宁夏吴忠市红寺堡区罗山中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷

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审题人：冯玉东
考试时间：100分钟；命题人：司前胜
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题（共32分）
1．关于布朗运动，下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用
B．布朗运动是液体（或气体）分子无规则运动的反映
C．强烈的阳光射入较暗的房间内，在光束中可以看到有悬浮在空气中的微尘不停地做无规则运动，这也是一种布朗运动
D．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动
2．下列说法不正确的是（ ）
A．图甲中，温度升高，曲线峰值向右移动
B．图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布
C．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力先做正功后做负功
D．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断减小
3．一定质量的理想气体分别在T1、T2温度下发生等温变化，相应的两条等温线如图所示，T2对应的图线上有A、B两点，表示气体的两个状态。则（ ）
A．温度为T1时气体分子的平均动能比T2时大 B．A到B的过程中，气体内能增加
C．A到B的过程中，气体向外界放出热量
D．A到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减少
4．如图是一定质量的理想气体状态变化的一系列过程，以下四种说法正确的是（ ）
A．的过程气体体积增大B．的过程气体体积减小
C．的过程气体体积增大D．的过程气体体积增大
5．如图所示是一定质量理想气体的两条变化图线a和b，下列说法中错误的是（ ）．
A．a、b图线表示的都是等容变化 B．
C．如果初始温度和温度增量都相同，则沿a变化时气体压强增量较大
D．相同温度时
6．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（ ）
A．甲光的频率等于乙光的频率 B．乙光的频率大于丙光的频率
C．乙光对应的逸出功大于丙光对应的逸出功
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能
7．对于有关中子的研究，下面说法正确的是（ ）
A．中子等微观粒子都具有波粒二象性
B．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应
C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．核反应方程PXHe中的y=206，X中核子个数为124
8．如图所示,纵坐标表示放射性元素氡222在某时刻的质量m与t=0时刻的质量m0的比值,则下列说法正确的是（ ）
A．氡的半衰期为3.8天
B．若温度降低,分子、原子等粒子的运动将变慢,氡的半衰期将增大
C．一个氡222原子核要经过3.8天才发生衰变 D．10个氡222原子核经过3.8天一定还剩5个
二、多选题（共24分，每道题全选对得6分，漏选得4分，错选得0分）
9．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（ ）
A．在a→b的过程中，外界对其做的功全部用于增加内能
B．在状态a和c时气体分子的平均动能可能相等
C．在b→c的过程中，单位时间内撞击汽缸壁的分子数增多
D．在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
10．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。与光电效应有关的四个图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．如图1装置，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角会变小
B．根据图2可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关
C．由图3可知，为该金属的截止频率 D．由图4可知，E等于该金属的逸出功
11．在氢原子光谱中，赖曼线系是氢原子从较高能级（n=2、3、4...）跃迁到基态时辐射的光谱线系．类似地，有巴尔末系、帕邢系、布喇开系等线系，如图所示．下列说法中正确的是
A．该图说明氢原子光谱是分立的
B．赖曼线系中从n=2跃迁到基态放出的光子频率最大
C．巴尔末线系中从n=∞跃迁到n=2放出的光子波长最大
D．若巴尔末系的某种光能使一金属发生光电效应，则赖曼系的都能使该金属发生光电效应
12．下列说法中正确的是（ ）
A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
B．衰变成要经过6次α衰变和4次β衰变
C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
第II卷（非选择题）
三、实验题（共10分，每空2分）
13．利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有，浓度为0.05%（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1mL的量筒、盛有适量清水的45×50cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。则：
(1)下面给出的实验步骤中，正确顺序为（ ）
A．将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上
B．用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液时的滴数N
C．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，坐标纸上是边长为1cm的正方形，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S
