【物理】河北省邯郸六校联考2024-2025学年高二下学期期中考试试题（解析版）

这是一份【物理】河北省邯郸六校联考2024-2025学年高二下学期期中考试试题（解析版），共14页。试卷主要包含了 α粒子散射实验的装置如图所示等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交
一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1. 关于布朗运动，下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
B. 布朗运动反映了固体分子永不停息的无规则运动
C. 悬浮微粒越大，布朗运动越显著
D. 液体温度越高，布朗运动越显著
【答案】D
【解析】A．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，A错误；
B．布朗运动反映的是液体（或气体）分子的无规则运动，B错误；
C．布朗运动与悬浮微粒的大小有关，微粒越大，布朗运动越不明显，C错误；
D．布朗运动与液体的温度有关，温度越高，布朗运动越显著，D正确。
2. 一定质量的气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是（ ）
A. 此过程中分子平均速率不变，所以压强保持不变
B. 此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变
C. 此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变
D. 此过程中，温度升高，分子的平均速率增大；只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变
【答案】D
【解析】A．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，但这不是压强保持不变得原因，故A错误；
B．温度升高，分子的平均动能增大，每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力增大，但这不是压强保持不变得原因，故B错误；
C．压强与单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数以及分子碰撞器壁的平均冲击力有关。温度升高，分子平均冲击力增大，要使压强不变，单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数需减少，故C错误；
D．温度升高，分子的平均速率增大，分子碰撞器壁的平均冲击力增大；而气体体积增大，分子的密集程度减小，单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数减少，这样才能保持压强不变，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，K与汽缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用的势能可忽略。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡。下列说法中错误的是（ ）
A. a的温度升高
B. b的体积减小，压强增大
C. a的体积增大，压强变小
D. a增加的内能大于b增加的内能
【答案】C
【解析】ABC．当a加热时，气体a的温度升高，压强增大，由于K与汽缸壁的接触是光滑的，可以自由移动，气体a体积膨胀，气体b体积减小，a、b两部分的压强始终相同，都变大，故AB正确，不符合题意，C错误，符合题意；
D．初始时刻两个气室内是同种气体，且质量、体积、温度相等，a、b两部分的压强始终相同，最终气体a体积大于气体b体积，根据
所以气体a的最终温度较高，内能增加较多，故D正确，不符合题意。
故选C。
4. 某人驾驶汽车，从哈尔滨到广州，出发时哈尔滨的环境温度为，到达广州时的环境温度为。假设汽车轮胎内的气体可视为理想气体，其体积不变且没有漏气，为使轮胎内部气体的压强恢复到出发时的压强，需将气体放出一部分，则放出气体质量与轮胎内原有气体质量之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设在哈尔滨气体的压强为，在广州气体的压强为，从哈尔滨到广州过程，气体发生等容变化，则有
其中
可得
设汽车轮胎内的体积为，根据玻意耳定律可得
解得
则放出气体质量与轮胎内原有气体质量之比为
故选C。
5. 如图所示，一定质量的理想气体，经历a→b→c→a的循环过程，ab与纵轴平行，ac与横轴平行，cb的延长线过原点。下列说法正确的是（ ）
A. a→b过程，外界对气体做正功
B. b→c过程，单位体积内的气体分子数增多
C. c→a过程，气体分子的平均动能减小
D. 整个过程中，气体吸收的热量大于释放的热量
【答案】C
【解析】A．a→b过程为等温变化，根据
可知，因此气体对外界做功，故A错误；
B．b→c过程为等容变化，则单位体积的分子数不变，故B错误；
C．c→a过程为等压变化，此过程温度降低，则分子平均动能减小，故C正确；
D．a→b→c→a整个循环系统内能变化量为零，则
根据图形变化得到整个循环过程的p—V图像如图所示
根据图像可知a→b→c→a整个过程外界对系统做功，则系统向外放热，所以气体吸收的热量小于释放的热量，故D错误。
故选C。
6. 热力学第二定律常见的表述方式有两种，其一：热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体；其二：不可能从单一热源吸收热量，使之全部变成功，而不产生其他影响。第一种表述方式可以用图甲来表示，根据你对第二种表述的理解，如果也用类似的示意图来表示，你认为图乙示意图中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题图甲可知，使热量由低温物体传递到高温物体必伴随外界做功，即引起其他变化；对于第二种方式，热机工作时，从高温物体吸收热量，只有一部分用来对外做功，转化为机械能，另一部分热量要排放给低温物体。
