江西省九江地区2022-2023学年高二下学期第二次阶段模拟（期末）物理试题（含解析）

九江地区2022-2023学年高二下学期第二次阶段模拟（期末）
物理
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息；
2.请将答案正确填写在答题卡上。
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.下列是关于布朗运动扩散现象的四幅图片，关于这些图片的说法错误的是
A.图甲中连接小颗粒位置的折线不代表小颗粒的实际运动情况
B.图乙中墨汁和水彼此进入对方，温度越高扩散越快，说明扩散快慢与温度有关
C.图丙中液溴变成溴蒸气，说明扩散现象只能在同种物质的不同状态之间发生
D.图丁说明扩散现象能在固体之间发生
2.分子间的作用力F与分子问距离r的关系如图所示为分子间的平衡位置。下列说法正确的是
A.当时，分子间的作用力最小
B.当时，分子间的作用力最小
C.分子间的作用力总是随分子问距离增大而减小
D.分子间的作用力总是随分子间距离增大而增大
3.下列说法正确的是
A.射线β射线和射线是三种波长不同的电磁波
B.根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒
C.分子势能随着分子问距离的增大，可能先增大后减小
D.只要对物体进行不断的冷却，就可以把物体的温度降为绝对零度
4.如图为氢原子能级图，大量处于激发态的氢原子，当它们自发地跃迁到较低能级时，下列说法正确的是
A.这些氢原子跃迁时最多可产生3种不同频率的光子
B.由能级跃迁到能级时发出光子的波长最长
C.核外电子动能减少，电势能增加
D.该氢原子放出光子，能量减少
5.有关黑体辐射的研究表明：辐射强度、波长分布与辐射体的温度有密切关系，此研究对冶金工业的迅速发展有巨大贡献。如图所示，图中画出了四种温度下辐射强度黑体辐射的强度与波长的关系，据此以下判断不正确的是
A.在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，面是处在最大与最小波长之间
B.在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大
C.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加
D.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
6.碳14是高层大气中的碳12原子核在太阳射来的高能粒子流作用下产生的，碳14容易发生衰变放出能量，其衰变方程为，则
A.X是粒子
B.X是由质子转变成中子时产生的
C.高能粒子流的能量主要来自太阳内部的重核裂变
D.的比结合能比的大
7.月球夜晚温度低至-180°C，“玉兔二号”月球车携带的放射性同位素238()会不断发生α衰变，释放能量为仪器设备供热。可以通过以下反应过程得到，，，下列说法正确的是
A. B.X为电子
C.为轻核聚变 D.的比结合能比的比结合能大
8.物理学是一门以实验为基础的科学，任何理论的建立都离不开实验，下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其中正确的是
A.光电效应实验表明光具有粒子性
B.α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础
C.电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒
D.氢原子光谱的实验研究说明原子核有内部结构
9.一定质量的理想气体从状态A缓慢经过B、C、D再回到状态A，其热力学温度T和体积V的关系图像如图所示，BA和CD的延长线均过原点O，气体在状态A时的压强为，下列说法正确的是
A.A→B过程中气体从外界吸热
B.B→C过程中气体分子的平均动能不断增大
C.C→D过程中气体分子在单位时间内对单位容器壁的碰撞次数不断减少
D.D→A过程中气体的温度升高了
10.下列关于热现象的说法中正确的是
A.布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
B.水浸润玻璃管现象中，附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离
