黑龙江省龙西北八校2022-2023学年高二下学期期末考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、下列说法不正确的是( )
A.布朗运动是花粉分子的无规则运动
B.单晶体的某些物理性质呈现各向异性
C.随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较小方向移动
D.电子秤应用的是压力传感器，电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
2、关于近代物理知识，下列说法中正确的是( )
A.光电效应现象说明了光具有波粒二象性
B.比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C.氡的半衰期为3.8天，8个氡原子核经过7.6天后一定有6个氡原子核发生了衰变
D.衰变成要经过4次α衰变和3次β衰变
3、一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其图像如图所示。下列说法正确的有( )
A.的过程中，气体对外界做功 B.的过程中，气体吸收热量
C.的过程中，气体压强不变 D.的过程中，气体内能增加
4、如图所示，竖直放置的两端开口的U形管，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面高度差为h，现将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出，外界大气压保持不变）( )
A.空气柱的长度不变
B.水银柱b左边液面要上升
C.空气柱的内能不变
D.水银柱b的两个水银面的高度差h不变
5、如图所示，蹄形磁铁用柔软的细线悬吊在天花板上，在磁铁两极的正下方固定着一根水平直导线，当直导线通以向右的电流时( )
A.磁铁的N极向纸外、S极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力减小
B.磁铁的S极向纸外、N极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力减小
C.磁铁的N极向纸外、S极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力增大
D.磁铁的S极向纸外、N极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力增大
6、如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，其中丙的磁感应强度大小为B、电场强度大小为E，下列说法正确的是( )
A.甲图要增大粒子的最大动能，可减小磁感应强度
B.乙图可判断出A极板是发电机的正极
C.丙图中粒子沿直线通过速度选择器的条件是
D.丁图中若载流体为正离子，稳定时C板电势低
二、多选题
7、用阴极为金属铷的光电管观测光电效应现象，实验装置如图甲所示，图乙为金属铷的遏止电压与入射光频率v的关系图像，图线与横坐标轴交点坐标为。已知普朗克常量，下列说法正确的是( )
A.欲测遏止电压，电源左端应为负极
B.增大入射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大
C.当电源左端为正极，滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表的示数一定持续增大
D.如果入射光的频率，则光电子的最大初动能约为
8、在近代物理发展的过程中，实验和理论相互推动，促进了人们对微观世界的认识，对下列实验描述正确的是( )
A.卢瑟福通过①图所示的实验现象，发现了质子和中子
B.②图中用紫外线灯照射锌板，验电器指针带正电张开
C.③图的理论，可以很好的解释氢原子光谱的规律
D.④图放射源产生的三种射线中，射线1的电离本领最强
9、甲图中S、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表，矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R。从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示，忽略线圈、电刷与导线的电阻，以下判断不正确的是( )
A.电压表的示数为
B.时穿过发电机线圈的磁通量最小
C.保持R的大小不变，P的位置向上移动，电流表读数减小
D.保持R的大小及P的位置不变，发电机线圈的转速增大一倍，变压器的输入功率将增大到原来的4倍
10、如图所示，粗细均匀的正方形单匝闭合线框abcd静止在光滑水平面上.时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右一直保持做匀加速直线运动，bc边进入磁场的时刻为，ad边进入磁场的时刻为，设线框中感应电流大小为i，ad边两端电压为U，水平外力大小为F，线框中的电功率为P，则i、U、F、P随运动时间t变化关系图象正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题
11、“用单分子油膜法估测分子大小”的实验中。
（1）如图所示的四个图反映了实验中的四个步骤，请将它们按操作先后顺序排列应是_________（用符号表示）。
（2）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的_________。
A.摩尔质量 B.体积 C.质量 D.摩尔体积
（3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中不正确的是_________。
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B.计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C.计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数
D.水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
（4）某同学在做实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸，用注射器测得1mL上述溶液有50滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，求：（计算结果均保留1位有效数字）
根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_________m。
12、如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐连接起来；
②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值；
③重复上述步骤②，多次测量并记录；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。
（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的_________和_________；
（2）实验过程中，下列说法正确的_________；
A.推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B.推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分
