新疆兵团地州学校2022-2023学年高二下学期期末联考物理试题（含解析）

新疆兵团地州学校2022-2023学年高二下学期期末联考
物理试卷
考生注意：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。
2．请将各题答案填写在答题卡上。
3．本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第三册。
第I卷（选择题 共48分）
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题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．塔里木河是新疆的母亲河，在春暖花开的季节，游客抛洒花粉于静水中，花粉微粒会做布朗运动，下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动是花粉分子的无规则运动
B．布朗运动可以反映单个水分子的运动速率
C．人可以闻到花香是化学反应的结果
D．悬浮在水中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显
2．下列说法正确的是（ ）
A．只有高温物体才辐射电磁波
B．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就可以近似为一个黑体
C．黑体只是从外界吸收能量，并不向外界辐射能量
D．微观世界的某些极少数带电微粒的能量变化可以是连续的
3．如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞，用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开。管塞被冲开前（ ）
A．管内气体的内能增加，压强变大
B．管内气体对外界做功，气体的内能减少
C．管内气体的内能不变，压强变大
D．外界对管内气体做功，气体的内能增加
4．“温故而知新”，一同学在笔记本上做了些课后总结，其中错误的是（ ）
A．达到热平衡的系统具有相同的温度
B．热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一
C．在温度不变的情况下，压强与体积成反比
D．在表示温度差的时候可以用摄氏度代替开尔文
5．甲、乙、丙、丁四幅图涉及不同的原子物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．图乙的粒子散射实验中，当显微镜放在D位置时，荧光屏上观察不到闪光
B．图甲说明少量电子的运动表现为粒子性，大量电子的运动表现为波动性
C．图丙中的半衰期是5730年，则20个经过11460年还剩5个
D．图丁中轧制钢板时需要动态监测钢板的厚度，探测器接收到的可能是射线
6．某校中学生参加某电视台“异想天开”节目的活动，他们提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是（ ）
A．制作一个装置从海水中吸收内能并全部用来做功
B．制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下
C．汽车尾气中的各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
D．在房屋顶盖上安装太阳能板，可以用太阳能来解决照明和热水问题
7．原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中不正确的是（ ）
A．核中核子的平均结合能比核中的大
B．核比核更稳定
C．两个核结合成核时释放能量
D．核的结合能约为128MeV
8．物理“天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。如图甲所示，王亚平为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是B位置
B．“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水分子相比偏小
C．王亚平放开双手，两板吸引到一起，该过程分子力做正功
D．“水桥”表面层中水分子间的距离与其内部水分子相比偏小
9．“千树万树梨花开”，晶莹剔透的雪花是种晶体，下列关于晶体的说法正确的是（ ）
A．多晶体都有天然的、规则的几何形状
B．晶体都有确定的熔点
C．单晶体都显示各向异性
D．非晶体都可以转化为晶体
10．一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．的过程中，气体对外界做功
B．的过程中，气体放出热量，内能不变
C．的过程中，气体压强不变
D．的过程中，气体内能增加
11．下列说法正确的是（ ）
A．在表达式和中，能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长或频率v是描述物质的波动性的典型物理量
B．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能和电势能都减小
C．在链式反应时，中子的速度越小越容易被铀原子核捕捉使原子核发生裂变
D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷
12．电冰箱由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四个部分组成一个密闭的连通系统，制冷剂在连通系统内循环流经这四个部分。各部分的温度和压强如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．冷凝器向环境散失的热量可能小于蒸发器从冰箱内吸收的热量
