南京市第二十七高级中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷（含答案）

这是一份南京市第二十七高级中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷（含答案），共15页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
南京市第二十七高级中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1、卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是( )
A.α粒子的散射实验 B.对阴极射线的研究
C.天然放射性现象的发现 D.质子的发现
2、下列四幅图涉及到不同的物理知识，以下表述中说法正确的是( )

A.图①改变光束的频率，金属的逸出功随之改变
B.图②中大量处于激发态的氢原子最多可以辐射出两种不同频率的光子
C.图③a为β射线、b为α射线
D.图④汤姆孙通过电子的发现，揭示了原子还可以再分
3、核电站发电原理是核裂变反应所释放的能量通过热力产生电能。铀235是核电站的主要核燃料，核反应堆在工作时，铀235既发生裂变，也发生衰变。铀235裂变方程为：，衰变方程为：，则下列说法正确的是( )

A.衰变产生的新核Y不再具有放射性
B.的比结合能小于的比结合能
C.衰变过程是通过吸收裂变过程释放的能量进行的
D.反应堆中镉棒插入深一些将会加快核反应速度
4、我国最新研制出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为ρ（单位为），摩尔质量为M（单位为），阿伏加德罗常数为，则下列说法不正确的是( )
A.a千克气凝胶所含的分子数
B.气凝胶的摩尔体积
C.每个气凝胶分子的直径
D.每个气凝胶分子的体积
5、一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定的水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的有( )

A.大气压强增加
B.环境温度升高
C.向水银槽内注入水银
D.略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移
6、已知某种光的波长为λ，真空中的光速为c，普朗克常量为h，光电子的电荷量为e。则下列说法正确的是( )
A.这种光子的动量为
B.这种光子的能量为
C.若用该光照射逸出功为W的金属有电子逸出，则电子的最大初动能为
D.若用该光照射逸出功为W的金属有电子逸出，则所对应的遏止电压为
7、一定质量的理想气体，由温度为的状态1经等容变化到温度为的状态2，再经过等压变化到状态3，最后变回到初态1，其变化过程如图所示，则( )

A.从1到2过程中，气体对外做功，内能减小
B.从2到3过程中，气体对外做功，内能减小
C.从1到2到3到再回到1的过程中，气体一定从外界吸热
D.从3到1过程中，气体分子数密度变大，内能不变
8、如图所示，半径为R、质量为2m的光滑半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，将质量为m的小球（可视为质点）从A点正上方高为R处由静止释放，由A点经过半圆轨道后从B冲出，重力加速度为g，则( )

A.小车向左运动的最大距离为
B.小车获得的最大速度为
C.小球离开小车后做斜上抛运动
D.小球进入半圆轨道后，由小球和小车组成的系统总动量守恒
9、如图所示，一平行光滑金属导轨水平置于竖直向下的匀强磁场中，导轨电阻不计，与大螺线管M相接，在M螺线管内同轴放置一绝缘圆盘N，N的边缘固定着许多带负电的小球（每个小球都可视为一点电荷），且圆盘N可绕轴心在水平面内自由转动。当导体棒ab运动时，圆盘N能沿箭头方向逆时针转动，则导体棒ab的运动情况是( )

A.导体棒ab向右做匀速运动 B.导体棒ab向右做加速运动
C.导体棒ab向左做匀加速运动 D.导体棒ab向左做变加速运动
10、如图（a），质量分别为、的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面），此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的图像如图（b）所示，表示0到时间内A的图线与坐标轴所围面积大小，、分别表示到时间内A、B的图线与坐标轴所围面积大小。下列说法正确的是( )

A.0到时间内，墙对B的冲量为0
B.运动后，弹簧的最大形变量等于x
C.
D.
二、实验题
11、兴趣小组为了测量某电阻的阻值：
（1）关于多用电表的使用，下列操作正确的是

A.测电压时，图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B.测电流时，应按图乙连接方式测量
C.测电阻时，可以按图丙连接方式测量
D.测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量
（2）该小组先用多用电表进行粗测，将选择开关调至欧姆挡“×l”挡，进行正确的操作后，指针位置如图甲所示，则电阻的测量值约为_________Ω。

（3）为了进一步精确测量该电阻，实验台上有以下器材：
A.电流表（量程，内阻）
B.电流表（量程，内阻约为50Ω）
C.电阻箱R（）
D.电源电动势E约为3V，内阻r约为1Ω
E.单刀单掷开关1只、导线若干

①实验要求测量尽可能准确，请你在图乙中画出未完成的实验电路图，并在图中标上相应的电学符号，待测电阻用表示；
②实验中改变电阻箱的数值，读出电流表和的多组数据、，绘出图像，如图丙所示，则待测电阻=__________Ω。（计算结果保留两位有效数字）
③不考虑读数时的偶然误差，本实验待测电阻的测量值__________真实值。（选择填写“大于”、“小于”、“等于”）
三、计算题
12、如图所示，将一导热性能良好的容器竖直放置在地面上，并封闭一定质量的理想气体，用一可自由移动的活塞将气体分成A、B两部分，活塞与容器无摩擦且不漏气，此时A、B两部分气体体积之比为2：1，A部分气体压强为，B部分气体压强为，重力加速度为g。

