河北省沧州市运东五校2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题（含答案）

这是一份河北省沧州市运东五校2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题（含答案），共14页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围，如图所示等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚．
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．
4．本卷命题范围：选择性必修第一册，选择性必修第三册第一章至第四章．
一、单项选择题（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．下列说法正确的是（ ）
香水水黾可以停在水面石英玻璃玻璃管中的水和水银
甲 乙 丙 丁
A．甲图中夏天涂抹香水后香味更明显是布朗运动的结果
B．乙图中的水黾可以停在水面，是因为水具有浮力
C．丙图中天然石英熔化后再凝固制成的石英玻璃物品依然是晶体
D．丁图中的左侧水与玻璃浸润，右侧水银与玻璃不浸润
2．物理学家卢瑟福和他的学生用粒子轰击金箔，研究粒子散射的情况，其实验装置如图所示．关于粒子散射实验．下列说法正确的是（ ）
A．大多数粒子发生大角度偏转B．粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞
C．粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围
D．通过粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是
3．如图所示的透明容器中装满某种透明液体，液体中有一圆形气泡，一细光束垂直左侧壁射入容器，该细光束在气泡中分成两束色光．下列说法正确的是（ ）
A．M在液体中的传播速度较小
B．M在真空中的波长较长
C．两种色光通过同一双缝干涉装置．N的条纹间距较宽
D．两种色光通过同一小孔，N的衍射现象更明显
4．在弗兰克一赫兹实验中，电子碰撞原子，原子吸收电子的动能从低能级跃迁到高能级．已知氢原子中电子的轨道半径为，氢原子各能级的能量为，其中量子数和为氢原子中电子的最小轨道半径和原子的基态能量，且．假设用通过电场加速的电子来轰击氢原子．使电子从最小半径跃迁到的轨道半径上，则关于电子的加速电压的最小值和原子电势能的变化，下列说法中正确的是（ ）
A．，原子的电势能增加B．，原子的电势能减少
C．，原子的电势能增加D．，原子的电势能减少
5．如图所示．一导热性良好且足够长的汽缸，倒置悬挂于天花板下，汽缸内被活塞封闭一定质量的理想气体．活塞质量为m，横截面积为S．当地大气压强为p且不变，重力加速度为g，忽略一切摩擦．当环境温度缓慢升高时，下列说法正确的是（ ）
A．悬线的拉力变小B．被封闭的理想气体的内能不变
C．被封闭的理想气体的压强大小不变，且始终为D．外界对气体做功
6．一列简谐横波沿x轴传播，在和时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期．下列说法正确的是（ ）
A．该波一定沿x轴正方向传播B．波长为
C．的质点在时速度最大D．的质点在时距离平衡位置
7．如图用频率为f的单色光，垂直照射双缝，在光屏上O是中央亮条纹．P点是O上方第二条亮条纹中心，已知双缝间距为d．双缝到光屏的距离为L，光速为c．下列说法正确的是（ ）
A．该单色光的波长B．
C．之间的距离为
D．若换用频率更大的单色光照射双缝，O点上方第二条亮条纹中心在P点上方
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，有多项符合题目要求，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．关于下列甲、乙、丙三幅图的说法中，正确的是（ ）
甲 乙 丙
A．甲图中，估测油酸分子直径时，可把油酸分子简化为球形处理
B．乙图中，显微镜下看到的三颗微粒运动位置的连线是它们做布朗运动的轨迹
C．丙图中，分子间距离为时，分子力为零，在此位置时，分子间引力和斥力的合力为零
D．丙图中，分子间距离为时．分子势能最小，无论是增大分子间距离还是减小分子间距离，分子势能都增大
9．某探究小组的同学在研究光电效应现象时．用三束光照射到图甲电路阴极K上，电路中电流随电压变化的图像如图乙所示，已知两条图线与横轴的交点重合，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．c光的频率最大B．a光的光照强度小于b光的光照强度
C．若三种光均能使某金属发生光电效应，则用c光照射时逸出光电子的最大初动能更大
D．照射同一种金属时，若c光能发生光电效应，则a光也一定能发生光电效应
10．如图所示，导热性能良好、质量为m的汽缸开口向下倒立在水平地面上．缸壁靠近开口处有一小孔可与大气连通，缸内一根劲度系数为k的轻弹簧直立在地面上，一端与地面接触．另一端与质量为的活塞接触，此时弹簧的压缩量为，活塞离缸底的距离为d，活塞的横截面积为S．不计活塞厚度．活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，环境温度为T，大气压强恒为，重力加速度为g，则（ ）
A．初始时缸内封闭气体的压强大小为B．初始时缸内封闭气体的压强大小为
C．当环境温度缓慢增大到时，汽缸上升高度
