2022-2023学年重庆市第一中学高二下学期期中物理试题 （解析版）

这是一份2022-2023学年重庆市第一中学高二下学期期中物理试题 （解析版），共22页。试卷主要包含了作答时，务必将答案写在答题卡上，考试结束后，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
2023年重庆一中高2024届高二下期期中考试物理测试试题卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。2．作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。3．考试结束后，将答题卡交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得3分，选错得0分。1. 在近代物理学史上，下列关于科学家及其所做出的贡献中说法正确的是（　　）A. 卢瑟福提出原子的核式结构模型，并发现了质子和中子B. 贝克勒尔最先发现天然放射现象并从沥青中分离出了钋C. 玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱D. 在康普顿效应中，入射光子与晶体中的电子碰撞，有些光子散射后的波长变短【答案】C【解析】【详解】A．卢瑟福提出原子的核式结构模型，并发现了质子，同时预言了中子的存在，但发现中子的是查德威克，选项A错误；B．贝克勒尔最先发现天然放射现象，居里夫妇从沥青中分离出了钋，选项B错误；C．玻尔的原子理论包含三条假设，即轨道假设、跃迁假设、能级假设，第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱是分立的线状光谱的实验规律，选项C正确；D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，光子把一部分动量转移给电子，光子的动量减小，能量减小，频率减小，故光子散射后的波长变长，选项D错误。故选C。2. 如图甲所示为研究光的干涉现象的实验装置，狭缝的间距可调。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中在屏上得到了图乙所示图样（图中黑色部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（    ）A. 若用复色光投射则看不到条纹B. 图乙中双缝干涉图样的亮条纹，经过半个周期后变成暗条纹C. 仅减小狭缝的间距，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大D. 若到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，则P点处是亮条纹【答案】C【解析】【详解】A．若用复色光投射，在屏上可以看到彩色条纹，A错误；B．图乙中双缝干涉图样的亮条纹，为振动加强的点，经过半个周期后仍亮条纹。B错误；C．根据双缝干涉公式可知仅减小狭缝S1、S2的间距d，乙中相邻亮条纹的中心间距增大，C正确；D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，则两束光波发生相互削弱，即P点处为暗条纹，D错误。故选C。3. 如图，某同学用一根劲度系数为k的轻质弹簧测量物块与水平面间的动摩擦因数。将弹簧一端固定在竖直挡板上，另一端与物块连接，物块置于水平面上，弹簧与地面平行。改变物块在水平面上的位置，发现物块只能在A、B两点间保持静止，测得A、B两点到竖直挡板的距离分别为d1、d2，物块的质量为m，当地重力加速度为g，则物块与水平面间的动摩擦因数为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】由题意可知，改变物块在水平面上的位置，物块只能在A、B两点间保持静止，则有轻质弹簧的原长是物块在A、B两点间的静止位置是轻质弹簧的最大压缩量与最大伸长量的平衡位置，因此有解得A正确，BCD错误。故选A。4. 如图甲是研究光电效应规律的实验装置图，用绿光照射阴极K，实验测得电流I与电势差满足图乙所示规律，电子的电荷量约为，关于该实验说法正确的是（　　）A. 光电子的最大初动能为B. 每秒钟阴极逸出的光电子数约为个C. 滑动变阻器划片从图示位置向右滑动，电流计示数一定增大D. 如果改用紫光照射阴极K，饱和光电流一定变大【答案】B【解析】【详解】A．由题图乙知，遏止电压为0.6V，则最大初动能为0.6eV，选项A错误；B．由题图乙知，饱和电流为0.64μA，则一秒内逸出的光电子数约为个个选项B正确；C．由甲图可知，滑动变阻器滑片从图示位置向右滑动，光电管AK两极间电压增大，向左的场强增大，光电子受到向右的电场力增大，若未达到饱和光电流，则电流计示数会增大，若已达到饱和光电流，则电流计示数不会增大，选项C错误；D．饱和光电流取决于单位时间内入射的光子数，改用紫光照射阴极后，若紫光的光照强度减弱，单位时间内光子数可能比绿光少，饱和光电流也可能减小，选项D错误。故选B。5. 氦核作用能将恒星中的氦转换成重元素，其中粒子融合到核中的核反应方程为。已知α粒子的结合能为，核的结合能为，该反应释放的能量为，则的比结合能约为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】根据核反应过程中，释放的能量等于生成物的结合能与反应物的结合能只差可得，的结合能为则的比结合能约为故选D。