广西示范性高中2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷(含答案)

这是一份广西示范性高中2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷(含答案)，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．铀核衰变为钍核的核反应方程为，铀核衰变为铅核的核反应方程为，下列说法正确的是( )
A.铀核衰变产生的α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
B.铀核衰变为铅核的核反应方程中的，
C.两个铀核经过一个半衰期后一定会剩下一个铀核未衰变
D.由于铀核衰变时辐射出γ射线，有能量损失，因此衰变前后能量不守恒
2．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为p，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为( )
A.B.C.D.
3．关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是( )

A.图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
B.图乙为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线对应的分子平均动能较大
C.由图丙可知，在r由变到的过程中分子力做负功
D.图丙中分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力小
4．将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是( )
A.容器中的液体可能是水银
B.若在“问天”太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高
C.若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同
D.图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部
5．如图甲是研究光电效应的电路图，图乙是汞原子的能级图，若用处于能级的汞原子跃迁发出的光子照射某种金属，恰好可以使它发生光电效应，则( )
A.该金属的逸出功
B.用处于能级的汞原子跃迁发出的光子照射该金属，不能发生光电效应
C.一个处于能级的汞原子跃迁发出的光子种类最多有两种
D.用处于能级的汞原子跃迁发出的光子照射该金属时，将滑动变阻器的滑动端移动到合适位置，可使甲图中电流表示数为零
6．图示为一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的图像。已知气体在状态A时的压强是。关于气体的状态，下列说法正确的是( )
A.从状态A到状态B气体的压强增大
B.气体在状态C的压强为
C.气体在状态C的压强为
D.从状态A到状态B气体的压强减小
7．如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体，水银面a、b间的高度差为，水银柱cd的长度为，且，a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银，系统重新达到平衡，则( )
A.A气体的压强大于外界大气压强
B.B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量
C.水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度
D.水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度
8．一定质量的理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为，，，以下判断正确的是( )
A.气体在过程中对外界做的功小于在过程中对外界做的功
B.气体在过程中从外界吸收的热量大于在过程中从外界吸收的热量
C.在过程中，外界对气体做的功大于气体向外界放出的热量
D.气体在过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量
二、多选题
9．下列几幅图对应的说法中正确的有( )
A.图甲是玻璃管插入某液体中的情形，表明该液体能够浸润玻璃
B.图乙中玻璃管锋利的断口在烧熔后变钝，原因是玻璃是非晶体，加热后变成晶体
C.图丙说明气体速率分布随温度变化，且
D.图丁中分子间距离为时，分子间斥力和引力的合力为零，分子势能最小
10．上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子，即。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在，若原子核X的半衰期为，平均核子质量大于，则( )
A.X是
B.X的比结合能小于
C.中微子的能量由质子数减少转变而来
D.再经过，现有的原子核X全部衰变
11．如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦.初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等.现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后( )
