2022-2023学年辽宁省沈阳市五校协作体高二（下）期中考试物理试卷（含解析）

2022-2023学年辽宁省沈阳市五校协作体高二（下）期中考试物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列选项符合实际应用的是
A. 立体电影利用了光的干涉
B. 光学镜头上的增透膜是利用光的偏振
C. 在光导纤维内传送图像是利用光的衍射
D. 利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
2. 有关分子力和分子势能的说法中已知时，分子力为零，正确的是( )
A. 当时，分子势能最小且一定为零
B. 当时，分子力和分子势能都随距离的增大而增大
C. 两分子由无穷远逐渐靠近至距离最小的过程中分子力先增大后减小，最后又增大
D. 两分子由无穷远逐渐靠近至距离最小的过程中分子势能先增大后减小
3. 下列说法正确的是
A. 若某种固体在光学上具有各向异性，则该固体可能为多晶体
B. 液体表面张力的成因是表面层分子间的作用力表现为斥力
C. 浸润液体在毛细管中会上升
D. 分子取向排列的液晶具有光学各向同性
4. 如图所示为水平放置的固定圆柱形气缸，气缸内被、两活塞封有一定质量的气体，活塞之间用硬杆相连硬杆的粗细可忽略，活塞与气缸壁之间可无摩擦地滑动而不漏气。现缸内气体温度为，活塞在图示位置保持静止，若缸内气体温度稍有下降到，外界环境压强不变，则下列说法中正确的是
A. 活塞将向右移动
B. 活塞将向左移动
C. 缸内气体的体积、温度、压强都将发生变化
D. 缸内气体将做等体积变化，活塞不发生移动
5. 如图，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管极板上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是
A. 这些氢原子跃迁时共发出种频率的光
B. 光电管极板的逸出功为
C. 若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源左侧为负极
D. 氢原子跃迁放出的光子中共有种频率的光子可以使极板发生光电效应现象
6. 下列关于核反应方程及其表述均正确的是( )
A. 为重核裂变反应
B. 为重核裂变反应
C. 为轻核聚变反应
D. 为原子核的人工转变
7. 下列说法正确的是
A. 英国物理学家卢瑟福通过粒子散射实验发现质子
B. 法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，天然放射现象说明原子内部有结构
C. 法国物理学家德布罗意用晶体做了电子束衍射的实验，得到衍射图样，从而证实了电子的波动性
D. 我国科学家钱三强、何泽慧夫妇在实验中发现铀核也可能分裂成三部分或四部分，这一研究成果得到了广泛的认可和赞誉
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
8. 两个氘核以相等的动能对心碰撞发生核聚变。核反应方程为，其中氘核的比结合能为，氦核的比结合能为。假设核反应释放的核能全部转化为动能，下列说法正确的是( )
A. 核反应后氦核与中子的动量相同 B. 该核反应释放的核能
C. 核反应后氦核的动能为 D. 氦核的比结合能为
9. 如图所示，带有活塞的气缸中封闭着一定质量的理想气体不考虑气体分子势能，气缸和活塞均具有良好的绝热性能。气缸固定不动，缸内活塞可自由移动且不漏气，活塞下挂一沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。现将沙桶底部钻一小洞，细沙缓缓漏出。则下列说法正确的是( )
A. 外界对气体做功，气体的内能增大 B. 气体对外界做功，气体的内能减小
C. 气体的压强增大，体积减小 D. 每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增大
10. 如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由蓝光和黄光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，分两束分别射到圆柱面的、两点。只考虑第一次射向圆弧的光线，下列说法正确的是
A. 射到、两点的光分别是黄光、蓝光
B. 光从传到与光从传到的时间相等