故选B。
7. 热辐射是指物体由于具有温度而向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量。如图所示，在研究某一黑体热辐射时，得到了四种温度下黑体辐射强度与波长的关系。图中横轴表示电磁波的波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则由图可知，同一黑体在不同温度下（ ）
A. 向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度随温度升高均减小
B. 向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小
C. 辐射强度的极大值随温度升高而向波长较长的方向移动
D. 辐射强度的极大值随温度升高而向波长较短的方向移动
【答案】D
【解析】A．由辐射强度图线可知，向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度随温度的变化而不同，同一黑体在不同温度下向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度随温度的升高而增大，A错误；
B．由图可知，同一黑体在不同温度下向外辐射的最大辐射强度随温度升高而增加，B错误；
CD．同一黑体在不同温度下随温度的增加向外辐射的最大辐射强度的电磁波的波长向短波方向偏移，C错误，D正确。
故选D。
二、选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 收音机的调谐电路如图甲所示，改变可变电容器C的电容，进而改变调谐电路的频率。某次“调频”后，电路中的高频电流i随时间t的变化规律为如图乙所示的正弦曲线。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，电容器C两极板之间的电场能最大
B. 时刻，线圈L的自感电动势最大
C. 时间内，回路中的磁场能正在向电场能转化
D. 时间内，电容器C正在充电
【答案】BD
【解析】A．根据图像可知时刻，电流最大，回路的磁场能最大，电容器C两极板之间的电场能最小；故A错误；
B．根据
可知时刻，图像的斜率最大，线圈L的自感电动势最大；故B正确；
C．时间内，电流增大，磁场能增大，回路中的电场能正在向磁场能转化；故C错误；
D．时间内，电流减小，磁场能减小，电场能增大，电容器C正在充电；故D正确。
故选BD。
9. Wi-Fi无线网络实质是一种短程无线传输技术，能够在一定范围内支持互联网接入电磁波信号。最新的Wi-Fi6技术使用2.4GHz或5GHz电磁波，属于电磁波谱中的某个波段，如图所示。下列关于电磁波和Wi-Fi的说法，正确的是（ ）
A. 麦克斯韦预言了电磁波，楞次首次用实验证实了电磁波的存在
B. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
C. Wi-Fi信号使用的电磁波属于无线电波
D. Wi-Fi信号使用的电磁波中，的波长比的更长
【答案】BCD
【解析】A．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹首次用实验证实了电磁波的存在，选项A错误；
B．电磁波在真空中的传播速度都相同，与电磁波的频率无关，选项B正确；
CD．Wi-Fi信号使用的电磁波波长
由电磁波的范围可知属于无线电波，2.4GHz的波长比5GHz的更长，故CD正确。
故选BCD。
10. α粒子散射实验的装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 荧光屏在B位置的亮斑比A位置多
B. 该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
C. 荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少
D. 该实验说明原子质量分布均匀
【答案】BC
【解析】AC．根据粒子散射实验现象，大多数粒子通过金箔后方向不变，少数粒子方向发生改变，极少数偏转超过，甚至有的被反向弹回，可知荧光屏在B位置的亮斑比A位置少，荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少，故A错误，C正确；
BD．该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，而不是质量均匀分布，故B正确，D错误。
故选BC。
三、非选择题，第11题12分，第12题8分，第13题10分，第14、15题各12分，共54分。
11. 在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
（1）该实验中的理想化假设是___________。
A. 将油膜看成单分子层油膜
B. 不考虑各油分子间的间隙
C. 不考虑各油分子间的相互作用力
D. 将油分子看成球形
（2）某同学实验中先取一定量无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作：
A.将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜
B.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积
C.将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上
D.向浅盘中倒入约2cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上
以上操作的合理顺序是___________（填字母代号）。
（3）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是___________。
A. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B. 油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C. 水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开
