2022-2023学年江苏省南通重点中学高二（下）期中测试物理试卷（含解析）

2022-2023学年江苏省南通重点中学高二（下）期中测试物理试卷
一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）
1. 诗人陆游在村居书喜中写到“花气袭人知骤暖，雀声穿树喜新晴”，则下列说法正确的是( )
A. “花气袭人”是由于花粉颗粒的布朗运动
B. 起风时，分子热运动变快
C. 无风时，分子热运动变慢
D. 若温度骤降，也能闻到花的香味
2. 关于下列插图的说法正确的是( )
A. 甲图为方解石的双折射现象，是因为其内部分子排列是无序的
B. 乙图中细管材料制作防水衣的防水效果比细管材料好
C. 丙图为粒子的散射实验现象，其中、运动轨迹是不可能存在的
D. 丁图的绝热容器中，抽掉隔板，容器内气体温度降低
3. 铝的衰变为了解恒星的形成提供了重要线索，其衰变方程为：，则以下说法正确的是
A. 该衰变反应过程属于衰变
B. 是质子转变为中子的结果
C. 光子是原子核外电子跃迁时产生的
D. 行星上的不会衰变
4. 健身球是一种内部充气的健身辅助器材。如图所示，用绝热材料制成的健身球，球内的气体视为理想气体，则下列说法正确的是
A. 人体挤压健身球过程中，球内气体内能增大
B. 人体离开健身球前后，球内所有气体分子的运动速率均减小
C. 人体离开健身球前后，球内单位面积上撞击的分子数不变
D. 将健身球举高，球内气体的分子势能增大
5. 年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线、对应的温度分别为、、则下列说法正确的是( )
A. 温度大于温度
B. 、温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同
C. 将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线和曲线下方的面积之和
D. 将、温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线
6. 一定质量的理想气体，其状态变化过程为图像中的，如图所示。则对应过程的图像或图像可能正确的是
A. B.
C. D.
7. 振荡电路从甲图开始计时，下极板电荷量随时间变化的规律如乙图所示，下列说法正确的是( )
A. 时间段，线圈中的自感电动势逐渐变大
B. 时间段，电路中的电流为顺时针方向
C. 、两时刻，电路中的电流最大
D. 该电路能有效的把电磁波发射出去
8. 在“油膜法估测分子大小”的实验中，将的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，并测得的溶液为滴，再将滴溶液滴到撒有痱子粉的浅水盘中，在坐标纸上描出了油膜轮廓，估算了油膜面积为，则油酸分子直径约为( )
A. B. C. D.
9. 胎压监测系统显示某一轮胎内的气压为，已知该轮胎的容积为，气体温度为，阿伏加德罗常数，且、下任何气体的体积均为，则( )
A. 轮胎内每个气体分子的大小约为
B. 轮胎内每个气体分子的大小约为
C. 该轮胎内气体的分子数约为
D. 该轮胎内气体的分子数约为
10. 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原子，能辐射出种不同频率的光．已知光速，普朗克常量，元电荷的电荷量，则下列说法正确的是
A. 不能计算出该单色光的光子能量
B. 能计算出辐射光中波长最长的光子动量
C. 基态氢原子吸收光子后，核外电子动能增加
D. 处于基态的氢原子数量越多，辐射的光会形成连续光谱
11. 如图所示，理想变压器原线圈接在一不计内阻的交流电源上，原副线圈匝数比，原线圈上的电阻，副线圈上的电阻，当滑动变阻器的阻值从逐渐增大至的过程中，滑动变阻器的功率( )
A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
二、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
12. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。
关于该实验下列说法正确的是______。
A.为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B.为方便推拉柱塞，应用手握住注射器
C.为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强和体积的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示。则
造成这一结果的原因是_____；
图中代表的物理含义是______；
实验中出现的该误差属于______选填“系统误差”或“偶然误差”。
若组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是______。
A.B.
C.D.
组同学测得多组压强和体积的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图中______选填“”或“”。
三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
13. 某行星内部含有氦核，在一定条件下氦核聚变成碳核已知质子的质量为，中子的质量为，氦核的比结合能为，碳核的比结合能为，真空中的光速为．
写出核反应方程并求核反应过程中的质量亏损；
求氦核的核子平均质量。
14. 如图所示，由匝导线绕成的矩形框，从图示位置开始以角速度在磁感应强度大小为的匀强磁场中，绕对称轴匀速转动．已知线框面积为、总电阻为，外电路接有阻值为的电阻和理想二极管求：
线框从图示位置转过时的感应电动势大小；
转动过程中电阻的热功率．
15. 如图所示，导热性能良好的汽缸静止放置在水平地面上。汽缸质量，与地面间的动摩擦因数，质量、面积的活塞与缸壁光滑密接。汽缸内封闭着一定质量的理想气体，气柱长。现在活塞上施加一水平向右的推力，使活塞相对汽缸缓慢移动，已知大气压强，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，外界温度保持不变。
当推力为时，求汽缸内气体的压强；
在推力从逐渐增大到的过程中，在图乙中作出气体的图像；并求出此过程中气体向外界传递的热量；
当推力增大到后保持不变，求稳定时空气柱的长度。结果保留两位有效数字
16. 用如图甲所示的电路研究光电管的特性，入射光频率为，光电管、两极的电势差为。如图乙所示，在坐标系中，阴影部分表示能产生光电流的和取值范围。已知普朗克常量为，电子电量为，及乙图中的、、。
求光电管极材料的逸出功；
求图乙中点对应的光电子到达极板时的最大动能；
图甲中使用一激光发生器发射频率为的入射光束，假设板吸收的光子数是入射总光子数的倍，电流表读数最大值为。则该激光发生器的最小功率；
若用与板相同的材料制成阴极射线管的阴极，求该阴极射线管的最小工作电压。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
一切物质的分子都在不停地做无规则运动，且温度越高，分子运动越剧烈。
本题考查了分子运动与温度的关系，分子的运动我们无法直接感知，但是很多现象可以说明这一点，平时要养成多观察、多思考的好习惯。
【解答】
因为花香分子永不停息地做无规则运动，所以会扩散到空气中使空气中会弥漫着花香，我们就能够闻到花香；若温度骤降，扩散运动也不会停止，也能闻到花的香味。
故选D。

