江西省抚州市乐安县2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含答案）

乐安县2022-2023学年高二下学期期末考试
物理
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。
3.请按照题序在各题的答题区域内作答，超出答题区域的答案无效；在草稿纸、试题卷上的答题无效。
4.保持答题卡卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
5.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．关于固体和液体，下列说法正确的是（　　）
A．晶体一定有规则的几何外形
B．金刚石、石墨、食盐和玻璃都是晶体
C．叶面上的露珠呈球形是因为重力作用的结果
D．液晶的光学性质具有各向异性
2．下列说法正确的是（　　）
A．光电效应表明光具有能量，康普顿效应表明光具有动量
B．电子束穿过铝箔的衍射现象说明电子具有粒子性
C．目前核能发电主要使用的是轻核聚变反应
D．由于铀核裂变反应释放能量，裂变产物原子核的比结合能小于铀核的比结合能
3．关于分子热运动的叙述正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．温度升高时，物体内所有分子热运动的速率都增加
C．气体分子的热运动不一定比液体分子激烈
D．在温度相同时，氢气和氧气的分子平均速率相同
4．的衰变方程式为→＋X，则下列说法正确的是
A．的衰变过程属于α衰变，X为氦原子核
B．原子核内的中子数比原子核内的中子数多一个
C．通过降低温度的方法可使的半衰期变短，降低危害
D．原子核的比结合能等于原子核的比结合能
5．某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率分布图象如图甲所示，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了T1、T2两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系。下列说法正确的是（　　）
A．图甲中T1>T2
B．图乙中T1C．图甲中温度升高，所有分子的速率都增大
D．图乙中温度升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动
6．如图所示为装有食品的密封包装袋在不同物理环境下的两张照片，甲摄于压强为、气温为18℃的环境下，乙摄于压强为、气温为10℃的环境下，其中为标准大气压，下列说法中正确的是（　 ）
A．甲图包装袋内气体的压强小于乙图中袋内气体压强
B．乙图包装袋内气体的压强小于甲图中袋内气体压强
C．图中包装袋鼓起越厉害，袋内单位体积的气体分子数越多
D．图中包装袋鼓起越厉害，袋内气体分子的平均动能越大
7．封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态变到状态，其体积与热力学温度关系如图所示，、、三点在同一直线上，则下列说法正确的是（　　）
A．由状态变到状态过程中，气体放出热量
B．由状态变到状态过程中，气体从外界吸收热量，内能增加
C．状态气体的压强小于状态气体的压强
D．状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比状态少
8．下面的各核反应中能产生中子的是（ ）
A．用光子轰击，生成物之一为
B．用氘核轰击，生成物之一为
C．用质子轰击，生成物之一为
D．用粒子轰击，生成物之一为
9．“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时医生用点燃的酒精棉球，加热一个小罐内空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位。冷却后小罐紧贴在皮肤上。假设加热后小罐内的空气温度为127℃，当时的室温为27℃，大气压为标准大气压1.01×105Pa。小罐开口部位的直径为4厘米，不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响，则（　　）
A．加热后罐内气体质量是加热前的
B．加热后罐内气体质量是加热前的
C．加热后将小罐扣在皮肤上，当温度降至室温时，罐内气体压强变为原来的
D．加热后将小罐扣在皮肤上，当温度降至室温时，罐内气体对皮肤的压力约为94.2N
10．如图甲是十分罕见的全圆形彩虹，全圆形彩虹和一般彩虹一样，都是太阳光经过水滴的两次折射和一次反射形成的，其光路图可简化为图乙所示，其中a、b是两种不同频率的单色光，则（　　）
A．两种单色光在水中的速度vaB．两种色光的光子在真空中的动量paC．两束光经同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距
D．两束光照射同一种金属均有光电子逸出，光电子最大初动能Eka>Ekb
11．中国自主三代核电“华龙一号”示范工程第2台机组——中核集团福清核电6号机组2022年3月25日投入商业运行，至此“华龙一号”示范工程全面建成投运。“华龙一号”在安全、技术和经济指标上已经达到或超过了国际三代核电用户需求。“华龙一号”利用重核的裂变，一个重要的核反应方程是，各个核和中子的质量如下：（质量为235.0439u），（质量为140.9139 u），（质量为91.8976u），（质量为1.0087u），（1u的质量对应的能量为931.5Mev，1kg标准煤完全燃烧产生的热量约为），则下列说法正确的是（ ）
A．利用速度很大的快中子容易轰击开铀235
B．裂变反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，控制反应速度
C．要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积