6. 根据玻尔的原子理论，氢原子具有能量量子化和轨道量子化。若氢原子的基态能量为，当量子数为n时，激发态能量为，光在真空中传播速度为c。下列描述正确的是（    ）A. 当氢原子的量子数减小时，其核外电子绕原子核做圆周运动的动能增大，原子能量也增大B. 一个处于激发态氢原子向基态跃迁时最多能发出6条光线C. 氢原子从跃迁到时，所辐射光子的能量是D. 氢原子从跃迁到时，所辐射光波的波长是【答案】C【解析】【详解】A．按照玻尔理论，氢原子从量子数大的向量子数小的轨道跃迁，需要放出光子，原子的总能量减小；核外电子绕原子核做匀速圆周运动，有得由此可知，当氢原子的量子数减小时，其核外电子绕原子核做圆周运动的动能增大，选项A错误；B．一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时最多能发出3条光线，选项B错误；C．由玻尔理论可得辐射光子能量选项C正确；D．氢原子从n=3跃迁到n=4时，需要吸收光子，选项D错误。故选C。7. 在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生了一次β衰变，放射出的电子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，生成的新核用Y表示。则电子和新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】B【解析】【详解】一个静止的放射性原子核（）发生了一次β衰变，由动量守恒可知，衰变后电子与新核运动方向相反，新核带正电，电子带负电，根据左手定则可判断两轨迹圆应为内切圆；由洛伦兹力提供向心力有解得圆周运动的半径公式可知，电子半径大。故选B。8. 如图所示，两端封闭、粗细均匀的形管中装有水银，分别封闭住两部分气体，当它们温度相同且端竖直向上放置，静止时左右液面高度差为。以下说法中正确的是（　　）A. 若形管保持竖直做自由落体运动时，两部分气体的压强差变大B. 若形管保持竖直向上做匀加速直线运动时，水银柱高度差变大C. 若使两部分气体降低相同的温度，两部分气体的压强差变大D. 若使两部分气体升高相同的温度，水银柱高度差变大【答案】D【解析】【详解】A．若形管保持竖直做自由落体运动时，系统处于完全失重状态，高出的水银柱不再对产生压强，右边的气体会将水银柱向左压，右边气体压强减小，左边气体压强增大，两部分气体的压强差变小，故A错误；B．若形管保持竖直向上做匀加速直线运动时，系统处于超重状态，高出的水银柱对产生压强增大，左边的气体会将水银柱向右压，水银柱高度差变小，故B错误；CD．根据题意，设初状态部分气体压强为，B部分气体压强为，则有则有由理想气体状态方程有可知，气体体积不变时有可知，变化相同的温度，原压强越大，变化越大，降低相同的温度，B部分气体压强降低的多，两部分气体的压强差变小，升高相同的温度，B部分气体压强升高的多，两部分气体的压强差变大，右边的气体会将水银柱向左压，水银柱高度差变大，故C错误，D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对不选全得2分，有错选得0分。9. 矿井中的升降机从井底开始以的速度竖直向上匀速运行，某时刻一螺钉从升降机底板松脱，经过升降机底板上升至井口，此时松脱的螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（　　）A. 螺钉松脱后做自由落体运动B. 矿井的深度为C. 螺钉落到井底时的速度大小为D. 螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时【答案】CD【解析】【详解】A．螺钉松脱时具有与升降机相同的竖直向上的初速度，故螺钉脱落后做竖直上抛运动，选项A错误；B．取竖直向上为正方向，螺钉从脱落至落到井底的位移h1＝升降机这段时间的位移h2＝v0t＝50 m故矿井的深度为h＝|h1|＋h2＝125 m选项B错误；C．螺钉落到井底时的速度为v＝v0－gt＝－40 m/s故速度大小为40 m/s，选项C正确；D．螺钉松脱前运动的时间为t′＝＝7.5s所以螺钉运动的总时间为t总＝t＋t′＝12.5s选项D正确。故选CD。10. 著名物理学家汤姆孙曾在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了如图所示衍射图样，已知电子质量为，加速后电子速度，普朗克常量，则（　　）A. 该图样说明了电子具有粒子性B. 该实验中电子的德布罗意波长约为C. 若让原本静止的质子束和电子束通过相同加速电场，电子的德布罗意波长更大D. 使用电子束工作的电子显微镜中，加速电压越大，分辨本领越弱【答案】BC【解析】【详解】A．图为电子束通过多晶薄膜的衍射图样，因为衍射是波所特有的现象，所以说明了电子具有波动性，A错误；B．由德布罗意波长公式可得而动量两式联立得该实验中电子的德布罗意波长约为0.15nm，B正确；D．由德布罗意波长公式可得而动量两式联立得加速电压越大，电子的波长越短，衍射现象就越不明显，分辨本领越强，选项D错误。C．由于电子的质量比质子的质量更小，由可知若让原本静止的质子束和电子束通过相同加速电场，电子的德布罗意波长更大，选项C正确。故选BC。11. 