A.h中的气体内能增加B.f与g中的气体温度相等
C.f与h中的气体温度相等D.f与h中的气体压强相等
12．一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其图像如图所示，、、分别表示a、b、c的压强，下列判断正确的是( )
A.过程a到b中气体内能增大
B.过程b到c中气体吸收热量
C.过程b到c中每一分子的速率都减小
D.过程c到a中气体吸收的热量等于对外做的功
三、计算题
13．一个锂核（）受到一个质子的轰击，变成两个α粒子。已知质子的质量是，锂核的质量是，氦核的质量是，光速。
（1）写出上述核反应的方程；
（2）计算上述核反应释放的能量。
14．如图所示，绝热汽缸长度为L，绝热活塞可以无摩擦滑动。汽缸底部与活塞正中间用薄隔板隔开，隔板左边为真空，右边为理想气体，活塞静止在汽缸口。大气压强为，整个系统不漏气，活塞面积为S、厚度不计。求：
（1）将隔板抽开，系统稳定时活塞与汽缸底部的距离（这个过程中气体温度不变）；
（2）将隔板抽开，将汽缸逆时针缓缓转过，使汽缸口朝上，活塞重力产生的压强为大气压强的一半。缓慢拉动活塞，使活塞恢复到汽缸口，此时的热力学温度为初态的，最终对活塞施加的作用力大小。
15．如图所示，一端带有卡口的导热气缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞A封闭在该气缸内，活塞A可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始时活塞A与气缸底的距离，离气缸口的距离。已知活塞A的质量，横截面积，外界气温为27℃，大气压强为，重力加速度，活塞厚度不计。现将气缸缓慢地转到开口竖直向上放置，待稳定后对气缸内气体逐渐加热。
（1）使活塞A缓慢上升到上表面刚好与气缸口相平，求此时缸内气体的热力学温度；
（2）在对缸内气体加热过程中，活塞A缓慢上升到上表面刚好与气缸口相平，缸内气体净吸收的热量，求气体增加了多少焦耳的内能；
（3）在（2）问基础上，继续加热，当缸内气体再净吸收的热量时，求此时缸内气体的温度和压强。（已知一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比，即：）
四、实验题
16．“用油膜法估测分子的大小”的实验方法及步骤如下：
①向的油酸中加酒精，直至总量达到；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是；
③先往边长为的浅盘里倒入深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为，数出轮廓范围内小方格的个数N。
根据以上信息，回答下列问题：
（1）油酸分子直径是_______m。（结果保留两位有效数字）
（2）在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是_______。
A.等效替代法B.类比法C.理想模型法D.控制变量法
（3）若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于_______。
A.油酸未完全散开
B.油酸溶液浓度低于实际值
C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴体积时，的溶液的滴数多记了10滴
17．有组同学设计了一个如图所示的测温装置，C为测温泡，（内装有理想气体）用玻璃管将C与水银气压计相连，气压计两管内的水银面在同一水平面上，气压计两管的下端通过软管相连且充满水银（图中涂黑部分）。在A管上画上刻度。测温时调节B管的高度使A管中的液面位置保持在a处，此时根据两管水银面的高度差就能知道测温泡所处环境的温度。假设该测温装置在制定刻度时候的大气压为76cmHg，测温泡所处环境的温度为。
（1）当测温泡放入较低温度的液体中，即测温泡中气体温度降低时，为使水银气压计A管中的液面位置保持在a处，则水银气压计的B管应向_______（填“上”或“下”）移动；
（2）上述过程稳定后C内的理想气体内能_______（填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将_______（填“吸热”或“放热”）。
（3）该温度计的刻度是均匀的，则_______。（填“温度上高下低”或“温度上低下高”）
参考答案
1．答案：B
解析：A.衰变后α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故A错误；
B.根据质量数守恒，电荷数守恒列方程组
解得
故B正确；
C.半衰期是针对大量原子核的统计规律，对少量原子核没有意义，故C错误；
D.衰变前后能量守恒，故D错误。
故选B。
2．答案：A
解析：每个光子的能量为
设每秒激光器发出的光子数是n，则
联立可得
故选A。
3．答案：B
解析：A.图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故A错误；
B.图乙中，曲线对应的分子速率大的分子数占总分子数的百分比大一些，可知
可知，曲线对应的分子平均动能较大，故B正确；
C.由图丙可知，在r由变到的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误；
D.图丙中分子间距为时分子势能最小，可知，该位置为平衡位置，分子力为0，即分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力大，故D错误。