（1）若环境温度升高，活塞将如何移动？（直接回答，不必分析）
（2）若整个容器以的加速度竖直向上做匀加速直线运动，求稳定后A、B两部分气体的体积之比。
13、现有A、B两个小物块在同一长直水平气垫导轨上做碰撞实验，导轨上带有刻度坐标。利用照相机对两个物块进行4次连续拍照，频闪拍照的时间间隔为0.1s，获得如图所示照片。四次拍照时两物块均在图示坐标范围内，且前三次拍照物块B均静止在处，不计两物块大小且碰撞瞬间完成。已知，根据照片求：

（1）碰撞前物块A的速度大小；
（2）物块B的质量；
（3）在上述条件下，若在物块B左侧粘上一块轻质橡皮泥，碰撞后A与B粘在一起共同运动，求碰撞过程中损失的机械能。
14、如图甲所示，倾角粗糙斜面上放置矩形金属框，质量。其中水平边，阻值均为；足够长，电阻不计。空间中存在方向垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度。一质量、阻值、长的光滑导体棒ab放置在金属框上，并平行MN边。时刻，在平行斜面的外力F作用下从位置由静止开始做简谐运动，简谐运动的平衡位置在坐标原点O处，导体棒ab的速度随时间变化的图像是如图乙所示的正弦曲线，正弦曲线的周期。导体棒ab始终以垂直的方向运动，金属框始终保持静止。求：（计算结果中如果出现π可以保留）

（1）导体棒ab在0至0.25T内通过的电量；
（2）MN边在一个周期内产生的焦耳热；
（3）在0至0.25T内外力F的冲量；
（4）已知简谐运动的回复力系数，求矩形金属框受到的摩擦力与外力F等大同向时导体棒的位置。
15、回旋加速器的示意图如图甲所示，两D形金属盒半径为R，两盒间狭缝间距为d，匀强磁场与盒面垂直，加在狭缝间的交变电压的变化规律如图乙所示，周期为T，U未知。盒圆心O处放射源放出粒子飘入狭缝，其初速度视为零，有粒子经电场加速和磁场偏转，最后从盒边缘的窗口P射出。不考虑粒子的重力及粒子间相互作用。

（1）若放射源是Po，自发衰变成的同时放出一个粒子，衰变过程中释放的核能为。已知核的比结合能为，核的比结合能为，请写出衰变方程，并求所释放粒子的比结合能；
（2）若放射源持续均匀地放出质量为m、电荷量为的粒子.
①在时刻放出的一个粒子，经过4次加速后到达图中的A点，OA间的距离为x，求该粒子到达A点的速度大小；
②假设某时刻从放射源放出的粒子如果不能被加速即被吸收，能从P出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动。为使得从P处出射的粒子与放射源放出粒子的数目之比大于40%，求U应满足的条件。
参考答案
1、答案：A
解析：卢瑟福提出原子的核式结构模型是根据α粒子的散射实验提出来的，A正确。故选A。
2、答案：D
解析：A.金属的逸出功与金属种类有关，与光照频率无关，A错误；B.大量处于激发态的氢原子可以辐射处三种不同频率的光子，分别对应3-1，3-2，2-1，B错误；C.通过左手定则可判断a粒子带正电，为α射线，b不带电，为γ射线，C错误；D.汤姆孙研究阴极射线发现电子，揭示了原子还可再分。D正确。故选D。
3、答案：B
解析：A.根据电荷数守恒和质量数守恒，推断出Y原子核中含有的电荷数为，即Y核的电荷数大于80，所以Y核是具有放射性的，故A错误；B.核裂变反应放出核能，生成物会更加稳定，根据原子核的比结合能越大，原子核越稳定，则的比结合能小于的比结合能，故B正确；C.衰变过程也是释放能量的，故C错误；D.要使裂变反应更激烈一些，则应使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应的速度就会快一些，故D错误。故选：B。
4、答案：C
解析：A.a干克气凝胶的摩尔数为，则a千克气凝胶所含有的分子数为，故A正确；B.气凝胶的摩尔体积为，故B正确；D.气凝胶中包含个分子，故每个气凝胶分子的体积为①，故D正确；C.设每个气凝胶分子的直径为d，则有②，联立①②式可得，故C错误。本题选不正确的，故选：C。
5、答案：A
解析：由题意，令封闭气体的压强为P，玻璃管质量为m，则有对玻璃管受力分析：

