2023-2024学年宁夏六盘山高级中学高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年宁夏六盘山高级中学高二（下）期末物理试卷，共15页。
A．康普顿通过对阴极射线的研究发现了电子
B．普朗克从α粒子散射实验结果提出了原子的核式结构模型
C．居里夫妇发现了天然放射现象使人们认识到原子核具有复杂结构
D．玻尔把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统提出了玻尔理论
2．（3分）夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体（ ）
A．分子的平均动能更小
B．单位体积内分子的个数更少
C．所有分子的运动速率都更小
D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
3．（3分）关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，油酸分子直径等于一滴油酸酒精溶液的体积与它形成油膜面积的比值
B．图乙为分子力F与其间距r的图像，分子间距从r0开始增大时，分子势能先变小后变大
C．图丙中，T2对应曲线为同一气体温度较高时气体分子的速率分布图
D．图丁为布朗运动的示意图，温度越高、微粒越大，布朗运动越明显
4．（3分）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝OM、ON与竖直方向夹角分别为α、β（α＞β）。用F1、F2分别表示OM、ON的拉力，则（ ）
A．F1的竖直分力大于F2的竖直分力
B．F1的竖直分力等于F2的竖直分力
C．F1的水平分力大于F2的水平分力
D．F1的水平分力等于F2的水平分力
5．（3分）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：Nn→CH，产生的C能自发进行β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．C发生β衰变的产物是N
B．β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C的半衰期发生微小变化
D．若测得一古木样品的C含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年
6．（3分）如图所示为氢原子能级示意图。下列有关氢原子跃迁的说法错误的是（ ）
A．大量处于＝4激发态的氢原子，跃迁时能辐射出6种频率的光
B．氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时，辐射出的光子能量为4.91eV
C．用能量为10.3eV的光子照射，不可以使处于基态的氢原子跃迁
D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
7．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系如图甲所示，则温度T1＞T2
B．同一光电管的光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示，则入射光的频率关系为v甲＝v乙＞v丙
C．图丙为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变短
D．在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图丁所示，则a一定是非晶体，b一定是晶体
8．（3分）两质点由静止开始做直线运动，它们的位移x与时间t的图像均为抛物线。t0时刻它们的速度分别为vⅠ和vⅡ，加速度分别为aⅠ和aⅡ。则（ ）
A．vⅠ＞vⅡ，aⅠ＞aⅡB．vⅠ＞vⅡ，aⅠ＜aⅡ
C．vⅠ＜vⅡ，aⅠ＞aⅡD．vⅠ＜vⅡ，aⅠ＜aⅡ
9．（3分）一定质量的理想气体沿图示状态变化方向从状态a到状态b，到状态c再回到状态a，三个状态的体积分别为Va、Vb、Vc，则它们的关系正确的是（ ）
A．Va＝VbB．Va＝Vc
C．VcVbD．VcVa
10．（3分）如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则（ ）
A．λ1＜λ2，M是波长为λ1的光出射位置
B．λ1＜λ2，N是波长为λ1的光出射位置
C．λ1＞λ2，M是波长为λ1的光出射位置
D．λ1＞λ2，N是波长为λ1的光出射位置
二．不定项选择题（本题共3小题，每小题4分，共计12分。每小题给出的四个选项中至少有一个符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。）
（多选）11．（4分）关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
D．不可能使热量从低温物体传向高温物体
（多选）12．（4分）静止的Bi原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大、小圆半径分别为R1、R2。则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是（ ）
A．Bi→TlHe
B．
C．R1：R2＝84：1
D．R1：R2＝207：4
（多选）13．（4分）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（ ）
A．水的折射率为
B．水的折射率为
C．当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°
D．当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°
三．实验填空题（每空2分，共16分）
14．（6分）用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻（t＝0）开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔1s测量一次其位置，坐标为x，结果如表所示：
回答下列问题：
（1）根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是： ；
（2）当x＝1094m时，该飞行器速度的大小v＝ m/s；
（3）这段时间内该飞行器加速度的大小a＝ m/s2（保留2位有效数字）。
15．（10分）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，具体操作如下：
Ⅰ．取油酸1.00mL注入500mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
Ⅱ．用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒中的溶液达到1.00mL为止，恰好共滴了100滴；
Ⅲ．在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，油酸在水面上散开形成一层油膜；
Ⅳ．待油膜稳定后，测得此油膜面积为5.00×102cm2。这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。解答以下问题：
（1）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是 。
A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B．对油酸溶液起到稀释作用
C．有助于测量一滴油酸的体积
D．有助于油酸的颜色更透明便于识别
（2）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是 mL；
（3）油酸分子直径是 m；（结果保留两位有效数字）
