吉林省白城市实验高级中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题

这是一份吉林省白城市实验高级中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题，共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题（共6小题）
1. 下列说法正确的是( )
A. 电子的发现说明原子是可分的
B. 天然放射现象说明原子具有核式结构
C. 光电效应证实了光具有波动性
D. 天然放射现象中的α、β、γ射线都能在电场中发生偏转
2. 原子核发生β衰变时，此β粒子是( )
A. 原子核外的最外层电子
B. 原子核外的电子跃迁时放出的光子
C. 原子核内存在的电子
D. 原子核内的一个中子变成一个质子，同时放射出一个电子
3. 如图所示，产生机械波的波源O做匀速运动，图中圆表示波峰，已知波源振动的频率为f0，则下列说法正确的是( )
A. 该图表示波源正在向A点移动 B. 观察者在A点接收波的频率是定值且大于f0
C. 观察者在B点接收波的频率是定值且大于f0 D. 观察者在C点或D点接收波的频率是定值且大于f0
4. (2023·福州市高二期中)如图所示，在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离相等，则屏上中央亮条纹位于图中O处。现将光源S向上移动到示意图中的S′位置，则( )
A. 中央亮条纹向下移动，且条纹间距不变 B. 中央亮条纹向上移动，且条纹间距不变
C. 中央亮条纹向下移动，且条纹间距减小 D. 中央亮条纹向上移动，且条纹间距增大
5. 关于物体的内能以及变化，以下说法正确的是( )
A. 物体的温度改变时，其内能必定改变
B. 物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内能也不一定改变
C. 物体对外做功，其内能必定改变，物体向外传出一定热量其内能必定改变
D. 若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变
6. 下列说法正确的是( )
A. 爱因斯坦在研究黑体辐射时，提出了能量子的概念，成功解释了黑体辐射强度随波长分布的规律， 解决了“紫外灾难”问题
B. 德布罗意最先提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性
C. 康普顿效应表明光具有波动性，即光子不仅具有能量还具有动量
D. 如果能发生光电效应，只增大入射光强度，单位时间内逸出的光电子数目不变，但逸出的光电子最大初动能增加
二、多选题（共4小题）
7. 将不同材料制成的两端开口的甲、乙细管插入相同的液体中，甲管中液面比管外液面低，乙管中液面比管外液面高，则( )
A. 液体对甲管是浸润的
B. 液体对乙管是浸润的
C. 甲管中发生的不是毛细现象，乙管中发生的是毛细现象
D. 甲、乙两管中发生的都是毛细现象
8. 在x＝5 cm处有一质点做简谐运动，产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波，波长为λ＝4 cm，经过一段时间x＝1 cm处的质点C刚开始振动，振动方向沿y轴正方向，将该时刻作为计时起点t＝0，经0.3 s时x＝3 cm处的质点B第一次处在波峰，则下列说法正确的是( )
A. 该简谐波的波速大小为0.1 m/s
B. t＝0时质点B振动方向沿y轴正方向
C. 在t＝0.3 s时x＝4 cm处的质点A位于平衡位置且运动方向沿y轴正方向
D. 在t＝0.5 s时位于x＝－3 cm处的质点D第一次处在波峰
9. 在观察水波衍射实验的时候，在水槽盛有一定深度的水，改变波源的频率和狭缝的宽度，分别拍摄了以下四幅照片．对于照片上出现的情景，下列判断正确的是( )
A. 已知甲、乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越大衍射现象越明显
B. 已知甲、乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显
C. 已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越短的水波衍射现象越明显
D. 已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越长的水波衍射现象越明显
10. 用大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁释放的光子，照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应．已知氢原子处在n＝1,2,3,4能级时的能量分别为E1，E2，E3，E4，能级图如图所示．普朗克常量为h，则下列判断正确的是( )
A. 这群氢原子能发出频率不同的光，其中从n＝4能级跃迁到n＝1能级所发出的光波长最长
B. 氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级释放光子后，氢原子核外电子的动能增大
C. 能使金属发生光电效应的两种光子的能量分别为E4－E3、E3－E2
D. 金属的逸出功W0一定满足关系E2－E1＜W0＜E3－E1
三、实验题（共2小题）
11. 某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．
实验步骤如下：
①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近，将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；
②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；
③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]， v¯表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出 v¯；
④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；
⑤多次重复步骤④；
⑥利用实验中得到的数据作出 v¯－Δt图像，如图(c)所示．
完成下列填空：
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则 v¯与vA、a和Δt的关系式为 v¯＝________.
