内容正文:
平罗中学2025--2026学年度第二学期第三次考试试题
高二物理
满分:100分 考试时长:75分钟
I卷(选择题)
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 在核物理研究的历史中,卢瑟福的α粒子散射实验具有奠基性意义,如图,关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 确定了中子半径的数量级为10-10 m
B. 证明了原子内带正电的物质占据原子非常小的空间
C. 观察到绝大多数α粒子发生了大角度偏转,甚至被反弹回来
D. 卢瑟福根据该实验提出了原子的核式结构模型,且认为原子核由质子和中子组成
2. 用波长为 的 (伽马)射线轰击锌靶产生的核反应方程为:,已知 射线的速度为,普朗克常量为。则( )
A. X表示 B. X表示
C. 一个 光子的动量为 D. 一个 光子的能量为
3. “工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示,热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖,在水面和杯盖间就封闭了一部分空气(可视为理想气体)。下列说法正确的是( )
A. 玻璃盖碗是非晶体
B. 水温越高,每个水分子运动的速率越大
C. 温度降低,玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变大
D. 水滴落在干净的茶托上会自然摊开,这说明水不能浸润茶托
4. 关于以下各图中所示的热学相关知识,描述正确的是( )
A. 图甲中,布朗微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越明显
B. 图乙中,在由变到的过程中分子力做正功
C. 图丙中,曲线1(虚线)对应的分子平均动能比曲线2(实线)对应的分子平均动能大
D. 图丁中,一定质量的理想气体完成一个循环中其温度始终不变
5. 关于近代物理知识,下列说法中正确的( )
A. 原子核的结合能越大,原子核越稳定
B. 动量相等的质子和中子,它们的德布罗意波长不相等
C. 铀核裂变的一种核反应方程可能为
D. 处于能级的氢原子群向基态跃迁最多可能产生6种频率的光子
6. 如表所示为几种金属的逸出功,用光子能量为2.55 eV的光照射到表中各金属表面,逸出光电子最大初动能为0.30 eV的金属是( )
金属的逸出功
金属
铷
钾
钠
钙
2.13
2.25
2.29
3.20
A. 铷 B. 钾 C. 钠 D. 钙
7. 一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N,其p−V图像如图所示。在过程1中,气体始终与外界无热量交换;在过程2中,气体先经历等容变化再经历等压变化,对于这两个过程,下列说法正确的是( )
A. 气体经历过程1,其温度降低 B. 气体经历过程1,其内能增大
C. 气体在过程2中一直对外放热 D. 气体在过程2中一直对外做功
8. 下列说法正确的是( )
A. 氦4核中有2个质子,2个中子 B. 氦4核与氦3核不是互为同位素
C. 中的质子数比中子数少2 D. 中的质子数比中子数少3
9. 伽马刀虽然名为“刀”,但实际上是一种精准放射治疗系统,通过聚焦γ射线去除病变组织。其主要利用Co衰变获得所需的射线,Co发生衰变后产生的新核用X表示,已知X比多一个质子,Co的半衰期约为5.3年,下列说法正确的是( )
A. 发生了β衰变
B. X的质量数与的质量数的差等于1
C. X的比结合能比的要大
D. 伽马刀中特定的200个原子,经过5.3年后仍有100个未发生衰变
10. 氢原子能级图如甲图所示,一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出的光中,仅有a、b两种光能使乙图所示的光电管阴极K产生光电效应。用a、b两种光分别照射光电管阴极K,测得光电流I随电压U变化的图像如丙图所示。下列说法中正确的是( )
A. a光的频率大于b光
B. 处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时发出b光
C. 在水中传播时,a光的传播速度小于b光的传播速度
D. 处于基态的氢原子可以吸收能量为10.20eV的光子发生跃迁
第II卷(非选择题)
二、实验题(本题共2小题,每空2分,共14分)
11. 在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)如图,用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,下列说法中正确的是( )
A. 若不小心用手触摸了光学表面,不会影响测量
B. 为减少测量误差,、的连线与法线的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差,和的距离应适当取大些