一定质量的理想气体发生状态变化，其体积V随热力学温度T变化的图像如图所示，气体经历了的循环过程，下列分析正确的是（　　）A. 过程气体压强不变B. 过程气体放出热量C. 单位体积内的气体分子数，C状态一定比D状态的小D. 气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积的平均次数，A状态一定比C状态的小【答案】BD【解析】【详解】A．由图可知，过程气体的体积不变，温度升高，由查理定律可知，气体压强变大，故A错误；B．由图可知，过程气体温度降低，内能减小，气体体积不变，气体不做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故B正确；C．由图可知，气体在C状态的体积小于D状态的体积，则单位体积内的气体分子数，C状态一定比D状态的大，故C错误；D．由图可知，过程中，气体温度不变，体积减小，由玻意耳定律可知，气体压强增大，则气体在A状态的压强小于在C状态压强，则气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积的平均次数，A状态一定比C状态的小，故D正确。故选BD。12. 如图所示，江面上相距的和之间为管控区域，管控期间有一垂直于岸边的激光束以恒定的速率v在和之间来回运动进行检测（不计激光束转向的时间）。某时刻，当激光束从处向右运动的瞬间，一快艇从处由静止开始试图沿直线匀加速冲过此区域，快艇可视为质点，其速度始终平行于河岸。已知快艇在距的L处第一次被激光束照射到，则（　　）A. 快艇的加速度大小为B. 快艇的加速度大小为C. 快艇第二次被照射的位置与相距D. 快艇第二次被照射的位置与相距【答案】AD【解析】【详解】AB．根据题意可知，快艇的运动时间等于激光束的运动时间为快艇做初速度为0的匀加速直线运动，由运动学公式有解得故B错误，A正确；CD．根据题意，设快艇第二次被照射的位置与相距为，时间为，由运动学公式有解得故C错误，D正确。故选AD。三、实验题：本题共2小题，共15分。第13题6分，第14题9分。13. 用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：①将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上；②向体积为的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总体积为；③用注射器吸取油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为；④计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算一格。⑤往边长为的浅盘里倒入深的水，将痱子粉均匀撒在水面上，用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液；⑥待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；（1）上述实验步骤中有错误的步骤是___________________________________（指明步骤，并改正）。（2）上述步骤的正确顺序是_______（3）油酸分子直径的表达式_______。（用题中所给物理量符号表示）（4）该同学将实验最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测得的数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是_______A．实验中没有等油酸完全扩散开就描出轮廓B．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点C．求每滴油酸酒精溶液的体积时，溶液的滴数多记了10滴D．在求出注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个更粗的注射器取一滴溶液滴在水面上【答案】    ①. ④，应该是不足半格的舍去，多于半格的算一格    ②. ②③⑤⑥①④    ③.     ④. AB##BA【解析】【详解】（1）[1]有错误的步骤是④，应为不足半格的舍去，多于半格的算一格。（2）[2]根据实验原理可知，实验步骤为配置油酸酒精溶液、测量1滴溶液的体积、往浅盘里倒入水、将痱子粉均匀撒在水面上，用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，稳定后，描出油酸薄膜的形状，计算油膜面积，最后计算分子直径，则正确的顺序为②③⑤⑥①④。（3）[3]根据题意可知，1滴油酸溶液中油酸的体积为油膜的面积为则分子直径为（4）A．实验中没有等油酸完全扩散开就描出轮廓，油膜面积偏小，直径偏大，故A正确；B．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，1滴油酸溶液中油酸的体积偏大，直径偏大，故B正确；C．求每滴油酸酒精溶液的体积时，溶液的滴数多记了10滴，1滴油酸溶液中油酸的体积偏小，直径偏小，故C错误；D．在求出注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个更粗的注射器取一滴溶液滴在水面上，实际体积变大，测量体积偏小，测量直径偏小，故D错误。故选AB。14. 