B．该过程实现了热量从低温物体向高温物体传递，符合热力学第二定律
C．制冷剂在蒸发器中的状态可以看成理想气体
D．制冷剂在通过冷凝器的过程中分子势能和分子动能都降低
第II卷（非选择题 共52分）
二、非选择题：共5小题，共52分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题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．（6分）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得120滴这样的溶液为1mL。在浅盘里盛上水，将爽身粉均匀地撒在水面上，然后，用注射器在水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm，轮廓范围内有258个小方格。
（1）该实验体现了理想化模型的思想，下列说法不属于理想假设的是________。
A．把油酸分子简化为球形 B．认为油酸分子紧密排列
C．油酸在水面上形成单分子油膜 D．油酸不溶于水
（2）1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是________，实验测出油酸分子直径的大小为________m。（结果均保留两位有效数字）
14．（9分）如图所示，用气体压强传感器探究气体做等温变化的规律，操作步骤如下：
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；
②移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体的压强；
③重复上述步骤②，多次测量并记录压强和体积数据；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。
（1）关于本实验的基本要求，下列说法正确的是________（填选项前的字母）。
A．移动活塞时应缓慢一些
B．封闭气体的注射器应密封良好
C．必须测出注射器内封闭气体的质量
D．封闭气体的压强和体积必须用国际单位表示
（2）为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出________（填“”或“”）图像。对图像进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条_________________就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
（3）在不同环境温度下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是________（填选项的字母）。
A． B．
C． D．
（4）当缓慢压缩注射器内的气体时，外界对气体做功，试从热力学第一定律的角度分析，气体做等温变化的原因是________________________________。
15．（10分）一种典型的氢核聚变反应是两个氘核（）聚变成氦核（）的同时释放中子，已知氘核质量为，氦核质量为，中子质量为，1u的质量相当于的能量。（结果均保留三位有效数字）
（1）写出上述核反应方程式；
（2）求核反应中释放的核能。
16．（12分）如图所示，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞I和活塞II之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞II不能通过连接处。活塞I、II的质量分别为、，面积分别为、，弹簧的原长。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为5cm，活塞I、II到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度。已知活塞外的大气压强，忽略活塞与汽缸壁间的摩擦，汽缸不漏气，不计弹簧的体积，取重力加速度大小。
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞II刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
17．（15分）在磁感应强度为B的匀强磁场内放置一极薄的金属片，其极限波长为，实验证明，在某种特定条件下，金属内的电子能吸收n个光子，产生光电效应。现用某一频率的弱单色光照射，发现没有电子放出。若保持频率不变，逐渐增大光照强度，释放出的电子（质量为m，电荷的绝对值为e）能在垂直于磁场的平面内做圆周运动，最大半径为R。已知普朗克常量为h，光速为c，求：
（1）遏止电压;
（2）此照射光光子的能量E；
（3）单色光光子的动量p。
新疆兵团地州学校2022-2023学年高二下学期期末联考
物理试卷参考答案
1．D【解析】悬浮颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显，选项D正确。
2．B【解析】所有物体都辐射电磁波，选项A错误；微观粒子的能量变化都是量子化的，选项D错误；黑体从外界吸收能量，不反射电磁波，但是向外界辐射电磁波，选项C错误、B正确。
3．A【解析】人克服绳与紫铜管间的摩擦做功，使管壁的内能增加，温度升高。通过热传递，乙醚的内能增大，温度升高，直至沸腾，压强增大，管塞会被冲开。管塞被冲开前管内气体的内能增加，压强变大，选项A正确。
4．C【解析】在温度不变的情况下，一定质量的气体压强与体积成反比，选项C错误。
5．B【解析】题图乙的粒子散射实验中，当显微镜放在D位置时，荧光屏上能观察到闪光，只是概率很低，选项A错误；半衰期是针对大量样本才成立的统计学规律，对少数个体不成立，选项C错误；射线的穿透能力很弱，不能透过钢板，选项D错误；少量电子的运动表现为粒子性，大量电子的运动表现为波动性，选项B正确。
