江西省九江市德安县第一中学2022-2023学年高二下学期5月期中考试物理试题及答案

江西省九江市德安县第一中学2022-2023学年高二下学期5月期中考试

物理试题

一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）

1．北京冬奥会主火炬由小雪花和橄榄枝组成。关于自然界中的雪花，下列说法正确的是（　　）

A．雪花是水蒸气在空气中凝华形成的晶体

B．雪花沿各个方向的物理性质都相同

C．雪花融化成水的过程中分子平均动能增大

D．因为自然界中雪花的形状超过2万种，所以雪花是非晶体

2．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（　　）

A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象

B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在

C．库仑发现了点电荷的相互作用规律并通过油滴实验测定了元电荷的数值

D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律

3．下列说法正确的是（　　）

A．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的

B．向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越剧烈

C．一定质量的理想气体，在压强不变时，单位时间内分子与单位面积器壁碰撞次数随温度降低而减少

D．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成

4．关于光电效应，下列说法正确的是（　　）

A．极限频率越大的金属材料逸出功越大

B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应

C．从金属表面逸出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小

D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越少

5．如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为3.0×103kg，其推进器的平均推力F为1000 N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5 s内，测出飞船和空间站的速度变化是0.05m/s，空间站的质量是（　　）

A．9.7×104kg B．8.7×104kg C．7×104kg D．6×104kg

6．如图甲为氢原子能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，将其中频率最高的光子照射到某光电管的阴极K上，测得电路中电流随光电管两端电压变化的关系如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）

A．跃迁时共发出4种频率的光

B．该光电管阴极K的逸出功为

C．光电子最大初动能与入射光的频率成正比

D．跃迁放出的光子中有3种频率的光子可以使该阴极K发生光电效应

7．2021年9月在甘肃武威，全球首台第四代核电技术基熔盐核反应堆试运行，反应堆工作原理如图所示，钍吸收一个中子后会变成钍233，钍233不稳定，会变成易裂变铀，下列说法正确的是（　　）

A．核反应堆是通过核聚变把核能转化为电能

B．核比核多一个质子

C．镤233变成铀233的核反应方程式是

D．核反应中产生的新核镤从高能级向低能级跃迁时，会伴随辐射

8．下列说法正确的是（  ）

A．α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构

B．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高

C．光电效应揭示了光具有粒子性

D．原子核结合能越大，则原子核越稳定

9．图1是甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，它们的x-t图像如图所示（乙的图线为抛物线），图2是一个质点在0～4s内运动的位移x随时间t变化的图像，则下列说法正确的是（  ）

A．图1中t1时刻，两者相距最远。乙物体先向负方向运动，t1时刻以后反向向正方向运动

B．图1中0～t2时间内，乙的速度先减小后增大，t2时刻，乙物体追上甲

C．图2中先沿x轴正方向运动，后沿x轴负方向运动且一直做匀变速运动

D．图2中0~4s时间间隔内t=2s时速度一定最大，速率为5m/s的时刻有两个

10．如图所示，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方A处自由下落，到达B处开始与弹簧接触，到达C处速度为0，不计空气阻力，则在小球从B到C的过程中（　　）

A．弹簧的弹性势能不断增大 B．小球到达B处时动能达最大值

C．小球动能与重力势能之和逐渐减小 D．小球和弹簧组成的系统机械能保持不变

11．质量为M的小球沿光滑的水平面向右以恒定的速度运动，经过一段时间与静止的质量为m的小球发生碰撞，碰后两小球的动量相等，则两小球质量的比值可能为（　　）

A．2 B．3 C．4 D．5

二、实验题（共20分）

12．现有两组同学要测定一节干电池的电动势E和内阻r（已知E约为1.5V，r约为1Ω）。

（1）①第一组采用图a所示电路，a、b间应接入________。

A．一个定值电阻

B．阻值适当的不同阻值的定值电阻

C．滑动变阻器

②为了调节方便且测量精度更高，以下器材中，电流表可选________，电压表可选________。

A．电流表（0～0.6A）

B．电流表（0～3A）

C．电压表（0～3V）

D．电压表（0～15V）

③第一小组经过多次测量，记录了多组电流表示数I和电压表示数U，并在图b中画出了U­I图象。由图象可以得出，若将该干电池与一个阻值为2.2Ω的定值电阻组成闭合回路，电路中的电流约为________A（保留两位有效数字）。

（2）第二组在没有电压表的情况下，设计了如图c所示的电路，完成了对同一电池的测量。

①改变电阻箱接入电路中的电阻值，记录了多组电流表示数I和电阻箱示数R，通过研究图象的信息，他们发现电动势的测量值与第一组的结果非常接近，但是内阻的测量值与第一组的结果有明显偏差，将上述实验重复进行了若干次，结果依然如此。请说明哪个组内阻的测量结果较大？________。并说明形成这个结果的原因：____________。

