[物理][期末]天津市河西区2023-2024学年高二下学期期末质量调查试卷(解析版)

这是一份[物理][期末]天津市河西区2023-2024学年高二下学期期末质量调查试卷(解析版)，共11页。试卷主要包含了单选题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1. 关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A. 两热力学系统达到热平衡的标志是内能相同
B. 气体温度上升时，每个分子的热运动都变得更剧烈
C. 气体从外界吸收热量，其内能可能不变
D. 布朗运动是液体分子的无规则运动
【答案】C
【解析】A．两热力学系统达到热平衡的标志是温度相同，选项A错误；
B．气体温度上升时，分子的平均动能变大，但不是每个分子的热运动都变得更剧烈，选项B错误；
C．气体从外界吸收热量，若同时对外做功，则其内能可能不变，选项C正确；
D．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的具体表现，选项D错误。
故选C。
2. 分子势能Ep随分子间距离r变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. r1处分子间表现为引力
B. r2处分子间表现为斥力
C. 时，r越小分子势能越大
D. 分子间距离足够大时分子势能最小
【答案】C
【解析】ABD．分子势能为标量，在r=r2时，分子势能最小，则r2为平衡位置，分子力为零，由图可知r1处分子间表现为斥力。故ABD错误；
C．由图可知时，r越小分子势能越大。故C正确。
3. 常见的气压式水枪玩具内部原理如图所示。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水立即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内温度始终保持不变，则罐内气体（ ）
A. 压强变大B. 内能减少
C. 对外做功D. 对外放热
【答案】C
【解析】A．喷水过程中，气体体积增大，根据等温变化
罐内气体压强减小，故A错误；
B．温度不变，内能不变，故B错误；
C．气体体积增大，气体对外做功，故C正确；
D．根据热力学第一定律
内能不变，气体对外做功，则气体吸收热量，故D错误。
故选C。
4. 一定质量的理想气体从状态开始，经历过程回到原状态，其图像如图所示，其中、与轴平行，的延长线过原点。下列判断正确的是（ ）
A. 在、两状态，气体的体积相等
B. 在、两状态，气体的体积相等
C. 由状态到状态，气体内能增大
D. 由状态到状态，气体对外做功
【答案】B
【解析】AB．由气体的状态方程可得
则有图像的斜率，可知、两状态分别与O点连线的斜率不同，在、两状态，气体的体积不相等；、两状态在同一条过原点的直线上，即在同一条等容线上，则有在、两状态，气体的体积相等，A错误，B正确；
C．理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，因此气体由状态到状态，气体的温度减小，则内能减小，C错误；
D．由题图可知，与O点连线的斜率小于与O点连线的斜率，则状态时的体积大于状态时的体积，即由状态到状态，气体的体积减小，外界对气体做功，D错误。
故选B。
5. 如图，开口向上且足够长的玻璃管竖直放置，管内长为5cm的水银柱封闭了一段长为6cm的气柱。保持温度不变，将管缓慢转动至水平位置，气柱长度变为（大气压强为75cmHg）（ ）
A. 5.6cmB. 6.0cmC. 6.4cmD. 7.1cm
【答案】C
【解析】初状态气体压强为
末状态气体压强
由玻意耳定律得
解得
故ABD错误，C正确。
6. 如图甲所示，三个不同光源a、b、c照射光电管阴极K发生光电效应，测得电流随电压变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. a、c光源频率相同B. a、c发光强度相同
C. b照射时K的逸出功减小D. 增大正向电压电流一直增大
【答案】A
【解析】A．根据
可知，入射光频率越高，对应的遏止电压越大，由图可知：a光、c光的遏止电压相等，所以a、c发出的光频率相同，故A正确；
B．同种频率的光，光强越大，饱和电流越大，a光和c光的频率相同，a光对应的饱和电流大于c光对应的饱和电流，所以a光的光强大于c光的光强，故B错误；
C．K的逸出功仅与K的材料有关，与照射光的频率无关，故C错误；
D．随着电压的增大，电流达到饱和电流值后不再增大，故D错误。
7. 如图所示是卢瑟福的粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（ ）
A. 该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B. 该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C. 粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D. 绝大多数的粒子发生大角度偏转
【答案】A
【解析】AD．α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据，故A正确，D错误；
B．α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，故B错误。
C．发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，故C错误；
故选A.
