河北省张家口市宣化区2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含答案）

2022—2023 学年度第二学期宣化区高二年级期中
物理试卷
考试时间： 90 分钟 满分：100 分
一、单项选择题(每小题 4 分，共 36 分)
1.下列说法正确的是( )
A.当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大
B.当波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象
C.当两列波发生干涉时，振动加强点的位移始终最大
D.当波源的频率发生变化时， 就会发生多普勒效应现象 2. a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示，若只将a光换成b光照射同一干涉仪， 形成的光的干涉图样如图乙所示。则下述正确的是： ( )
A.a 光在真空中的波长较短
B.a 光在玻璃中传播的速度较大
C.a 光在玻璃中的折射率较大
D.a 光的光子能量较大
3. 如图所示，折射率 n = 2 的半圆形玻璃砖置于光屏 MN 的上方，
其平面 AB 到 MN 的距离为 h = 10cm 。一束单色光沿图示方向射向圆
心 O ，经玻璃砖后射到光屏上的 O′点。现使玻璃砖绕圆心 O 点顺时
针转动， 光屏上的光点的移动方向和光点离 O′点最远距离为
( )
A. 向左移动 10cm B. 向右移动 10cm
C. 向右移动 20cm D. 向左移动 20cm
4. 如图所示为一体积不变的绝热容器，现打开排气孔的阀门， 使容器 中充满与外界大气压强相等的理想气体，然后关闭阀门。开始时容器 中气体的温度为t0 = 7℃。现通过容器内的电阻丝(未画出)对封闭气体 加热，使封闭气体的温度升高 40℃且保持不变，轻启阀门使容器中的 气体缓慢漏出， 当容器中气体的压强再次与外界大气压强相等时，容 器中剩余气体的质量与原来气体的质量之比为( )
A. 3 ∶ 4 B. 5 ∶ 6 C. 6 ∶ 7 D. 7 ∶ 8 5.一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示． 下列说法中正 确的是 ( )
A. a → b 过程中， 气体体积增大，压强减小
B. b → c 过程中， 气体压强不变，体积增大
C. c → a 过程中， 气体压强增大，体积变小
D. c → a 过程中， 气体内能增大，体积变小
1
6. 下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是( )
A. 图(甲)：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念， 曾经大胆假设：振动的带电微粒的能 量只能是某一最小能量值 ε 的整数倍，这个不可再分的最小能量值 ε 叫做能量子
B. 图(乙)：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续
C. 图(丙)：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D. 图(丁)：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性
7.一列沿 x 轴传播的简谐横波，某时刻波形如图所示，关于波的传播方向与质点 a、b、c、d、e 的运动情况，下列叙述正确的是 ( )
A.若波沿 x 轴正方向传播，a 运动的速度将减小
B.若波沿 x 轴负方向传播，c 将向上运动
C.若 e 比 d 先回到平衡位置，则波沿 x 轴负方向传播
D.若波沿 x 轴正方向传播，再经过半个周期 b 将移到 d 现在的位置
8. 据悉我国第四代反应堆—钍基熔盐堆能源系统(TMSR)研究已获重要突破。该反应堆以钍为核 燃料，钍俘获一个中子后经过若干次β衰变转化成铀；轴的一种典型裂变产物是钡和氪，同时 释放巨大能量。下列说法正确的是
A. 钍核 Th 有 90 个中子，142 个质子
B. 铀核裂变的核反应方程为 U + 0 (1)n → Ba+ 3 (8)6 (9)Kr+3 0 (1)n
C. 放射性元素衰变的快慢与核内部自身因素无关，由原子所处的化学状态和外部条件决定
D. 重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能减小
9. 如图所示，竖直放置的、内径粗细均匀的 U 形玻璃管左端开口，右端封闭，管内通过水银 柱封闭有一段可视为理想气体的空气柱。已知空气柱长度为 d = 20cm，两侧
水银柱液面的高度差为 h = 10cm ，大气压强为p0 = 76cmHg ，环境温度为
