云南省下关第一中学2022-2023学年高二下学期期中物理试卷（含答案）

云南省下关第一中学2022-2023学年高二下学期期中物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、下列叙述中符合物理学史的有(   )

A.黑体辐射电磁波的强度按波长分布与黑体的温度、材料的种类及表面状况有关

B.普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论

C.在α粒子散射实验中，大部分α粒子穿过金箔后应该会有明显偏转

D.阴极射线的发现揭示了原子核具有复杂的内部结构

2、关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是(   )

A.0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，分子势能减小

B.悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显

C.在使两个分子间的距离由很远()减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大

D.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和

3、某竖直弹簧振子的振动图像如图所示，取小球平衡位置为x轴原点，竖直向上为x轴正方向，若0时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则(   )

A.2s时弹簧弹力大小为3mg B.0~4.5s内振子通过的路程为36cm

C.时振子位移为4cm D.第3s末，弹簧振子的弹性势能为零

4、1934年约里奥·居里夫妇制造了第一个人工放射性元素，实验观察到静止在匀强磁场（未画出）中A点的原子核发生衰变，衰变成和另一个粒子，衰变后它们的运动轨迹如图所示。则下列说法正确的是(   )

A.衰变后的粒子带同种电荷，属于α衰变

B.衰变后的粒子带异种电荷，属于β衰变

C.衰变后的运动轨迹是曲线②

D.衰变后的运动轨迹是曲线①

5、如图所示为氢原子的能级示意图，则下列说法正确的是(   )

A.能级的氢原子电离至少需要10.20eV的能量

B.能级的氢原子跃迁到能级需要吸收0.85eV的能量

C.大量处于基态的氢原子吸收某频率的光子跃迁到能级时，可向外辐射两种不同频率的光子

D.用氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为2.25eV的金属时，逸出的光电子的最大

初动能为10.5eV

6、1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压与入射光频率ν，作出如图乙所示的图像，图像与横轴的交点坐标为，其反向延长线与纵轴的交点坐标为，由此算出普朗克常量h。并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。下列说法正确的是(   )

A.入射光的频率越大，a的值越大 B.入射光的频率越大，b的值越大

C.图甲中极板A连接电源的正极 D.由乙图可求出普朗克常量

7、一定质量的理想气体从状态A开始，经、、三个过程后回到初始状态A，其图像如图所示，已知状态A的气体温度为，下列说法正确的是(   )

A.状态B的气体温度为800℃

B.在过程中，单位时间内单位面积上气体对器壁的碰撞次数减少

C.在过程中，气体内能一直在减小

D.在一个循环过程中，气体向外界释放热量450J

8、如图所示正方形匀质刚性金属框（形变量忽略不计），边长为，质量为，电阻为，距离金属框底边处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为，左右宽度足够大。把金属框在竖直平面内以的初速度水平无旋转地向右抛出，设置合适的磁感应强度B的大小使金属框匀速通过磁场，不计空气阻力，g取。下列说法不正确的是(   )

A.磁感应强度B为2T

B.通过磁场的过程中，金属框中电流的大小不变，方向相反

C.通过磁场的过程中，克服安培力做功的功率P为0.2W

D.调节H、和B，金属框仍能匀速通过磁场，则其通过磁场的过程中产生的热量Q为0.04J

二、多选题

9、2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生反应的过程中都伴随着中微子的产生，如核裂变、核聚变、β衰变等。下列关于核反应的说法正确的是(   )

A.衰变为，经过3次α衰变、2次β衰变

B.是α衰变方程，是β衰变方程

C.是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程之一

D.钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩0.2g未衰变

10、如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法正确的是(   )

A.若在、之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的点

B.若在、之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转

C.若在、之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转

D.若在、之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线向上偏转

11、如图甲所示为可变理想电压器，P是原线圈的中心抽头，当P接a时，理想变压器原、副线圈的匝数比是50:1，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻，其余电阻不计。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的正弦交变电压。下列说法正确的是(   )

A.单刀双掷开关与a连接，电压表的示数为4.4V

B.单刀双掷开关与a连接，时，电流表示数为零

C.单刀双掷开关由a拨向b，原线圈的电压减小

D.单刀双掷开关由a拨向b，原线圈的输入功率变大

12、如图所示，水平向右的匀强电场中有a、b两带电小球，小球所带电量的大小相同、电性未知。现将两小球用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，线与竖直方向的夹角分别为α、β，且。不计空气阻力，下列说法正确的是(   )