②A．第二组对实验进行深入的理论研究，在是否可以忽略电流表内阻这两种情况下，绘制两类图象。第一类图象以电流表读数I为纵坐标，将电流表和电阻箱读数的乘积IR记为U作为横坐标。第二类图象以电阻箱读数R为纵坐标，电流表读数的倒数为横坐标。请在图d的甲、乙两坐标系中分别用实线代表电流表内阻可忽略的情况，虚线代表电流表内阻不可忽略的情况，定性画出相关物理量之间的关系______。

B．在第二组的实验中有电阻箱（最大阻值为999.9Ω，可当标准电阻用）、电流表（满偏电流Ig＝0.6A，内阻rg＝0.1Ω）。通过改变电阻箱接入电路的电阻值，记录了多组电流表示数I和电阻箱示数R，并画出了如图e所示的R­图象。根据图象中的信息可得出这个电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。

13．在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：

①取油酸注入1000mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到1000mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到为止，恰好共滴了100滴；

③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细痱子粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有痱子粉，可以清楚地看出油膜轮廓；

④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；

⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为的方格纸上。

（1）利用上述具体操作中的有关数据可知，油酸膜的面积是______，估测出油酸分子的直径是______m（此空保留一位有效数字）。

（2）某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于______

A．在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数多记了2滴

B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理

C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开

D．做实验之前油酸溶液搁置时间过长

三、计算题（共36分）

14．质量的物体，在光滑的水平面上运动，初速度，受到一个与运动方向相同的合外力的作用，发生的位移。求：

(1) 物体的末动能是多大；

(2) 物体的末速度是多大。

15．如图所示，竖直放置且内部光滑的导热汽缸用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞用固定螺栓固定在距汽缸底部为处，活塞横截面积为，此时气体的压强为。汽缸壁是导热的，打开固定螺栓，活塞下降，经过足够长的时间后，活塞停在距离底部h=0.2m处，在此过程中周围环境温度为=27℃并保持不变，已知重力加速度为g=10m/s2，大气压强为，求：

（1）活塞的质量m；

（2）周围环境温度缓慢升高，最终活塞又能回到距汽缸底部处，求此时环境温度t。

16．如图所示，水平地面上方有一高度为H、上、下水平界面分别为PQ、MN的匀强磁场，磁感应强度为B．矩形导线框ab边长为l1，bc边长为l2，导线框的质量为m，电阻为R．磁场方向垂直于线框平面向里，磁场高度H>l2．线框从某高处由静止落下，当线框的cd边刚进入磁场时，线框的加速度方向向下、大小为；当线框的cd边刚离开磁场时，线框的加速度方向向上、大小为．在运动过程中，线框平面位于竖直平面内，上、下两边总平行于PQ．空气阻力不计，重力加速度为g．求：

（1）线框的cd边刚进入磁场时，通过线框导线中的电流；

（2）线框的ab边刚进入磁场时线框的速度大小；

（3）线框abcd从全部在磁场中开始到全部穿出磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量．

1．A

A．雪花是水蒸气在空气中凝华形成的晶体，故A正确；

B．雪花是单晶体，沿各个方向的物理性质不同，故B错误；

C．雪花融化成水的过程中温度不变，分子平均动能不变，故C错误；

D．雪花有固定的熔点，是晶体，故D错误。

故选A。

2．A

A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象，A正确；

B．麦克斯韦预言了电磁波；赫兹用实验证实了电磁波的存在，B错误；

C．库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根测定了元电荷的数值，C错误；

D．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律；安培发现了磁场对电流的作用规律，D错误；

故选A。

3．D

A．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于液体分子无规则热运动撞击引起的，故A错误；

B．向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，胡椒粉的运动不是布朗运动，故B错误；

C．一定质量的理想气体，在压强不变时，根据气体压强微观意义可知，单位时间内分子与单位面积器壁碰撞次数随温度降低而增加，故C错误；

D．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故D正确。

故选D。

4．A

A．根据逸出功和极限频率的关系可知

极限频率越大的金属材料逸出功越大，故正确；

B．发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与入射光照射的时间无关，故B错误；

C．根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率和逸出功两个因素有关，光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功不一定越小，也可能是因为入射光的频率高的缘故，金属的逸出功是金属的固有属性，与是否发生光电效应无关，与入射光的频率无关，故C错误；

