崇德实验中学2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试题
单选题（每题只有一个正确选项，共7题，每题4分）
1．下列关于近代物理学研究的说法，正确的是( )
A．普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了能量子假说
B．汤姆孙研究阴极射线，发现了电子并精确测定了电子的电荷量
C．密立根通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型
D．玛丽·居里最早发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线
2．下列说法正确的是( )
A．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似
B．产生毛细现象时，液体在毛细管中一定上升
C．表面张力的方向总是垂直于液面，指向液体内部
D．熔化的金属在太空中呈现球形，是由于液体内部分子间存在引力
3．下列说法中正确的是( )
A．甲图中，两个分子从很远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变小后变大
B．乙图中，在测量分子直径时，可把油膜厚度视为分子直径
C．丙图中，猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，气体对外界做功
D．丁图中，电冰箱的工作过程表明，热量可以自发的从低温物体向高温物体传递
4．人们常用空调调节室内空气的温度，下列说法正确的是( )
A．空调风速越大，室内空气的分子平均动能也越大
B．空调过滤器能够吸附肉眼看不见的PM2.5颗粒，此颗粒的运动是分子热运动
C．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．空调制热使得室内温度上升，则速度小的空气分子比例减小
5．关于近代物理常识，下列说法中正确的是( )
A．质量守恒和电荷数守恒是核反应遵循的基本规律
B．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
C．任何一种金属都有一个截止频率，低于这个频率的光不能使它产生光电效应
D．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就只剩下一个氡原子核了
6．“嫦娥五号”中有一块“核电池”，在月夜期间提供电能的同时还能提供一定能量用于舱内温度控制．“核电池”利用了Pu的衰变，衰变方程为 Pu→X＋Y，下列说法正确的是( )
A.X比Pu的中子数少4个
B.Pu在月球上和在地球上半衰期相同
C．一个Pu衰变为X释放的核能为(mPu－mX)c2
D.Pu发生的是α衰变，α射线具有极强的穿透能力，可用于金属探伤
7．太阳内发生核聚变反应主要为：H＋H→He，
已知部分物质比结合能与质量数关系如图所示，则该反应释放的核能约为( )
A．5 MeV B．6 MeV
C．24 MeV D．32 MeV
不定项选择题（每题多个正确选项，共3题，每题6分，部分对得3分）
8．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )
A．做示踪原子是利用放射性同位素的贯穿能力很强的性质
B．做示踪原子是利用放射性同位素放出射线可被仪器探测的特点
C．γ射线探伤利用了γ射线贯穿能力很强的性质
D．γ射线探伤利用了γ射线电离能力很强的性质
9．下列关于物体内能的说法正确的是( )
A．改变物体内能有两种方式：做功和传热，两者在内能的改变上是等效的，且实质也是相同的
B．在有其他影响的情况下，可以把内能全部转化为有用功
C．热量可以由低温物体转移到高温物体而不引起其他变化
D．在内能的转化和转移过程中，虽然存在能量损失，但总能量依然守恒
10．用如图所示的装置研究光电效应现象．所用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是( )
A．换波长更长的光照射，可能电流表G没有示数
B．光电管阴极的逸出功为1.7 eV
C．当滑动触头向b端滑动时，电流增大
D．开关S断开后，没有电流流过电流表G
第II卷（非选择题）
三、填空题
11．(8分)在热力学中有一种循环过程叫作焦耳循环．它由两个等压过程和两个绝热过程组成．图示为一定质量的理想气体的焦耳循环过程(A→B→C→D→A)，已知某些状态的部分参数如图所示(见图中所标数据)．试解决下列问题：
(1)从状态C→D过程气体分子的密度________，分子的平均动能会________；(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)已知状态A的温度TA＝250 K，求状态C的温度TC＝____________ K；
(3)若已知A→B过程放热Q＝80 J，则A→B过程中内能的变化量ΔUAB＝____________ J，B→C过程外界对气体做的功WBC＝____________ J.
