辽宁省鞍山市2023-2024学年高二下学期第三次月考物理试卷（解析版）

这是一份辽宁省鞍山市2023-2024学年高二下学期第三次月考物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
时间：75分钟 分数：100分
考试范围：选必一2~4章、选必三
一、选择题。本题共46分，其中1~7题单选，每题4分，8~10题多选题，每题6分，全部选对得6分，部分对得3分，有错选不得分。
1. 关于热力学定律，下列说法错误的是（ ）
A. 做功与传热对改变系统的内能是等价的
B. 热力学第一定律实际上是内能与其他形式能量发生转化时的能量守恒定律
C. 一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的
D. 能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒，但能量的品质下降
【答案】C
【解析】A．做功与传热是改变系统内能的两种方式，是等价的，A正确，不符合题意；
B．热力学第一定律实际上是内能与其他形式能量发生转化时的能量守恒定律，揭示了热力学第一定律与能量守恒定律之间的关系，B正确，不符合题意；
C．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，要强调“自然”，C错误，符合题意；
D．能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒，但能量的品质下降，说明了能源是有限的，我们要节约能源，D正确，不符合题意。
故选C。
2. 如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，B、C两点相距10cm。某时刻振子处于B点，经过0.2s，振子首次到达C点，已知P点位于OC正中间，设向右为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 振子的振幅为10cm
B. 若给该振子施加一个周期性的驱动力，要使该振子振幅最大，则驱动力的频率应为3.0Hz
C. 振子从O点运动到C点和从C点运动到O点经过P点时的速度、加速度均相同
D. 振子在P点和C点的加速度之比为1∶2
【答案】D
【解析】A．设振子的振幅为A，由题意知BC=2A=10cm，所以A=5cm，A错误；
B．振子从B点运动到C点所用时间为0.2s，为周期T的一半，所以其固有周期T=0.4s，固有频率
当驱动力频率等于做受迫振动的物体的固有频率时，物体会发生共振，振幅最大，B错误；
C．因为速度和加速度均为矢量，所以加速度相同，但速度方向相反，C错误；
D．振子加速度
所以
D正确。
故选D。
3. 氧气分子在温度为0℃和100℃下的速率分布如图所示，是分子数所占的比例，由图中信息可得到的正确结论是（ ）
A. 不同温度下，最大比例的速率区间相同
B. 氧气分子速率都呈“两头多，中间少”的分布
C. 100℃的氧气中，速率大的分子比例较多
D. 有分子速率为零，说明温度为绝对零度
【答案】C
【解析】A．由图可知，不同温度下，最大比例的速率区间不同。故A错误；
B．氧气分子速率都呈“两头少，中间多”的分布。故B错误；
C．100℃的氧气中，速率大的分子比例较多。故C正确；
D．绝对零度不可能达到。故D错误。
4. 1909年，英国物理学家卢瑟福和他的助手盖革、马斯登一起进行了著名的“粒子散射实验”，实验中大量的粒子穿过金箔前后的运动轨迹如图所示。卢瑟福通过对实验结果的分析和研究，于1911年建立了原子的核式结构。下列描述中，正确的是（ ）
A 绝大多数粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转
B. 少数粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进
C. 该实验证实了汤姆生原子模型的正确性
D. 通过粒子散射实验，估计出原子核半径的数量级为
【答案】D
【解析】AB．卢瑟福“粒子散射实验”结果表明，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了较大的偏转，并有极少数粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来，故AB错误；
C．通过粒子散射实验，卢瑟福否定了汤姆生原子模型，建立了原子的核式结构模型，故C错误；
D．通过粒子散射实验，卢瑟福确定了原子核半径的数量级为，故D正确。
故选D。
5. 图示为氢原子能级图。用光子能量为12.75eV的光照射处于基态的大量氢原子，氢原子辐射出不同频率的光，其中有几种频率的光可以使逸出功为6.20eV的金属板发生光电效应（ ）
A. 4B. 3C. 2D. 1
【答案】B