D．发生光电效应的前提下，入射光的光强一定时，频率越高，光子数越少，单位时间内逸出的光电子数就越少，题目中没有强调是否发生了光电效应，故D错误。

故选A。

5．A

把飞船与空间站看成一整体，其加速度大小为

设飞船质量m，空间站质量M，对整体由牛顿第二定律可得

解得空间站的质量为

M=9.7×104kg

故选A。

6．D

A．跃迁发出频率不同的光子数共6种，即

A错误；

BC．由图甲可得频率最高的光子能量为，由图乙可得其遏止电压为，则有

解得

光电子最大初动能与入射光的频率是一次函数关系，不成正比，BC错误；

D．由跃迁至、跃迁至、跃迁至的三种光子能量大于逸出功，可使阴极K发生光电效应，D正确。

故选D。

7．C

A．核反应堆是通过核裂变将核能转化为电能，A错误；

B．释放一个电子，变成，根据质量数和电荷数守恒，可知核比核少一个质子，B错误；

C．根据电荷数和质量数守恒，镤233变成铀233的核反应方程式是

C正确；

D．新核镤从高能级向低能级跃迁时，会伴随γ辐射，D错误。

故选C。

8．BC

A．放射性现象的发现揭示了原子核有复杂结构，故A错误；

B．质子的质量比电子的质量大得多，物质波的波长较小，与电子相比不容易产生衍射，故用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高，故B正确；

C．光电效应揭示了光具有粒子性，故C正确；

D．原子核比结合能越大，则原子核越稳定，故D错误。

故选BC。

9．BD

A．在位移-时间图像中，纵坐标表示位置，由位移-时间图像斜率表示速度可知，甲和乙在速度相等时相距最远，即当图像乙切线的斜率等于甲时，两物体相距最远，该位置不在t1时刻；由图1可知乙的斜率先负后正，则乙物体先向负方向运动，t1时刻以后反向向正方向运动，A错误；

B．位移-时间图像斜率大小表示速度大小，因此乙的速度先减小后增大，交点表示两物体的位置相同，即t2时刻相遇，B正确；

C．图2中的x-t图像的斜率一直为负，表示物体沿负方向运动，图像不一定是抛物线则不能确定是否是匀变速直线运动，C错误；

D．图2中t=2s时斜率最大，表示速度最大；0~2s和2~4s的平均速度都为5m/s，但瞬时速度先增大后减小，故速率为5m/s的时刻有0~2s和2~4s中的两个，D正确。

故选BD。

10．ACD

A．小球从B到C的过程中，弹簧不断被压缩，形变量不断变大，弹簧的弹性势能不断增大。故A正确；

B．小球从B到C的过程中，先加速后减速。在BC之间某处，速度达到最大值，此时动能最大。故B错误；

C．从B到C的过程中，弹簧的弹性势能不断增大，由于机械能守恒，小球动能与重力势能之和逐渐减小。故C正确；

D．由于不计空气阻力，小球和弹簧组成的系统只受重力和弹力作用，系统机械能守恒，系统机械能保持不变。故D正确。

故选ACD。

11．AB

设碰后质量为M的小球的速度为，质量为m的小球的速度为，碰撞过程动量守恒，则

又由题意可知

碰撞过程能量遵循

由以上各式联立解得

故选AB。

12．（1）BC     A     C     0.49（0.48～0.50均可）    

（2）第二组的测量结果较大     电流表内阻不能忽略引起的误差          1.5（1.46～1.54）     0.3（0.25～0.35）

13．（1）432/428/436/440         

（2）C

14．(1)10J；(2)

（1）根据动能定理

代入数据得

（2）根据

代入数据得

15．（1）1.5kg；（2）477℃

（1）设活塞的质量为m，打开固定螺栓经过足够长时间，这个过程中密封气体温度不变，

则有

联立上两式解得

代入数据解得

（2）周围环境温度缓慢升高，最终活塞又能回到距汽缸底部处，此过程为气体等压变化，初状态温度，设末状态温度为T，则有

解得

代入数据求得

所以周围温度为

16．（1）I1=；（2）v1=；（3）q=。

（1）设线框的cd边刚进入磁场时线框导线中的电流为I1，根据牛顿第二定律有：

解得：I1=

（2）设线框ab边刚进入磁场时线框的速度大小为v1，线框的cd边刚离开磁场时速度大小为v2，线框的cd边刚离磁场时线框导线中的电流为I2，牛顿第二定律有：

解得：I2=

由闭合电路欧姆定律

I2=

解得：v2=

由匀变速直线运动速度与位移的关系式

得v1=

代入解得：v1=

（3）设线框abcd穿出磁场的过程中所用时间为，平均电动势为E，通过导线的平均电流为I，通过导线某一横截面的电荷量为q，由法拉第电磁感应定律

E==

由闭合电路欧姆定律

I=

则电量为：

q=I=