C.活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值
（3）某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是_________。
A.实验过程中有漏气现象
B.实验过程中气体温度降低
C.实验过程中气体温度升高
D.实验过程中外面气体进入注射器，使注射器里面气体质量增加了
（4）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是_________。
A. B.
C. D.
四、计算题
13、2021年5月28日，中科院合肥物质研究院的EAST装置，首次使中国“人造太阳”等离子体的电子温度达到1.2亿摄氏度，维持了101秒。已知中国“人造太阳”中的核反应是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核并释放出一个粒子，同时释放的能量，已知氘核的比结合能为，氦核的比结合能为，则：
（1）写出“人造太阳”核反应方程；
（2）求出质量亏损（结果用kg表示）（结果保留3位有效数字）；
（3）求出氚核的比结合能。
14、如图甲所示，横截面积为S，质量为M的活塞在汽缸内稳定地封闭了一定质量的理想气体。现对缸内气体缓慢加热，气体吸收了热量Q，温度从升高到，气柱长度增加了h，汽缸内壁光滑，外界大气压强为，重力加速度为g。
（1）求加热过程中气体内能增加量；
（2）保持缸内气体温度不变，在活塞上放一砝码，如图乙所示，使缸内气体的体积又恢复到初始状态，求砝码的质量m。
15、如图所示，某磁仪器由粒子源、偏转电场、速度选择区、偏转磁场及探测板等组成。粒子源可以产生比荷为k的带正电粒子，以初速度水平飞入两平行金属板中的偏转电场，入射点贴近上板边缘。两水平金属板间距为d，两板间电压为。带电粒子由偏转电场飞出后，立即进入宽度为d的速度选择区做匀速直线运动，该区域存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出）和与水平方向成45°的电场强度为E的匀强电场。最后经磁感应强度为B的匀强磁场偏转后恰好能够打在探测板上。不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：
（1）偏转电场两金属板长L；
（2）速度选择区匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）偏转磁场区域宽度D以及粒子从进入偏转电场区域到最终打在探测板上的时间。
参考答案
1、答案：A
解析：A.布朗运动是花粉颗粒的无规则运动，不是花粉分子的无规则运动，故A错误，满足题意要求；
B.单晶体的某些物理性质呈现各向异性，故B正确，不满足题意要求；
C.随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较小方向移动，故C正确，不满足题意要求；
D.电子秤应用的是压力传感器，电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制，故D正确，不满足题意要求。
故选A。
2、答案：B
解析：A.光电效应现象说明了光具有粒子性，故A错误；
B.比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B正确；
C.半衰期不适用于少数原子核衰变，则氡的半衰期为3.8天，8个氡原子核经过7.6天后不一定有6个氡原子核发生了衰变，故C错误；
D.设衰变成要经过m次α衰变和n次β衰变，根据质量数和电荷数守恒可得，，解得，，故D错误。
故选B。
3、答案：C
解析：A.的过程中，温度不变，体积减小，可知外界对气体做功，故A错误。
B.的过程中，温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律知，W为正，则Q为负，即气体放出热量，故B错误。
C.因为图线中，BC段的图线是过原点的倾斜直线，则程的过程中，压强不变，故C正确。
D.A到B的过程中，温度不变，内能不变，B到C的过程中，温度降低，内能减小，则的过程中，气体内能减小，故D错误。
故选：C。
4、答案：D
解析：AC.气体的压强为，外界大气压不变，被封闭气体压强始终不变，气体做等压变化，温度升高，空气柱的内能增大；根据可知气体体积增大，空气柱的长度变大，故AC错误；
BD.被封闭气体压强始终不变，水银柱b的两个水银面的高度差h不变，则液面位置也不会发生变化，故B错误，D正确。
故选D。
5、答案：C
解析：假设磁铁不动，导线运动，根据安培定则可知，通电导线左边的磁场斜向下，而右边的磁场斜向上，那么在导线两侧取两小段，根据左手定则可知，左边一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，导线顺时针转动.如今导线不动，磁铁运动，根据相对运动，则知磁铁逆时针转动(从上向下看)，即N极向纸外转动，S极向纸内转动.当转动90°时，导线所受的安培力方向竖直向上，根据牛顿第三定律可得磁铁受到导线向下的作用力，故绳子对磁铁的拉力增大，C正确，A、B、D错误.
6、答案：C
解析：A.设回旋加速度D形盒的半径为R，粒子获得的最大速度为，根据牛顿第二定律有，解得，粒子的最大动能为，可知要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度，故A错误；
B.根据左手定则可知等离子体中正电荷向B板偏转，负电荷向A板偏转，所以A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极，故B错误；
C.粒子沿直线通过速度选择器时，洛伦兹力与电场力平衡，即，解得，故C正确；
D.若载流体为正离子，其定向移动方向与电流方向相同，根据左手定则可知稳定时C板聚集了正离子，所以C板电势高，故D错误。
故选C。
7、答案：AD
解析：A、遏止电压是光电流为零时的反向电压，遏止电压产生的电场对电子运动起阻碍作用，则欲测遏止电压，电源左端应为负极，故A正确；
B、由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故B错误；
C、当电源左端为正极时，光电管加的是正向电压，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电场强度增强，光电流逐渐增加，当光电流达到饱和电流后不再增加，故C错误；
D、根据爱因斯坦光电效应方程得光电子的最大初动能，由图可知，则代入数据求得光电子的最大初动能：，故D正确。
故选：AD。
8、答案：BCD
解析：
9、答案：BD
解析：A.由题图乙知交流电电压峰值为，电压表显示的为有效值10V，故A错误；B.0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0,故线圈平面与磁场方向平行，故B正确；C.若P的位置向上移动，匝数比减小，副线圈电压增大，R的大小不变时，电流表读数将增大，故C错误；D.若P的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速增大一倍电压增大为原来的2倍，则变压器的输入电压和输出都增大为原来的2倍，负载消耗的电功率：增大为原来的4倍，则输入功率也将增大到原来的4倍，故D正确.
