西安市鄠邑区2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试卷
第I卷（选择题）
单选题(每小题5分，共40分。）
1．关于半衰期，以下说法正确的是
A．氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克
B．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个
C．同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长
D．升高温度可以使半衰期缩短
2．下列关于图的说法中正确的是
A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的
B．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小的空间范围
C．光电效应实验说明了光具有波动性
D．射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷
3．用中子轰击铝，产生钠和X粒子，钠具有放射性，它衰变后变成镁，则X粒子和钠的衰变过程分别是（ ）
A．质子 衰变
B．粒子 衰变
C．电子 衰变
D．正电子 衰变
4．下列说法中正确的是（ ）
A．氢原子由高能级跃迁到低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少，总能量不变
B．原子核的平均结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．天然放射现象中的β射线实际是高速电子流，穿透能力比α粒子强
D．放射性元素的半衰期会随温度或压强的变化而变化
5．对于一定质量的理想气体，在温度保持不变的情况下，若气体体积增大，则（ ）
A．气体分子的平均动能增大
B．单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增加
C．气体的压强一定减小
D．气体对外做功，内能一定减少
6．如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（ ）
A．用能量为的电子激发能级的大量氢原子，可以使氢原子跃迁到高能级
B．能级的氢原子可以吸收能量为的光子而发生电离
C．大量处于能级的氢原子跃迁到基态放出的所有光子中，能级跃迁到能级释放的光子的粒子性最显著
D．大量处于基态的氢原子吸收的光子后，只可以放出两种频率的光子
7．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（ ）
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
C．该光电管，丙光对应的截止频率大于乙光对应的截止频率
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能
8．如图所示，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在其中，将弹簧压缩到最短。若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧被压缩至最短的整个过程中（ ）
A．动量不守恒，机械能不守恒 B．动量守恒，机械能不守恒
C．动量不守恒，机械能守恒 D．动量守恒，机械能守恒
二、多选题（每小题6分，共24分，没有错误选项，但选不全，得一半分。）
9．“超导托卡马克”（EAST）是我国自行研制的可控热核反应实验装置。设该实验反应前氘核（）的质量为m1，氚核（）的质量为m2，反应后氦核（）的质量为m3，中子（）的质量为m4，真空中光速为c。下列说法中正确的是（ ）
A．这种装置中发生的核反应方程是
B．由核反应过程质量守恒可知m1＋m2=m3＋m4
C．核反应放出的能量等于（m1＋m2－m3－m4）c2
D．这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理不相同
10．光滑水平面上，A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图象，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图象，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图象，若A球质量mA=3kg，则由图判断下列结论正确的是（ ）
A．B球质量mB=2kg
B．碰撞时B球对A球所施的冲量为6N·s
C．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为15J
D．A、B两球碰撞前的总动量为5kgm/s
11．法国物理学家贝克勒尔发现自然界中有一些物质具有天然放射现象，能够发生衰变反应。一个静止的原子核衰变一个新核，同时放出一个带电粒子，该粒子的动能大小为E，动量大小为p。下列说法正确的是（ ）