C. 若从圆弧面只有一处光线射出，则一定是从点射出
D. 若仅将复色光的入射点从平移到的过程中，可能出现从圆弧射出的两束光线平行
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11. 如图所示，当光线以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法可计算出玻璃的折射率。找出跟入射光线对应的出射光线的，从而确定折射光线。
如图，测出入射角和折射角，根据______可计算出玻璃的折射率。
如图，以为圆心，作圆与、分别交于、点，过、点分别作法线的垂线，垂足分别为、，测量出和的长度，则玻璃的折射率______。
在完成上述实验过程时，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。在插和时，应使______选填选项前的字母。
A.只挡住的像 ．只挡住的像 ．同时挡住、的像
12. 某同学用如图所示的实验装置研究“在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”。缓慢推动活塞，使注射器内气体体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据数采集器传送给计算机。
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.应快速推拉柱塞
C.为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞
D.注射器旁的刻度尺不仅刻度分布均匀，还要标注单位
实验完成后，计算机屏幕上显示出图线。若气体的压强跟体积反比，则该图线应当是__________。
考虑到注射器与压强传感器连接软管有一定的体积，则下列各图中的实线符合实验实际情况的是、中的虛线为温度保持不变时的一条双曲线______。
A. B.C. ．
小明所在的小组在压缩气体时发生了漏气，则作出的图线应为图中的______选填“”或“”。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13. 镭核发生衰变，放出一个粒子后变为氡核，已知镭核质量为，氡核的质量为，放出粒子的质量为，已知的质量对应的能量。
写出核反应方程；
求镭核衰变放出的能量；结果保留三位有效数字
若镭核衰变前静止在匀强磁场中，求氡核和放出的粒子的半径之比。
14. 如图所示，导热性能良好的密闭气缸和，底部由一细管连通细管容积可忽略，两气缸的高度均为。两气缸内各有一个厚度不计的活塞，面积分别为和，活塞的质量为，活塞与气缸之间无摩擦，两活塞的下方为理想气体，上方为真空。当两活塞处于平衡状态时，两活塞底面相对于气缸底的高度均为。保持周围环境温度恒定不变，在两活塞上面同时各缓慢加上同样大小的压力，让压力从零缓慢增加，直至其大小等于为重力加速度为止，并一直保持两活塞上的压力不变直至系统再次达到平衡，求：
活塞的质量；
再次达到平衡后，两个活塞的位置。
15. 如图所示，两端开口的型玻璃管竖直放置，各段内径均匀且内径与管长相比都可忽略不计。内部左右两侧有水银，且左右两管水银液面的高度相同，水银柱竖直高度均为，底部水平管内封闭一段长的气柱，气柱紧贴左侧竖直管。大气压强保持为不变，封闭气体的温度为。将封闭气体缓慢加热到，不考虑温度变化时管和水银的热膨胀。
求左右两管液面的高度差为多少？
向右侧管中缓慢加入长的水银柱，稳定后左右两管液面的高度差为多少？
在基础上再向左侧管中缓慢加入水银，直到气柱下端到达左侧竖直管最底端，此时左右两管液面的高度差为多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】【详解】立体电影利用了光的偏振现象，故A错误；
B.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故B错误；
C.在光导纤维内传送图像是利用光的全反射现象，故C错误；
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】【详解】当两个分子间的距离为 平衡位置时，分子势能最小，但不一定为零，零势能面可以随意选，故A错误；
B. ，分子力表现为引力，当的距离增大，分子力先增大后减小，故B错误；
C. 分子间距大于 ，分子力为引力，随距离的减小，引力先增大后逐渐减小；分子间距小于 ，分子力为斥力，随距离的减小，分子斥力增大。故分子力先增大，再减小，后又增大，故C正确；