四、计算题
12．(8分) 很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全．轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V＝56 L，囊中氮气密度ρ＝2.5 kg/m3，已知氮气摩尔质量M＝0.028 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1.试估算：
(1)囊中氮气分子的总个数N；
(2)囊中氮气分子间的平均距离．(结果保留1位有效数字)
13.(12分)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图所示．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出某种频率的光子，用该频率的光照射逸出功为2.25 eV的钾表面．已知电子电荷量e＝1.60×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s.求：
(1)辐射出光子的频率(保留两位有效数字)；
(2)辐射出光子的动量；
(3)钾表面逸出的光电子的最大初动能为多少eV.
14．(12分)小明用阴极为金属铷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h＝6.63×10－34 J·s.(计算结果保留3位有效数字)
(1)图甲中电极A为光电管的什么极；
(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc和逸出功W0分别是多少；
(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek是多少．
15．(14分)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是利用加速后的质子H轰击静止的Li，生成两个He，Li和He的结合能分别为E1和E2，质量分别为m1和m2，已知真空中的光速为c.
(1)写出核反应方程；
(2)求出释放的核能ΔE；
(3)求出质子的质量m.高二物理试题（答案）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A A B D C B C BC BD AC
1.答案 A
解析 普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了能量子假说，故A正确；汤姆孙研究阴极射线，发现了电子，密立根精确测定了电子的电荷量，故B错误；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故C错误；贝克勒尔最早发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，故D错误．
2.答案 A
解析 液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，A正确；浸润液体在毛细管内上升，不浸润液体在毛细管内下降，B错误；表面张力使液体表面有收缩的趋势，它的方向跟液面相切，C错误；熔化的金属在太空中呈球状是由于液体表面分子间存在表面张力的结果，D错误．
3.答案 B
解析 题图甲中两个分子从很远处逐渐靠近的过程中，分子引力和斥力都增大，但引力大于斥力，分子力表现为引力并且分子力先增大后减小，当减小到零后，随着两分子靠近，分子力表现为斥力，并且逐渐增大，故A错误；题图乙中是单分子油膜，估测其大小时，可以把它简化为球形，因此油膜厚度可以视为分子直径，故B正确；题图丙中，猛推木质推杆，由于速度快，传热没来得及进行，只有外界对气体做功，内能增大，压强变大，温度升高，故C错误；根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体转移到高温物体，故D错误．
4.答案 D
解析 室内空气的分子平均动能只与温度有关，与空调风速无关，故A错误；空调过滤器能够吸附PM2.5颗粒，PM2.5颗粒是肉眼看不见的固体小颗粒，不是分子热运动，故B错误；空调既能制热又能制冷，说明在不自发地条件下热传递方向可以逆向，不违背热力学第二定律，故C错误；空调制热使得室内温度上升，根据温度是分子平均动能的标志，所以速率小的空气分子比例减小，故D正确．
5.答案 C
解析 在核反应的过程中质量数与电荷数守恒，但质量不一定守恒，A错误；β衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，B错误；任何一种金属都有一个截止频率，低于这个频率的光不能使它产生光电效应，C正确；半衰期具有统计规律，对少量的原子核不适用，D错误．
6.答案 B
解析 根据质量数守恒与电荷数守恒可知238＝234＋n,94＝m＋2，解得m＝92，n＝4
Pu的衰变方程为Pu→U＋He，易知发生的是α衰变，X比Pu的中子数少2个，故A错误；
半衰期与环境条件无关，不会受到阳光、温度、电磁场等环境因素的影响，所以Pu在月球上和在地球上半衰期相同，故B正确；
此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差，为Δm＝mPu－mX－mα
释放的核能为E＝(mPu－mX－mα)c2，故C错误；
α射线的穿透能力较差，不能用于金属探伤，故D错误．
7.答案 C
解析 由题图可知，H的比结合能约为1.1 MeV，He的比结合能约为7.1 MeV，根据结合能与比结合能的定义，可知该反应释放的核能约为ΔE＝7.1 MeV×4－1.1 MeV×2×2＝ 24 MeV，故选C.
