钟衰变 20 次，可认为溶液在水库中已均匀分布，则水库所储存水 的体积约为 A．4.0×107m3 B．2.5×106m3 C．5.0×106m3 D．1.0×107m3 7．核物理学家发现，不同的原子核其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）并不完全相同，原子核 内核子平均质量m 随原子序数 Z 变化的关系图像如图所示，下列说法正确的是 A．原子序数不同，核子平均质量不同，原子核的比结合能也不同 B．原子核 F 裂变为原子核 D 和 E，会释放核能 C．原子核 A 裂变为原子核 B 和 C，原子核的比结合能增大，会释放核能 D．原子核 D 和 E 聚变为原子核 F，原子核的比结合能减小，会释放核能 8．如图，为两分子间的分子势能 Ep随分子间距离 r 变化的关系图像，根据对 Ep─r 关系图像的分析，下列 说法正确的是 A．r1处为分子平衡位置 B．r2处为分子力表现为引力且最大的位置 C．分子间距离足够大时，分子势能最小，分子间无相互作用力 D．r＞r2时，随 r 增大，分子势能增大，分子间作用力先增大后减小 9．如图，为光导纤维示意图，玻璃丝长为 L，AB、CD 为其左、右两横截面。一束单色光以入射角 i 从 AB 端面射入玻璃丝，已知玻璃丝对该单色光的折射率 2n  ，光在真空中的传播速度为 c。从 CD 端面射 高二物理试题 第 3 页 （共 8 页） D A B C 玻璃丝 空气 L i 出的光束强度等于从 AB 端面射入光束强度，下列说法正确的是 A．入射角 i 可以取任意值 B．入射角 i 须满足 i≤45° C．光在玻璃丝中传播的最长时间为 2L c D．光在玻璃丝中的传播时间与入射角 i 大小无关 10．某质检部门通过利用干涉原理测定矿泉水的折射率来评估一批矿泉水的质量。如图所示，将待测矿泉 水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为真空)，特制容器未画出，通过对比填充后的干 涉条纹间距 x2 与填充前的干涉条纹间距 x1 就可以计算出该矿泉水的折射率。单缝 S0、双缝中点 O、屏 上的 P0 点均位于双缝 S1 和 S2 连线的中垂线上，屏上 P 点处是 P0 上方的第 3 条亮条纹(不包括 P0 点处的 亮条纹)的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，双缝S1 与S2 之间的距离为d，双缝 到屏的距离为L，下列说法正确的是 A．来自双缝 S1和 S2的光传播到 P 点处的时间差为 3λ c B． 2 1x x C．该矿泉水的折射率为 1 2 x x D．仅将单缝 S0沿中垂线向左移动过程中，在 P 点处可能会观察到暗条纹 二．多项选择题：本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题 目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，选错或不选得 0 分。 11．关于固体，下列说法正确的是 A．固体可分为晶体和非晶体两类，有的晶体在不同方向上有不同的光学性质 B．由同种元素构成的固体，可能会因原子的排列方式不同而成为不同的晶体 C．在合适条件下，某些晶体可转变为非晶体，某些非晶体也可转变为晶体 D．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 12．下列现象中能够发生且又不违背热力学第二定律的是 A．一杯热茶自然放置，茶会自动变得更热 B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能 C．电冰箱通电后把冰箱内低温物体的热量传到箱外高温物体 D．桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离 O S0 S1 S2 P0 P 高二物理试题 第 4 页 （共 8 页） 1 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 10 15 20 25 单位速率间隔分子数 占总分子数的百分比 分子速率 （×102m/s） 13．体积均为 1L 的两个容器，装有质量相等的氧气，一个容器内气体的温度为 0℃，另一个容器内气体的 温度为 100℃，如图，图中实线和虚线分别为两容器中氧气分子的速率分布图像，关于这两个容器中氧 分子运动速率的分布，下列说法正确的是 A．