C.一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，气体分子单位时间对单位面积容器壁碰撞次数减少
D.蔗糖受潮后会粘在一起形成糖块，看起来没有确定的几何形状，这种粘在一起的糖块是多晶体
二、实验题(本题共2小题，每空3分，共18分)
11.在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每104mL油酸酒精溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得1mL上述溶液为80滴。把1滴这样的溶液滴入盛水的且表面撒有子粉浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标系中正方形方格的边长为1cm。
(1)油酸膜的面积为_________cm2。
(2)按以上实验数据估测油酸分子的直径为_________m(保留2位有效数字)。
(3)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于_________。
A.油酸未完全散开
B.油酸酒精溶液中含有大量酒精
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D.在测定1mL油酸酒精溶液有多少滴时，滴数多数了10滴
12.如图甲所示是研究光电效应的实验装置，当频率为的紫外线照射到K上，电流表中有电流流过，试回答下列问题：
(1)如果将滑动变阻器的滑动端从左向右移动，通过电流表的电流将会_________(选填“增大”、“减小”、“不变”)；
(2)美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据。如图乙所示是根据某次实验作出图象，电子的电荷量C.根据图象可知，这种金属的截止频率=_________，普朗克常量h=_________。
三、计算题(本题共4小题，第13、14小题各8分，第15、16小题各10分，共36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)
13.如图所示，将粗细均匀的“U”形玻璃管开口向上放置在某星球表面，左侧开口、右侧封闭，两侧玻璃管的长度分别为l1=11cm、l2=7cm。现在玻璃管中注入一定量的水银，平衡时两玻璃管中的水银面等高，此时封闭气体的温度为27°C，右侧玻璃管中气柱的长度为l3=6cm。已知该星球表面的大气压强恒为=40mmHg，如果在开口处缓慢地加入一定量的水银(气体温度不变)，直到右侧气柱的长度为l4=5cm。求：
(1)由开口处注入的水银柱的长度；
(2)在第①问的基础上对封闭的气体缓慢加热，当水银面刚好与左侧玻璃管的管口相平齐时，右侧玻璃管中气体的温度。
14.一个密闭容器内封闭有m=20g可视为理想气体的氧气，氧气从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的图像如图中带箭头的实线所示，已知氧气的摩尔质量为M=32g/mol，阿伏加德罗常数为，一个标准大气压为。求：
(1)密闭容器中所封闭氧气分子的个数n及每个氧气分子的质量(结果保留2位有效数字)；
(2)由状态A到C的整个过程中，被封闭氧气与外界间传递的热量Q。
15.根据玻尔理论，处于激发态的氢原子可以向低能级跃迁，发出光子。已知基态的氢原子能量为，普朗克常量为h，电子的质量为m，氢原子的能级公式。一群处于能级的氢原子直接跃迁到基态，发出的光子能使逸出功为的某金属发生光电效应。求：
(1)该光子的频率；
(2)获得最大初动能的光电子的物质波波长。
16.如图所示，“凸”形汽缸上，下部分高度均为h，上、下底面导热良好，其余部分绝热。上部分横截面积为S，下部分横截面积为2S。汽缸被总重力、中间用轻杆相连的a，b两绝热活塞(密封性良好)分成A、B、C三部分，活塞稳定时A、B、C三个部分内的气体温度均为T，A、C部分气体压强为，A、B部分高均为，C部分高为h。现保持A、B温度不变，使C中的气体温度缓慢变化至某温度，最终稳定后两活塞缓慢下降了，不计所有摩擦。求：
(1)C温度变化前，B中气体的压强；
(2)C中气体最终温度为多少？
九江地区2022-2023学年高二下学期第二次阶段模拟（期末）
物理参考答案
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.