A．放出的带电粒子为α粒子
B．的结合能比大
C．的动量大小为
D．的动能大小为
12．下列说法正确的是（ ）
A．气体温度越高，每个分子的速度一定越大
B．理想气体向外界放出热量时，温度可能不变
C．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动
D．液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈
第II卷（非选择题）
三、实验题(每空3分，共9分）
13．某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验。先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。最终A、B、C确定为三个落点的平均位置，已知两小球的质量。
（1）本实验必须测量的物理量有以下哪些________；
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的质量分别为ma、mb
C．小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间
D．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
E．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
（2）按照本实验方法，验证动量守恒定律的表达式是________。
（3）实验测得，，，，已知本实验中的数据相当好地验证了动量守恒定律，则入射小球和被碰小球的质量ma与mb之比_________。（计算结果保留两位有效数字）
四、解答题（第14题7分，第15题10分，第16题10分)
14．已知质量是，质量是，质量是，质量是，试判断核反应是吸能反应还是放能反应？若，则能量变化多少？
15．如图所示，左端封闭右端开口的导热汽缸水平放置，横截面积为S，用厚度不计的光滑活塞封闭了长为L的理想气体，活塞距汽缸开口端距离为b，活塞的重力为G。已知外界大气压强为p，热力学温度为T。现在给汽缸缓慢加热，活塞恰好移到汽缸右端口（汽缸仍然封闭）。
（1）此时封闭气体的温度是多少；
（2）如果再把汽缸开口向上竖直放置，封闭气体的长度仍为L，此气体的温度变为多少；
16．如图所示，在水平地面上放置一质量为M的木块，一质量为m的子弹以水平速度v射入木块(未穿出)，若木块与地面间的动摩擦因数为μ，求：
(1)子弹射入木块后，木块在地面上前进的距离；
(2)射入的过程中，系统损失的机械能。
答案第1页，共2页西安市鄠邑区2022-2023学年高二下学期期末考试
物理答案
1．A
【详解】氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天即经过2个半衰期，还剩余1克氡原子核，故A正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，选项B错误；放射性元素的半衰期与元素所处的化学状态以及外界条件无关，选项CD错误；
2．B
【详解】根据玻尔理论可以知道，电子绕原子核运动过程中是沿着特定轨道半径运动的，A错；根据卢瑟福的α粒子散射实验现象，发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小的空间范围，则B对；光电效应表明了光的粒子性，C错；根据左手定则可以判断射线甲带负电，是电子流，D错．故选B.
3．B
【详解】根据质量数和电荷数守恒有、，则x是粒子，钠的衰变过程是衰变．故B项正确，ACD三项错误．
4．C
【详解】电子绕原子核做圆周运动时由库伦力提供向心力故有，则电子的动能，电子由高能级跃迁到较低能级时轨道半径减小，故电子的动能增大，当电子由较高能级向较低能级跃迁时，库伦力对电子做正功，电势能减小，总能量减少．故A错误；原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B错误；天然放射现象中的β射线实际是高速电子流，穿透能力比α粒子强，故C正确；放射性元素的半衰期是由原子核内的结构决定的，与温度或压强无关，故D错误．
故本题选C.
5．C
【详解】A．温度是气体分子平均动能的标志，温度不变，故气体分子的平均动能不变，故A错误.
BC．根据理想气体状态方程可知，温度不变，体积增大则气体压强一定减小，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数减少，故B错误，C正确.
D．一定质量的理想气体内能只与温度有关，温度不变内能不变，故D错误
故选C.
6．A
【详解】A．能级与能级的能量差为，由于
因此用能量为的电子激发能级的大量氢原子，可以使氢原子跃迁到高能级，故A正确；
B．能级的氢原子的能量为，因此欲使其发生电离，吸收的能量至少为，故B错误；
C．光子的波长越长波动性越显著，光子的频率越高，粒子性越显著，由玻尔理论可知，从能级跃迁到能级的粒子能量最大，由