100℃时氧气分子的速率均大于 0℃时的氧气分子速率 B．图中实线和虚线分别为 0℃时和 100℃时氧气速率分布曲线 C．图中虚线与横轴间所包围面积大于实线与横轴间所包围面积 D．图中实线对应情形下单位体积内分子数及单位时间内对器壁单位面积的冲量均小于虚线对应的情形 14．北京时间 2021 年 12 月 9 日 15：40，“天宫课堂”第一课正式开讲，“太空教师”王亚平在中国空间 站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。王亚平在天宫授课中，演示了“液桥演示实验”，在两 块塑料板间用水搭建一座长约 10cm 的桥，如图甲所示。受此启发，某同学设想进行“天地同一实验”， 即在空间站和地面做同一个实验，观察实验现象，下列说法正确的是 A．图甲中液桥的建立是由于液体表面存在张力，在地面做相同实验，也能观察到同样长度的桥 B．图乙中将两端开口细玻璃管竖直插入水中，该装置在空间站和地面观察到管内液面升高的高度相同 C．图丙中液体中足够小固体微粒，在空间站和地面上都可以观察到布朗运动 D．图丁中要使一枚硬币浮在水面上，在空间站和地面上都可以实现 15．如图所示，一根竖直的弹簧支撑着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空保持静止。活塞与缸壁间无摩擦， 可以在缸内自由移动，气缸导热性良好，可以使气缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，大气压强 不变，下列说法正确的是 A．若外界大气压增大，则弹簧将被再压缩一些 B．若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将减小 C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小 D．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大 16．如图，一定质量的某种理想气体，沿 p─V 图像中箭头所示方向，从状态 A 开始先后变化到状态 B、C， 再回到状态 A。已知 A 状态气体温度为 27℃，气体内能为 E0，一定质量的理想气体内能与其热力学温 度成正比，下列说法正确的是 甲 乙 丙 丁 高二物理试题 第 5 页 （共 8 页） h 1 0 2 2 3 4 p （×105Pa） V （×10 -3m3） B A C A．气体在 C 状态时的温度为 600K B．从状态 A→B→C 的过程中，气体对外界做功 400J C．气体在 A→B 过程中从外界吸收的热量为 0 3 E D．气体在 C→A 过程中向外界释放的热量为 0 500(J) 3 E  三、非选择题：本题共 5 小题，共 46 分。 17．（6 分）某实验小组要探究大气压强随高度的变化规律，设计了如图所示的实验装置，他们在一栋 17 层高的大楼内进行实验，每层楼的高度均为 4m，一楼地板与地面平齐。操作步骤如下： ① 在一个密闭的玻璃瓶的塞子上竖直插入一根两端开口且足够长的细玻璃管，瓶内有一定质量的水和 空气。该小组同学先从玻璃管上端向瓶内吹气，使细玻璃管内水面高出瓶内水面一适当高度； ② 该小组同学先将玻璃瓶放在一楼水平地板上，水柱稳定后记录细玻璃管内水面与瓶内水面间的高度 差 h，然后在不同楼层水平放稳玻璃瓶，记录多组玻璃管内水面与瓶内水面间高度差 h 的值。 下表为他们记录的实验数据，不计水面升降引起的瓶内空气体积和温度的变化，不考虑毛细现象，水银 的密度是水的密度的 13.6 倍。请回答下面问题： （1）由测得数据可得，高度每升高 12m，大气压强约减小 mmHg。（计算结果保留 1 位有效数字）； （2）该小组同学实验前从玻璃管上端向瓶内吹气的原因是 ； （3）该小组同学选择在玻璃瓶内装水进行实验，而不是装水银，主要原因是 ； （4）该小组同学在完成对大气压强随高度变化规律的探究后，要进一步利用该装置和探究结果来测量当地 一座山的高度。他们先将该装置水平放在温度为 27℃、大气压强为 750mmHg 的山脚下的 P 处，测得玻璃 管内水面与瓶内水面间高度差为 204.0mm，他们再将该装置移到山顶上的 Q 处水平放稳，稳定后测得玻璃 管内水面与瓶内水面间高度差为 272mm。