D．当环境温度缓慢增大到时，汽缸上升高度
三、非选择题（本题共5小题，共54分）
11．（6分）如图所示为某同学做“用单摆测重力加速度”的实验装置．
（1）实验前根据单摆周期公式推导出重力加速度的表达式，四位同学对表达式有不同的观点．
同学甲认为，T一定时，g与l成正比．
同学乙认为，l一定时，g与成正比．
同学丙认为，l变化时，是不变的．
同学丁认为，l变化时，l与比值是定值．
其中观点正确的是_______（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）．
（2）实验时摆线与悬点连接处用铁架夹住摆线，用米尺测得摆线长度和摆球直径，用秒表测得100次全振动时间．下表是某次记录的一组数据，请填空（均保留三位有效数字）．
（3）若该同学实验时使用的摆线具有一定的弹性，则所测得的重力加速度数值_______（填“偏大”或“偏小”）．
12．（8分）某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律．
甲 乙 丙
（1）关于该实验，下列说法正确的是_______．
A．实验前应将注射器的空气完全排出B．空气柱体积变化应尽可能的迅速
C．空气柱的压强随体积的减小而增大
（2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为_______（选填“”）．
（3）为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出_______（选填“”或“”）图像．对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条_______线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比．
（4）另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示，若实验操作规范正确，则图线不过原点的原因可能是_______，图丙中的代表_______．
13．（11分）一群处于能级的氢原子，最终都回到基态并能发出不同频率的光．将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像（如图乙所示），其中a光对应图线与横轴的交点坐标为．已知氢原子的能级图如图丙所示，电子电量为．
甲 乙 丙
（1）求a光照射该金属时逸出光电子的最大初动能；
（2）求该金属逸出功W；
（3）只有c光照射金属时，调节光电管两端电压，达到饱和光电流，若入射的光子有引发了光电效应．求此时每分钟照射到阴极K的光子总能量E．
14．（12分）如图所示，绝热气缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸间摩擦忽略不计，活塞下部空间与外界连通，气缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为T，活塞距离气缸底部为，细管内两侧水银柱存在高度差．已知水银密度为，大气压强为，气缸横截面积为S，重力加速度为g，求：
（1）U形细管内两侧水银柱的高度差；
（2）通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降，求此时的温度；
（3）此加热过程中，若气体内能增量为，求气体吸收的热量．
15．（17分）如图所示，质量为、长为的长木板B静止在水平面上，质量为的物块A放在平台上，平台的上表面与长木板的上表面在同一水平面上，木板B的左端紧靠平台的右端，质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳向左拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与物块A沿水平方向发生弹性碰撞，物块A与小球均可视为质点，不计空气阻力，物块A与平台、木板B之间的动摩擦因数均为0.5，长木板与水平面间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g取．求：
（1）小球与A碰撞前瞬间，细线拉力大小；
（2）小球与物块A碰撞过程中，物块对小球的冲量大小；
（3）要使物块不滑离木板B，开始时物块A离平台右端的距离最小为多少．
2023~2024学年度第二学期高二年级5月份月考试卷·物理
参考答案、提示及评分细则
1．D 夏天香味更明显是扩散作用的结果，故A错误；乙图中的水黾可以停在水面，是因为水具有表面张力，故B错误；天然石英熔化后再凝固制成的石英玻璃物品就变成了非晶体，故C错误；水对玻璃浸润，水银对玻璃不浸润，故D正确．
2．C 当粒子穿过原子时，电子对粒子影响很小，影响粒子运动的主要是原子核，离核越远，粒子受到的库仑斥力就越小，运动方向改变越小．只有当粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，故A错误；造成粒子散射角度大的原因是粒子受到的原子核的斥力比较大，不是由于它跟电子发生了碰撞，故B错误；粒子散射实验说明原子内部很空旷，占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围，故C正确；通过粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是，故D错误．
3．B 由光路图可知，色光M的折射角小，由折射定律可知色光M的折射率小，由公式可知色光M在液体中的传播速度较大，A错误；由A选项分析可知M的频率小，又由公式可知M的波长较长，B正确；由公式可知，两种色光通过同一双缝时，M的条纹间距较宽，C错误；波长越长，通过同一小孔时衍射现象越明显，则M的衍射现象更明显，D错误．