D. ，分子力表现为引力， ，分子力表现为斥力，当从无穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小，当减小到 继续减小，分子力做负功，分子势能增大，所以两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子势能先减小，后增大，故D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】【详解】若某种固体在光学上具有各向异性，则该固体可能为单晶体，故A错误；
B.液体表面张力的成因是表面层分子间的作用力表现为引力，故B错误；
C.浸润液体在毛细管中会上升，故C正确；
D.分子取向排列的液晶具有光学各向异性，故D错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】【详解】以活塞与硬杆整体为研究对象，由平衡条件可得
故缸内气体的压强为
当缸内气体温度稍有下降时，活塞移动前气体体积未变，由查理定律可知气体的压强减小，因
此时
即合力向右，故活塞将向右移动，故A正确，B错误；
由于初始状态缸内气体的压强与大气压强相等，活塞右移时，气体体积减小，气体压强增大，达到新的平衡时仍由平衡条件可知缸内气体压强等于大气压强，即缸内气体的压强等于初始状态下的压强，故CD错误。
故选A。
5.【答案】
【解析】【详解】这些氢原子跃迁时共发出光的频率种数为
故A错误；
B.大量处于 激发态的氢原子跃迁时，发出频率最高的光子能量为
由图丙可知遏止电压为，设光电管阴极金属材料的逸出功为，根据爱因斯坦光电效应方程以及动能定理综合可得
解得
故B正确；
C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，说明光电管所加电压为反向电压，光电子受到电场力指向阴极，即电源正极与阴极相连，则电源左侧为正极，右侧为负极，故C错误；
D.由能级图可知，从到跃迁、从到跃迁、从到跃迁时所放出光子的能量分别为、、，都大于，而其余种跃迁放出光子的能量都小于，所以共有种频率的光子可以使阴极发生光电效应现象，故D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】【详解】重核裂变反应方程为
A错误；
B. 为 衰变，B错误；
C. 为轻核聚变反应，C正确；
D.原子核的人工转变方程为
D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】【详解】英国物理学家卢瑟福通过 粒子轰击氮原子核发现质子，故A错误；
B.法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，天然放射现象说明原子核内部有结构，故B错误；
C.德布罗意波提出来各种粒子都具有波动性，戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，从而证实了电子的波动性，故C错误；
D.我国科学家钱三强、何泽慧夫妇在实验中发现铀核也可能分裂成三部分或四部分，这一研究成果得到了广泛的认可和赞誉，故D正确。
故选D。
8.【答案】
【解析】【详解】两个氘核以相等的动能 对心碰撞，根据动量守恒定律知，反应前的总动量为零，则反应后总动量为零，即氦核和中子的动量大小相等，方向相反，故A错误；
B.由比结合能的概念可知，该核反应释放的核能为：
故B正确；
C.反应后氦核和中子的总动能来自释放的核能以及反应前氘核的总动能之和，则反应后氦核和中子的总动能为
根据动量守恒知，氦核和中子的动量大小相等，方向相反，由
知氦核和中子的动能之比为：，则核反应后氦核的动能
故C正确；
D.比结合能又称平均结合能，等于结合能除以核子数，结合能是自由分散的核子结合成原子核所释放的能量，并不是该反应放出的能量为，所以氦核的比结合能不为 ，故D错误。
故选BC。
9.【答案】
【解析】【详解】对活塞进行受力分析，由活塞受力平衡，则
则封闭气体的压强为
当沙子漏出时，减小，大气压不变，封闭气体的压强增大，气体的体积减小，外界对气体做功，气体的内能增加，故B错误；AC正确；
D.理想气体的内能增加，温度升高，气体的体积减小，所以每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增大，故D正确。