(2)由图(c)可求得vA＝______ cm/s，a＝______ cm/s2.(结果保留3位有效数字)
12. 利用如图所示的装置研究匀变速直线运动．
(1)实验时，测出遮光条的宽度d，在砝码盘中放上砝码，让滑块从光电门1的右侧由静止释放，用数字毫秒计测出遮光条经过光电门1和2的时间分别为t1和t2，测出从光电门1到光电门2所用的时间为Δt，计算出滑块的加速度大小a＝________(用d、t1、t2和Δt表示)
(2)一个同学利用(1)中的装置实验时，保持滑块的质量、砝码盘和砝码的总质量不变，撤去光电门1，在某位置静止释放滑块，记录滑块的释放位置到光电门2的距离，记录遮光条的遮光时间，多次改变滑块的释放位置，重复实验．记录下的距离为x1、x2、x3、…，时间为t1、t2、t3、…，以x为纵轴，为横轴，描点作图得到一条过原点的倾斜直线，已知该直线的斜率为k，则滑块匀变速运动过程中的加速度大小a＝________(用d和k表示)．
四、计算题（共3小题）
13. 热核反应中所用的燃料——氘，在地球上储量非常丰富，1 L海水中大约有0.3 g氘，如果用来进行热核反应，放出的能量约与燃烧300 L汽油相当。若氘核的质量为m1，氦核的质量为m2，光速为c，阿伏加德罗常数为NA，氘的摩尔质量为m0。
(1)写出两个氘核聚变成一个氦核的核反应方程。
(2)质量为M的氘参与上述聚变反应可释放出的能量为多少?
14. 质量为M、半径为R的圆柱形汽缸(上端有卡扣)用活塞封闭一定质量的气体，如图甲所示，活塞用细线连接并悬挂在天花板上。初始时封闭气体的热力学温度为 T0，活塞与容器上、下部的距离分别为h和2h，现让封闭气体的温度缓慢升高，气体从初始状态A经状态B到达状态C，其 p-V图像如图乙所示，已知外界大气压恒为 p0，点O、A、C共线，活塞气密性良好，重力加速度大小为g。求：
(1)气体在状态B的热力学温度 TB；
(2)气体在状态B的压强 pB。
15. （2023·黑龙江省双鸭山市·高二下月考）一列简谐横波在x轴线上传播，在和时的波形图如图所示，时刻为实线。
(1)读出简谐波的波长是多大？振幅多大？
(2)设周期大于，如果波向右传播，波速多大？如果波向左传播波速又是多大？
(3)设周期小于，且波速为，求波的传播方向。
参考答案
1. 【答案】A
【解析】汤姆孙发现电子说明原子可分，A正确；天然放射现象说明原子核可分，B错误；光电效应证明光具有粒子性，C错误；天然放射现象中的α、β、γ射线中γ射线是光子流，不带电，在电场中不偏转，D错误．
2. 【答案】D
【解析】因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的，原子核内并不存在电子，但在一定条件下，一个中子可以转化成一个质子和一个电子，转化方程为n→H＋e，由上式可看出β粒子是由原子核内的中子转化而来．故选项D正确．
3. 【答案】C
【解析】根据多普勒效应产生的原因，该图表示波源正在向B点移动，故A错误；当波源向观察者运动时，观察者接收到的频率一定比波源振动的频率高；当波源远离观察者时，观察者接收到的频率一定比波源振动的频率低．故B、D错误，C正确．
4. 【答案】A
【解析】在双缝干涉实验中，若把单色光源S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动，通过双缝S1、S2的光仍然是相干光，仍可产生干涉条纹，中央亮纹的位置经过S1、S2到S′的路程差仍等于0。由于S′S15. 【答案】B
【解析】一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定．物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以A错误；做功和热传递都可以改变物体的内能．若物体对外做功，同时从外界吸收热量，则物体的内能可能不变；同理，若物体与外界不发生热交换，物体的内能也可能不变，所以B正确，C，D错误．
6. 【答案】B
【解析】普朗克在研究黑体辐射时，提出了能量子的概念，故A错误；德布罗意最先提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性，且波长和物体的动量大小有关，即λ＝，故B正确；康普顿效应表明光具有粒子性，即光子不仅具有能量还具有动量，故C错误；如果能发生光电效应，只增大入射光强度，单位时间内逸出的光电子数目增大，但逸出的光电子最大初动能不变，故D错误．
7. 【答案】BD
【解析】甲管中液面下降，说明液体对甲管是不浸润的，乙管中液面上升，说明液体对乙管是浸润的，无论浸润与否，甲、乙两管中发生的都是毛细现象，故选项B、D正确.