可知，该光子的频率最高，该光子的粒子性最显著，故C错误；
D．大量处于基态的氢原子吸收的光子后，由跃迁规律可知，大量的氢原子可以跃迁到能级，则放出的光子数为，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】A．根据
入射光的频率越高，对应的截止电压越大。甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，A错误；
B．丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以乙光的频率小于丙光的频率，乙光的波长大于丙光的波长，B正确；
C．因为是同一光电管，所以金属的截止频率是相同的，C错误；
D．甲光的截止电压小于丙光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，故D错误。
故选B。
8．A
【详解】子弹射入木块过程子弹与木块组成的系统动量守恒，但是子弹射入木块后留在其中，这个过和属于完全非弹性碰撞动能损失最大，有内能产生，所以机械能不守恒，在弹簧被压缩至最短的过程，有弹力作用，所以系统动量不守恒，但是机械能守恒，则全过程系统的动量不守恒，机械能也不守恒，所以A正确；BCD错误；
故选A。
9．ACD
【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知，可控热核反应装置中发生的核反应方程是
A正确；
B．核反应过程中质量数守恒，但核反应过程中存在质量亏损，即
m1+m2>m3+m4
B错误；
C．核反应过程中的质量亏损为
Δm=m1+m2-m3-m4
则释放的核能
ΔE=（m1+m2-m3-m4）c2
C正确；
D．这种装置的核反应是轻核聚变，我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应是重核裂变，它们的核反应原理不同，D正确。
故选ACD。
10．ABC
【详解】A．由x-t图象的斜率表示速度，因此碰撞前A、B两球都做匀速运动，碰撞前有
，
碰撞后有
根据动量守恒定律有
代入数据解得
B．碰撞前后A的动量变化为
△pA=mvA′-mvA=3×（-1）kg m/s -3×（-3）kg m/s =6kg m/s
根据动量定理可知，碰撞时B球对A球所施的冲量为6N·s，故B正确；
C．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为
故C正确；
D．A与B碰撞前的总动量为
p总=mvA+mBvB=-5kgm/s
故D错误。
故选ABC。
11．AD
【详解】A．写出核反应方程为
故放出的粒子为α粒子，A正确；
B．虽然衰变的过程中释放能量，总结合能增大，但衰变生成的α粒子也有一部分结合能，所以结合能不一定比大，B错误；
C．核反应前后动量守恒有
pTh=pHe=p
C错误；
D．的动能为
的动能为
联立解得
D正确。
故选AD。
12．BD
【详解】A．物体的温度越高，分子的平均动能就越大．分子的平均动能大，并不是每个分子动能都增大，也有个别分子的动能减小．故A错误．
B．根据热力学第一定律：
U=Q+W
当一定质量的理想气体向外界放出热量时，如果外界对气体做等量的功，其内能会不变，温度不变．故B正确．
C．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，但能反映液体分子的运动．故C错误．
D．液体温度越高，悬浮粒子越小，单位时间内撞击越不平衡，布朗运动越剧烈，故D正确；
故选BD．
13． B/D 4.3
【详解】解：（1）[1]AC．因小球下落的高度不变，由
可知两小球下落的时间相等，因此斜槽轨道末端到水平地面的高度H不需测量，AC错误；
B．要验证动量守恒定律，小球a、b的质量分别为ma、mb需要测量，B正确；
D．因为小球在水平方向是匀速直线运动，则记录纸上O点到A、B、C各点的水平距离代表小球在水平方向的速度大小，因此OA、OB、OC的距离需要测量，D正确；
E．因为每次a球都是从固定释放点释放，因此不需要测量固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h，E错误。
故选BD。
（2）[2]验证动量守恒定律的表达式是
整理可得
（3）[3]由
可得
14．吸能反应；
【详解】反应前总质量为
反应后总质量为
则
可见反应过程质量增加了，是吸能反应。吸能为
15．（1） ；（2）
【详解】（1）活塞恰在汽缸右端口时（汽缸仍然封闭），设密闭气体的温度为T1，由盖·吕萨克定律有
解得
（2）汽缸竖直放置时，设密闭气体的温度为T2，由活塞受力平衡有
由查理定律有
解得
16．(1)；(2)
【详解】(1)设子弹射入木块时，二者的共同速度为v′，取子弹的初速度方向为正方向，则有
mv＝(M＋m)v′
二者一起沿地面滑动，前进的距离为x，由动能定理得
－μ(M＋m)gx＝0－(M＋m)v′2
联立解得
x＝
(2)射入过程中损失的机械能为
ΔE＝mv2－(M＋m)v′2
解得
ΔE＝