(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度______(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。
(3)在该实验中,光线是由空气射入玻璃砖,根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图所示,从图像可知玻璃砖的折射率等于______。
12. 某小组同学用下图装置进行“用双缝干涉测量光的波长”实验,光具座上放置的光学元件从左向右依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜(目镜)。
(1)M、N、P三个光学元件依次为过______。
A. 单缝、双缝、滤光片 B. 双缝、滤光片、单缝
C. 滤光片、单缝、双缝 D. 滤光片、双缝、单缝
(2)某次测量中,小明将测量头的分划板中心刻线对准第1条亮条纹中心,手轮示数,调节测量头,让分划板中心刻线对准第5条亮条纹中心时,手轮示数如右图所示,此时示数______。
(3)若测出装置中双缝的间距、双缝到屏的距离,则形成此干涉图样的单色光的波长为______。
(4)另一同学安装好实验装置后,观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置进行调整后,在屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目增加,则该调整可能是______。
A. 仅增大光源与滤光片间的距离
B. 仅增大单缝与双缝的距离
C. 仅将单缝与双缝的位置互换
D. 仅将绿色滤光片换成紫色滤光片
三、计算题(本题共3小题,共40分。解答过程写出必要的文字说明、方程式和计算过程,只写出最后答案的不得分,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 如图所示,圆O为某水晶球的纵截面图,MN是通过该水晶球球心O的一条直线,C点是圆周上的一点。一束单色光AB沿平行于MN的方向从B点射入球体,光线从C点射出,已知 ,,水晶球的半径为R,光在真空中的速度为c。求:
(1)光在该水晶球中的传播速度
(2)此单色光在水晶球内传播的时间;
14. 某高速列车刹车前的速度为60m/s,刹车后做匀减速直线运动,2s末速度减为40m/s,求:
(1)列车刹车后的加速度大小;
(2)从开始刹车到位移为160m所经历的时间;
(3)列车刹车后8s内通过的位移大小。
15. 如图所示,上端开口,下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好,管内横截面积为 ,用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为p0,活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为,等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热,时,气柱高度为,活塞开始缓慢上升;继续缓慢加热至时停止加热,活塞不再上升;再缓慢降低气体温度,活塞位置保持不变,直到降温至时,活塞才开始缓慢下降;温度缓慢降至时,保持温度不变,活塞不再下降。求:
(1)当时,气柱高度;
(2)在升温的过程中,外界对气体做的功;
(3)从状态到状态的过程中,封闭气体吸收的净热量(扣除放热后净吸收的热量)。
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平罗中学2025--2026学年度第二学期第三次考试试题
高二物理
满分:100分 考试时长:75分钟
I卷(选择题)
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 在核物理研究的历史中,卢瑟福的α粒子散射实验具有奠基性意义,如图,关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 确定了中子半径的数量级为10-10 m
B. 证明了原子内带正电的物质占据原子非常小的空间
C. 观察到绝大多数α粒子发生了大角度偏转,甚至被反弹回来
D. 卢瑟福根据该实验提出了原子的核式结构模型,且认为原子核由质子和中子组成
【答案】B
【解析】
【详解】A.α粒子散射实验并未涉及中子(中子直到1932年才由查德威克发现),更无法确定其半径数量级,故A错误;
BC.α粒子散射实验现象绝大多数α粒子穿过金箔后基本仍沿原方向前进,少数α粒子发生了大角度偏转,极少数偏转角超过甚至被反弹回来,证明了原子内带正电的物质占据原子非常小的空间,故B正确,C错误;
D.卢瑟福根据该实验提出了原子的核式结构模型,但未提出原子核由质子和中子组成,故D错误。
故选B。
2. 用波长为 的 (伽马)射线轰击锌靶产生的核反应方程为:,已知 射线的速度为,普朗克常量为。则( )
A. X表示 B. X表示