D．1kg铀全部裂变所放出的能量约为标准煤完全燃烧时放出的热量
二、实验题（共20分）
12．某学习小组决定探究“光电效应”的实验规律，采用如图所示的实验电路，用稳定的黄色强光照射光电管的阴极板：
（1）要描绘光电管的伏安曲线，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应该在______端（选填“a或b”）。
（2）实验过程中发现，实验室提供的微电流传感器G（电阻为Rg=1995Ω）量程太小了，该小组同学决定把量程放大400倍，应该给微电流传感器______联一个______Ω的电阻。
（3）滑动滑片P，读出电压表示数U，微电流传感器示数I示，并换算成光电管的实际电流I实际，如表：
U（V） 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
I示（×10-10A） 0.01 0.07 0.11 0.14 0.17 0.19 0.21 0.23 0.25 0.26 0.28 0.29 0.29 0.29
I实际（×10-10A） 4 28 44 56 68 76 84 92 100 104 112 116 116 116
通过所采集的数据描出光电管的伏安曲线，实验证实：随着电压的增大，电流有饱和值的存在。
（4）在上述探究“光电效应”中的“饱和电流”实验中，电路图中电源的负极为______端（选填“M或N”）。每个光电子带电量为e=1.6×10-19C，则在第（3）步的实验中每秒钟阴极板上被光照射而逸出的光电子个数约为______个。（结果保留3位有效数字）
13．某实验小组用如图所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。

（1）关于该实验，下列说法正确的是______。
A．实验前应将注射器内的空气完全排出
B．空气柱体积变化应尽可能的快些
C．空气柱的压强随体积的减小而减小
D．作出p－的图像可以直观反映出p与V的关系
（2）如图是甲、乙两同学在实验中得到的p－图像，若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同，那么两图像斜率不同的主要原因是______。
（3）某同学采用如图所示的实验装置，测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，用p作纵轴、作横轴，画出p－图像如图甲、乙、丙所示，则甲产生的可能原因是______乙产生的可能原因是______；丙产生的可能原因是______。（从下列选项选取，填写字母）

A．各组的p、取值范围太小
B．实验过程中有漏气现象
C．实验过程中气体温度升高
D．在计算压强时，没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强
三、计算题（共36分）
14．太阳帆飞行器是利用太阳光获得动力的一种航天器，其原理是光子在太阳帆表面反射的过程中会对太阳帆产生一个冲量。若太阳光垂直射到太阳帆上，太阳光子连续撞击太阳帆并以原速率反射，动量大小不变。已知太阳帆面积为S，每秒钟单位面积接收到的光子数为n，太阳光的平均波长为λ，飞行器总质量为m，光速为c，普朗克常量为h。求：
（1）太阳光照射到太阳帆上的辐射功率；
（2）使飞行器速度增加v需要的时间至少为多少？

15．如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，在距汽缸底部l=36cm处有一与汽缸固定连接的卡环，活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体。当气体的温度T0=300K、大气压强p0=1.0×105Pa时，活塞与汽缸底部之间的距离l0=30cm，不计活塞的质量和厚度。现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求：
（1）活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1；
（2）封闭气体温度升高到T2=540K时的压强p2。
16．在“质子疗法”中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死细胞。如图所示，质量为m、电荷量为q的质子从极板A处由静止加速，通过极板中间的小孔以射出，然后从坐标系中的B点（0，d）平行于x坐标轴进入区域，该区域充满沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为，OP与x轴夹角。质子在电场中偏转垂直击中边界OP的C点（图中未标出）。取质子比荷为，，不计重力作用。求：
（1）极板间的加速电压U；
（2）B、C两点电势差UBC；
（3）电场强度E的大小。
1．D
A．单晶体一定具有规则的几何外形，而多晶体不具有规则的几何外形，故A错误；
B．玻璃是非晶体，故B错误；
C．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故C错误；
D．液晶像液本一样具有流动性，同时其光学性质和某些晶体相似具有各向异性，故D正确。
故选D。
2．A
A．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面，光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子还具有动量，A项正确；
B．电子束穿过铝箔的衍射现象说明电子具有波动性，B项错误；
C．目前核能发电主要使用的是重核裂变，C项错误；
D．由于铀核裂变反应释放能量，裂变产物原子核的比结合能大于铀核的比结合能，D项错误。
故选A。
3．C
A．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，能反映液体分子的运动，但不是液体分子的热运动，A错误；