【解析】用光子能量为12.75eV的光照射处于基态的大量氢原子，根据能级差
，
解得
氢原子最多辐射出种不同频率的光，根据
可得，从n=1跃迁到n=2，n=3，n=4的光的能量大于6.20eV，可以使逸出功为6.20eV的金属板发生光电效应。
故选B。
6. 铑106的半衰期约370天，衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A. 根据题中方程式无法判断X粒子种类
B. 采取低温冷冻的措施可适当降低辐射风险和辐射剂量
C. 的比结合能比的比结合能大，衰变时释放能量
D. 任意370天中，1000个原子核将会有500个发生衰变
【答案】C
【解析】A．根据质量数守恒，X粒子的质量数为0，电荷数守恒
可知X粒子为，故A错误；
B．温度与辐射剂量没有关系，也不能降低辐射风险，故B错误；
C．衰变后新核更稳定，即新核比结合能更大，则的比结合能比的比结合能大，且衰变时释放能量，故C正确；
D．半衰期描述的是统计规律，只有对大量原子核才有意义，故D错误。
故选C。
7. 一列简谐横波在t=0时的波形如图中实线所示，t=1s时的波形如图中虚线所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的波长为8m
B. 平衡位置分别为A、B的两个质点，振动方向始终相同
C. 若波向右传播，则波的最大频率为0.25Hz
D. 若波向左传播，则波的传播速度大小为6m/s
【答案】A
【解析】A．由图可知，这列波的波长为，A正确；
B．A、B两个质点的平衡位置相距
故振动方向始终相反，B错误；
C．若波向右传播，有
解得
则波的最小频率为
C错误；
D．若波向左传播，有
解得
则波的传播速度大小为
D错误。
故选A。
8. 一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态视为平衡态，各状态参数如图所示。A状态的体积为，则（ ）
A. D状态的体积为
B. B状态的体积为
C. 完成一次循环，气体从外界吸热
D. 完成一次循环，外界对气体做功
【答案】BC
【解析】A．反向延长线过原点，可知从D→A气体做等容变化，故D状态体积为，故A错误；
B．从D→A气体做等容变化，则
从A→B气体做等压变化，则
解得B状态的体积为
故B正确；
D．从D→A、B→C气体做等容变化，外界对气体不做功，从A→B气体对外界做功为
从C→D外界对气体做功
故完成一次循环，气体对外界做功为
故D错误；
C．完成一次循环，气体内能不变，根据热力学第二定律
可知完成一次循环，气体从外界吸热，故C正确。
故选BC。
9. 1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，它能穿透黑纸使照相底版感光。如图所示，这种射线的粒子流进入磁场中分裂成①、②、③三束，则（ ）
A. ①一定带正电B. ②一定带正电
C. ③一定带负电D. ②一定带负电
【答案】AC
【解析】A．根据带点粒子在磁场中的偏转情况，结合左手定则，可知：①受力方向向左，故其带正电，A正确；
BD．②在磁场中没有偏转，因此不带电，BD错误；
C．③向右偏转，受到磁场力向右，根据左手定则可知其带负电,C正确；
故选AC。
10. 如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光。则下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃砖对b光的折射率为
B. a光在玻璃中的传播速度比b光在玻璃中的传播速度大
C. b光从玻璃射向空气发生全反射的临界角大于
D. 经同一套双缝干涉装置发生干涉，b光干涉条纹间距比a光更宽
【答案】AB
【解析】AC．由图可知，b光在空气中的折射角为60°，则玻璃砖对b光的折射率为
b光从玻璃射向空气发生全反射的临界角
而
b光从玻璃射向空气发生全反射的临界角小于，故A正确，C错误；
B．a光的折射率
根据
a光在玻璃中的传播速度比b光在玻璃中的传播速度大，故B正确；
D．折射率越大，频率越高，波长越短，所以经同一套双缝干涉装置发生干涉，b光干涉条纹间距比a光更窄，故D错误。
故选AB。
二、非选择题。本题共54分。
11. 某小组同学在做“用单摆测量重力加速度”的实验中，操作步骤如下：
（1）用10分度的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，可读出摆球的直径为___________mm。
（2）测单摆的振动周期时，以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球以后每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则___________；若摆线长为l，则重力加速度________。（均用题中所给物理量符号表示）