C. 一个 光子的动量为 D. 一个 光子的能量为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据质量数守恒、电荷数守恒,可知X表示 ,故A错误,B正确;
C.一个 光子的动量为,故C错误;
D.光子能量
结合波速关系
一个 光子的能量为,故D错误。
故选B。
3. “工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示,热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖,在水面和杯盖间就封闭了一部分空气(可视为理想气体)。下列说法正确的是( )
A. 玻璃盖碗是非晶体
B. 水温越高,每个水分子运动的速率越大
C. 温度降低,玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变大
D. 水滴落在干净的茶托上会自然摊开,这说明水不能浸润茶托
【答案】A
【解析】
【详解】A.玻璃属于典型的非晶体,所以玻璃盖碗是非晶体,故A正确;
B.水温越高,水分子运动的平均速率越大,但不是每个水分子运动的速率都越大,故B错误;
C.温度降低,封闭空气的体积不变,根据查理定律可知,空气的压强减小,则玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变小,故C错误;
D.水滴落在干净的茶托上会自然摊开,这说明水能浸润茶托,故D错误。
故选A。
4. 关于以下各图中所示的热学相关知识,描述正确的是( )
A. 图甲中,布朗微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越明显
B. 图乙中,在由变到的过程中分子力做正功
C. 图丙中,曲线1(虚线)对应的分子平均动能比曲线2(实线)对应的分子平均动能大
D. 图丁中,一定质量的理想气体完成一个循环中其温度始终不变
【答案】B
【解析】
【详解】A..图甲中,微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越不明显,故A错误;
B.图乙中,在r由变到的过程中,分子势能减小,则分子力做正功,故B正确;
C.图丙中,曲线2对应的分子速率大的分子数占总分子数的百分比大一些,可知
则曲线1对应的分子平均动能比曲线2对应的分子平均动能小,故C错误;
D.图丁中,完成A→B→C→A一个循环,温度先升高,后降低,再升高,故D错误。
故选B。
5. 关于近代物理知识,下列说法中正确的( )
A. 原子核的结合能越大,原子核越稳定
B. 动量相等的质子和中子,它们的德布罗意波长不相等
C. 铀核裂变的一种核反应方程可能为
D. 处于能级的氢原子群向基态跃迁最多可能产生6种频率的光子
【答案】D
【解析】
【详解】A.原子核的比结合能(平均结合能)越大,原子核越稳定,结合能大的原子核比结合能不一定大,稳定性不一定高,故A错误;
B.根据德布罗意波长公式,普朗克常量为定值,若质子和中子动量相等,则二者德布罗意波长 相等,故B错误;
C.铀核裂变需要中子轰击才能引发,核反应方程左侧必须包含入射中子,该方程左侧无入射中子,故C错误;
D.一群处于能级的氢原子向基态跃迁时,所有可能的跃迁路径共有种,最多可产生6种频率的光子,故D正确。
故选D。
6. 如表所示为几种金属的逸出功,用光子能量为2.55 eV的光照射到表中各金属表面,逸出光电子最大初动能为0.30 eV的金属是( )
金属的逸出功
金属
铷
钾
钠
钙
2.13
2.25
2.29
3.20
A. 铷 B. 钾 C. 钠 D. 钙
【答案】B
【解析】
【详解】根据爱因斯坦光电效应方程
得
由表格可知,钾的逸出功为,故该金属为钾。
故选B。
7. 一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N,其p−V图像如图所示。在过程1中,气体始终与外界无热量交换;在过程2中,气体先经历等容变化再经历等压变化,对于这两个过程,下列说法正确的是( )
A. 气体经历过程1,其温度降低 B. 气体经历过程1,其内能增大
C. 气体在过程2中一直对外放热 D. 气体在过程2中一直对外做功
【答案】A
【解析】
【详解】AB.气体经历过程1,压强减小,体积变大,气体膨胀对外做功,又气体与外界无热量交换,根据热力学第一定律知,其内能减小,故温度降低,故A正确,B错误;
CD.气体经历过程2,根据理想气体状态方程
可知开始时,体积不变,对外不做功,压强减小,温度降低;根据热力学第一定律,可知气体对外放热;然后压强不变,体积变大,气体膨胀对外做功,温度升高,内能增大,根据热力学第一定律知,气体要吸收热量,故CD错误。
故选A。
8. 下列说法正确的是( )
A. 氦4核中有2个质子,2个中子 B. 氦4核与氦3核不是互为同位素
C. 中的质子数比中子数少2 D. 中的质子数比中子数少3
【答案】AC
【解析】
【详解】原子核表示为时,左下角 为质子数,左上角 为质量数,中子数;同位素是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素。
A.氦4核为 ,质子数为2,中子数,故A正确;