B．温度升高时，物体内分子热运动的平均速率增加，但不是所有分子的速率都一定增大错误，B错误；
C．温度是分子热运动激烈程度的反映，温度越高，分子热运动越激烈，由于气体和液体的温度高低不确定，所以气体分子的热运动不一定比液体分子激烈， C正确；
D．温度分子平均动能的标志。在温度相同时，分子的平均动能相同，但氢气分子的质量比氧气分子的质量小，氢气和氧气的分子的平均速率并不相同，D错误。
故选C。
4．B
原子核衰变过程中质量数和电荷数守恒，所以X为电子，该衰变为β衰变，选项A错误；原子核的半衰期与原子核的物理化学性质无关，不能通过降低温度的方法使的半衰期变短，选项C错误；在β衰变中原子核内的一个中子转变成一个电子和一个质子，所以原子核内的中子数比原子核内的中子数多一个，选项B正确；不同原子核的比结合能是不同的，选项D错误．
5．D
AC．由图甲可知，温度为T2的图线中速率大分子占据的比例较大，则说明其对应的平均动能较大，故T2对应的温度较高，T1＜T2；温度升高使得气体分子的平均速率增大，不一定每一个气体分子的速率都增大，故AC错误；
BD．由图乙可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，则T1>T2，故B错误，D正确。
故选D。
6．B
A、B、由一定质量理想气体状态方程得：，由于V1＜V2，T1＞T2，故P1＞P2，故A错误，B正确；C、图中包装袋鼓起越厉害，体积越大，则单位体积的气体分子数越少，故C错误；D、由于图片甲中气体温度高于图片乙中气体的温度，而温度是气体分子热运动平均动能的标志，故图甲中小包内气体分子的平均动能大于图乙中小包内气体分子的平均动能，故D错误；故选B．
7．D
A．气体从状态A到状态B体积不变，发生的是等容变化，气体不做功W=0，而温度升高，内能增加△U＞0，根据热力学第一定律△U=W+Q，知Q＞0，气体吸收热量，A错误；
B．由状态B变到状态C的过程中，温度不变，内能不变△U=0，而体积变大，气体对外界做功，根据热力学第一定律△U=W+Q，知Q＞0，气体吸收热量，B错误；
C．气体从C到D发生等容变化，根据查理定律知p∝T，所以C状态气体的压强大于D状态气体的压强，C错误；
D．A点和D点在过原点的连线上，说明气体由A到D压强不变，体积增大，分子的密集程度减小，状态D温度高，分子的平均动能大，状态A和状态D压强相等，根据压强的微观解释可知，D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少，D正确。
故选D。
8．BD
根据质量数和电荷数守恒可得12=11+1，A中生成正电子，故A错误；根据质量数和电荷数守恒可得：2+9=10+1，4+7=10+1，BD中生成物为中子，故BD正确；C中生成物为光子，故C错误．所以BD正确，AC错误．
9．BC
AB．加热前：p0=1.01×105Pa、V0、T0=（273+27）K=300K，加热后：p1= p0=1.01×105Pa、V1、T1=（273+127）K=400K，由理想气体状态方程可得
解得
加热后罐内气体质量是加热前的
A错误，B正确；
C．以火罐内气体为研究对象，初始时p1=1.01×105Pa，T1=（273+127）K=400K，当温度降至室温时，T2=（273+27）K=300K，由查理定律可得
当温度降至室温时，罐内气体压强变为原来的，C正确；
D．加热后将小罐扣在皮肤上，当温度降至室温时，罐内气体压强则有
罐内气体对皮肤的压力
D错误。
故选BC。
10．AD
A．第一次折射时，a光的折射角比b光的小，而a、b两光的入射角相等，根据折射定律知a光的折射率大于b光的折射率，由分析可知，在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小于b光，vaB．因a光的折射率较大，则a光频率较大，波长较小，根据 可知，两种色光的光子在真空中的动量pa>pb，选项B错误；
C．根据可知，a光波长小，则两束光经同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距，选项C错误；
D．根据可知，两束光照射同一种金属均有光电子逸出，因为a光频率较大，则光电子最大初动能Eka>Ekb，选项D正确。
故选AD。
11．BCD
A．速度很大的快中子不容易被铀235俘获，则需要慢中子轰击铀核才容易发生裂变反应，故A错误；
B．裂变反应堆中，中子的数量是控制反应速度的关键，故利用镉棒的作用吸收中子，控制反应速度，故B正确；
C．要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积，故C正确；
D．铀核裂变的核反应方程是
则质量亏损为
释放的核能为
已知235g铀有个铀核，那么1kg铀内铀核的个数为
由此可知1kg铀全部裂变释放的能量为
则相当于优质煤的质量为
故D正确；
故选BCD。
12．（1）a （2）并 5 （4）N 7.25×1010
13．（1）D （2）研究气体的质量不同（或同质量气体在不同温度下研究） （3）D C B
14．（1）；（2）
（1）t时间内照射到太阳帆上的光子数
t时间内照射到太阳帆上的光的能量
则太阳照射到太阳帆上的辐射功率
解得
（2）每个光子被反射前后动量的变化量为
设使飞行器速度增加v需要的时间为t，根据动量定理
解得
15．（1）360K；（2）1.5×105Pa
（1）设汽缸的横截面积为S，由题意可知，此过程为等压膨胀由盖－吕萨克定律得
解得
T1=T0=360K
（2）由题意可知，此过程体积保持不变，由查理定律得
解得
p2=p0=1.5×105Pa
16．（1）；（2）；（3）
（1）质子在极板间加速，由动能定理可得
解得极板间的加速电压
（2）质子在电场中偏转垂直击中边界OP的C点，如图
则质子到达C点时的速度
质子从B点到C点由动能定理得
解得B、C两点电势差
（3）质子在电场中运动到达OP上的C点时间为t，竖直方向速度为vy，水平位移为x，竖直位移为y，加速度为a。由运动学公式有
由几何关系得
解得
由，解得