陕西省榆林市第十中学2022-2023学年高二下学期4月期中考试物理试题

榆林市第十中学2022-2023学年度第二学期高二期中考试

物理试卷

考试时间：90分钟；命题人：高二物理组

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

一、单选题.(共8题，每题4分，错选不得分）

1．在电影《流浪地球2》中，拥有超强算力和自我意识的量子计算机550W让人惊叹。事实上，量子计算机并非科幻，在安徽合肥就藏着国内首条量子芯片生产线。根据最新消息，我国的最新款量子计算机“悟空”即将在这里出世。预计到2025年，所研发的量子计算机将突破1000位量子比特，同时尝试将量子计算机运用在不同行业，解决不同行业对应问题。关于量子理论下列说法中不正确的是（　　）

A．普朗克首次提出了量子论，他认为微观粒子的能量是量子化的，分立而不连续的

B．玻尔把微观世界中物理量取分立值的观点应用到原子系统，提出了自己的原子结构假说

C．爱因斯坦在解释光电效应现象时，利用了量子论的观点，提出了光子说。认为只有吸收了足够多光子数的电子才能从金属板中逸出

D．量子理论的诞生改变了人们看事物的角度和方式，是对人们原有经典物理学的补充而不是推倒重建

2．氢原子部分能级的示意图如图所示，金属钙的逸出功2.7eV，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时辐射的所有光子中，能够使金属钙发生光电效应的光子有几种（　　）

A．2 B．3 C．4 D．5

3．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）

A．甲图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子

B．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大

C．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由α粒子组成

D．丁图中，链式反应属于轻核聚变

4．已知铜的摩尔质量为，铜的密度为，阿伏伽德罗常数为。下列判断正确的是（　　）

A．1 kg铜所含的原子数为NA

B．铜所含的原子数为

C．1个铜原子的体积为（）

D．铜原子的直径为 （m）

5．下列关于热运动的说法，正确的是（　　）

A．温度越高，悬浮在液体中的固体小颗粒运动越剧烈

B．温度越高，液体分子的运动速率都会增大

C．一定质量的的水变成的冰，内能不变

D．的水变成的水蒸气，水分子的平均动能增大

6．分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。如图所示，如果用横轴表示分子间的距离，纵轴表示分子力或分子势能，下列说法正确的是（　　）

A．如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示斥力与分子间距的关系，曲线C表示引力与分子间距的关系，曲线D表示合力与分子间距的关系

B．如果纵轴表示分子势能，则曲线B表示分子势能与分子间距的关系

C．分子间距离无穷远时，分子势能最小

D．教室内空气的分子势能趋于零

7．大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变的其中一个反应方程是：。已知的质量为，的质量为，的质量为，相当于的能量。阿伏伽德罗常数，氘核的摩尔质量为，氘完全结合成氢时可以释放出来的核能约为（　　）

A． B．

C． D．

8．如图所示，竖直放置的弯曲管端开口，端封闭，密度为的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为、和，则端气体的压强为(已知大气压强为)(　　)

A．

B．

C．

D．

三、多选题(共4题，每题4分，少选得2分，错选或不选不得分）

9．关于物质的波粒二象性，下列说法中正确的是（　　）

A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性

B．大量光子的行为表现出光的粒子性，而少量光子的行为表现出光的波动性

C．光的波长越长，粒子性越明显，光的频率越高，波动性越明显

D．宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性

10．下列说法中正确的是（    ）

A．温度越高，布朗运动越明显

B．布朗运动反映了液体中小颗粒内部分子的无规则运动

C．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动

D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素

11．下列关于核反应方程的说法正确的是（　　）

A．是重核裂变反应方程

B．查德威克发现了中子，方程式为

C．是人工核转变方程

D．是聚变反应方程

12．医学上常用碘标记的玫瑰红钠盐和马尿酸钠作为肝、胆和肾等检查的扫描显像剂。已知引发生的是β衰变，下列说法正确的是（　　）

A．原子核内有个78中子

B．能发生β变说明核内存在电子

C．发生β变的方程为

D．玫瑰红钠盐和马尿酸钠中的的半衰期可能不相等

第II卷（非选择题）

三、实验题(共15分）

13．研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，以频率为的光照射光电管电极K时，有光电子产生。光电管K、A极间所加的电压可由图中的电压表测出，光电流由图中电流计测出。

（1）当滑片P位于P′右侧时，电极K、A间所加电压使从电极K发出的光电子_________（填“加速”或“减速”）。（1分）

（2）如果实验所得图像如图乙所示，其中、、为已知量，电子的电荷量为，那么：

①要证实“光电效应方程”是正确的，需要从乙图中数据求出___________值（用题中给出的已知量表示）与普朗克常量进行比较，若在误差许可的范围内二者相等则证实“光电效应方程”是正确的。（2分）