D．将痱子粉均匀地撤在浅盘内水面上。用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n
(2)该实验测得的单个油酸分子的直径约为（ ）（单位：cm）。
A．B．C．D．
(3)通过实验测得分子直径的大小约为（ ）m的数量级。
A．B．C．D．
(4)用油膜法估算出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数。还需要知道油酸的（ ）
A．质量B．体积C．摩尔质量D．摩尔体积
(5)某学生在做该实验时，发现计算的油酸分子直径偏大，可能的原因是（ ）
A．痱子粉撒得过多 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数少记了几滴
D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
四、解答题（共34分）
14．（6分）一个高约为，面积约为的两人办公室，若只有一人吸了一根烟。求：（保留两位有效数字）
（1）估算被污染的空气分子间的平均距离。
（2）另一个不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子。（人正常呼吸一次吸入气体，一根烟大约吸10次，标准状况下空气的摩尔体积，（结果保留两位有效数字）
15．(8)氢原子的能级图如图所示，某金属的极限频率恰等于氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级所发出的光的频率。现在用氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光去照射该金属，求∶
（1）该金属的逸出功为多少电子伏特；
（2）从该金属表面逸出的光电子的最大初动能是多少电子伏特。
16．(10分）如图，开口朝下的圆筒形汽缸竖直悬挂，处于静止状态，汽缸内用横截面积为的薄活塞封闭着温度为的某种理想气体，活塞可在汽缸内上下无摩擦滑动。通过电热丝可以对气体缓慢加热，使活塞缓慢向下移动。当气体温度升高至时，活塞刚好移到汽缸口。已知大气压强为，汽缸容积为，重力加速度为。
(1)求时汽缸内气体体积；
(2)如果不加热气体，而在活塞下悬挂一个沙盘，缓慢（等温）地往沙盘里添加沙，当沙与沙盘总质量与活塞质量相等时，活塞也刚好移到汽缸口，求活塞的质量。
17．（10分）一个氘核和一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，中子质量为,相当于的能量。
（1）写出聚变的核反应方程；
（2）求此反应过程中释放的能量为多少？平均每个核子释放出多少核能？
参考答案：
1．B
【详解】AB．布朗运动是固体颗粒的运动，是宏观粒子，不是液体分子的运动，牛顿运动定律依然适用，A错误、B正确；
C．微尘悬浮在空气中被眼睛直接看到，其体积太大，空气分子各个方向的冲击力平均效果相互平衡，实质上这些微粒的运动是空气气流和重力共同作用而引起的复杂运动，不是布朗运动，C错误；
D．热运动是指分子永不停息的无规则运动，与布朗运动不是同一概念，D错误。
故选B。
2．C
【详解】A．温度越高，分子运动越剧烈，图甲中，温度升高，曲线峰值向右移动，故A正确，不符合题意；
B．图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，故B正确，不符合题意；
C．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力一直表现为引力，分子力一直做正功，故C错误，符合题意；
D．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力一直做正功，分子势能不断减小，故D正确，不符合题意。
故选C。
3．D
【详解】A．因为 ，温度为T1时气体分子的平均动能比T2时小，A错误；
B．A到B的过程中，气体的温度不变，气体内能不变，B错误；
C．A到B的过程中，气体的温度不变，气体内能不变，体积增大，气体对外做功，一定吸收热量，C错误；
D．由 得，A到B的过程中，气体的温度不变，体积增大，则压强减小，气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少，D正确。
故选D。
4．C
【详解】根据可知，，则某点与绝对零度连线的斜率的倒数表示体积的大小，则
A．因b点与绝对零度连线的斜率比a点大，可知b状态的体积较小，的过程气体体积减小，选项A错误；
B．因b点与绝对零度连线的斜率比c点大，可知b状态的体积较小，的过程气体体积变大，选项B错误；
C．因c点与绝对零度连线的斜率比d点大，可知c状态的体积较小，的过程气体体积变大，选项C正确；
D．因a点与绝对零度连线的斜率比b点大，可知a状态的体积较小，的过程气体体积减小，选项D错误。
故选C。
5．B
【详解】A．理想气体的状态方程为： ，通过图像可知，为常数，所以体积不变，是等容变化，A正确；
B．有A选项可知，，则，所以，B错误；
C．由理想气体的状态方程得：，由于A的斜率大，所以沿A变化时气体压强增量较大，C正确；
D．相同温度时，由玻意耳定律得：，可得：，D正确；
故选B。
6．A
【详解】ABD.根据爱因斯坦光电效应方程有
由题图可知甲、乙两光对应的遏止电压相等，所以甲、乙两光的频率相等；乙光对应的遏止电压比丙光对应的遏止电压小，所以乙光的频率小于丙光的频率；甲光对应的遏止电压比丙光对应的遏止电压小，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，故A正确，BD错误；
C.逸出功由材料本身性质决定，与照射光无关，故C错误。
故选A。
7．A
【详解】A．微观粒子都具有波粒二象性，故A正确；
B．裂变是较重的原子核分裂成较轻原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，故B错误；
C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过α粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子，故C错误；