故选ACD。
10.【答案】
【解析】【详解】同一介质对不同频率的光具有不同的折射率，折射率随频率的增大而增大，即玻璃对蓝光的折射率大。由于光束的偏转程度大于，可知光束为蓝光，光束为黄光，从、两点射出的光分别是蓝光、黄光，故A错误；
B.设长度为，折射角分别为 、 ，连接、，如下图
根据
解得
光在玻璃中传播时间为
可解得
故B正确；
C.由
又
黄光的临界角大于蓝光的临界角。又蓝光 与法线过点的法线的夹角大于黄光 与法线过点的法线的夹角，若从圆弧面只有一处光线射出，则一定是从点射出，故C正确；
D.设复色光的入射点从平移到的过程中，从圆弧射出的两束光线入射角和折射角分别为： 、 、 、 ，如图所示
由数学关系可知，存在从圆弧射出的两束光线平行且满足
故D正确。
故选BCD。
11.【答案】；；。
【解析】解：根据光的折射定律，玻璃的折射率为
设圆的半径为，根据三角函数知识，入射角的正弦
折射角的正弦
代入数据联立解得玻璃的折射率
为了能够确定出射光线，在插时，应使同时挡住、的像，插时，使它挡住前面三个大头针，故AB错误，C正确；
故选：。
故答案为：；；。
根据折射定律求解玻璃的折射率；
根据单位圆法，结合数学知识求解入射角、折射角的正弦，再求折射率；
根据插针法的基本步骤作答。
考查光的折射现象，解决本题的关键掌握折射定律，并能灵活运用，同时注意三角知识的运用。
12.【答案】
【解析】、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，同时减小摩擦导致气体温度发生变化，故A正确；
B、应移动活塞要缓慢，使注射器内的空气与外界充分进行热交换，保持注射器内气体温度不变，故B错误；
C、实验时，不要用手握注射器可以保持注射器内气体温度不变，故C错误；
D、注射器旁的刻度尺刻度分布均匀，不需要标注单位也可以完成实验，不会影响实验结果，故D错误。
故选：。
根据，等温条件下若气体的压强跟体积反比，则图线应当是一条过原点的倾斜直线，当足够小时，不成立，故选D。
由图示图像可知，该图线与玻意耳定律不够吻合，结合图像的特点可知，压缩气体的过程中与的乘积减小，根据分析可知，造成这一现象的可能原因是：实验时注射器内的小部分空气流向连接软管内，或实验时环境温度降低了，故A错误，B正确。
故选：。
根据虚线的图像是双曲线的一部分，可知这是一个等温变化，对应的图像为一条过原点的直线，再根据图像的横纵坐标所围成的面积大小代表温度的高低。图像的斜率代表温度的高低，根据图像可以判断出实线的图像是斜率越来越小的曲线，故正确；
故选：。
故答案为：
研究温度不变时气体的压强跟体积的关系实验需要控制气体温度不变；根据题意应用玻意耳定律分析答题。
解决本题时要明确实验中的操作步骤和一些注意事项。本题中的传感器，也是作为实验的仪器和实验实际来源的工具，要能知道每一个实验动作带来的实验中物理量的变化。
13.【答案】解：根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为
该核反应中质量亏损为
根据爱因斯坦质能方程得
根据动量守恒
又
联立得

【解析】见答案
14.【答案】解：设活塞的质量为 ，由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即
由此得到
施加压力后，再次平衡时、两活塞对气体的压力分别为、，不能同时平衡，故B活塞应位于容器底部，即；
此过程为等温过程，由玻意耳定律得
解得

【解析】见答案
15.【答案】解：温度升高，气体压强不可能降低，若气柱向右运动，则气体压强就会升高，所以气柱只能向左运动，此过程为等压变化，右边水银柱竖直高度不变，否则气体压强就会改变，左右两管液面的高度差等于气柱长度的增加量，设为 ，根据
即
代入数据得
向右侧竖直管中缓慢加入长的水银柱，水银柱推动气柱向左侧竖直管中移动，气柱上方的水银柱长度不变，则稳定后气体的压强不变，又外界温度不变，所以气柱的长度不变，水平管中的水银柱进入左侧竖直管中高度应比右侧竖直管中水银柱的高度低，则右侧竖直管中水银柱的高度为，左侧水银柱与空气柱总高度为
稳定后左右两管液面的高度差为
气柱下端到达左侧竖直管最底端时，右侧竖直管中水银柱的高度 ，此时气体压强
则左侧气柱上方水银柱高度
气体等温变化，初状态压强
根据玻意耳定律
解得
此时左右两管液面的高度差为

【解析】见答案
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