[物理][期末]江苏省镇江市八校联盟2023-2024学年高二下学期期末考试试卷(解析版)

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一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1. 如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是（ ）
A. ②⑤表示γ射线，①④表示α射线
B. ②⑤表示γ射线，③⑥表示α射线
C. ③④表示α射线，①⑥表示β射线
D. ①④表示β射线，③⑥表示α射线
【答案】C
【解析】因α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，则由电场中的偏转情况可知，③表示α射线，①表示β射线，②表示γ射线；根据左手定则，结合在磁场中的偏转情况可知，④表示α射线，⑥表示β射线，⑤表示γ射线。
故选C。
2. 关于布朗运动，下列说法不正确的是（ ）
A. 布朗运动证明组成固体微粒的分子在做无规则运动
B. 液体中悬浮微粒的无规则运动是布朗运动
C. 布朗运动反映了液体分子的无规则运动
D. 悬浮微粒越小，某一瞬间跟它相撞的分子数越少，布朗运动越明显
【答案】A
【解析】B．根据布朗运动的定义可知，液体中悬浮微粒的无规则运动是布朗运动，故B正确；
AC．布朗运动是液体内部分子做无规则运动时，对悬浮小颗粒碰撞作用的不平衡所引起的，布朗运动是液体分子无规则运动的反映，不是固体微粒分子的无规则运动的反映，故A错误，C正确；
D．布朗运动是液体内部分子做无规则运动时，对悬浮小颗粒碰撞作用的不平衡所引起的，悬浮微粒越小，某一瞬间跟它相撞的分子数越少，微粒越不平衡，布朗运动越明显，故D正确。
本题选不正确，故选A。
3. 玻璃出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体。关于玻璃，下列说法正确的是（ ）
A. 天然具有规则的几何形状B. 分子在空间上周期性排列
C. 沿不同方向的导热性能不同D. 没有固定的熔点
【答案】D
【解析】由非晶体的特点可知，非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈现空间有规则周期性排列的固体，它没有一定规则的外形，它的物理性质在各个方向上是相同的，即“各向同性”，它没有固定的熔点。
故选D。
4. 规范佩戴医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一、合格的医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图，以下说法正确的是（ ）
A. 图片中的口罩为不合格产品
B. 图片中水滴形状的成因与液体表面张力有关
C. 图片中水滴与口罩间附着层内水分子比水滴内部分子密集
D. 该材料对所有的液体都是不浸润的
【答案】B
【解析】A．根据题意合格的一次性医用防护口罩内则所用材料对水都是不浸润的，如图所示水没有浸润到口罩内侧，所以照片中的口罩一定为合格产品，故A错误；
BC．如图所示，小水滴为球形是由于液体表面张力造成的，照片中附着层内分子比水的内部稀疏，表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，故B正确，C错误；
D．浸润与不浸润现象是相对的，所以该材料对所有的液体都是不浸润的，故D错误。
故选B。
5. A、B两种光子的能量之比为3:1，下列关于两种光子的说法正确的是（ ）
A. A和B频率之比3:1，波长之比为3:1
B. A和B频率之比为1:3，波长之比为3:1
C. A和B频率之比为3:1，动量之比为3:1
D. A和B频率之比为1:3，动量之比为3:1
【答案】C
【解析】AB．根据
可得A、B光子的频率之比为，波长之比为，故AB错误；
CD．根据
可得A、B光子的动量大小之比为，故C正确，D错误。
故选C。
6. 将粗细不同的两端开口的玻璃细管插入盛有某种液体的玻璃容器里，下列各图中可能正确的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】B
【解析】若液体不浸润玻璃时，在玻璃的细管内会下降，并形成向上凸起的球面，若液体浸润玻璃时，液体在玻璃的细管内会上升，并形成向下凹陷的球面，且细管越细，液柱上升越高。
故选B。
7. 关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有（ ）
A. 汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B. 汤姆孙通过著名的“油滴实验”精确测定了电子电荷
C. α粒子散射实验是卢瑟福原子核式结构模型建立的基础
D. 玻尔原子理论中的轨道量子化和能量量子化的假说，启发了普朗克将量子化的理论用于黑体辐射的研究
【答案】C
【解析】A．汤姆孙发现了电子后，认为原子是一个带正电的均匀球体，电子一个个镶嵌在其中，故A错误；
B．密立根通过著名的“油滴实验”精确测定了电子电荷，故B错误；
C．粒子散射实验中少数粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据，故C正确；
D．玻尔受到普朗克的能量子观点的启发，得出原子轨道的量子化和能量的量子化，故D错误。
故选C。
8. 核污染水中的放射性元素锶（）会发生衰变，半衰期为28.8年，则（ ）
A. 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
B. 海水稀释不能改变锶的半衰期
C. 秋冬气温逐渐变低时，锶的衰变速度会变慢
D. 经过约57.6年，核污染水中的锶（）将全部衰变结束
【答案】B
【解析】A．衰变的本质是原子核内的一个中子转变成一个质子和一个电子，故A错误；
BC．半衰期由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关，故B正确，C错误；
D．半衰期是原子核发生半数衰变所需的时间，经过57.6年，即两个半衰期，剩余锶为原来的四分之一，并没有完全衰变完，故D错误。
9. 中科院近代物理研究所利用兰州重离子加速器通过“熔合蒸发”反应合成超重核，并同时辐射出一个中子。下列可能合成该超重核的原子核组合是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】核反应过程中满足电荷数守恒、质量数守恒，则需满足