B.氦4核 与氦3核质子数均为2,中子数不同,二者互为同位素,故B错误;
C.的质子数为4,中子数
质子数比中子数少,故C正确;
D.的质子数为14,中子数
质子数比中子数少,故D错误。
故选AC。
9. 伽马刀虽然名为“刀”,但实际上是一种精准放射治疗系统,通过聚焦γ射线去除病变组织。其主要利用Co衰变获得所需的射线,Co发生衰变后产生的新核用X表示,已知X比多一个质子,Co的半衰期约为5.3年,下列说法正确的是( )
A. 发生了β衰变
B. X的质量数与的质量数的差等于1
C. X的比结合能比的要大
D. 伽马刀中特定的200个原子,经过5.3年后仍有100个未发生衰变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.伽马刀中使用的是(质量数60,原子序数27),衰变后X的质子数增加1,符合β⁻衰变特征,故A正确。
B.的质量数为60,衰变后X()的质量数也为60,质量数差为0,不是1,故B错误。
C.自发β⁻衰变为,释放能量,表明比更稳定,比结合能更大,故C正确。
D. “特定的200个原子”和“仍有100个未发生衰变”与半衰期不符合,半衰期是统计概念,对于有限原子数,未衰变原子数期望值为100,但实际值存在随机波动,并非精确100个,故D错误。
故选AC。
10. 氢原子能级图如甲图所示,一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出的光中,仅有a、b两种光能使乙图所示的光电管阴极K产生光电效应。用a、b两种光分别照射光电管阴极K,测得光电流I随电压U变化的图像如丙图所示。下列说法中正确的是( )
A. a光的频率大于b光
B. 处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时发出b光
C. 在水中传播时,a光的传播速度小于b光的传播速度
D. 处于基态的氢原子可以吸收能量为10.20eV的光子发生跃迁
【答案】BD
【解析】
【详解】A. 根据光电效应方程 ,遏止电压的绝对值越大,光的频率越大
由丙图可知,光遏止电压绝对值更大,因此 ,A错误;
B.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时,的能级差最大
,辐射光子能量最大、频率最高,结合,可知光是该跃迁发出的,B正确;
C.因b光频率大于α光,则在同种介质中b光的折射率大于α光,因此水对光的折射率,根据
可得,即光在水中的传播速度大于光,C错误;
D.基态氢原子能量,吸收 光子后,总能量为
恰好等于能级的能量,满足氢原子跃迁的条件,因此可以发生跃迁,D正确。
故选BD。
第II卷(非选择题)
二、实验题(本题共2小题,每空2分,共14分)
11. 在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)如图,用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,下列说法中正确的是( )
A. 若不小心用手触摸了光学表面,不会影响测量
B. 为减少测量误差,、的连线与法线的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差,和的距离应适当取大些
(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度______(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。
(3)在该实验中,光线是由空气射入玻璃砖,根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图所示,从图像可知玻璃砖的折射率等于______。
【答案】(1)C (2)大
(3)1.5
【解析】
【小问1详解】
A.手拿光学元器件时切忌用手触摸“工作面”,以防脏污甚至腐蚀光学面造成永久的损坏,进而影响测量结果,故A错误;
B.为减少测量误差,入射角应适当大一些,即、的连线与法线的夹角应尽量大些,故B错误;
C.为了减小作图误差,将出射光线确定得更准确些,和的距离应适当取大些,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
如果有几块宽度不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度大的玻璃砖来测量,宽度越大,出射光线的侧位移越大,折射角的测量越准确,故为了减小误差应选用宽度大的玻璃砖来测量。
【小问3详解】
根据折射率定义公式有
可得
可得玻璃砖的折射率为
12. 某小组同学用下图装置进行“用双缝干涉测量光的波长”实验,光具座上放置的光学元件从左向右依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜(目镜)。
(1)M、N、P三个光学元件依次为过______。
A. 单缝、双缝、滤光片 B. 双缝、滤光片、单缝