（4）学生甲在实验过程中，计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会导致算出的油酸分子直径比实际 （填“偏大”或“偏小”）；学生乙在做该实验时，配制的溶液在滴入量筒之前，在空气中搁置了较长时间，会导致算出的油酸分子直径比实际 （填“偏大”或“偏小”）。
四．计算题（本题共4小题，共42分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16．（10分）在物理实验课堂上，学生们正围绕着一个精心设计的实验场景进行观察和学习。如图所示，在实验桌上放置着一块质量为m＝2kg的物块，一位细心的老师为了让学生们更好地理解力学知识，特地通过一个弹簧秤向物块施加了一个拉力F＝10N，而且拉力的方向与水平面形成了一个角度θ＝37°，此时物块在实验桌上向右匀速运动。在这个具体的情境中，请你运用所学的物理知识计算出物块和桌面间的动摩擦因数。（重力加速度g取10m/s2。sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）
17．（10分）在图甲所示的密闭汽缸内装有一定质量的理想气体，图乙是它从状态A变化到状态B的V﹣T图像。已知AB的反向延长线过坐标原点O，气体在状态A时的压强为p＝1.2×105Pa，在从状态A缓慢变化到状态B的过程中，气体从外界吸收的热量为Q＝5.0×102J，求：（1）气体在状态B时的体积VB；
（2）此过程中气体内能的增加量ΔU。
18．（10分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）t0＝0.4s，但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0＝72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39m。减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。求：
（1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间；
（2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少。
19．（12分）两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作核聚变，核聚变反应会释放出核能。例如，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核同时放出一个中子，就要向外释放出能量，已知氘核的质量为2.0141u，氚核的质量为3.0161u，中子的质量为1.0087u，氦核的质量为4.0026u。根据爱因斯坦的质能方程E＝mc2可以证明1u相当于931.5MeV的能量。
（1）写出该核聚变反应的方程。
（2）试根据上述条件计算出该反应能释放出多少兆电子伏特的核能。（结果保留三位有效数字）
（3）燃烧值是指完全燃烧1kg的某种燃料所能释放出的能量，单位是J/kg。若已知某种型号汽油的燃烧值为4.4×107J/kg，试计算按照上述核反应每结合成1kg氦核释放的核能大约相当于燃烧多少汽油释放出的化学能？（结果保留三位有效数字，取阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023ml﹣1，氦的摩尔质量Mml＝4g/ml）
2023-2024学年宁夏六盘山高级中学高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一．单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）
1．（3分）以下有关物理学史的说法正确的是（ ）
A．康普顿通过对阴极射线的研究发现了电子
B．普朗克从α粒子散射实验结果提出了原子的核式结构模型
C．居里夫妇发现了天然放射现象使人们认识到原子核具有复杂结构
D．玻尔把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统提出了玻尔理论
【答案】D
2．（3分）夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体（ ）
A．分子的平均动能更小
B．单位体积内分子的个数更少
C．所有分子的运动速率都更小
D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
【答案】A
3．（3分）关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，油酸分子直径等于一滴油酸酒精溶液的体积与它形成油膜面积的比值
B．图乙为分子力F与其间距r的图像，分子间距从r0开始增大时，分子势能先变小后变大
C．图丙中，T2对应曲线为同一气体温度较高时气体分子的速率分布图
D．图丁为布朗运动的示意图，温度越高、微粒越大，布朗运动越明显
【答案】C
4．（3分）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝OM、ON与竖直方向夹角分别为α、β（α＞β）。用F1、F2分别表示OM、ON的拉力，则（ ）
A．F1的竖直分力大于F2的竖直分力
B．F1的竖直分力等于F2的竖直分力
C．F1的水平分力大于F2的水平分力
D．F1的水平分力等于F2的水平分力
【答案】D
5．（3分）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：Nn→CH，产生的C能自发进行β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．C发生β衰变的产物是N
B．β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C的半衰期发生微小变化
D．若测得一古木样品的C含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年
【答案】D
6．（3分）如图所示为氢原子能级示意图。下列有关氢原子跃迁的说法错误的是（ ）
A．大量处于＝4激发态的氢原子，跃迁时能辐射出6种频率的光
B．氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时，辐射出的光子能量为4.91eV
C．用能量为10.3eV的光子照射，不可以使处于基态的氢原子跃迁
D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
【答案】B
7．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系如图甲所示，则温度T1＞T2
B．同一光电管的光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示，则入射光的频率关系为v甲＝v乙＞v丙
C．图丙为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变短
D．在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图丁所示，则a一定是非晶体，b一定是晶体
【答案】A
8．（3分）两质点由静止开始做直线运动，它们的位移x与时间t的图像均为抛物线。t0时刻它们的速度分别为vⅠ和vⅡ，加速度分别为aⅠ和aⅡ。则（ ）
A．vⅠ＞vⅡ，aⅠ＞aⅡB．vⅠ＞vⅡ，aⅠ＜aⅡ
C．vⅠ＜vⅡ，aⅠ＞aⅡD．vⅠ＜vⅡ，aⅠ＜aⅡ
【答案】A
9．（3分）一定质量的理想气体沿图示状态变化方向从状态a到状态b，到状态c再回到状态a，三个状态的体积分别为Va、Vb、Vc，则它们的关系正确的是（ ）
A．Va＝VbB．Va＝Vc
C．VcVbD．VcVa
【答案】B
10．（3分）如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则（ ）
A．λ1＜λ2，M是波长为λ1的光出射位置
B．λ1＜λ2，N是波长为λ1的光出射位置
C．λ1＞λ2，M是波长为λ1的光出射位置
D．λ1＞λ2，N是波长为λ1的光出射位置
【答案】D