D. 计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
（4）将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液；测得的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜面积是。由此估算出油酸分子的直径为___________m。（结果保留一位有效数字）。
【答案】（1）ABD （2）DACB （3）AC （4）
【解析】（1）A B D．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙，故ABD正确；
C．不考虑各油分子间的相互作用力，不属于该实验中的理想化假设，故C错误。
故选ABD。
（2）实验中先在浅盘中倒入约2cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上；然后将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜；将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上；将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积。则合理的顺序是DACB。
（3）A．该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。根据
可知：将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则V偏大，测得的分子直径d偏大，故A正确；
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则油膜的面积偏大，则测得的分子直径偏小，故B错误；
C．水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S的测量值偏小，分子直径测量值偏大，故C正确；
D．计算油膜面积时，将不完整方格作为完整方格处理，则S测量值偏大，则分子直径测量值偏小，故D错误。
故选AC。
（4）一滴该油酸酒精溶液含纯油酸的体积为
油酸分子的直径为
12. 如图所示，粗细均匀强度足够大的等臂U形玻璃管竖直放置，A、B两管下部装有水银，上部均封闭着一定质量的理想气体，气柱长度分别为和，两臂水银柱高度差为。已知B管顶部气体压强为，玻璃管导热性能良好，环境温度为，热力学温度T与摄氏温度t的关系为。
（1）求A管顶部气体的压强；
（2）若对B管顶部气体加热，加热过程中A管顶部气体温度不变，求两管水银面相平时B管顶部气体的温度。
【答案】（1）A管顶部气体的压强为110cmHg （2）
【解析】（1）根据同一液面压强相等可得，A管液面处的压强与B管液面下h处的压强相等，
则右管的气体压强为
（2）两管水银面相平时，A管的水银面上升，设管的横截面积为S，A管内的气体做等温变化，根据玻意耳定律则有
解得
对B内气体根据理想气体状态方程可得
解得
即
13. 利用如图甲所示的电路研究光电效应，以确定光电管中电子的发射情况与光照的强弱、光的频率等物理量间的关系。K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K受到光照时能够发射电子。K与A之间的电压大小可以调整。移动变阻器的滑片，可以获得灵敏电流计示数与电压表示数之间的关系。
（1）为了测得遏止电压，滑片P应该往还是端移动？
（2）美国物理学家密立根通过该实验研究光电效应，从而验证了爱因斯坦光电效应方程的正确性。他在实验中测量出某种金属的遏止电压和与之对应的入射光的频率的多组数据，并利用这些数据作出图线，如图乙所示。已知元电荷。求普朗克常量的数值。（运算结果保留2位有效数字）
【答案】（1）向a端移动 （2）
【解析】（1）为了测得遏止电压，K与A之间需接方向电压，故向端移动。
（2）设入射光的频率为，金属的逸出功为，由爱因斯坦光电效应方程，光电子最大初动能
由动能定理
得
由关系式及图像可知
解得
14. 建筑工地上工人用液态金属浇筑一个金属立柱时，由于工艺缺陷在柱体内部浅层形成了一个不规则的空腔，为修补空腔需要测出空腔的体积，在金属立柱上打一个小孔，用细管将空腔内部与一个封闭的汽缸相连通（如图所示），做好密封使空腔、汽缸、细管内部组成一个密闭的空间。汽缸上部由横截面积的活塞密封，初始状态汽缸内封闭的气体体积为。现对活塞施加一个竖直向下的变力，使活塞缓慢下移，当汽缸内气体体积变为时，外力的大小为，上述过程中外力做的功。已知外界环境温度不变，金属立柱、空腔及汽缸导热性良好，不计活塞质量、活塞与汽缸间的摩擦力、细管中气体的体积，大气压强。求：
（1）金属立柱内空腔的体积；
（2）汽缸内气体体积由变为的过程中，汽缸及空腔内的气体向外界放出的热量。
【答案】（1） （2）328J
【解析】（1）以整体气体为研究对象，根据等温方程有
解得
（2）上述过程中外力做的功
大气对活塞的压力
可知大气对活塞做功
外界环境温度不变，金属立柱、空腔及汽缸导热性良好，内能不变，根据热力学第一定律可知
解得汽缸及空腔内的气体向外界放出的热量
15. 如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形汽缸内，气体从状态完成一次循环，其状态变化过程的图像如图乙所示。已知该气体在状态A时的温度为600K，求：
（1）气体在状态和状态时的温度为多少K；
（2）气体从状态的过程中，气体对外做的功；
（3）已知气体从状态的过程中，外界对气体做的功，试说明全过程中气体是吸热还是放热并求吸收（或放出）了多少热量。
【答案】（1）， （2） （3）气体放热
【解析】（1）对于理想气体：过程，由查理定律有
得
过程，由盖—吕萨克定律有
得
（2）而过程是等容变化，气体对外不做功；过程中气体体积膨胀对外做的功，即从状态A到状态气体对外做的功
（3）全过程从状态A又回到状态A，根据
得，
解得
气体放热。