t0 = 27°C ，热力学温度与摄氏温度之间的关系为 T = (t + 273)K。下列说
法正确的是( )
A. 封闭气体的压强为 86cmHg
B. 若将该 U 形玻璃管以 OO′为轴由竖直位置缓慢旋转至水平位置(此过程 中水银未溢出) ，则最终空气柱的长度约为 17.4cm
C. 若使封闭气体温度降低，则 h 不变，d 减小
2
D. 若将 U 形玻璃管竖直置于非密闭的恒温箱中，当恒温箱温度为 432℃时 U 形管两侧水银面相 平
二、多项选择题 (每小题 5 分，少选得 3 分，共 15 分)
10.固体与液体的诸多性质与气体不同，下列关于固、液体的各类说法中正确的是( )
A. 浸润液体在毛细管中上升是由于附着层分子间斥力以及液体表面张力的作用
B. 当有外加电场时，液晶的旋光性消失，液晶不再发光
C. 表面张力总是垂直液面且指向液面内部
D. 无法通过是否具有各向异性来区别多晶体和非晶体
11.如图所示，S1 、S2 是两个步调完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷．若 两列波的振幅均保持 5 cm 不变，关于图中所标的 a 、b 、c 、d 四个质点的振动情况，下列说法
中正确的是( )
A.质点d 始终保持静止不动
B.质点 b 振动始终加强，c 点振动始终减弱
C. 图示时刻，b 、c 两质点的竖直高度差为 20cm
D.质点 a 振动介于加强点和减弱点之间
12.如图所示，甲图为沿 x 轴传播的一列简谐横波在 t = 0 时刻的波动图象，乙图是 x = 2 m 处
质点 P 的振动图象，下列判断正确的是( )
A.该波的传播速率为 0.25 m/s
B.该波沿 x 轴负方向传播
C.经过 0.5 s ，质点 P 沿波的传播方向移动 2 m
D.若遇到 3 m 的障碍物，该波能发生明显的衍射现象
三、实验题 (每空 2 分，共 16 分)
13.( 1)下列说法中正确的是________。
A.布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动
B.气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加
C.一定量的 100℃水变成 100℃水蒸气，其分子势能增加
D.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
(2)用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A. 向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉
B.将 1mL 纯油酸加入酒精中，得到 2 × 103 mL 的油酸酒精溶液
C.把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积 S
D.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下 50 滴溶液
的体积
E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在
浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓
F.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
3
①上述步骤中，正确的顺序是 (填步骤前的字母)。
②如图所示为描出的油膜轮廓 ，坐标纸中正方形小方格的边长为 20mm ，油膜的面积约 为 m2。
③已知 50 滴溶液的体积为 2mL ，估算油酸分子的直径约为 m(保留两位有效数字)。
14. 在“用单摆测重力加速度”的实验中
(1)需要测出单摆的摆长 L 和周期 T ，再用计算式 g= ______来求当地的重力加速度的值．
(2)下列给出的材料中应选择______作为摆球与摆线，组成单摆． A.木球 B.铁球 C.柔软不易伸长的丝线 D.粗棉线
(3)在测定单摆摆长时，下列的各项操作正确的是______
A.装好单摆，抓住摆球，用力拉紧，测出摆线的悬点到摆球球心之间的距离
B.让单摆自由下垂，测出摆线长度再加上摆球直径
C.取下摆线，测出摆线长度后再加上摆球半径
D.测出小球直径，把单摆固定后，让小球自然下垂，用刻度尺量出摆线的长度，再加上小球的 半径
(4)实验中，测得重力加速度的值较当地重力加速度的值偏大，可能的原因是______ A.摆球的质量偏大
B.单摆振动的振幅偏小
C.计算摆长时没有加上摆球的半径值
D.将实际振动次数 n 次误记成(n+ 1)次．
四、计算题 (15、16 题各 10 分，17 题 13 分，共 33 分)