二．不定项选择题（本题共3小题，每小题4分，共计12分。每小题给出的四个选项中至少有一个符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。）
（多选）11．（4分）关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
D．不可能使热量从低温物体传向高温物体
【答案】AC
（多选）12．（4分）静止的Bi原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大、小圆半径分别为R1、R2。则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是（ ）
A．Bi→TlHe
B．
C．R1：R2＝84：1
D．R1：R2＝207：4
【答案】BC
（多选）13．（4分）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（ ）
A．水的折射率为
B．水的折射率为
C．当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°
D．当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°
【答案】BC
三．实验填空题（每空2分，共16分）
14．（6分）用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻（t＝0）开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔1s测量一次其位置，坐标为x，结果如表所示：
回答下列问题：
（1）根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是： 相邻1s内的位移之差接近Δx＝79m ；
（2）当x＝1094m时，该飞行器速度的大小v＝ 626 m/s；
（3）这段时间内该飞行器加速度的大小a＝ 79 m/s2（保留2位有效数字）。
【答案】（1）相邻1s内的位移之差接近Δx＝79m；（2）626；（3）79。
15．（10分）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，具体操作如下：
Ⅰ．取油酸1.00mL注入500mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
Ⅱ．用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒中的溶液达到1.00mL为止，恰好共滴了100滴；
Ⅲ．在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，油酸在水面上散开形成一层油膜；
Ⅳ．待油膜稳定后，测得此油膜面积为5.00×102cm2。这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。解答以下问题：
（1）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是 B 。
A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B．对油酸溶液起到稀释作用
C．有助于测量一滴油酸的体积
D．有助于油酸的颜色更透明便于识别
（2）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是 2.0×10﹣5 mL；
（3）油酸分子直径是 4.0×10﹣10 m；（结果保留两位有效数字）
（4）学生甲在实验过程中，计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会导致算出的油酸分子直径比实际 偏大 （填“偏大”或“偏小”）；学生乙在做该实验时，配制的溶液在滴入量筒之前，在空气中搁置了较长时间，会导致算出的油酸分子直径比实际 偏小 （填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）B；（2）2.0×10﹣5；（3）4.0×10﹣10；（4）偏大，偏小。
四．计算题（本题共4小题，共42分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16．（10分）在物理实验课堂上，学生们正围绕着一个精心设计的实验场景进行观察和学习。如图所示，在实验桌上放置着一块质量为m＝2kg的物块，一位细心的老师为了让学生们更好地理解力学知识，特地通过一个弹簧秤向物块施加了一个拉力F＝10N，而且拉力的方向与水平面形成了一个角度θ＝37°，此时物块在实验桌上向右匀速运动。在这个具体的情境中，请你运用所学的物理知识计算出物块和桌面间的动摩擦因数。（重力加速度g取10m/s2。sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）
【答案】物块和桌面间的动摩擦因数为。
17．（10分）在图甲所示的密闭汽缸内装有一定质量的理想气体，图乙是它从状态A变化到状态B的V﹣T图像。已知AB的反向延长线过坐标原点O，气体在状态A时的压强为p＝1.2×105Pa，在从状态A缓慢变化到状态B的过程中，气体从外界吸收的热量为Q＝5.0×102J，求：（1）气体在状态B时的体积VB；
（2）此过程中气体内能的增加量ΔU。
【答案】（1）气体在状态B时的体积VB为8×10﹣3m3；
（2）此过程中气体内能的增加量ΔU为260J。
18．（10分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）t0＝0.4s，但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0＝72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39m。减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。求：
（1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间；
（2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少。
【答案】（1）减速过程汽车加速度的大小为8m/s2，所用时间为2.5s；
（2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了0.3s。
19．（12分）两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作核聚变，核聚变反应会释放出核能。例如，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核同时放出一个中子，就要向外释放出能量，已知氘核的质量为2.0141u，氚核的质量为3.0161u，中子的质量为1.0087u，氦核的质量为4.0026u。根据爱因斯坦的质能方程E＝mc2可以证明1u相当于931.5MeV的能量。
（1）写出该核聚变反应的方程。
（2）试根据上述条件计算出该反应能释放出多少兆电子伏特的核能。（结果保留三位有效数字）
（3）燃烧值是指完全燃烧1kg的某种燃料所能释放出的能量，单位是J/kg。若已知某种型号汽油的燃烧值为4.4×107J/kg，试计算按照上述核反应每结合成1kg氦核释放的核能大约相当于燃烧多少汽油释放出的化学能？（结果保留三位有效数字，取阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023ml﹣1，氦的摩尔质量Mml＝4g/ml）
【答案】（1）该核聚变反应的方程为HH→Hen。
（2）该反应能释放出17.6兆电子伏特的核能。
（3）核反应每结合成1kg氦核释放的核能大约相当于燃烧9.63×106kg汽油释放出的化学能。
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