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A B D B D B ABC AD BCD
1.【解答】解：A.布朗运动实验中记录的小颗粒每经过一定时间的位置，则实验中记录的折线表示的是小颗粒各时刻位置的连线，并不是其运动轨迹，故A正确；B.图乙中墨汁和水彼此进入对方，温度越高扩散越快，说明扩散快慢与温度有关，故B正确；C.不同物质之间，由于分子的热运动，总会存在着扩散现象，只是快慢不同(受温度、物体形态等因素影响)，相互接触的两种物质，在气体、液体和固体中都能发生，故C错误；D.图丁说明扩散现象能在固体之间发生，故D正确。本题选说法错误项，故选C。
2.【解答】解：AB、r0为分子间的平衡位置，引力等于斥力，分子间的作用力最小，为零，故A正确，B错误；CD、若，分子间的作用力随分子间距离增大而减小，若，分子间的作用力随分子间距离增大而增大，若，分子间的作用力随分子间距离增大面减小，故CD错误。故选：A。
3.【解答】解：A.射线、β射线分别是高速氮原子核和高速电子流，射线是光子流，属于电磁波，故A错误；B.根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中有光子辐射（或者吸收)，故电子的电势能和动能之和不守恒，故B正确；C.分子势能随着分子间距离的关系如图所示，故分子势能随着分子间距离的增大，不可能先增大后减分子问距离小，故C错误；D.根据绝对零度不可能达到，对物体进行不断的冷却，物体的温度可以接近绝对零度，但无法达到，故D错误。故选：B。
4.【解答】解：A、根据数字组合公式，可知一群氢原子处于的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，最多只能辐射出6种频率的光子，故A错误；B、根据辐射的能量等于两能级间的能级差，那么在辐射出的光子中，由能级跃迁到能级辐射出的光子能量最大，频率最大，波长最短，故B错误；C、根据库仑力提供向心力可得，核外电子的动能，据此可知从高能级向低能级跃迁时，核外电子的轨道半径减小，动能增大，因库仑力做正功，则电势能减小，故C错误：D、氢原子由高能级向低能级跃迁，能量减少，放出光子，故D正确。故选：D。
5.【解答】解：AB.在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长处在最大波长与最小波长之间故A正确，B错误；C.黑体辐射的强度与温度有关，由黑体辐射的强度与波长的关系图像可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，故C正确；D.随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D正确。本题选择错误的，故选：B。
6.【解答】解：A.根据核反应前后质量数守恒与电荷数守恒，X的质量数，电荷数，故X为电子，故A错误；B.经A分析，可得衰变方和，故为β衰变，发生β衰变，X是由中子转变成质子时产生的，故B错误；C.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的氢核聚变，故C错误；D.发生β衰变，反应后原子核更稳定，的比结合能比的大，故D正确。故选：D。
7.【解答】解：A、根据质量数守恒可得238+2=238+k，解得故A错误；B、根据核反应过程中，质量数和电荷数都守恒可知，X的质量数为0，电荷数为-1，即X为电子，故B正确；C、核反应方程，代表的核反应并不是轻核聚变，故C错误；D、因为月球车携带的放射性同位素238()会不断发生衰变，且放出热量，能量减小，所以的比结合能比的比结合能小，故D错误。故选：B。
8.【解答】解：A.光具有波粒二象性，光电效应实验证实了光具有粒子性，故A正确；B.粒子散射实验表明了原子具有核式结构，故B正确；C.电子的发现表明了原子不是构成物质的最小微粒，故C正确；D.氢原子光谱的实验研究不能说明原子核有内部结构，只能说明能级差是不连续的，发射性现象的发现才说明原子核具有内部结构，故D错误。故选：ABC。
9.【解答】解：A.A→B过程中气体的温度升高，内能增大；气体体积增大的过程中对外做功，，根据可知，说明气体从外界吸热，故A正确；BE.B→C过程中气体做等温变化，气体分子的平均动能不变，内能不变，故B错误，C.C→D过程中气体的温度降低，分子的平均动能介质，则分子撞击器壁的平均撞击力减小，根据可知C→D过程中气体压强不变，所以气体分子在单位时间内对单位容器壁的碰撞次数不断增加，故C错误；
D.由题图中几何关系知，；，则D→A过程中气体的温度升高了，故D正确。故选：AD。