2.【答案】
【解析】【详解】方解石的双折射现象是光学各向异性的表现，其内部分子排列是有规则的，故A错误；
B.细管材料与水是浸润的，细管材料与水是不浸润的，制作防水衣防水效果细管材料好，故B错误；
C.丙图为粒子的散射实验现象，其中、运动轨迹是存在的，故C错误；
D.丁图的绝热容器中，抽掉隔板，气体膨胀对外做功，根据热力学第一定律，可知气体的内能减小，最终温度降低，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查对核反应方程和衰变、半衰期的认识，基础题目。
根据质量数守恒和核电荷数守恒得出的质量数和核电荷数，从而计算出中子数即可判断；根据衰变特征和质量亏损知识分析即可判断；根据半衰期的含义分析即可判断；根据半衰期的影响因素分析即可判断。
【解答】
、该衰变过程是原子核内质子转化为中子，同时释放光子的过程，不是衰变，故AC错误，B正确；
D、半衰期由原子核本身性质决定，与外界环境，如温度，压强等无关，故D错误。

4.【答案】
【解析】
【分析】
根据热力学第一定律得出内能的变化，根据理想气体的内能仅仅是分子动能的总和，温度是分子平均动能的标志，再结合理想气体状态方程和气体压强的微观意义分析即可。
本题考查生活中的热学问题，题目较为新颖。
【解答】
A.人体挤压健身球过程中，球内气体体积减小，外界对气体做功，材料是绝热的，，根据热力学第一定律可知，球内气体内能增大，故A正确；
B.因为是理想气体，人体离开健身球前后，内能减小，球内气体温度降低，故气体分子热运动的平均速率减小，并不是每个分子的速率都减小，故B错误；
C.根据选项C分析可知，人体离开健身球前后，气体分子内能减小，温度降低，根据理想气体状态方程得出，气体体积增大，压强一定减小，故球内单位面积上撞击的分子数一定减少，故C错误；
D.将健身球举高，球的重力势能增加，但理想气体，球内气体的分子势能为零，故D错误。

5.【答案】
【解析】【详解】温度越高，分子热运动越激烈，速率大的分子所占的比例大，由图可知曲线速率大的分子所占的比例比曲线速率大的分子所占的比例大，故温度 高于温度 ，A错误；
B. 、 温度下，实线、相较于一点，即该速率区间的分子数占相同，B正确；
C.由图可知，在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于，故将 、 温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积仍为，C错误；
D.将 、 温度下的氧气混合后，温度不会比 的温度更低，故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线，D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】
【分析】
根据气体的状态方程，分析图象中、、的状态变化过程中压强、温度、体积的变化，再根据选项中要求作答。
能正确根据气体的状态方程，结合图象所反应的物理意义判定压强、温度、体积的变化，掌握规律是正确解题的关键。
【解答】
根据图像可知 ，压强不变，即 不变，故此时图像为一条过原点的倾斜直线；同时此时体积在减小，温度在降低，AB错误；
根据图像可知 ，体积不变，即 不变，故此时图像为一条过原点的倾斜直线；同时压强在增大，温度在升高；由图像可知 过程中图线为直线，此时 乘积可能先增大后减小，根据 可知此时温度可能先增大后减小，C正确，D错误。