15.如图(a)所示，一导热性能良好、 内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为 S = 1 × 10 4 m2 、 质量为 m = 0.2 kg 且厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与汽缸底部 之间的距离为 24 cm ，在活塞的右侧 12 cm 处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为 300 K ，大气压强p0 = 1.0 × 105 Pa. 现将汽缸竖直放置，如图(b) 所示，取 g = 10 m/s2 . 求：
(1)活塞与汽缸底部之间的距离；
(2)将缸内气体加热到 675 K 时封闭气体的压强．
4
16.一列波在t1 时刻的波形图如图中的实线所示，t2 时刻的波形图如图中的虚线所示， 已知
t2-t1=1s，求：
(1)这列波可能的波速？
(2)若波速为 14m/s ，这列波向哪个方向传播？
5
17.一群处于第 4 能级的氢原子，最终都回到基态能发出 6 种不同频率的光，将这些光分别 照射到图甲电路阴极 K 的金属上，只能测得 3 条电流随电压变化的图象(如图乙) ，已知氢原 子的能级图如图丙所示。
(1)求 a 光照射金属时的遏止电压Ua 和逸出光电子的最大初动能Ek；
(2)求该金属逸出功 W；
(3)已知d 光的能量为 E ，普朗克常量为h ，真空中的光速为 c ，若一个质量为 m 的静止电子 吸收了一个 d 光的光子，求电子在吸收光子后的速度大小 v 。(不计电子吸收光子后的质量 变化)
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2022—2023 学年度第二学期宣化区高二年级期中
物理答案
1-12. A B B D A C C B B ABD AC BD
13. (1)ACD；(2) (1)BDAECF； (2)0.022； (3)9.1 × 10 10
14. (1) ； (2)BC； (3)D； (4)D；
15.解：(1)汽缸水平放置时，活塞与汽缸底部之间的距离L1 = 24 cm
气体压强p1 = 1.0 × 105 Pa ，气体体积V1 = L1 S；
汽缸竖直放置时，活塞与汽缸底部之间的距离为L2
气体压强p2 = p0 + = (1.0 × 105 + ) Pa = 1.2 × 105 Pa，
气体体积V2 = L2 S；
气体等温变化，根据玻意耳定律p1V1 = p2V2
得活塞与汽缸底部之间的距离L2 = ·L1 = 20 cm； (2)活塞到达卡环前是等压变化，到达卡环后是等容变化，应分两个阶段来处理． 气体初状态压强p2 = 1.2 × 105 Pa ，体积V2 = L2 S ，温度T2 = 300 K
活塞刚好到达卡环时，气体压强仍为p3 = p2 = 1.2 × 105 Pa ，体积V3 = L3 S ，温度为T3 ，其中 L3 = 36 cm ，气体等压变化，根据盖— 吕萨克定律 =
得此时气体温度T3 = ·T2 = 540 K < 675 K
则活塞到达卡环后，温度继续上升，气体等容变化，p3 = 1.2 × 105 Pa，T3 = 540 K，T4 = 675 K， 根据查理定律 =
解得加热到 675 K 时封闭气体的压强p4 = ·p3 = 1.5 × 105 Pa。
16.解： 由图象可得波长为：λ = 8m
(1)若波向右传播，根据波形的周期性，
波传播的距离为：x = (n + )λ = (n + ) × 8m = (8n + 2)m ，(n = 0, 1 ，2 ， …)
波速 v = = (8n + 2)m/s, (n = 0, 1,2 …)
同理可以得到，若波向左传播，有：
7
波传播的距离 x = (n + )λ = (n + ) × 8m = (8n + 6)m
(
=
=
(8
n
+
6)
m
/
s
,(
n
=
0,
1,2
…)
) (
t
)波速 v x
(2)若波速为 14m/s ，波在 1s 内传播的距离 x = vt = 14m = 1 λ ，故波向左传播。
答：(1)若波向右传播，波速为(8n + 2)m/s，(n = 0, 1，2，…)，若波向左传播，波速为(8n + 6)m/s， (n = 0, 1 ，2 ， …)。
(2)波向左传播。
17.解：(1)由图可得：Ua = 6V；
Ek = eUa = 6eV；
(2)a 光的光子能量为：Ea = 0.85eV ( 13.6)eV = 12.75eV；
根据光电效应方程，则有：Ek = Ea W；
解得：W = 12.75eV 6eV = 6.75eV；
(3)d 光的光子能量为 E = h ν = ；
d 光光子动量为：p = ；根据动量守恒定律，则有：p = mv；
解得：v = ；
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