故选B。
4．答案：D
解析：水银在玻璃表面是不浸润的，在玻璃管中呈现凸形液面，故容器中的液体不可能是水银，故A错误；在太空舱中由于处在失重环境下，毛细现象更明显，液面直接攀升到毛细管顶部，毛细管越细，攀升速度越快，粗细不同的毛细管中液面最后都与毛细管管口齐平，故B错误；在毛细现象中，毛细管中液面的高低与液体的种类和毛细管的材质有关，若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差不一定相同，故C错误；图中毛细管内液面呈现浸润现象，说明固体分子对液体分子引力大于液体分子之间的引力，那么附着层的分子密度将会大于液体内部分子密度，此时附着层内的分子相互作用表现为斥力，液面呈现“扩散”的趋势，便形成了浸润现象，故D正确。
5．答案：C
解析：A.处于能级的汞原子跃迁到能级，发出光子的能量为
由于恰好可以使某种金属发生光电效应，由
可知，该金属的逸出功
故A错误；
B.处于能级的汞原子跃迁到能级发出的光子能量为
能使该金属发生光电效应，故B错误；
C.一个处于能级的汞原子先跃迁到能级，放出一个光子，再从能级向能级跃迁放出一个光子，一共最多放出两个光子，故C正确；
D.图甲所示中电源为正向接法，放出的电子能被电场加速运动至阳极，无论滑动变阻器的滑片位置在哪，电流表示数都不会为零，故D错误；
故选C。
6．答案：C
解析：AD.根据图像可知，从状态A到状态B气体的图像为一条过原点的倾斜直线，根据
解得
可知，从状态A到状态B气体的压强不变，故AD错误；
BC.根据上述可知
从状态B到状态C气体体积不变，则有
解得
故B错误，C正确。
故选C。
7．答案：B
解析：A.取出水银前，A气体压强
B气体压强
当在右管开口端取出少量水银时，即减小，气体压强均变小，即A气体的压强小于外界大气压强，A错误；
C.由玻意耳定律
气体体积均变大。
假设B气体体积不变，则水银面a下降的高度等于水银面c上升的高度，等于b上升的高度；由于B气体体积同时要变大，故水银面c上升的高度大于水银面a下降的高度。C错误；
B.假设取出高度的水银，则B气体的压强变化量一定为
假设气体的体积均不变，则A气体的压强变化量也为
压强减小后，根据玻意耳定律，体积要变大，故A气压变化量小于，即B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量，B正确；
D.假设右管中剩余的水银高度非常小，即取出水银柱长度接近，则水银面间新的高度差大于右管上段新水银柱的长度，D错误。
故选B。
8．答案：D
解析：A.气体从的过程体积增大，此过程气体对外界做的功就等于图线ab与横轴围成的面积；从的过程体积增大，此过程气体对外界做的功就等于图线bc与横轴围成的面积。由图形可知两面积相等，则气体在过程中对外界做的功等于在过程中对外界做的功，故A错误；
B.因
，
故
根据一定质量的理想气体状态方程
可知
气体从的过程内能不变，即
由热力学第一定律
可知气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功；因
故
根据
可知
气体从内能增加，即
由
可知气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，可知气体在过程中从外界吸收的热量小于在过程中从外界吸收的热量，故B错误；
C.在过程中压强不变，体积减小，外界对气体做的功，则
由
可知温度降低，则
由
可得
即气体发热，且有
即外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，故C错误；
D.因，，则
即气体在过程中温度的减少量等于过程中温度的增加量，一定质量的理想气体的内能与温度成正比，故气体在过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量，故D正确。
故选D。
9．答案：AD
解析：A.液体在毛细管中上升，说明该液体能够浸润玻璃。故A正确；
B.玻璃为非晶体，熔化再凝固仍为非晶体，烧熔后变钝的原因是熔化后液体的表面张力使玻璃管变钝。故B错误；
C.根据分子热运动的速率分布与温度的关系可知，气体速率分布随温度变化，且。故C错误；
D.分子间距离为时，此时它们间相互作用的引力和斥力大小相等，分子力为零，分子势能最小。故D正确。
故选AD。
10．答案：AB
解析：A.根据题中核反应方程，结合质量数与电荷数守恒可得X的质量数和电荷数分别为
故A正确；
B.X与质量数相同，而X的平均核子质量大于，根据质能方程可知的结合能更大，由于二者核子数相同，都为7，因此的比结合能更大，故B正确；
C.由核反应方程可知，中微子的能量是一个质子与一个电子结合转变成一个中子而得到，故C错误；
D.经过，只剩下现有的原子核X的未衰变，故D错误。
故选AB。
11．答案：AD
解析：对f中的气体缓慢加热，气体受热膨胀，体积增大，左活塞挤压g中的气体，右活塞挤压h中的气体，最终稳定后，弹簧处于压缩状态，g、h中的气体体积减小，因为右活塞对h中的气体做功，故h中的气体内能增加，A正确；停止加热并达到稳定后，将两活塞和弹簧以及g中的气体作为整体进行受力分析，f和h中的气体对整体的压力等大反向，则f和h中的气体压强相等，D正确；f、g、h中气体的初始状态全部相同，可知，且末状态等式仍成立，对于f和g中的气体，f中的气体压强、体积均大于g中的气体压强、体积，所以f中的气体温度大于g中的气体温度，B错误；对于f和h中的气体，f中的气体压强和h中的气体压强相等，f中的气体体积大于h中的气体体积，所以f中的气体温度高于h中的气体温度，C错误.