7.【答案】
【解析】【详解】 时间段，振荡电路进行反向充电，电流为逆时针方向。由于电荷量变化越来越慢，则电流减小，电流的变化率变大，则线圈中的自感电动势逐渐变大，A正确，B错误；
C.、两时刻，电荷量变化率为，电流最小，C错误；
D.开放电路才能发射电磁波，D错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
通过正方形小方格的格数，估算出油酸薄膜的面积，用滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积除以油膜的面积，得到油酸分子的直径．
本题关键要懂得实验原理，建立物理模型：以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨着一个紧密排列，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度．
【解答】
滴溶液中纯油酸的体积为
油膜的面积为：
所以油酸分子的直径为：，故D正确、ABC错误。
故选D。
9.【答案】
【解析】【详解】由理想气体状态方程 ，解得 、下该轮胎的容积
则胎内气体分子数为
C正确，D错误；
轮胎内平均每个气体分子所占空间的大小约为
轮胎内每两气体分子之间的距离约为 ，AB错误。
故选C。
10.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键掌握能级跃迁相关知识，依据数学组合公式，即可求解跃迁种类氢原子吸收一个光子后，从低能级向高能级跃迁，轨道半径变大，根据库仑引力提供向心力，得出电子速度的变化，从而得出电子动能的变化；还应知道光子动量的表达式。
【解答】
解：、一束单色光照射大量处于基态的氢原子，能辐射出种不同频率的光，氢原子在向基态跃迁时可放出种不同频率的光子，故可知发生跃迁的是第能级，可以计算出该单色光的光子能量，辐射光中波长最长的光子是能量最小的，即从第能级跃迁至第能级，可以计算出光子动量，故A错误，B正确。
C、基态氢原子吸收光子后，核外电子动能减小，从低能级向高能级跃迁，轨道半径变大，根据库仑引力提供向心力，，得，可知轨道半径变大，电子速率减小，动能减小，故C错误。
D、根据玻尔理论，氢原子辐射的光是不连续的，故D错误。
故选：。

11.【答案】
【解析】【详解】设输入的交流电有效值为，原线圈电流为为，根据
可得副线圈中电流为 ，副线圈两端电压为
原线圈两端电压为
则
滑动变阻器的功率为
当

即
时， 最大，解得此时
故当滑动变阻器 的阻值从 逐渐增大至 的过程中，滑动变阻器的功率一直增大。
故选A。
12.【答案】 胶管内存在气体 胶管内气体体积 系统误差
【解析】【详解】在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，可以保证封闭气体的气密性，A正确；
B.用手握住注射器，会使气体温度升高，不符合实验要求，B错误；
C.应缓慢推拉柱塞和读取数据，C错误；
D.只有压强可以通过数据采集器采集，D错误。
故选A。
根据
得
造成图线不过原点的原因是由于胶管内存在气体， 是胶管内气体体积，该误差属于系统误差。
由
图像为正比关系。
故选A。
由于存在漏气，则减小，故图线应为。
13.【答案】解：个氦核 结合成个碳核 的核反应方程
核反应中释放出的核能
核反应过程中的质量亏损
个质子和个中子结合为粒子时放出能量
损失质量
则粒子的核子平均质量

【解析】见答案
14.【答案】解从图示位置转过时的电动势为，
当时，；
正弦式交变电流的有效值为，
根据电流的热效应得，
电阻的热功率，
解得。
【解析】此题考查了交变电流的产生规律，明确对于交变电流，求解热量、电功和电功率用有效值，注意二极管具有单向导电性。
根据正弦式交变电流产生规律，分析线框中交变电流的电动势瞬时值表达式即可。
二极管具有单向导电性，一个周期中只有一半时间电路中有电流，根据电流的热效应求解电路中的总电压，根据功率公式求解电阻的发热功率。
15.【答案】解
当推力为时，对活塞受力平衡分析，得
解得
在推力从逐渐增大到的过程中，活塞相对汽缸缓慢移动，整个过程封闭气体做等温变化，则
又
联立解得
在图乙中作出气体的图像为一条双曲线，图像如图所示
此过程中气体温度不变，可知内能不变，外界对气体做正功，气体向外界放热，则
由图像可估算出大约图像与坐标轴围成面积约占个小格子，则
此过程中气体向外界放出的热量
汽缸与水平地面的滑动摩擦力为
当推力增大到后，汽缸相对水平地面发生滑动，由牛顿第二定律，
对整体分析
对活塞分析
联立解得
根据气体等温变化，有
解得稳定时空气柱的长度为

【解析】本题考查气缸类问题，此类问题一般要选择封闭气体为研究对象，分析理想气体发生的是何种变化，根据平衡条件分析初末状态的压强，并结合题意分析初末状态气体的体积、温度，利用理想气体状态方程或者气体实验定律列等式求解。
分析气体向外界传递热量时，要使用热力学第一定律，其中要注意图像与坐标轴围成的面积表示气体做功。
16.【答案】解：由图乙可知，材料的极限频率为 ，故逸出功为
点对应入射光频率为 ，加正向电压 后，由光电效应方程得
故
由动能定理得
故
设经过时间产生光子数，则
解得
吸收光子数
光电子数
最大电流时为时间内产生的光电子全部达到板，则
故
当给电子的能量大于逸出功时，才能发射阴极射线，即
故

【解析】见答案
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