2023-2024学年湖北省黄冈中学高二（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年湖北省黄冈中学高二（下）期末物理试卷（含答案），共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.关于近代物理知识描述，下列说法正确的是( )
A. 汤姆孙发现电子，揭示了原子核内部有复杂结构
B. 发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C. 原子核的能量是不连续的，能级越高越稳定
D. 原子核聚变过程，原子核的平均结合能变大
2.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则( )
A. a的向心加速度等于重力加速度gB. 在相同时间内b转过的弧长最长
C. c在4小时内转过的圆心角是π6D. d的运动周期有可能是20小时
3.如图所示，有10块完全相同的长方体木板叠放在一起，每块木板的质量为100g，用手掌在这叠木板的两侧同时施加大小为F的水平压力，使木板悬空水平静止。若手与木板之间的动摩擦因数为0.5，木板与木板之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，则F至少为( )
A. 25NB. 20NC. 15ND. 10N
4.根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置，但实际上，赤道上方200 m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6 cm处，这一现象可解释为，除重力外，由于地球自转，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比，现将小球从赤道地面竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向西，则小球( )
A. 到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零
B. 到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零
C. 落地点在抛出点东侧
D. 落地点在抛出点西侧
5.如图所示为A、B两质点在同一直线上运动的位移−时间(x−t)图象。A质点的图象为直线，B质点的图象为过原点的抛物线，两图象交点C、D坐标如图。下列说法不正确的是( )
A. A、B相遇两次
B. t1～t2时间段内B质点的平均速度与A质点匀速运动的速度相等
C. 两物体速度相等的时刻一定在t1～t2时间段内的中间时刻
D. A在B前面且离B最远时，B的位移为x1+x22
6.固体可以分为晶体和非晶体两类，下列说法正确的是( )
A. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
B. 窗户上的玻璃有规则的几何外形，因此玻璃是晶体
C. 金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，因此金属是非晶体
D. 用烧热的针尖接触涂有蜂蜡的云母片背面，蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
7.新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示。储气室内气体可视为理想气体，在喷液过程中储气室内温度保持不变，喷液全过程储气室内气体在p−V图像中的变化图线如图乙所示，A，B是双曲线上的两点。下列说法正确的是( )
A. 气体在状态A的内能一定大于在状态B的内能
B. 图中Rt△OAC和Rt△OBD的面积一定相等
C. 气体从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量大于气体做的功
D. 气体从状态A变化到状态B的过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数不变
8.图甲是氢原子的部分能级图，图乙是光电效应演示装置，装置中金属锌的逸出功为3.4eV。用大量从n=4能级跃迁到n=1能级时的氢原子发出的光去照射锌板，下列说法正确的的是( )
A. 光电效应本质上是β衰变
B. 锌板不会发生光电效应
C. 发生光电效应时会发生质量亏损
D. 从锌板打出来的光电子获得的最大初动能为9.35eV
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.下列说法正确的是( )
A. 附着层的液体分子间距一定比液体内部的分子间距大
B. 液晶的光学性质随温度的变化而变化
C. 布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
D. 在任何的自然过程中，一个孤立系统的总熵一定不会减少
10.研究光电效应实验中，某同学研究同一光电管在不同条件下的光电流与电压的关系如图所示。则下列说法中正确的是( )
A. 甲光频率大于乙光频率
B. 乙光的波长大于丙光的波长
C. 乙光对应的截止频率小于丙光对应的截止频率
D. 若将甲光换成丙光来照射锌板，其逸出功将减小
11.两个完全相同的绝热活塞A、B把竖直放置的绝热气缸分成体积相等的三部分，在气缸顶部和13处有固定卡环，分别限制活塞A、B向上、向下运动，如图所示。初始状态下，甲乙两部分气体的压强均为大气压强p0的1.2倍，温度均为27℃，活塞与气缸壁间的摩擦不计，现用电热丝对甲部分气体缓慢加热，下列说法正确的是( )
A. 乙中气体的温度有可能不变
B. 甲部分气体的温度为75℃时，活塞A已经上升
C. 甲部分气体的温度为425℃时，乙部分气体的内能大于初始状态
D. 如果甲部分气体的温度不超过75℃，电热丝产生的热量等于甲，乙两部分气体内能增加之和
12.太阳能量的来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是4个氢核(H11H)结合成1个氦核同时放出2个正电子。下表中列出了部分粒子的质量取1 u=16×10− 26kg
以下说法正确的是( )
A. 核反应方程为
B. 4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 kg
C. 4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为4.43×10−29kg
D. 聚变反应过程中释放的能量约为4.0×10−12J
三、综合题：本大题共6小题，共60分。
13.（8分）若多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是“×1”“×10”“×100”。用“×10”挡测量待测电阻Rx的阻值时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度过小，为了较准确地进行测量，则应：