10.【解答】解：A、布朗运动是固体小颗粒的运动，是由于液体分子做无规则运动时对固体小颗粒撞击作用不平衡引起的，故布朗运动证明了液体分子在不停息的做无规则运动，故A错误；B、水浸润玻璃管现象中，附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离，分子间表现为斥力，故B正确；C、一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，体积增大，由理想气体状态方程得，温度升高，分子平均动能变大，但压强不变，所以气体分子单位时间对单位面积容器壁碰撞次数减少，故C正确：D、蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块是多品体，看起来没有确定的几何形状，也是多晶体的特点，故D正确：故选：BCD。
二、实验题：本题共2小题，每空3分，共18分。
11.【解答】解：(1)根据图中油膜轮廓可知，油膜占有的格数约为116个，则油酸膜的面积为；
(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为，测油酸分子的直径为；
(3)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小。
A.油酸未完全散开，则油膜面积测量值偏小，油酸分子直径测量值偏大，A错误；B.酒精溶于水，溶液中含有大量酒精，有利于油酸分散开，形成单分子层，实验测量越准确，B错误；C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积测量值偏小，油酸分子直径测量值偏大，C错误；D，在测定1mL油酸酒精溶液有多少滴时，滴数多数了10滴，则一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积测量值偏小，油酸分子直径测量值偏小，D正确。
故选：D。故答案为：(1)116；(2)；(3)D。
12.【解答】解：(1)由甲图可知，在光电管中，场强向右，电子所受电场力向左，将滑动变阻器的滑动端从左向右移动，光电管两端电压变大，场强变大，到达阳极的电子数增多，通过电流表的电流将会增大；
(2)由动能定理及光电效应方程可得，其中，整理得结合乙图可知，当时，即图线与横轴的交点为金属的截止频率，即×1014Hz；图线的斜率为V/Hz，解得J·S。
故答案为：(1)增大：(2)4.27×1014Hz；J·S。
三、计算题(本题共4小题，第13、14小题各8分，第15、16小题各10分，共36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)
13.(8分)【解答】解：①设玻璃管的横截面积为S，对右侧气体根据玻意耳定律可列式
代入数据解得p1=48mmHg
设此时左右两侧液面高度差为△h，
=48cmHg-40cmHg=8cmHg
即此时左右两侧液面的高度差为8cm，根据几何关系可知需要注入水银柱的长度l=8cm+2cm=10cm
②根据第①问分析可知，此时左侧管内水银面距管口距离
对左侧气体根据盖吕一萨克定律可列，
可知K=360K。
答：①由开口处注入的水银柱的长度为10cm；
②当水银面刚好与左侧玻璃管的管口相平齐时，右侧玻璃管中气体的温度为360K。
14.(8分)【解答】
解：(1)封闭氧气分子的个数(个)(个)
每个氧气分子的质量为
(2)设状态A对应氧气的热力学温度为TA，压强为，体积为，
状态C对应氧气的热力学温度为TC，压强为，体积为，
由理想气体状态方程得：，
代入数据解得：
即初末位置氧气的温度相同，则整个过程中被封氧气的内能变化量，
由图像得，整个过程中外界对气体做功为
由热力学第一定律得：，
代入数据解得：J
即被封闭氧气将向外界释放900J的热量。
答：(1)密闭容器中所封闭氧气分子的个数n为个，每个氧气分子的质量为5.3×10-26kg；
(2)由状态A到C的整个过程中，被封闭氧气将向外界传递900J的热量。
15.(10分)【解答】解：(1)根据能级差和能量子公式可得：
解得：
(2)根据光电效应可知，光电子的最大初动能为，
结合物质波的波长公式，
联立解得：
答：(1)该光子的频率为；
(2)获得最大初动能的光电子的物质波波长为。
16.(10分)【解答】
解：(1)对两活塞整体受力分析，根据平衡条件得：
，
解得：
(2)A中气体：初状态，压强为，体积为，温度为，
末状态，压强为，体积为，温度为，
由玻意耳定律得：
解得：，
B中气体：初状态，压强为，体积为，温度为，
末状态，压强为，体积为)，温度为，
由玻意耳定律得：，
解得：，
C中气体：初状态，压强为，体积为，温度为，
末状态，压强为，体积为，温度为，
对两活塞整体受力分析，根据平衡条件得：
，
解得：
由理想气体状态方程得；，
解得：
答：(1)C温度变化前，B中气体的压强为；
(2)C中气体最终温度为。