6．D【解析】根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能并全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，选项A错误；绝对零度是温度的极值，是不能达到的，选项B错误；通过太阳能电池将太阳能转化为电能再加以利用，选项D正确；有害气体和空气不可能自发地分离，违反热力学第二定律的方向性，选项C错误。
7．A【解析】由题图可知，①的比结合能约为8MeV，故①核的结合能约为128MeV，选项D正确；核比核的比结合能更大，故核比核更稳定，选项B正确；从比结合能小的元素生成比结合能大的元素，有核能释放，故两个核结合成核时释放能量，选项C正确；由题图可知，核的平均结合能比核的平均结合能小，选项A错误。
8．C【解析】在液体内部，分子间的距离在左右，分子力约为零，而在表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于，因此分子间的作用表现为相互吸引，从而使液体表面绷紧，所以能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是C位置，选项A错误；分子间距离从大于减小到左右的过程中，分子力表现为引力，做正功，则分子势能减小，“水桥”表面层中水分子间的距离与其内部水分子相比偏大，选项B、D错误；王亚平放开双手，“水桥”在表面张力的作用下收缩，而“水桥”与板接触面的水分子对板有吸引作用，在两板靠近过程中分子力做正功，选项C正确。
9．BC【解析】根据晶体和非晶体的特性可知选项B、C正确。
10．BC【解析】由题图可知，从A到B过程气体的体积减小，外界对气体做功，选项A错误；从A到B过程气体的温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，选项B正确；在B到C过程中是一个常数，气体发生的是等压变化，气体的温度降低，内能减少，选项C正确、D错误。
11．AD【解析】根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，选项B错误；在链式反应时，中子的速度大小约为时容易被铀原子核捕捉使原子核发生裂变，选项C错误；其他选项说法正确。
12．BD【解析】根据热力学第一定律，（从低温物体吸收的热量）（压缩机对系统做的功）（向高温物体释放的热量），选项A错误；这一过程不是自发完成的，整个过程实现了热量从低温物体向高温物体传递，符合热力学第二定律，选项B正确；制冷剂在蒸发器中虽然是气体状态，但是不满足远离液化的状态，不能看成理想气体，选项C错误；在冷凝器中制冷剂温度降低，分子平均动能降低，分子间距从气体过渡到液体，分子势能降低，选项D正确。
13．（1）D（2分）
（2）（2分）或（2分）
【解析】（1）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，属于理想假设的有：①让油膜尽可能散开，形成单分子层；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间的空隙。而油酸本身不溶于水，不是理想假设，选项D符合题意。
（2）1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积，由于每格边长为1cm，则每一格的面积就是，轮廓范围内有258个小方格，则油酸薄膜面积，油酸分子直径的大小。
14．（1）AB（2分）
（2）（2分）过原点的倾斜直线（1分）
（3）AC（2分）
（4）气体放热，Q为负值，气体体积减小，W为正值，，当时，气体内能不变，温度不变（2分）
【解析】（1）由于该实验是“用气体压强传感器探究气体做等温变化的规律”，条件是一定质量的气体，故实验中不能出现漏气的现象；实验时应该缓慢移动活塞，使气体和外界进行充分的吸热、放热，保证温度不变，选项A、B均正确；等温变化的规律为：，所以不必要测出气体的质量，只要质量不变即可，选项C错误；只要压强p两边的单位统一，体积V两边的单位统一，就可以得出气体做等温变化的规律，选项D错误。
（2）如果作图像，因为它们的乘积是不变的，故这个图像应该是一条曲线，正比关系更能形象直观地判断压强p与体积V的数量关系，故应作出图像，在误差允许的范围内，图线是一条过原点的倾斜直线。
（3）由于实验操作和数据处理均正确，则温度高的对应的pV值较大，分别在图线上找到两个点，则pV乘积较大的是对应的图线，选项A正确、B错误；设，则k值大的对应的pV的乘积也大，即斜率越大的对应的温度越高，选项C正确、D错误。
（4）气体放热，Q为负值，W为正值，，当时，气体内能不变，温度不变。
15．解:（1）（3分）
（2）由题意知（3分）
得（2分）
则。（2分）
16．解：（1）设封闭气体的压强为，对两活塞和弹簧组成的整体受力分析，由平衡条件有
（2分）
解得（1分）
对活塞I由平衡条件有（2分）
解得弹簧的劲度系数为。（1分）
（2）缓慢加热两活塞间的气体使得活塞II刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧组成的整体由平衡条件可知，气体的压强不变
（2分）
即封闭气体发生等压变化，初、末状态的体积分别为
，（1分）
由气体的压强不变，可知弹簧的弹力也不变，故有（1分）
由等压方程可知（1分）
。（1分）
17．解：（1）由题意知电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
（2分）
得（1分）
由（1分）
得。（2分）
（2）电子吸收n个光子的能量，产生光电效应，由光电效应方程有
（1分）
（2分）
得。（2分）
（3）由（2分）
得。（2分）