12．答案：AD
解析：A.过程a到b中温度升高，所以内能增大。故A正确；
B.过程b到c温度降低，内能减小，即
体积减小，外界对气体做功
则有热力学第一定律可知
可知
即气体放出热量。故B错误；
C.温度是分子平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以过程bc中气体的温度降低，分子的平均动能减小，并不是每个分子的速率都减小。故C错误；
D.由图可知过程ca气体等温膨胀，内能不变，对外做功。根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于对外做的功。故D正确。
故选AD。
13．答案：（1）（2）
解析：（1）该核反应方程为
（2）核反应的质量亏损
释放的能量
14．答案：（1）（2）
解析：（1）汽缸内理想气体开始状态压强为
体积为
将隔板抽开，设系统稳定时活塞与汽缸底部的距离为，此时理想气体压强为
体积为
根据玻意耳定律有
解得
（2）设汽缸内理想气体开始状态温度为，则由题意可知，活塞恢复到汽缸口时理想气体温度为
体积为
设此时理想气体压强为，根据理想气体状态方程有
解得
对活塞根据平衡条件可得
解得
15．答案：（1）（2）（3），
解析：（1）当气缸水平放置时，以密封气体为对象，有
，，
当气缸后朝上，活塞上表面刚好与气缸口相平时，以活塞为对象，根据受力平衡可得
解得
此时
由理想气体状态方程可得
解得此时缸内气体的热力学温度为
（2）从开始到气缸口向上，稳定时，由玻意耳定律可得
解得
加热过程，气体等压膨胀，外界对气体做功为
根据热力学第一定律可得
可知气体增加了的内能。
（3）继续加热，气体体积保持不变，则，可得
一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比，则有
解得
气体发生等容变化，则有
解得
16．答案：（1）（2）C（3）AC
解析：（1）一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为
根据大于半个方格的计为一个，小于半个方格的不计的原则，可得油膜形状占据的方格数约为
所以油膜的面积为
所以油酸分子的直径为
（2）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，都是采用了理想模型法，C正确，故选C。
（3）计算油酸分子直径的依据是
A.油酸未完全散开，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸分子直径计算值偏大，A正确；
B.油酸溶液浓度低于实际值，则一滴溶液中纯油酸计算体积偏小，导致油酸分子直径计算值偏小，B错误；
C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸分子直径计算值偏大，C正确；
D.求每滴体积时，的溶液的滴数多记了10滴，则导致一滴溶液体积计算值偏小，则一滴溶液中纯油酸计算体积偏小，导致油酸分子直径计算值偏小，D错误。
故选AC。
17．答案：（1）下（2）减小；放热（3）温度上高下低
解析：（1）液面位置保持在a处，则测温泡中的气体等容变化，测温泡中气体温度降低时，压强减小，因此B管向下移动。
（2）C内的理想气体温度降低则内能减小。气体不对外做功，根据热力学第一定律可知气体将放热。
（3）测温泡所处环境的温度为时，热力学温度为，液面高度差为0，当摄氏温度为t时，热力学温度为T，液面高度差为，可得
即
该温度计刻度均匀，温度降低，B管向下移动，因此温度上高下低。