①将选择开关置于______。(填“×1”“×10”或“×100”)挡；
②进行欧姆调零，具体操作是将红、黑表笔______，调节欧姆调零旋钮，使指针指在______
③将待测电阻Rx接在红、黑表笔之间进行测量。若按照①②③步骤正确操作后，表盘的示数如图所示，则该待测电阻Rx的阻值为______。
14.（6分）在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中 11H的核反应，间接地证实了中微子的存在。
(1)中微子与水中的 11H发生核反应，产生中子( 01n)和正电子( 10e)，即：中微子+ 11H→ 01n+ 10e，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是__________。
(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即 10e+ −10e→2γ，已知正电子和电子的质量都为9.1×10−31kg，反应中产生的每个光子的能量约为__________J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么_________________？
15.（8分）某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，每500ml油酸酒精溶液中有纯油酸1ml。用注射器测得100滴这样的溶液为1ml。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描出油膜的轮廓，如图所示，图中小正方形方格的边长为20mm。
(1)在实验中，下列操作错误的是_____。
A.为了使得油膜边界更清晰，需要在油膜上轻轻撒上一些痱子粉
B.在水面上滴入油酸酒精溶液后，应该马上数方格
C.对注射器刻度读数时，视线要平视刻度
D.数方格时，不足半个的舍去，超过半个的算一个
(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V是___________mL。
(3)油酸分子的直径是___________m。(结果保留1位有效数字)
(4)某同学实验中最终得到的计算结果明显偏大，对出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是___________。
A.配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精多倒了一点，导致油酸酒精溶液浓度偏低
B.计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C.计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数
D.水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
16.（10分）有若干氢原子处于n=4的能级，已知氢原子的基态能量E1=−13.6eV，普朗克常量ℎ=6.63×10−34J⋅s。
(1)这些氢原子的光谱共有几条谱线？
(2)这些氢原子发出的光子的最大频率是多少？
17.（13分）如图甲所示是研究光电效应规律的光电管.用波长为λ=0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过电流表G的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示的规律，取ℎ=6.63×10−34 J⋅s.结果保留两位有效数字，求：
(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大的初动能．
(2)该阴极材料的极限波长(能使该金属产生光电效应的光的最大波长)．
18.（15分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m=5.0×10−8kg、电何量为q=1.0×10−6C的带电粒子，从静止开始经U=10V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP=30cm(粒子重力不计，sin37°=0. 6，cs37°=0. 8)。
(1)求粒子到达P点时速度v的大小；
(2)若粒子恰好不能进入x轴上方，求磁感应强度B的大小；
(3)若磁感应强度B′=2. 0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求OQ的距离。
参考答案
1.D
2.B
3.B
4.D
5.D
6.A
7.B
8.D
9.BD
10.BC
11.AD
12.ACD
13.×100 短接 右端电阻零刻度处 2.20×103Ω
14. 0和0 8.2×10−14 产生一个光子违反动量守恒定律。
15. (1) AB ； (2)2×10−5 ； (3)4×10−10 ； (4)ACD。
16.(1)根据
C42=6
所以这群氢原子发光的光谱共有6条。
(2)从n=4向n=1跃迁，发出的光子频率最大。根据
ℎν=E4−E1
解得
ν=3.1×1015Hz

17.解：(1)由图可知，最大光电流为0.64μA，则每秒钟阴极发射的光电子数：n=Ite=0.64×10−6×11.6×10−19=4.0×1012个；
由图可知，发生光电效应时的截止电压是0.6V，所以光电子的最大初动能：Ekm=e⋅U截=9.6×10−20J
(2)根据光电效应方程得：Ekm=ℎcλ−ℎcλ0，
代入数据得：λ0=0.66μm。
18.解：(1)对带电粒子的加速过程，由
动能定理qU=12mv2，
代入数据得：v=20m/s；
(2)带电粒子不从x轴射出(如图)，
由几何关系得：OP=R+Rcs53°
R=mvqB
联立解得：B=163T；
(3)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，
有：qvB′=mv2R′
得R′=mvqB′
代入数据得：R′=0.50m；
而OPcs53∘=0.50m
故圆心一定在x轴上，轨迹如图所示。
由几何关系可知：OQ=R′+R′sin53°
故OQ=0.90m。
答：(1)粒子到达P点时速度v的大小为20m/s；
(2)若粒子恰好不能进入x轴上方，磁感应强度B的大小为163T；
(3)若磁感应强度B′=2.0 T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，OQ的距离为0.90m。
粒子名称
质子(p)
α粒子
正电子(e)
中子(n)
质量/u
1.007 3
4.001 5
0.000 55
1.008 7