②该实验所用光电管的K极材料的逸出功为________________。（2分）

14．（1）在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：

A．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小

B．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数

C．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V

D．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面

E．将滴油酸酒精溶液滴在水面上，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

F．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（不足半个的舍去，多于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积S

上述实验步骤的合理顺序是___________；（2分）

（2）以上实验所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得：

①油酸薄膜的面积是___________cm2；（2分）

②一滴溶液中纯油酸的体积是___________mL；（2分）

③油酸分子的直径是___________m；（2分）（③的结果保留一位有效数字）

（3）在实验操作及数据处理过程中，以下说法中正确的是(    ) 。（2分）

A．为了防止酒精的挥发，配置的油酸酒精溶液不能长时间放置

B．处理数据时将油酸分子看成单分子层且紧密排列

C．处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就得到了油酸分子的直径

D．若实验中撒的痱子粉过多，则计算得到的油酸分子的直径将偏大

四、解答题(共37分）

15．“可燃冰”是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”，已知1m3可燃冰可释放标准状况下的天然气164m3。标准状况下1mol气体的体积为22.4升，标准状况下天然气的密度为0.67k/m3。阿伏伽德罗常数取。求：

①1cm3可燃冰所含甲烷分子数为多少？

②平均每个甲烷分子的质量为多少？（结果均保留两位有效数字）

16．一根粗细均匀的细玻璃管（一端开口，一端封闭）长为1m，内装有长为25cm的水银柱，当开口向上竖直放置时，管内空气柱长度为44cm，外界大气压为75cmHg。

（1）将玻璃管缓慢转动至水平放置，求此时空气柱的长度；（保留1位小数）

（2）将玻璃管缓慢转动至开口向下竖直放置，求此时空气柱的长度。

17．用中子轰击锂核发生核反应，生成氚核和粒子，并释放出核能。已知中子、氚核、粒子、锂核的质量分别是，，，，质量亏损1u释放的核能为931.5MeV。

（1）请写出核反应方程；

（2）设放出的能量全部由质量亏损获得，试求释放的核能；（结果保留一位小数）

（3）若反应前中子以0.3MeV的动能和锂核正碰，且碰撞前二者具有等大反向的动量，核反应中放出的核能全部转化动能，求反应后生成的粒子和氚核的动能为多少Me

参考答案：

1．C

【详解】A．普朗克首次提出了量子论，他认为微观粒子的能量是量子化的，分立而不连续的，故A正确，不符合题意；

B．根据物理学史的知识可知，玻尔把普朗克的量子理论应用到原子系统上，提出了自己的原子结构假说，成功地解释了氢原子的光谱，故B正确，不符合题意；

C．爱因斯坦在解释光电效应现象时，利用了量子论的观点，提出了光子说；一个电子只能吸收一个光子，故C错误，不符合题意；

D．量子理论的诞生改变了人们看事物的角度和方式，是对人们原有经典物理学的补充而不是推倒重建，故D正确，不符合题意。

故选C。

2．B

【详解】根据可知，大量能级的氢原子可能发射种频率的光子，由能级跃迁公式可知，氢原子由量子数的能级跃迁到的能级时辐射光子的能量为

氢原子由量子数的能级跃迁到的能级时辐射光子的能量为

氢原子由量子数的能级跃迁到的能级时辐射光子的能量为

可知，上述3种光不能使金属钙发生光电效应，则能够使金属钙发生光电效应的光子有种。

故选B。

3．B

【详解】A．卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A错误；

B．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，B正确；

C．丙图中，因为射线甲受洛仑兹力向左，所以甲带正电，是由粒子组成。射线乙为电磁波，射线丙受洛仑兹力向右，射线丙由电子组成。C错误；

D．链式反应属于重核裂变反应，D错误。

故选B。

4．C

【详解】A．1 kg铜所含的原子数为

故A错误；

B．铜所含的原子数为

故B错误；

C．1个铜原子的体积为

故C正确；

D．铜原子的体积为

则直径为

故D错误。

故选C。

5．A

【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，温度越高，运动越剧烈，故A正确；

B．液体的温度升高，分子的平均动能增大，但是并不是每个分子的运动速率都增大，可能有些分子运动速率减小，故B错误；

C．一定质量的0的水结成0的冰，放出热量，则内能一定减少，故C错误；

D．一定量100的水变成100的水蒸气时由于温度不变，分子平均动能不变，故D错误。

故选A。

6．D

【详解】A．如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示斥力与分子间距的关系，曲线C表示引力与分子间距的关系，曲线B表示合力与分子间距的关系，A错误；