A.若a、b电性相反，球a的质量一定大于球b的质量

B.若a、b电性相同，球a的质量可能等于球b的质量

C.若同时剪断两根细线，a球可能先落地

D.若同时剪断两根细线，a、b两球一定同时落地

三、实验题

13、小范同学在做如图甲所示的“单摆测量重力加速度”实验时：

（1）用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则该摆球的直径为_______cm。

（2）关于该实验的下列说法中正确的有_______。

A.由于摆球质量不影响实验结果，可以选择乒乓球代替小钢球

B.摆球摆动过程中要求偏角较小（小于5°）

C.为了减小实验误差，应选择小球摆到最高位置开始计时

D.用铁夹夹住摆线而不是直接缠绕在铁架上的主要目的是确保摆长不变

（3）在某次实验过程中，测得摆长为1.20m时，完成40个完整周期总用时88.0s，请你帮忙求出当地的重力加速度值为________（结果保留二位小数）。

14、某实验小组要测定一节蓄电池的电动势及内阻，要求测量结果尽量准确，实验器材如下：

电流表（量程0~200μA，内阻为800Ω）

电流表（量程0~300mA，内阻为0.3Ω）

定值电阻（阻值为4.0Ω）

定值电阻（阻值为9200Ω）

滑动变阻器R（最大阻值为50Ω）

待测蓄电池一节(电动势约为2V)

开关S一个，导线若干

（1）该实验小组利用所学知识正确连接实物电路如图甲所示，图中虚线框内的电表应选________（填“”或“”），虚线框内的定值电阻应选________（填“”或“”）。

（2）电流表示数用表示，电流表示数用表示，该小组通过改变滑动变阻器滑片位置，得到了多组、数据，并作出图像，如图乙所示。根据图像可知，该蓄电池的电动势为_______V,内阻为_______Ω。（结果均保留两位有效数字）

（3）从实验设计原理来看，该蓄电池电动势的测量值_______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。

四、计算题

15、如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，存在垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一根质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。若导体棒接入电路中电阻，导轨电阻不计，重力加速度g取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：

（1）导体棒受到的安培力大小和方向；

（2）导体棒与轨道间的滑动摩擦因数。

16、如图所示，在温度为17℃的环境下，一根竖直的轻质弹簧支撑着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空且静止，此时倒立汽缸的顶部离地面的高度为，已知弹簧原长，劲度系数，汽缸的质量，活塞的质量，活塞的横截面积，若大气压强，且不随温度变化。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好，使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同。（弹簧始终在弹性限度内，且不计汽缸壁及活塞的厚度）

（1）求弹簧的压缩量；

（2）若环境温度缓慢上升到37℃，求此时倒立汽缸的顶部离地面的高度。

17、如图所示，两个定值电阻的阻值分别为和，直流电源的内阻为r，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，极板长未知，极板间存在方向水平向里的匀强磁场，质量为m、带电量为的小球以初速度v沿水平方向从电容器下板左侧边缘A点进入电容器做匀速圆周运动，恰从电容器上板右侧边缘离开电容器。此过程中，小球未与极板发生碰撞，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。

（1）求直流电源的电动势；

（2）求极板长度L。

18、如图所示，某游乐场的一种装置可以简化为竖直面内的BCDE轨道，其中左侧半径为的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，下端点C为轨道的最低点且与水平面相切，CD为粗糙水平轨道，DE为倾角为的光滑倾斜轨道，一轻质弹簧上端固定在E点处的挡板上。现有质量为l kg的小滑块P（可视为质点）从空中的A点以的初速度被向左水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，在圆弧轨道的最低点C点与原先静止的滑块Q（可视为质点）发生碰撞后结合为一个整体，并沿水平轨道CD继续滑动，经过D点（不计经过D点时的能量损失）后沿倾斜轨道向上运动至F点（图中未标出），弹簧恰好压缩至最短。已知C、D之间和D、F之间距离都为1m，滑块P、Q的质量之比为，两滑块与轨道CD间的动摩擦因数都为，g取，不计空气阻力。求：