8. 物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是（ ）
A. 查德威克用粒子轰击获得反冲核，发现了质子
B. 德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性
C. 居里夫妇发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D. 汤姆孙通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
【答案】B
【解析】A．查德威克用α粒子轰击铍核，产生中子和碳12原子核， A错误；
B．德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性，B正确；
C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构，C错误；
D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，D错误。
9. 氢原子的能级示意图如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 处于基态的氢原子吸收能量为13.7 eV 的光子后可以发生电离
B. 处于 n = 2 能级的氢原子可以吸收能量为3.0 eV的光子跃迁到n= 3能级
C. 氢原子从n = 3 能级跃迁到 n= 2能级辐射出的光照射在金属表面上一定能发生光电效应
D. 一群处于 n= 4 能级的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出 3种不同频率的光子
【答案】A
【解析】A．使处于基态的氢原子发生电离，入射光子的能量应大于或等于13.6eV，所以处于基态的氢原子吸收能量为13.7eV的光子后可以发生电离，故A正确；
C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子的能量
由于不知道逸出功，所以不一定能发生光电效应，故C错误；
B．处于n=2能级的氢原子可以吸收能量为1.89eV的光子跃迁到n=3能级，故B错误；
D．一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，最多可以辐射出
不同频率的光，故D错误。
故选A。
10. 关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）
A. α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强
B. β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力
C. γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强
D. γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱
【答案】C
【解析】A．α射线的穿透能力最弱，故A错误；
B．β射线是核内中子衰变为质子时放出的电子形成的，与核外电子无关，故B错误；
CD．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强，故C正确，D错误。
11. 宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是（ ）
A. 发生衰变的产物是
B. 衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
C. 近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化
D. 若测得一古木样品的的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年
【答案】D
【解析】A．根据中子与大气中的氮14产生的核反应
可知发生衰变的产物是。故A错误；
B．根据核反应辐射出的电子产生机理可知，衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子。故B错误；
C．半衰期是放射性元素的本质特性，与放射性元素所处的物理、化学状态无关，即与外界环境无关。故C错误；
D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为
5730×2年=11460年
故D正确。
故选D。
12. 2023年8月25日，中核集团发布消息：“中国环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行。这标志着中国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。下列属于核聚变反应的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A．该方程为衰变的方程，故A错误；
B．该方程为原子核的人工转变方程，故B错误；
C．该方程为重核裂变的方程，故C错误；
D．该方程为轻核聚变反应方程，故D正确。
故选D。
13. 原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 核的结合能约为14MeV
B. 核比核更稳定
C. 两个核结合成核时吸收能量
D. 在核反应中，要吸收热量
【答案】B
【解析】A．分析图像可知，核的平均结合能为7MeV，根据平均结合能的定义可知，核的结合能为
故A错误；
B．平均结合能越大的原子核越稳定，分析图像可知， 核比核的平均结合能大，所以核比核更稳定，故B正确；
C．核子结合成原子核时，质量亏损，释放核能，故两个核结合成核时吸收能量放出能量，故C错误；
D．重核裂变时，质量亏损，根据公式
在核反应中，要释放能量，故D错误。
故选B。
14. 如图所示，测试汽车安全气囊的实验中，汽车载着模型人以的速度撞向刚性壁障，汽车速度瞬间减为0，同时，安全气囊弹出，保护模型人。则关于安全气囊的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 安全气囊减少了碰撞过程中模型人的受力时间
B. 安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲击力
C. 安全气囊减小了碰撞过程中模型人动能变化量
D. 安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲量
【答案】B
【解析】整个碰撞过程中模型人受到的冲量和模型人的动能变化量是一定的，不因安全气囊的弹出而发生变化。根据动量定理可知安全气囊的作用是增加了碰撞过程中模型人的受力时间，从而减小了碰撞过程中模型人受到的冲击力，故ACD错误，B正确。
故选B。
15. 用如图装置可以验证动量守恒定律，也可以研究碰撞过程中的能量问题。在验证动量守恒定律时，下列器材选取或实验操作符合实验要求的是（ ）

A. 两小球的质量和尺寸可以不同
B. 选用两球的质量应满足
C. 需要直接或间接测量小球在平抛运动过程中的时间和射程
D. 斜槽轨道越光滑误差越小
【答案】B
【解析】AB．为保证正碰，两小球的尺寸要求相同，为防止运动小球的反弹，需要满足。故A错误；B正确；
C．小球在空中做平抛运动，飞行时间由下落高度决定，均相同，不需要直接或间接测量。根据
可知射程与小球的水平速度成正比，需要测量碰撞前后的射程。故C错误；
D．实验时要求小球从同一位置下滑，则到达斜槽末端的速度值相同。所以斜槽轨道的光滑与否不影响实验误差。故D错误。
故选B。
二、解答题
16. 如图所示，质量为木板静置于光滑水平地面上，质量为的小滑块（可视为质点）以的速度从木板左端滑上木板，小滑块最终未滑下木板，取重力加速度。
（1）求小滑块在木板上滑动过程中，它们总的机械能损失量；
（2）若小滑块与木板间的动摩擦因数，求小滑块相对木板滑动的时间t。
【答案】（1）15J；（2）0.6s
【解析】（1）小滑块在木板上滑动过程中，滑块和木板组成的系统动量守恒
由动量守恒定律得
①
系统损失的机械能为
②
联立解得
（2）对滑块，由动量定理得
③
解得
17. 如图所示，小物块A的质量=1kg，与A相距s=1m，质量=2kg的小物块B静止在水平桌面边缘，桌面离水平地面的高度h=1.25m，小物块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，在水平向右的推力F=4N的作用下，由静止开始沿桌面做匀加速直线运动，并与物块B发生弹性正碰，设碰撞时间极短且在即将碰撞的瞬间撤去推力，g=10m/s²，求：
（1）碰前小物块A的速度大小；
（2）碰后小物块B的速度大小
（3）碰后物块小B落地的水平位移大小；
【答案】（1）2m/s；（2）；（3）
【解析】（1）设碰前小物块A的速度大小为，由动能定理可得
解得
=2m/s
（2）设物块A与物块B发生碰撞后的速度为，物块B的速度为，由动量守恒定律及能量关系得
解得
（3）碰后物块B的速度为，由平抛运动规律有：
解得