B．如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系，B错误；

C．分子间距离为时，分子势能最小，C错误；

D．教室内空气分子间距可视为，分子势能趋于零，D正确。

故选D。

7．B

【详解】

根据质能方程

因为氘中含有氘核的个数

所以氘完全结合成氦核时可以释放出的能量约为

故选B。

8．B

【详解】

设中间部分气体压强为，以处液面为研究对象可得

再以处液面为研究对象可得

联立可得

B正确，ACD错误；

故选B。

9．AD

【详解】A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性，故A正确；

B．大量光子的行为表现出光的波动性，而少量光子的行为表现出光的粒子性，故B错误；

C．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性明显，故C错误；

D．宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，故D正确。

故选AD。

10．AD

【详解】A．相同条件下，温度越高，布朗运动越明显，A正确；

B．布朗运动不是液体分子的运动，也不是固体小颗粒分子的运动，而是小颗粒的运动。它间接证明了分子永不停息地做无规则运动，故B错误；

C．布朗运动用肉眼直接观察是观察不到的，故从阳光中看到的尘埃的运动不是布朗运动，其原因是空气的流动或对流造成的，故C错误；

D．温度越高，分子无规则运动就越剧烈，因此在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其它元素，故D正确。

故选AD。

11．BCD

【详解】A．是衰变反应方程，故A错误；

B．查德威克发现了中子，方程式为，故B正确；

C．是人工核转变方程，故C正确；

D．是聚变反应方程，故D正确。

故选BCD。

12．AC

【详解】A．碘-131原子核内有53个质子，核子数为131，可知核内有

即78个中子，故A正确；

B．β衰变的实质是核内的中子转化为一个质子和一个电子，电子从核内释放出来，但核内并不存在电子，故B错误；

C．发生β衰变的方程为

故C正确；

D．放射性元素的半衰期与原子核所处的化学状态和外部环境均无关，玫瑰红钠盐和马尿酸钠中的的半衰期相等，故D错误。

故选AC。

13．     加速          或

【详解】（1）[1]当滑片P位于P′右侧时，由电路图可知电极A电势高于电极K，电极K、A间的电场方向由A指向K，从电极K发出的光电子受到的电场力由K由指向A，可知电极K、A间所加电压使从电极K发出的光电子加速。

（2）①[2]根据光电效应方程有

根据动能定理可得

联立可得

可知图像的斜率为

解得

故要证实“光电效应方程”是正确的，需要从乙图中数据求出值与普朗克常量进行比较，若在误差许可的范围内二者相等则证实“光电效应方程”是正确的。

②[3]根据

由图像可知时，，则有

解得该实验所用光电管的K极材料的逸出功为

14．     DBEFCA     118               ABD

【详解】（1）[1]油膜法估测分子的大小的步骤为：准备浅盘，测一滴溶液体积，描绘油膜形状，测油膜面积，计算一滴溶液中纯油酸的体积，算出薄膜厚度，故顺序为DBEFCA。

（2）[2]根据图中信息，不足一半的方格舍去，超过一半的当做整体，则小方格的总数为118个，则油膜的面积为

[3]由题意可知，油酸酒精溶液中纯油酸的浓度为

一滴溶液的体积为

则一滴溶液中纯油酸的体积为

[4]则由题意可知，油酸分子的直径为

（3）[5]A．为了防止酒精的挥发，配置的油酸酒精溶液不能长时间放置，否则浓度会发生变化，故A正确；

B．处理数据时将油酸分子看成单分子层且不计分子间间隙，故B正确；

C．处理数据时将一滴油酸酒精溶液中有纯油酸的体积除以油膜面积就得到了油酸分子的直径，故C错误；

D．若实验中撒的痱子粉过多，则油膜面积偏小，则计算得到的油酸分子的直径将偏大，故D正确。

故选ABD。

15．①个；②

【详解】①1m3可燃冰可释放164m3的天然气，标准状况下1mol气体的体积为，甲烷物质的量为

则1m3可燃冰所含甲烷分子数为

个

1cm3可燃冰所含甲烷分子数为个。

②平均每个甲烷分子的质量为

16．（1）58.7cm；（2）80cm

【详解】（1）依题意，将玻璃管缓慢转动至水平放置，根据玻意耳定律，有

式中

代入求得此时空气柱的长度

（2）将玻璃管缓慢转动至开口向下竖直放置，假设水银未漏出，此时封闭气体的压强为

根据玻意耳定律，有

求得此时封闭气体体积为

显然

说明有水银漏出，设保留在管内水银的长度为，则封闭气体的体积为，由玻意耳定律，有

联立求得

所以此时空气柱的长度为80cm。

17．（1）；（2）；（3），

【详解】（1）根据质量数和电荷数守恒得

（2）核反应中的质量亏损

根据质能方程

可得

（3）设，，，分别为氦核和氚核的质量和速度，

根据动量守恒定律有

由

得

由能量守恒得

粒子和氚核的动能之比为

粒子的动能为

氚核的动能为