他们又测得该山山顶 Q 处的温度为 21℃，则山顶 Q 处到山脚 P 处的竖直高度差为 m（计算结果保留小数点后 1 位小数）。 楼层 1 4 7 10 13 16 h/mm 214.1 227.7 241.5 255.1 268.5 282.0 高二物理试题 第 6 页 （共 8 页） 18．（8 分）如图甲所示，图中阴影部分 ABC 为一透明材料制成的柱形光学元件的横截面，AC 为 1 4 圆弧， O 为圆弧圆心，ABCO 构成正方形。某实验小组要测定该元件的折射率，可供选用的器材有：大头针、笔、 刻度尺、圆规、平整木板、图钉、白纸。 （1）该实验小组同学进行了如下实验操作，请将步骤补充完整； ① 将白纸用图钉固定在平整木板上，把光学元件放在白纸上，在白纸上描绘出光学元件的截面图，标 好对应位置 O、A、B、C； ② 在 O 点垂直纸面插上大头针 P； ③ 在 D 点垂直纸面插上大头针 P1，在 BC 外侧观察，发现无论如何调整视线都不能看到大头针 P 和 P1的像在一条直线上；要在 BC 外侧能观察到大头针 P 和 P1的像在一条直线上，应使插针点 D （选 填“靠近”或“远离”）直线 OB； ④ 在合适位置D插上大头针 P2，如图乙所示，在 BC 外侧调整视线，直到在某方向上观察到大头针 P 和 P2的像在一条直线上，并在该方向上垂直纸面插上两枚大头针 P3、P4，使 P3挡住 P 和 P2的像， 4P 挡 住 ； ⑤ 移走大头针和光学元件，在纸上记录好 P、P2、P3、P4的插孔位置，在白纸上建立直角坐标系 xOy， 使 x 轴与 OC 重合，y 轴与 OA 重合，用刻度尺测出 P2、P3、P4三点的坐标值（x2，y2）、（x3，y3）、（x4，y4）， 该光学元件折射率测量值的表达式为 n= ；（用测量的坐标值表示） （2）根据该小组的实验操作过程，下列哪些措施能够提高实验的准确度 ； A．应选用较粗的大头针完成实验 B．应选用较细的大头针完成实验 C．插在光学元件同侧的两枚大头针间的距离应适当小些 D．插在光学元件同侧的两枚大头针间的距离应适当大些 （3）若该小组测得该元件折射率 n=2，该光学元件圆弧面的半径为 R。若只考虑首次从圆弧 AC 直接射向 AB 面和 BC 面的光线，从插在 O 点的大头针 P 射向圆弧 AC 的光线中，有一部分光线不能从 AB、BC 面直 接射出，则这部分光照射到圆弧 AC 上的弧长为 。 甲 A B C O D 乙 x y A B C O D 高二物理试题 第 7 页 （共 8 页） L1 L2 h Ⅰ Ⅱ A B 19．（10 分）“祝融号”火星车所安装的太阳能电池板在火星上发电能力有限，我国科学家们采用放射性材 料—PuO2发电以补充火星车供电不足，PuO2中的 Pu 是 238 94 Pu， 238 94 Pu发生 衰变后变为原子核 U。若静 止的 238 94 Pu原子核在匀强磁场中发生 衰变，衰变产生的 粒子动能为 E， 粒子速度方向与磁场方向垂 直，在磁场中做匀速圆周运动的周期为 T0，衰变释放的核能全部转化为 U 核和 粒子的动能，光在真空中 的传播速度为 c。 （1）写出原子核 238 94 Pu发生衰变的核反应方程式； （2）求原子核 238 94 Pu衰变过程中发生的质量亏损 m ； （3）求衰变后原子核U与 粒子再次相碰的所经历的最短时间 t。 20．（10 分）如图，粗细不同的圆筒竖直固定不动，粗筒横截面积是细筒的 2 倍。粗筒中封闭有压强 p1=75cmHg 的空气柱 I，气柱长度 L1=20cm，细筒中 A、B 两轻质活塞间封闭有空气柱 II，气柱长度 L2=10cm。活塞 A 上方的水银柱高 h=10cm，两轻质活塞与筒壁间摩擦不计。用外力向上托住活塞 B，使之处于平衡状态，此 时水银面与细筒上端相平。现推动活塞 B 缓慢上移，直至水银刚好全部被推入粗筒中，整个过程中两气柱 温度不变，大气压强 p0=75cmHg，封闭气体均可视为理想气体，两活塞重力不计，求： （1）水银恰好被全部推入粗筒时，空气柱 I 的压强 1p； （2）活塞 B 上移的距离 L 。 高二物理试题 第 8 页 （共 8 页） i A B C D 60° 21．（12 分）如图，为一个由同种透明玻璃材料制成的柱形光学元件截面图，其横截面由 1 4 圆和一个直角 三角形 ABC构成，该玻璃材料的折射率 2n  ， 1 4 圆的半径为R，AD面上涂有黑色吸光材料，∠ACB=60°。 