，
A．由于
，
故A错误；
B．由于
，
故B正确；
C．由于
，
故C错误；
D．由于
，
故D错误。
故选B。
10. 用不同频率的光照射某种金属时，逸出光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线如图所示，图线的反向延长线与纵轴交点纵坐标为，与横轴交点横坐标为b，电子的电荷量大小为e，则由图获取的信息，正确的是（ ）
A. 该金属的截止频率为a
B. 该金属的逸出功为b
C. 普朗克常量为
D. 入射光的频率为2b时，遏止电压为
【答案】D
【解析】ABC．根据爱因斯坦光电效应方程
结合图像，当Ekm=0时，；即该金属的截止频率为b；当时
即该金属的逸出功为a；普朗克常量为
则选项ABC错误；
D．根据爱因斯坦光电效应方程可得，当入射光的频率为2b时，光电子最大初动能为
而
则
故D正确。
故选D。
11. 关于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2和ΔE=Δmc2，下列说法不正确的是（ ）
A. E=mc2中的E是发生核反应时释放的核能
B. E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比
C. 根据ΔE=Δmc2，可以计算核反应中释放的核能
D. 两个质子和两个中子结合成一个氦核时，释放出核能，说明此过程中出现了质量亏损
【答案】A
【解析】A．中的E是物体蕴含的能量，不是核反应中释放的核能，释放的核能为，故A错误；
B．表明物体具有的能量与其质量成正比，故B正确；
C．根据可计算核反应的能量，故C正确；
D．两个质子和两个中子结合成一个氦核时释放能量，根据爱因斯坦质能方程知，该过程有质量亏损，故D正确。
本题选不正确的，故选A。
二、实验题：本大题共1小题，共9分。
12. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5cm。则
（1）1滴溶液中含有油酸的体积为________m3。
（2）描出的油膜的面积为________m2。
（3）由此估算出油酸分子直径为________m（保留两位有效数字）。
（4）若实验中撒的爽身粉过多，则计算油酸分子的直径将_______（填“偏大”或“偏小”）。
（5）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现物理思想方法为________。
A. 控制变量法B. 理想化模型法
C. 极限思想法D. 等效替代法
【答案】（1） （2） （3） （4）偏大 （5）B
【解析】（1）根据题意，1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为
（2）油膜轮廓的面积为
（3）故油酸分子直径为
（4）若实验过程中撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则油膜面积的测量值偏小，根据，则计算得到的油酸分子直径将偏大。
（5）实验中把分子看作小球，认为油酸分子能够一个一个紧密排列，在水面上形成单分子油膜层，是采用了理想模型法，故B正确。
故选B。
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
13. 图甲为一气压升降椅，其简要原理图如图乙所示，椅面和底盘间有一个开口向上，导热性能良好的汽缸，汽缸内封闭有压强为p0，体积为V0的理想气体，某同学坐上座椅后，座椅连带活塞缓慢下降，气体被压缩，最终静止时气体体积为。已知活塞截面积为S，与汽缸间摩擦不计，环境温度不变，汽缸不漏气。重力加速度为g。求：
（1）该同学坐上稳定后，汽缸内气体的压强p；
（2）该同学的质量m。
【答案】（1）p=1.5 p0；（2）m =
【解析】（1）同学坐上后，气体等温压缩，由
得
（2）由受力平衡
得
14. 如图所示为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于n=3的激发态，求：
（1）氢原子向低能级跃迁，最多辐射出多少种不同频率的光；
（2）频率最大的光能量值ΔE1（注明其单位）；
（3）频率最小的光能量值ΔE2（注明其单位）。
【答案】（1）3种；（2）12.09eV；（3）1.89eV
【解析】（1）根据可知这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光。
（2）由能级跃迁到能级，辐射的光子能量值最大，为
（3）由能级跃迁到能级，辐射的光子能量值最小，为
15. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A到状态B，再从状态B到状态C，最后从状态C回到状态A。已知气体在状态A的温度TA=200K和体积VA=3.0×10-3m3，从B到C过程中气体对外做功1000J。求：
（1）气体在状态B时的温度；
（2）气体在状态C时的体积；
（3）从C到A过程中外界对气体做的功；
（4）气体A→B→C→A的整个过程中气体吸收的热量。
【答案】（1）600K；（2）9.0×10-3m3；（3）600J；（4）400J
【解析】（1）气体从，发生等容变化，则
解得气体在状态B时的温度
（2）气体从，发生等压变化
且
解得
（3）气体从，根据查理定律
可知气体发生等容变化，则
气体从，气体膨胀对外做功，则
气体从，气体体积减小，外界对气体做功，则
（4）全过程中
初末状态温度相同，所以全过程
根据热力学第一定律
可得吸收热量
16. 图甲为研究光电效应现象的实验电路图。现用频率为ν0的光照射阴极K，其光电流与光电管两端电压的关系图线如图乙所示，遏止电压大小为Uc，饱和光电流大小为I0。已知电子电量为e，普朗克常量h。求：
（1）阴极K中逸出的光电子的最大初动能Ekm；
（2）阴极材料的逸出功W0；
（3）照射到阴极上的光的最小功率P。
【答案】（1）eUc；（2）hν0 - eUc；（3）
【解析】（1）由动能定理可知
Ekm = eUc
（2）由光电效应方程
Ekm = hν0 - W0
解得W0 = hν0 - eUc
（3）设光照时间为t照射光的能量为
E = Pt，E = n∙hν0
又I0t = n∙e
解得P =