某实验小组用如图（a）所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律。（1）请在下列实验器材中，选出本实验中不需要的器材：_______（填编号）。①电火花计时器②电压频率的交流电源③细线和纸带钩码和小车⑤刻度尺⑥秒表⑦一端带有滑轮的长木板（2）①甲同学得到如图（b）所示的一条纸带，在纸带上每5个点选取1个计数点，依次标记为A、B、C、D、E。测量时发现B点已经模糊不清，于是他测得AC长为、CD长为、DE长为，则小车运动的加速度大小为_______，A、B间的距离应为_______cm。（均保留三位有效数字）②若打点计时器实际工作频率，电压不变，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。（3）乙同学得到点迹清晰的纸带如图（c），在纸带上取六个计数点（各点到纸带两侧距离相等），标记为A、B、C、D、E、F，相邻两点的间距依次记为，相邻计数点的时间间隔记为T。从每个计数点处将纸带剪开分成五段，将五段纸带两侧依次靠紧但不重叠，沿下端各计数点连线作横轴，沿AB段左侧作纵轴，上端各计数点拟合成一条倾斜直线，如图（d）所示。①若用横轴表示时间t，纸带宽度表示T，纵轴表示，则倾斜直线的斜率表示的物理量是________（填序号）A．位移        B．瞬时速度      C．T内瞬时速度的变化量     D．加速度②若用纵轴表示，纸带宽度表示________（用题中所给物理量符号写出表达式），则倾斜直线的斜率就表示纸带运动的加速度。【答案】    ①. ⑥    ②. 2.58    ③. 5.99    ④. 偏小    ⑤. C    ⑥. 【解析】【详解】（1）[1]打点计时器有计时功能，故不需要秒表，故选⑥。（2）[2]相邻计数点的时间间隔为由逐差法可得[3]根据解得[4] 若打点计时器实际工作频率，电压不变，而做实验的同学并不知道，那么计算加速度代入的T值相比于真实值偏大，根据，可知，加速度偏小。（5）①[5]若用横轴表示时间t，纸带宽度表示T，纵轴表示，则直线斜率所以所连斜直线的斜率表示相邻计数点的瞬时速度的变化。故选C。②[6]若用纵轴表示，根据可知，纸带宽度表示四．计算题（各小题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，其中15题8分，16题10分，17题12分，18题15分，共45分）15. 如图所示，小球A和B通过两根轻绳连接在天花板上的O点。A、B用轻弹簧栓接。系统静止时，弹簧处于水平状态，长度为，OA、OB与竖直方向的夹角分别为和。已知轻弹簧劲度系数为k，原长为，重力加速度为g，，求（1）小球B的质量；（2）两轻绳对O点作用力的合力的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）弹簧的压缩量弹簧弹力对B受力分析，如图所示由共点力平衡的条件得（2）对A受力分析，如图所示由平衡条件得则16. 如图所示，一截面为长方形的玻璃砖ABCD，AB边长为，AC边长为，O和分别为AC和BD中点。紧靠玻璃砖右侧有一足够大光屏MN。已知该玻璃砖的折射率为，光线均平行于纸面，且只能从O点由空气进入玻璃砖，不计光在玻璃砖中的多次反射，求：（1）以入射角入射的光，在AB面上刚好发生全反射，求；（2）光线在与AC成范围内改变入射方向，求光屏上被照亮的区域范围。【答案】（1）；（2）距上下范围内【解析】【详解】（1）发生全反射时，有则根据折射率的定义及几何关系有解得（2）当光线与AC成入射时，以光线从OC侧入射为例，折射光线分布在到OE范围内，如图：其中OE与夹角为临界角C，则故沿OE从AB面射出的光线，折射角为，有由几何关系得则照亮的区域在距上下范围内。17. 如图所示，一左细右粗的封闭玻璃管静止在水平面上。管内封有一定量的水银，水银柱在细管和粗管中的长度均为l。水银柱两侧各封闭了一定量的理想气体，左侧细管中气柱长度为，右侧粗管中气柱长度为。细管的截面积为S，粗管的截面积为。起初，两部分气体的压强均为，温度均为。环境温度恒为，水银密度为ρ，重力加速度为g，稳定时水银液面与管壁垂直，求：（1）若缓慢抬高左侧细管，使水银刚好全部进入右侧粗管中，求此时玻璃管与水平面的夹角（可用其三角函数表示）：（2）若放掉右侧粗管中的部分气体，使水银刚好全部进入右侧粗管中，求放出气体占原右侧气体的比例。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）对左侧气体，T不变，初态：，，末态：压强，体积由得对右侧气体，T不变，初态：，，末态：压强，由得由平衡关系：其中，得（2）放气后右侧气体压强若未放气，T不变，有得故放掉气体占原来气体比例为18. 一质点从静止开始做直线运动，其加速度随时间的变化关系如图。图中、T、k均已知。求：（1）T内质点的位移；（2）时质点的速度；（3）若质点在第N个周期内的位移刚好为零，求满足此条件的k值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据图像可知末的速度前内位移内的位移则T内的位移（2）画出质点的图如图：质点半个周期内以做匀变速运动时，速度变化量则有故T末的速度为；末的速度末的速度为末的速度……有（3）第末的速度第末的速度第NT末的速度法一：则图中依次为由题意，第N个周期内质点位移为零，有解得法二：由题意，第N个周期内质点位移为零，有解得