C. 滤光片、单缝、双缝 D. 滤光片、双缝、单缝
(2)某次测量中,小明将测量头的分划板中心刻线对准第1条亮条纹中心,手轮示数,调节测量头,让分划板中心刻线对准第5条亮条纹中心时,手轮示数如右图所示,此时示数______。
(3)若测出装置中双缝的间距、双缝到屏的距离,则形成此干涉图样的单色光的波长为______。
(4)另一同学安装好实验装置后,观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置进行调整后,在屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目增加,则该调整可能是______。
A. 仅增大光源与滤光片间的距离
B. 仅增大单缝与双缝的距离
C. 仅将单缝与双缝的位置互换
D. 仅将绿色滤光片换成紫色滤光片
【答案】(1)C (2)12.100
(3) (4)D
【解析】
【小问1详解】
双缝干涉实验的光学元件顺序为:光源→透镜(会聚光)→滤光片(获取单色光)→单缝(形成线光源)→双缝(形成相干光源)。因此 M、N、P 依次是滤光片、单缝、双缝;故选C。
【小问2详解】
测量头的固定刻度部分读数为12mm,可动部分读数为
总读数
【小问3详解】
双缝干涉条纹间距公式为
条纹间距
代入公式可得
【小问4详解】
AB.双缝干涉条纹间距公式为,仅增大光源与滤光片间的距离或仅增大单缝与双缝的距离,对条纹间距没有影响,故AB错误;
C.交换单缝双缝会破坏相干条件,无法得到清晰条纹,故C错误;
D.紫色光波长 λ 比绿色光短,Δx 减小,条纹数目增加,故D正确。
故选D。
三、计算题(本题共3小题,共40分。解答过程写出必要的文字说明、方程式和计算过程,只写出最后答案的不得分,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 如图所示,圆O为某水晶球的纵截面图,MN是通过该水晶球球心O的一条直线,C点是圆周上的一点。一束单色光AB沿平行于MN的方向从B点射入球体,光线从C点射出,已知 ,,水晶球的半径为R,光在真空中的速度为c。求:
(1)光在该水晶球中的传播速度
(2)此单色光在水晶球内传播的时间;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
如图所示,根据几何知识知入射角,折射角
根据折射定律
得水晶球的折射率
根据
得光在该水晶球中的传播速度为
【小问2详解】
该单色光的临界角,传播到C点时的入射角,根据数学知识可知,故该单色光从C点射出
根据几何知识可得,光在水晶球中传播的距离为
则此单色光在水晶球内传播所用的时间
14. 某高速列车刹车前的速度为60m/s,刹车后做匀减速直线运动,2s末速度减为40m/s,求:
(1)列车刹车后的加速度大小;
(2)从开始刹车到位移为160m所经历的时间;
(3)列车刹车后8s内通过的位移大小。
【答案】(1)
(2)4s (3)180m
【解析】
【小问1详解】
列车刹车前的速度为,2s末速度减为,根据速度时间公式有
解得加速度大小为
【小问2详解】
从开始刹车到停止的时间为
全程位移为
设从开始刹车到位移为160m的速度为,有
解得
根据速度时间公式有
解得
【小问3详解】
列车刹车后8s内通过的位移大小等于从开始刹车到停止的位移大小,可知列车刹车后8s内通过的位移大小为
15. 如图所示,上端开口,下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好,管内横截面积为 ,用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为p0,活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为,等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热,时,气柱高度为,活塞开始缓慢上升;继续缓慢加热至时停止加热,活塞不再上升;再缓慢降低气体温度,活塞位置保持不变,直到降温至时,活塞才开始缓慢下降;温度缓慢降至时,保持温度不变,活塞不再下降。求:
(1)当时,气柱高度;
(2)在升温的过程中,外界对气体做的功;
(3)从状态到状态的过程中,封闭气体吸收的净热量(扣除放热后净吸收的热量)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
升温过程中,大气压强不变,阻力不变,由受力平衡
可知气体等压膨胀,由盖-吕萨克定律
解得
【小问2详解】
升温过程中,等压膨胀,轻质活塞开始缓慢上升,根据
可得封闭的理想气体压强
外界对气体做功为
【小问3详解】
降温过程中,等容变化,外界对气体做功
活塞受力平衡有
解得封闭的理想气体压强
降温过程中,等压压缩,由盖—吕萨克定律
解得
外界对气体做功
全程中外界对气体做功
因为,故封闭的理想气体总内能变化
利用热力学第一定律
解得
故封闭气体吸收的净热量
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