8.答案 BC
解析 做示踪原子是利用了放射性同位素的射线可以被仪器探测的特点；γ射线探伤是利用了γ射线贯穿能力很强的性质，故B、C正确．
9.答案 BD
解析 由热力学第一定律知，改变物体的内能有两种方式，分别为做功和传热，两者在内能的改变上是等效的，但实质不同，故A错误；热力学第二定律指出不可能从单一热库取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，故B正确；热力学第二定律指出不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，故C错误；能量守恒定律指出能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量守恒，故D正确．
10答案 AC
解析 换波长更长的光照射，第一种情况为光的频率偏小，导致不能发生光电效应，从而电流表G没有示数；第二种情况为发生了光电效应，但所加反向电压超过了遏止电压，没有光电子通过电路，使得电流表G没有示数，故A正确；
该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为0，知道光电子的最大初动能为1.7 eV，根据光电效应方程有Ek＝hν－W0，得W0＝1.05 eV，则光电管阴极的逸出功为1.05 eV，故B错误；当滑动触头向b端滑动时，反向电压减小，则到达电极的电子的数目增多，电流增大，故C正确；
若开关S断开后，用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表G，故D错误．
11.答案 (1)变小 变大 (2)250 (3)－20 20
解析 (1)从状态C→D过程，气体体积变大，气体质量不变，气体分子的密度变小；
从状态C→D过程，压强不变，由盖－吕萨克定律得，气体的体积变大，温度升高，则气体分子的平均动能会变大；
(2)根据理想气体状态方程，有：＝，代入数据解得TC＝250 K；
(3)A→B过程外界对气体做功
W＝pΔV＝1×105×(1.2－0.6)×10－3 J＝60 J
气体放热Q＝80 J
则A→B过程中内能的变化量
ΔUAB＝W－Q＝－20 J；
从A到C气体的内能不变，从B到C为绝热过程，则从B→C过程外界对气体做的功
WBC＝80 J－60 J＝20 J.
12.答案 (1)3×1024 (2)3×10－9 m
解析 (1)设N2的物质的量为n，则n＝
氮气的分子总数N＝NA
代入数据得N＝3×1024
(2)每个分子所占的空间为V0＝
按立方体估算，设分子间平均距离为a，则有V0＝a3，即a＝＝
代入数据得a≈3×10－9 m
13答案 (1)6.2×1014 Hz (2)1.4×10－27 kg·m/s (3)0.30 eV
解析 (1)氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，释放出光子能量为
E＝－0.85 eV－(－3.40 eV)＝2.55 eV，
由E＝hν
解得光子的频率ν≈6.2×1014 Hz
(2)由p＝ ， λ＝ 得p≈1.4×10－27 kg·m/s
(3)用此光照射逸出功为2.25 eV的钾时，由光电效应方程Ek＝hν－W0
产生光电子的最大初动能为Ek＝(2.55－2.25) eV＝0.30 eV(1分)
14答案 (1)阳极 (2)5.20×1014 Hz 3.45×10－19 J (3)1.19×10－19 J
解析 (1)由题意及光电管的结构知，A为阳极．
(2)Uc－ν图像中横轴的截距表示铷的截止频率，则
νc＝5.20×1014 Hz ，逸出功W0＝hνc≈3.45×10－19 J
(3)由爱因斯坦的光电效应方程得
Ek＝hν－W0≈1.19×10－19 J．
15.答案 (1)H＋Li→2He (2)2E2－E1 (3)－m1＋2m2
解析 (1)核反应方程为H＋Li→2He
(2)释放的核能ΔE＝2E2－E1
(3)根据质能方程知ΔE＝Δmc2＝(m1＋m－2m2)c2
解得m＝－m1＋2m2
试卷第1页，共3页