10、答案：BD
解析：线框做匀加速直线运动,速度为,感应电动势,感应电流为，其中，R均不变,时间内,未进磁场,感应电流为零,时间内,电流I与t成正比,时刻后线框全部进入磁场,磁通量变化为零,无感应电流,故A错误;时间内,感应电流为零,两端的电压为零,时间内,,电压随时间均匀增加,时刻后无感应电流,但有感应电动势,为,电压随时间均匀增加,故B正确;线框所受的安培力为,由牛顿第二定律得,解得,时间内,感应电流为零,,为定值,时间内,F与t是线性关系,但不过原点,时刻后无感应电流,,为定值,故C错误;线框的电功率,时间内,感应电流为零,,时间内,电功率P与成正比,时刻后无感应电流,,故D正确.
11、答案：（1）dacb（2）D（3）ACD（4）
解析：（1）“用单分子油膜法估测分子大小”的实验步骤为：
①配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）；
②将N滴酒精油酸溶液滴入量筒测出体积，根据配制比例算出一滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V；
③准备浅水盘，将痱子粉均匀的撒在水面上；
④将一滴油酸酒精溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上；
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半格的舍去，多于半格的算一格)，再根据方格的边长求出油膜的面积S；
⑥根据可算出油膜的厚度，即为分子直径。
故正确的操作顺序为dacb。
（2）阿伏加德罗常数为1mol任何物质所含的粒子的个数，等于摩尔体积除以一个分子的体积。用油膜法测出油酸分子的直径后，可知道一个油酸分子的体积，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道1mol油酸分子的体积，即摩尔体积。
故选D。
（3）计算结果数据偏大，根据原因可能是油酸体积V计算偏大或者油膜面积S偏小。
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会造成V计算偏大，故A正确；
B.计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，会造成油膜面积S偏大，故B错误；
C.计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数，会造成油膜面积S偏小，故C正确；
D.水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，会造成油膜面积S偏小，故D正确；
故选ACD。
（4）数出轮廓内的方格数（不足半格的舍去，多于半格的算一格）格，正方形小方格的边长为1cm，则小方格的面积为。根据配制比例算出一滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积，根据，可算出。
12、答案：（1）质量；温度（2）B（3）CD（4）AC
解析：（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的质量和温度。
（2）A.推拉活塞时动作过快，实验过程中会使气体的温度发生变化，故A错误；
B.推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分，以保证气体的温度不变，故B正确；
C.活塞移至某位置时，要等稳定后记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，故C错误。
故选B。
（3）图像发生了弯曲，因图像向上弯曲，故可能是气体的温度升高了，或者质量变大了，故AB错误，CD正确。
故选CD。
（4）AB.由于实验操作和数据处理均正确，同体积情况下，则温度高对应压强大，pV乘积较大的是对应的图线，故A正确，B错误；
CD.因为相同体积下，即相同分子数密度情况下，温度越高，气体压强越大，则斜率越大的对应的温度越高，故C正确，D错误。
故选AC。
13、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，“人造太阳”的核反应方程为
（2）根据质能方程可得
可得质量亏损为
（3）设氚核的比结合能，则有
解得
14、答案：（1）（2）
解析：（1）设缸内气体的温度为时压强为，活塞受重力、大气压力和缸内气体的压力作用而平衡，得
气体膨胀对外界做功为
根据热力学第一定律得
解得
（2）设放入砝码的质量为m，缸内气体的温度为时压强为，系统受重力、大气压力和缸内气体的压力作用而平衡，得
根据查理定律
解得
15、答案：（1）（2）（3）；
解析：（1）粒子在速度选择区做匀速直线运动，说明洛伦兹力与电场力等大反向，即速度方向与水平方向成45°，由此可知粒子在偏转电场做类平抛运动的偏转角
由类平抛运动的规律有
，，，
联立解得
（2）粒子进入速度选择区时的速度
在速度选择器中，由洛伦兹力等于电场力有
联立解得
（3）在偏转磁场中，有洛伦兹力充当向心力有
解得粒子在偏转磁场中的轨迹半径为
粒子偏转后恰好能够打在探测板上，则可知粒子的轨迹与探测版恰好相切，由几何关系可得
解得
而粒子在磁场中运动的周期
则粒子在偏转电场中运动时间
粒子在速度选择区运动时间
粒子在偏转磁场中运动时间
可得运动的总时间