4．C 由可知，电子的轨道量子数，则相应的原子的能量为，由，所以电子的加速电压U至少为；原子从低轨道向高轨道跃迁，引力做负功，原子的电势能增加，C正确．
5．C 以汽缸和活塞为研究对象，受到重力和悬线的拉力，根据平衡条件可知，重力和悬线的拉力大小相等，方向相反，所以当环境温度缓慢升高时，悬线的拉力不变，A错误；由于汽缸导热性良好，当环境温度缓慢升高时，被封闭的理想气体的温度缓慢升高，所以被封闭的理想气体的内能增大，B错误；以活塞为研究对象，根据平衡条件可知，解得被封闭理想气体的压强大小，C正确；当环境温度缓慢升高时，被封闭理想气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律可得，被封闭理想气体的体积增大，气体对外界做功，D错误．
6．C 无法判定波的传播方向，A错误；由图像可知波长入，B错误；，，因为，故波的周期，根据振动与波动的关系知时，的质点在波峰，，故此时该质点位于平衡位置，振动速度最大，C正确；因为，故此时质点的位移为，距离平衡位置，D错误．
7．C 根据波速，波长关系，故A错误；P点是O点上方第二条亮条纹中心，故B错误；双缝干涉两条相邻亮条纹中心间距之间的距离为，故C正确；若换用频率更大（波长更短）的单色光照射双缝，O点上方第二条亮条纹中心在P点下方，故D错误．
8．ACD 估测油酸分子直径可把分子看成球体，A正确；布朗运动的位置连线不是轨迹，B错误；分子间距为时，引力和斥力都存在且抵消，合力为零，C、D正确．
9．AC 由图像可知，光电流为零时，遏止电压的大小关系为，根据，可知，三种光的频率大小关系为，用c光照射时逸出光电子的最大初动能更大，A、C正确，B错误；c光频率大于a光频率，c光能发生光电效应时，a光不一定能发生光电效应，D错误．
10．AD 设缸内封闭气体的压强大小为，对活塞研究，根据力的平衡有，解得，故A正确，B结误；当汽缸上升高度时，设缸内封闭气体压强为，对汽缸研究，根据力的平衡有，解得，设此时弹簧的压缩量为x，对活塞研究，根据力的平衡有，解得，因此温度升高后，活塞离缸底的高度为，设升高后环境温度为T，根据理想气体状态方程有，解得，故C错误，D正确．
11．（1）丁（1分）（2）（1分）（2分）（3）偏小（2分）
解析：（1）根据，得是当地重力加速度，与无关，所以甲，乙同学错误；摆长l变化时，会随之变化，丙同学错误；l变化时，l与比值是定值，丁同学正确．
（2）摆长L等于摆线长度加摆球半径，由单摆公式，重力加速度．
（3）若摆线具有弹性，则摆动时会变长，则所得单摆周期偏大，故重力加速度数值偏小．
12．（1）C1分）（2）>（1分）（3）（1分）过原点的倾斜直线（1分）（4）注射器前端与橡胶塞间有气体（2分）注射器前端与橡胶塞间气体的体积（2分）
解析：（1）实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前注射器内的空气不能完全排出，故A错误；空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动注射器保证气体温度不变，故B错误；气体发生等温变化，空气柱的压强随体积的减小而增大，故C正确；
（2）在图像中，根据，即，可知离坐标原点越远的等温线温度越高，故．
（3）由玻意耳定律可知一定质量的理想气体温度不变时，压强与体积成反比，故为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出图像．如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比．
（4）另一小组根据实验数据作出图像如题图丙所示，若他们的实验操作无误，造成图像不过原点的原因可能是试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验器材可知，实验时未考虑注射器前端与橡胶塞连接处的气体．
13．解：（1）由图乙可得a光照射金属时的遏止电压（1分）
由动能定理可知，逸出光电子的最大初动能为（1分）
（2）由图乙可知a光的遏止电压最大，则可知a光光子能量最大，则a光光子是由第4能级跃迁到基态所辐射的光子，则a光的光子能量为（2分）
根据光电效应方程有（2分）
解得（1分）
（3）时间内发射的电子数为（个）（2分）
则每分钟照射到阴极K的光子总能量（2分）
14．解：（1）设封闭气体的压强为p，对活塞受力分析可得（1分）
解得（1分）
又（1分）
解得（1分）
（2）活塞下降过程，密闭气体做等压变化，则（2分）
解得此时温度（1分）
（3）气体对外做功为：（2分）
根据热力学第一定律得：（2分）
解得（1分）
15．解：（1）设小球与物块A碰撞前瞬间的速度大小为，根据机械能守恒有（1分）
解得（1分）
小球在最低点时，根据牛顿第二定律有
（1分）
解得（1分）
（2）设小球与A碰撞后瞬间，小球速度大小为、物块A的速度大小为，根据动量守恒有（1分）
根据能量守恒有（2分）
解得（1分）
此过程，物块A对小球的冲量大小（2分）
（3）设开始时A离平台右端的距离至少为x，物块刚滑上长木板时的速度大小为，根据动能定理有（2分）
设长木板的长为s，物块A滑上长木板后，物块的加速度大小为，长木板的加速度大小为，根据牛顿第二定律，对物块A有
解得（1分）
对长木板，有
解得（1分）
根据题意（1分）
（1分）
解得（1分）次数
摆线长度
摆球直径
100次全振动时间
摆长
1
99.00
2.00
200.0
_______
_______