（3）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出图像如图乙所示，此图线斜率的物理意义是 。
A. gB. C. D.
【答案】（1）20.6 （2） （3）C
【解析】（1）摆球的直径为
（2）[1][2]以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则摆球相邻两次从同一方向经过最低点的时间即为一个周期，则有
根据单摆周期公式
其中
联立解得
（3）根据单摆周期公式
化简可得
故此图线斜率的物理意义是
故选C。
12. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，某实验小组的实验方法如下：
（1）下列实验步骤中，正确的顺序是________。（填写步骤前面的数字）
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径的大小。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
（2）用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。（结果保留两位有效数字）
a.若每一小方格的边长为10mm，则油酸薄膜的面积为________m2。
b.若1升油酸酒精溶液中含有0.3mL油酸，则估算出油酸分子直径为________m。
（3）若该小组同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积之后，不小心拿错了另一个注射器把溶液滴在水面上。拿错的注射器针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直径________（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）④①②⑤③ （2） （3）偏小
【解析】（1）“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积（题中的④）→准备浅水盘（①）→形成油膜（②）→描绘油膜边缘（⑤）→测量油膜面积（③）→计算分子直径（③），故选④①②⑤③。
（2）a.[1]若每一小方格的边长为10mm，由题图可知轮廓中大约有80个小方格，则油酸薄膜的面积
b.[2]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积
油酸分子的直径
（3）该小组同学拿错的注射器针管比原来的粗，该小组同学测定的1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V比实际值偏小，测定的油膜面积S是准确的，根据
测定的油酸分子的直径偏小。
13. 激光笔发出的激光在玻璃砖中传播的图像如图所示，已知，正方形玻璃砖边长为，光在真空中传播的速度为，不计二次反射，求：
（1）玻璃砖的折射率；
（2）激光在玻璃砖中传播的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由折射定律有
其中
解得
（2）由几何关系可得激光在玻璃砖中传播的路程
解得
14. 1907年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他的目的是：测量金属的遏止电压Uc与入射光的频率ν，由此算出普朗克常量h，并于普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。某实验小组实践密立根的研究过程，在对同一个光电管（阴极材料）进行多次试验后，得到了的Uc-ν图像，其中ν1、ν2，U1均为已知量，已知电子的电荷量为e。
（1）求普朗克常量h的表达式；
（2）求该阴极材料的逸出功W0的表达式。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由爱因斯坦光电效应方程有
由动能定理有
联立得
结合图像可得
解得
（2）根据逸出功的定义
解得
15. 质量M=10kg的汽缸与质量m=4kg的活塞，封闭一定质量的理想气体（气体的重力可以忽略），不漏气的活塞被一劲度系数k=20N/cm的轻质弹簧竖直向上举起立于空中，如图所示。环境温度为T1=1500K时被封气柱长度L1=30cm，汽缸口离地的高度h=5cm，若环境温度变化时，汽缸体有良好的导热性能。已知活塞与汽缸壁间无摩擦，弹簧原长L0=27cm，活塞横截面积，大气压强，当地重力加速度g取10m/s2求：
（1）汽缸下落过程中，气体的压强为多少？
（2）环境温度降到多少时汽缸着地？
（3）环境温度降到多少时能使弹簧恢复原长？
【答案】（1）1.5×105Pa；（2）1250K；（3）480K
【解析】（1）汽缸下落过程中，气体等压变化，气体的压强为
（2）汽缸下落过程中，气体等压变化，活塞位置不变，由盖-吕萨克定律知
解得
（3）待缸口着地后，再降温时，气体压强减小，活塞上移，弹簧逐渐恢复原长，由胡克定律知
解得弹簧的形变量为
设弹簧恢复原长时的环境温度为T3，气体压强为p3，气柱长度为L3，由活塞的平衡知
由几何关系知
由理想气体状态方程，可知
解得