（1）小滑块P经过圆弧轨道上B点的速度大小；

（2）小滑块P刚到达圆弧轨道上的C点与Q碰撞前瞬间对轨道压力的大小；

（3）弹簧的弹性势能的最大值。

参考答案

1、答案：B

解析：普朗克通过研究黑体辐射，可知黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，故A错误。普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故B正确。卢瑟福做α粒子散射实验时发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转，故C错误。阴极射线的发现揭示了原子具有结构，天然放射现象揭示了原子核具有复杂的内部结构，故D错误。

2、答案：A

解析：0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，并且放热，内能减小，因温度不变，分子平均动能不变，则分子势能减小，故A正确。悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，受力越趋于平衡，布朗运动越不明显，故B错误。将一个分子从无穷远处()无限靠近另外一个分子，分子力先增加后减小再增加，分子力先表现为引力，做正功，后表现为斥力做负功，分子势能先减小后增大，故C错误。内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和，故D错误。

3、答案：C

解析：由题图可知，在0时刻弹簧弹力是0，则有位移大小为A，在平衡位置有，2s时小球在负的最大位移处，弹簧的伸长量为2A，则有弹力，故A错误。弹簧振子的振动方程为，在0.5s内的位移为，振子在4s内的路程为4A，在后0.5s内振子从正方向最大位移处向下的运动路程为，则有0~4.5s内振子通过的路程为，故B错误。弹簧振子的振动方程为，在时振子位移为，故C正确。第3s末，振子通过平衡位置，弹簧弹力等于振子的重力，弹簧有形变，弹簧振子的弹性势能不是零，故D错误。

4、答案：D

解析：的衰变方程为，则衰变后粒子带同种电荷，属于β衰变，A、B错误；衰变过程满足动量守恒定律，则有，由可知，的电荷量大于的电荷量，则的轨迹半径小于的轨迹半径，故的运动轨迹是曲线①，C错误，D正确。

5、答案：D

解析：能级的氢原子电离至少需要3.4eV的能量，故A错误。能级的氢原子跃迁到能级可放出的能量，故B错误。大量处于基态的氢原了吸收某频率的光子跃迁到能级时，可向外辐射种不同频率的光子，故C错误。用氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为2.25eV的金属时，逸出的光电子的最大初动能为，故D正确。

6、答案：D

解析：根据爱因斯坦光电效应方程，又，得，横轴截距，为定值，与入射光的频率无关，故A错误。纵轴截距为定值，与入射光的频率无关，故B错误。图甲中极板A连接电源的负极，故C错误。图像斜率，得，故D正确。

7、答案：D

解析：状态变化为等容变化，有，带入数据解得，故A错误。从，体积增大温度升高，则单位时间内单位面积上气体对器壁的碰撞次数增多，故B错误。根据，得可知，的等温曲线是反比例函数图像如图所示，根据数学知识可知，在过程中，气体温度线先增大后减小，内能先增大后减小，故C错误。在一个循环过程中，温度不变，内能；过程，气体体积不变，做功为零；过程，外界对气体做功为1200J；过程，气体对外界做的功等于图线与横坐标围成的面积，根据热力学第一定律，表达式中的W表示外界对气体做的功，故，则，气体向外界释放热量450J，故D正确。

8、答案：C

解析：金属框水平方向上总电动势为0，只在竖直方向上产生电动势，因为金属框匀速通过磁场有，，，带入数据求得，故A正确。刚进入磁场时，由右手定则可知电流逆时针流向，出磁场时电流顺时针流向，故B正确。根据功能关系得克服安培力做功，代入数据求得，故C错误。根据能量守恒可知，故D正确。

9、答案：AC

解析：经过3次α衰变后质量数减少12、质子数减少6，经过2次β衰变后质子数增加2，衰变为，故A正确。反应方程式，是核聚变方程，是β衰变方程，故B错误。反应方程式是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程之一，故C正确。钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后，发生5次衰变，根据，故D错误。

10、答案：AC

解析：实验证明，阴极射线是电子，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，故C正确，B错误。加上垂直纸面向里的磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要向下偏转，故D错误。当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，故A正确。