D．根据质量数守恒可得y=210-4=206，X中核子个数为206，中子数为206-82=124，故D错误。
故选A。
8．A
【详解】A．由图和半衰期的定义可知氡的半衰期为3.8天，故A正确；
B．放射性元素的半衰期由原子核内部结构决定，与外界因素(如温度、压强等)无关，也与物态变化无关，B错误；
CD．半衰期具有统计意义,对大量的原子核适用，对少数的原子核不适用，故C、D错误。
故选A。
9．AC
【详解】A.由题意可知a→b过程为绝热过程，即气体吸收的热量为零，根据热力学第一定律可知，外界对气体做的功全部用于增加内能，故A正确；
B．在a→b过程中，气体内能增大，温度升高。根据查理定律可知b→c过程中，气体温度也升高，所以气体在状态c时的温度比在状态a时的温度高，所以两个状态时气体分子的平均动能不可能相等，故B错误；
C．在b→c过程中，气体压强增大，单位时间内撞击汽缸壁的分子数增多，故C正确；
D．根据能量守恒定律可知，在一次循环过程中，气体吸收的热量一定大于放出的热量，其差值为对外所做的机械功，故D错误。
故选AC。
10．ACD
【详解】A．如果先让锌板带负电，验电器由于带负电张开一定的角度，当用紫外线灯照射锌板时，产生光电子，则验电器的张角会变小，故A正确；
B．黄光越强，光子数越多，产生的光电子越多，光电流越大，但光子的能量与光强无关，故B错误；
C．根据解得
由图3可知为该金属的截止频率，故C正确；
D．根据知，当时，可得
由图像知纵轴截距为-E，所以有W0=E，即该金属的逸出功为E，故D正确。
故选ACD。
11．AD
【详解】A．氢原子的能级是分立的，氢原子发光是氢原子在两个能级间跃迁产生，则该图说明氢原子光谱是分立的．故A项符合题意；
B．由图知，赖曼线系中从n=2跃迁到基态放出的光子能量最小，则赖曼线系中从n=2跃迁到基态放出的光子频率最小．故B项不符合题意；
C．由图知，巴尔末线系中从n=∞跃迁到n=2放出的光子能量最大，则巴尔末线系中从n=∞跃迁到n=2放出的光子频率最大，波长最短．故C项不符合题意；
D．由图知，赖曼系中任一光子的能量大于巴尔末系中光子能量的最大值；据光电效应规律知，若巴尔末系的某种光能使一金属发生光电效应，则赖曼系的都能使该金属发生光电效应．故D项符合题意．
12．BD
【详解】A. 卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，故A项与题意不相符；
B. 衰变成电荷数少8，质量数少24，设经过n次α衰变，m次β衰变，则有：

解得：
故B项与题意相符；
C. 衰变中产生的β射线实际上是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故C项与题意不相符；
D. 比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故D项与题意相符．
13．(1)BDAC
(2)B
(3)A
(4)D
(5)ABC
【详解】（1）本实验的基本步骤是：用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入lmL的油酸酒精溶液的的滴数N，可求得1滴油酸酒精溶液的体积；将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴油酸酒精溶液，使之充分扩散，形成单分子油膜；待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上；将画有油酸薄膜轮廊的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，计算出油酸薄膜的面积。
故实验步骤中，正确排序应为BDAC。
（2）1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为
则单个油酸分子直径的表达式为
故选B。
（3）通过实验测得分子直径的大小约为的数量级。
故选A。
（4）计算出油酸分子的直径后可以根据体积公式算出油酸分子体积，要测定阿伏加德罗常数还需要知道NA个油酸分子的总体积，即油酸的摩尔体积。
故选D。
（5）A．痱子粉撒的过多，导致油膜的面积偏小，由
可知计算的直径偏大，故A正确；
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测量的面积S偏小，会导致直径计算结果偏大，故B正确；
C．计算每滴体积时，lmL的溶液的滴数少记了几滴，则计算时所用体积数值偏大，会导致直径计算结果偏大，故C正确；
D．滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间，酒精挥发使溶液的浓度变大，则代入计算的浓度偏小，计算时所用体积数值偏小，会导致直径计算结果偏小，故D错误。
故选ABC。
14．（1）；（2）
【详解】（1）吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积为，含有空气分子数
办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为
每个被污染的分子所占体积为
所以平均距离
（2）被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为
15．（1）2.55 eV；（2）7.65 eV
【详解】（1）因该金属的极限频率恰等于氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级所发出的光的频率，则有
hν0=W0=-0.85 eV-（-3.4 eV）=2.55 eV
（2）氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级时发出光子的能量
E=E2-E1=-3.4 eV-（-13.6 eV）=10.2 eV
从该金属表面逸出的光电子的最大初动能
Ek=E-W0
解得
Ek=7.65 eV
16．(1)；(2)
【详解】(1)通过电热丝缓慢加热气体的过程中，气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律可得
其中
，，
解得
(2)通过挂沙盘使活塞移到汽缸口的过程中，气体发生等温变化。设活塞质量为，根据玻意耳定律可得
其中
联立解得
17．（1）；（2），
【详解】（1）核反应方程为
（2）此反应过程的质量亏损为
此反应过程中释放的能量为
平均每个核子释放的核能为