8. 【答案】AD
【解析】简谐波向左传播，t＝0时质点C沿y轴正方向振动，则由振动和波动的关系可知，此时x＝3 cm处的质点B振动方向沿y轴负方向，B错误；当质点B第一次出现在波峰时，则满足 34T＝0.3 s，解得T＝0.4 s，因此波速v＝ λT＝0.1 m/s，A正确；0.3 s为 34T，此时刻质点A位于平衡位置且运动方向沿y轴负方向，C错误；由题意可知t＝0时，x＝2 cm处的质点位于波峰，当该振动形式第一次传到x＝－3 cm处的质点D时，所需的时间为t＝ xv＝ ＝0.5 s，则D质点在0.5 s时第一次处在波峰，D正确．
9. 【答案】BD
【解析】已知甲、乙中水波波长相同，由题图可知图乙的衍射现象更明显，可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显，则A错误，B正确；已知丙、丁中狭缝宽度一样，由题图可知图丙的衍射现象更明显，可知波长越长的水波衍射现象越明显，则D正确，C错误．
10. 【答案】BD
【解析】大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，这群氢原子能发出C＝6种不同频率的光，由hν＝，可知频率越高，波长越短，其中从n＝4能级跃迁到n＝1能级所发出的光子频率最高，波长最短，故A错误．氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级释放光子后，根据库仑力提供向心力，有k＝m，可得v＝e.氢原子核外电子的轨道半径r变小，速度v增大，动能Ek＝mv2＝增大，故B正确．能使金属发生光电效应的两种光是频率最大的那两种，即从n＝4和n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出光子，能量大于金属的逸出功，从而发生光电效应．这两种光子的能量分别为E4－E1、E3－E1，故C错误．根据光电效应发生条件E4－E1＞W0，E3－E1＞W0其他均小于W0，金属的逸出功W0一定满足关系E2－E1＜W0＜E3－E1，故D正确．
11. 【答案】(1)vA＋ 12aΔt (2)52.1 16.6
【解析】(1)设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：v＝vA＋aΔt，且 v¯＝ vA+v2
联立解得： v¯＝vA＋ 12aΔt；
(2)由题图(c)可读出vA≈52.1 cm/s，图线的斜率
k＝ 12a＝ 53.6-52.4180-35×10-3 cm/s2≈8.28 cm/s2，
即a≈16.6 cm/s2.
12. 【答案】(1) (2)
【解析】(1)遮光条经过光电门1和2的速度大小分别为v1＝，v2＝，滑块的加速度大小a＝＝＝；
(2)滑块从静止开始做匀加速直线运动，有2ax＝()2，整理得x＝·，依题意有k＝，整理得a＝.
13. 【答案】(1 )12H +12H →24He (2) NAc2M(2m1-m2)2m0
【解析】(1)核反应方程为 12H +12H →24He。
(2)核反应的质量亏损为Δm=2m1-m2，
ΔE=Δmc2=(2m1-m2)c2，
据题意得，质量为M的氘中的氘核数为n= Mm0NA
质量为M的氘核参与聚变放出的能量为E= nΔE2= NAc2M(2m1-m2)2m0。
14. 【答案】(1) TB=32T0；(2) pB=p0-MgπR2
【解析】(1)气体从状态 A到 B为等压变化，根据盖吕萨克定理可得 2hT0=3hTB
解得 TB=32T0
(2)汽缸悬挂后处于平衡状态，有 Mg+pBπR2=p0πR2
解得 pB=p0-MgπR2
15. 【答案】(1)，；(2)，；(3)向左传播
【解析】(1)由波的图像可以直接读出波长
振幅
(2)设，因为周期T大于，因而在时间内波沿x轴传播的距离小于一个波长，则
如果波向右传播，有
代入数据可得
如果波向左传播，有
代入数据可得
(3)已知波速，可以求出在时间内波沿x轴传播距离
代入数据可得
根据波传播的周期性可知
因而波向左传播。