11、答案：AD

解析：单刀双掷开关与a连接时，有，，故可知电压表的示数为，此时电流表的读数为，电表均为理想的交流电表，示数为电流的有效值，不随时间的变化而变化，所以时，电流表示数不为零，故A正确，B错误。当单刀双掷开关由a拨向b，原线圈两端的正弦交变电压不变，所以原线圈的电压不变；原、副线圈的匝数比减小，故副线圈的电压变大，电阻R上消耗的功率变大，所以原线圈的输入功率也变大，故C错误，D正确。

12、答案：ABD

解析：依题意两球静止，对系统应用整体法，若a、b电性相反，两球所受匀强电场的电场力等大反向，两球所受库仑力等大反向，可知两球所受电场力与库仑力的合力等大反向。分解细线的拉力，竖直方向可得，水平方向可得，又,联立解得，故A正确。当a，b均带正电时，对a有，对b有，此时小于，当两球质量相等时，可能也符合对应的角度关系，所以两球的质量无法确定，故B正确。若同时剪断两根细线，a、b两球竖直方向只受重力作用，做自由落体运动，根据可知一定同时落地，故C错误，D正确。

13、答案：（1）1.86（2）BD（3）9.78

解析：（1）10分度游标卡尺的精确值为0.lmm，由图乙可知该摆球的直径为

。

（2）A.为了减小空气阻力的影响，摆球应选择密度大，质量大的小钢球，不可以选择乒乓球代替小钢球，故A错误；

B.为了使小球的摆动为简谐运动，摆球摆动过程中要求偏角较小（小于5°），故B正确；

C.为了减小实验误差，应选择小球摆到最低点位置开始计时，故C错误；

D.用铁夹夹住摆线而不是直接缠绕在铁架上的主要目的是确保摆长不变，故D正确。

故选BD。

（3）在某次实验过程中，测得摆长为1.20m时，完成40个完整周期总用时88.0s，可知周期为，根据单摆周期公式，可得。

14、答案：（1）；（2）1.9；1.0（3）等于

解析：（1）图中虚线框内的电表应选，因为虚线框与滑动变阻器串联，滑动变阻器的电阻可以为零，则选择量程大的电流表；蓄电池的电动势为2V，改装后电压表量程为2V，所以串联电阻为，代入数值解得，故选；

（2）根据，整理得：

又根据图乙图线延长后为

由图可知，，

解得，；

（3）因为考虑到电表内阻，所以没有误差，电动势的测量值等于真实值，内阻测量值等于真实值。

15、答案：（1）见解析（2）

解析：（1）根据闭合电路欧姆定律得①

导体棒受到的安培力为②

根据左手定则，知安培力方向沿斜面向上

（2）对导体棒受力分析如图所示，因为

③

摩擦力沿斜面向下有④

垂直于斜面方向有⑤

联立解得⑥

16、答案：（1）0.3m（2）51cm

解析：（1）对汽缸和活塞整体受力分析①
带入得②
（2）由于温度变化，活塞离地面的高度不发生变化，汽缸顶部离地面为
而活塞离地面③
故初始时，内部气体的高度为，且该过程为等压变化
④
根据⑤
代入得
故此时倒立汽缸的顶部离地面的高度⑥

17、答案：（1）（2）

解析：（1）小球在电磁场中做匀速圆周运动，则电场力与重力平衡①

②

根据闭合欧姆定律③

联立解得④

（2）设粒子在电磁场中做圆周运动的半径为r，

运动轨迹如图所示，根据⑤

根据

解得⑥

根据几何关系⑦

解得⑧

18、答案：（1）5m/s（2）71.25N（3）1.75J

解析：（1）滑块P先做平抛运动，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，设滑块P经过B点的速度大小为，根据速度的合成与分解和几何关系有①

解得②

（2）滑块P从B点到达最低点C点的过程中，满足动能定理，有

③

解得④

对滑块P经过C点时对轨道的压力大小有⑤

解得⑥

（3）在C点，滑块P、Q发生碰撞后滑块P、Q具有共同速度v，满足动量守恒，有

⑦

代入数据解得⑧

滑块P、Q作为整体一起从C点运动直至弹簧被压缩到最短的过程中，令弹簧的弹性势能的最大值为，根据动能定理有

⑨

代入数据可解得⑩