一束平行单色光以 i=45°的入射角射向 AC 界面，光在真空中传播速度为 c。 （1）求圆弧 BD 上有光线射出部分的弧长 l； （2）求经圆弧 BD 一次反射后恰好经过 D 点的光在 AC 上的入射点距 A 点的距离 d； （3）对于能从圆弧 BD 上射出光线，求光在元件中传播的最长时间 tm。 高二物理参考答案及评分标准 第 1 页 （共 4 页） 高二物理参考答案及评分标准 2024.05 一．单项选择题：本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。每小题只有一个选项符合题目要求。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C B D B C D A C 二．多项选择题：本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 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，选错或不选得 0 分。 题号 11 12 13 14 15 16 答案 ABC CD BC CD BD BD 三．非选择题：本题共 5 小题，共 46 分。 17．（6分）（1）1（2分）（2）便于测量细玻璃管内水面与瓶内水面间的高度差（1分）（3）水密度比水 银密度小，压强变化相同时，水的高度差更明显（1分）（4）243.6（2分） 18．（8分）（1）远离（1分）、P3和 P、P2的像（1分）、         2 2 4 3 2 2 2 2 2 4 3 4 3 y y x y y x x y y      （2分）（2）BD（2分） （3） 6 R （2分） 19．（10分）参考答案及评分标准： （1） 238 94 Pu发生 衰变的核反应方程式为 238 234 4 94 92 2Pu U+ He （1分） （2） 238 94 Pu发生 衰变过程动量守恒，设衰变后 234 92 U和 粒子的速度分别为 v1、v2，核子质量为 m，有 1 2234 4mv mv （1分） 2 2 1 4 2 E mv  （1分） 2 U 1 1 234 2 E mv  （1分） 2 UE E m c    （1分） 解得： 2 119 117 E m c   （1分） （3） 0 2π 4 2 m T qB   （1分） U 2π 234 92 m T qB   （1分） 高二物理参考答案及评分标准 第 2 页 （共 4 页） 0 U 1 t t T T   （1分） 解得： 0 117 25 t T （1分） 20．（10分）参考答案及评分标准： （1）设细圆筒的横截面积为 S，水银全部计入粗圆筒后水银柱的高度为h，此时粗筒内气体压强为 1p， 有 2hS h S  （1分） 对气柱Ⅰ，有 1 1 1 12 (2 )p L S p L S hS   （2分） 解得： 1 100cmHgp  （1分） （2）设开始时气柱Ⅱ的压强为 p2，当水银刚好全部计入粗圆筒时，气柱Ⅱ的压强为 2p，有 2 0p p h  （1分） 2 1p p h    （1分） 对气柱Ⅱ，有 2 2 2 2p L S p L S  （1分） 活塞 B上移的距离为 2 2L L h L    （2分） 解得： 11.91cmL  （1分） 21．（12分）参考答案及评分标准： （1）截面内圆弧 BD上恰好光线能射出时的光路如图甲（1分） 有 sin sin i n   （1分） 1 sinC n  （1分） l RC （1分） 解得： π 4 R l  （1分） （2）经圆弧 BD一次反射后恰好经过 D点的光路图如图乙 （1分） 由几何关系可知 乙 A B C D i F G 甲 A B C D 60° E i  高二物理参考答案及评分标准 第 3 页 （共 4 页） ∠AFG=∠FAD=∠AFD=∠ADF=60° （1分） 所以 d AG R  （1分） （3）作圆弧 BD的切线且与 AC平行，切点为M，当光线从 M点射出时，光在元件中传播时间最长，此 时的光路图如图丙 （1分） 设 AMN   ，光在元件中的传播速度为 v，有几何关系可知  =30° （1分） cos R MN   （1分） c n v  （1分） 解得： m 2 6 3 MN R t v c   （1分） 丙 i A B C D 60° M N