根据受力分析图可知，绳的拉力，即绳的拉力等于管的重力和管中高出液面部分水银的重力。所以：A、大气压强增加时，封闭气体压强不变，故液柱h增加，所以拉力T增加，A正确；B、环境温度升高，封闭气体压强增大，根据可知，h减小，故拉力T减小，B错误；C、向水银槽内注入水银，根据和气体状态方程可知，封闭气体压强增大，体积减小，水银面高度差h减小，故拉力减小，C错误；D、略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，封闭气体体积减小，压强增大，再根据可知，水银面高度差h减小，故绳拉力减小，D错误。故选A。
6、答案：D
解析：A.光子的动量为，故A错误；B.光子能量为，故B错误；C.爱因斯坦光电效应方程，故C错误；D.根据，结合前述方程解得，遏止电压为，故D正确。故选：D。
7、答案：C
解析：A、从1到2过程中，气体体积不变而压强升高，气体对外不做功，由一定质量的理想气体可知，气体温度升高，气状态方程体内能增大，故A错误；B、从2到3过程，气体压强不变而体积增大，气体对外做功，由一定质量的理想气体状态方程可知，气体温度升高，气体内能增大，故B错误；C、从1到2到3到再回到1的过程气体温度不变，内能不变，，图线与坐标轴围成图形的面积表示气体做功，由图示图象可知，该过程气体对外界做的功比外界对气体做功多，整个过程气体对外界做功，，由热力学第一定律可知：，气体从外界吸收热量，故C正确；D、从3到1过程气体体积减小，气体分子数密度增大；由图示图象可知，，由一定质量的理想气体状态方程可知，气体温度降低，气体内能减小，故D错误。故选：C。
8、答案：B
解析：A.小车和小球组成的系统满足水平方向动量守恒，且水平方向总动量为零，在小球相对车从A运动到B的过程，小车向左运动的距离最大，取向右为正方向，则由水平方向动量守恒定律得：，则有，又，联立解得小车向左运动的最大距离为：，故A错误；B.当小球运动到最低点时，小车速度最大，设此时小球速度大小为，小车速度大小为，取向右为正方向，根据水平方向动量守恒可得，根据系统机械能守恒可得：，联立解得小车的最大速度为：，故B正确；C.小球从B离开小车时，小球相对车的速度竖直向上，小球和小车在水平方向具有相同的速度，由于水平方向总动量为零，可知此时两者的水平速度均为零，则小球离开小车后做竖直上抛运动，故C错误；D.小球进入半圆轨道后，由小球和小车组成的系统在竖直方向动量不守恒，故小球和小车组成的系统总动量不守恒，故D错误。故选：B。
9、答案：B
解析：根据题意可知，圆盘N能沿箭头方向逆时针转动，由此可知感应电场的方向沿顺时针方向，那么产生感应电场的磁场方向垂直纸面向里；AB.若导体棒ab向右运动，根据右手定则可知感应电流由b到a，M中的磁场向外，与产生感应电场的磁场方向相反，可知必然是增强的，则ab必然加速运动，故A错误，B正确；CD.若导体棒ab向左运动，根据右手定则可知感应电流由a到b，M中的磁场向里，与产生感应电场的磁场方向相同，可知必然是减弱的，则ab必然减速运动，故CD错误。故选：B。
10、答案：C
解析：
11、答案：（1）AB；（2）18；
（3）①；②25；③等于
解析：（1）A.根据多用电表的使用方法，测电压时，红表应接电势较高的点，故A正确；B.测电流时，电流从红表笔进入，且串联在电路中，故B正确；C.测电阻时，应将待测电阻与电源断开，故C错误；D.测二极管的反向电阻时，红表笔应接二极管正极，黑表笔应接二极管负极，故D错误。故选：AB。
（2）由多用电表欧姆挡的读数可知，电阻的测量值约为18.0Ω；
（3）①根据题目已给部分电路，以及实验的要求可知，电流表知道确定的内阻，可用来测待测电阻的电压，电流表用来测流过待测电阻的电流，故电路图如图所示

②由图像可知，欧姆定律可知。
③不考虑读数时的偶然误差，待测电阻两端的电压，流过待测电阻的电流为，都与真实值相等，故待测电阻的测量值与真实值相等。
12、答案：（1）故活塞向上移动；（2）
解析：（1）故活塞向上移动。
（2）设开始时A的体积为2V，B的体积为V，向上做匀加速直线运动时，A的体积为，B的体积为，由玻意耳定律


两气体的体积和不变，则

根据牛顿第二定律

联立解得

13、答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）物块A做匀速直线运动，在0.1s内位移大小为20cm，则

（2）设向右为正方向，碰撞前物块B静止


碰撞后


根据动量守恒定律

求得

（3）根据动量守恒定律

解得

根据能量守恒定律可知

解得

14、答案：（1）；（2）；（3）；（4）或-0.2m
解析：（1）可知电路总电阻

根据

通过导体棒得电量

解得

（2）通过棒ab得电流随时间变化规律为

可得电流得有效值

故一个周期MN边中产生得热量

（3）由动量定理得

其中

解得

（4）金属框受到得摩擦力

由于导体棒ab做简谐运动，故可知

且有

解得

由于

可得
或-0.2m
15、答案：（1）；；（2）；
解析：