湖北省武汉市部分学校联合体2022-2023学年高二下学期期末联考物理试题（含答案）

武汉市部分学校联合体2022-2023学年高二下学期期末联考
物理试题
考试时间：2023年6月27日上午10：30-11：45 试卷满分：100分
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。其中1-7题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。8-10题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.关于布朗运动，下列说法正确的是（ ）
A．固体小颗粒的体积越大，布朗运动越明显
B．与固体小颗粒相碰的液体分子数越多，布朗运动越明显
C．布朗运动就是液体分子的无规则运动
D．布朗运动的无规则性，反映了液体分子运动的无规则性
2.关于图所示的四幅图中现象的分析，下列说法正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果
B．乙图中将棉线圈中P、Q两部分的肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果
C．丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象
D．丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象
3.甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，甲、乙两分子间的分子势能Ep与甲、乙两分子间距离的关系如图中曲线所示，图中分子势能的最小值为E0。若乙分子所具有的分子动能和分子势能之和为0，则下列说法正确的是（ ）
A．乙分子在P点（x=x2）时，加速度最大，分子力最大
B．乙分子在P点（x=x2）时，分子动能最大，且其动能为E0
C．乙分子在Q点（x=x1）时，处于平衡状态，其分子力为零
D．乙分子在Q点（x=x1）时，分子力表现为引力
4.如图所示是武汉某学校科技兴趣小组制作的“永动机”，“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能转动较长时间，下列说法正确的是（ ）
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
D．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
5.为迎接排球比赛，高二6班同学们用打气筒为体积为2.0L的排球充气，充气前排球呈球形，内部气压与外界大气压相等，均为1.0×105Pa。设充气过程中排球体积和内外气体温度不变，气筒容积为0.05L，要使球内气体压强达到1.5×105Pa，应至少打气多少次（ ）
A．20次 B．30次 C．40次 D．60次
6.氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，可以给氢原子提供的能量为（ ）
A．12.75eV B．12.10eV C．10.2eV D．1.89eV
7.武汉某学校科技兴趣小组同学们设计了一个烟雾探测器，如图S为光源，当有烟雾进入探测器时，S发出的光被烟雾散射进入光电管C。光射到光电管中的钠表面产生光电子，当光电流大于或等于I时，探测器触发报警系统报警。已知真空中光速为c，钠的截止频率为v0，电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（ ）
A．用截止频率更高的材料取代钠，探测器一定可以正常工作
B．光源S发出光的波长小于，探测器一定可以正常工作
C．光源S发出光只要光强足够大，探测器一定可以正常工作
D．探测器正常工作，仅增大光电管C的正向电压，光电流一定增大
8.如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是（ ）
A.气体自发扩散前后内能相同
B.气体在被压缩的过程中内能增大
C.在自发扩散过程中，气体对外界做功
D.气体在被压缩的过程中，外界对气体做功
9.如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种衰变后，释放出来的粒子和反冲核在磁场中运动的轨迹，可以判断（ ）
A.原子核发生α衰变
B.原子核发生β衰变
C.大圆是释放粒子的运动轨迹，小圆是新核的运动轨迹
D.大圆是新核的运动轨迹，小圆是释放粒子的运动轨迹
10. 2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置---中国环流器二号M装置（HL 2M）在成都建成并实现首次放电，该装置是中国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置。我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应的方程为；。已知氘核的质量为m1，比结合能为E，中子的质量为m2，反应中释放的核能为，光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．反应产物x为
B．x核的质量为
C．x的比结合能为
D．要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的库仑斥力
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（6分）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中。
（1）某同学操作步骤如下：
①用0.5mL的油酸配置了1000mL的油酸酒精溶液；
②用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液体积为1mL；
③在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；
④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积为190cm2，油酸分子直径大小
d= m（结果保留一位有效数字）。
（2）若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径为d后，还可以继续测出阿伏加德罗常数NA= （用题中给出的物理量符号表示）。
12.（9分）王茗涵同学用金属铷作为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量。
甲 乙
（1）王茗涵同学给光电管加上正向电压，在光照条件不变时（入射光的频率大于金属铷的截止频率），王茗涵同学将滑片P从最左端向右慢慢滑动过程中，电流表的读数变化情况是 。
（2）实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率v之间的关系如图乙所示，逸出功W0= J，如果实验中入射光的频率，则产生的光电子的最大初动能Ek= J（结果保留3位有效数字）。
13.（12分）如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，内有活塞，其横截面积为，质量为m=1kg，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，其内密封有一定质量的理想气体，气柱高度h=0.2m。已知大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2。
（1）如果在活塞上缓慢堆放一定质量的细砂，气柱高度变为原来的，求砂子的质量m砂；
（2）如果在（1）基础上给汽缸底缓慢加热，使活塞恢复到原高度，此过程中气体吸收热量5J，求气体内能的增量。
14.（15分）放射性原子核先后发生α衰变和β衰变后，变为原子核。已知质量为m1=238.0290u，质量为m2=234.0239u，α粒子的质量为mα=4.0026u，电子的质量为me=0.0005u。（原子质量单位1u相当于931.5Mev的能量）则：
（1）写出放射性衰变方程。
（2）原子核衰变为的过程中释放能量为多少？
（3）若的半衰期是4.5×109年，假设一块矿石中含有2kg的，经过90亿年后，还剩多少？
15.（18分）如图所示，“L”形玻璃管ABC粗细均匀，开口向上，玻璃管水平部分长为30cm，竖直部分长为10cm，管中一段水银柱处于静止状态，水银柱在水平管中的部分长为10cm，竖直管中部分长为5cm，已知大气压强为p0=75cmHg，管中封闭气体的温度为27℃，求：
（1）若对玻璃管中的气体缓慢加热，当竖直管中水银柱液面刚好到管口C时，管中封闭气体的温度升高多少？（保留一位小数）
（2）若以玻璃管水平部分为转轴，缓慢转动玻璃管180°，使玻璃管开口向下，试判断玻璃管中水银会不会流出？如果不会流出，竖直管中水银液面离管口的距离为多少？
武汉市部分学校联合体2022-2023学年高二下学期期末联考
物理答案
一、选择题：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B B C A A B ABD BC CD
二、非选择题：
11.（6分） 12.（9分）电流表读数先增加，达到一定值后保持不变
13.（12分）解：（1）因为缓慢放置砂子，气体发生等温变化，根据玻意耳定律，
有：
又，
，
代入数据解得：
（2）使活塞恢复到原高度的过程，气体压强不变，外界对气体做功为：
由热力学第一定律有：
所以气体内能的增量为3J。
14.（15分）（1）根据质量数和电荷数守恒可得衰变方程为：
（2）上述衰变过程的质量亏损为：
放出的能量为：
代入题给数据得：
（3）总质量（m0）、衰变质量（m）、衰变时间（t），半衰期（T）之间关系为：
将，T=45亿年，t=90亿年，代入解得：
故还剩余。
15.（18分）解：（1）开始时，管中封闭气体：
，
，
气体加热后，当竖直管中水银柱液面刚好到管口C：
，
由理想气体状态方程得：
代入数据解得：
管中封闭气体的温度升高
（2）若以玻璃管水平部分为转轴，缓慢转动玻璃管180°，使玻璃管开口向下，假设水银不会流出，且竖直管中水银液面离管口距离为hcm
根据玻意耳定律得
解得：
由于h>0，假设成立
因此水银不会流出，管中水银液面离管口的距离为