辽宁省名校联盟2022-2023学年高二下学期6月联合考试物理试题及答案

辽宁省名校联盟2023年高二6月份联合考试
物 理
本试卷满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

答非选择题时，将答案写在答题卡上。

写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本题共10小题，共46分。

在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1.物理学家通过对实验的细心观察和深入究，获得了正确的科学认知，推动了物理学的发展，下列说法符合事实的是（ ）
A.普朗克提出了“光子说”，成功解释了光电效应现象
B.J.J.汤姆孙对阴极射线的研究发现了电子，说明原子核可以再分
C.贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核内部是有结构的
D.卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现了中子，完善了原子核的内部结构 2.对于以下四个方程的认识，下列说法正确的是（ ） A.2
3
1
1124
0H H He n +→+是α衰变 B.234
234
90911Th Pa e −→+是β衰变
C.2382344
92902U Th He →+是核裂变 D.14
1
14
1
7061 N n C H +→+是核聚变
3.1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子轰击金箔，研究α粒子散射的情况。

关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（ ）
A.α粒子大角度散射是由于电子对它的吸引
B.α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞
C.该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α粒子散射实验只能确定原子核很小，而无法估算原子核半径的数量级 4.关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ） A.扩散和布朗运动，都体现了分子在无规则热运动 B.布朗运动是固体小颗粒中固体分子的无规则运动 C.0℃的冰和0℃的铁块中所有分子的总动能相同 D.质量相等的100℃的水和100℃的水蒸气的内能相等 5.关于固体和液体，下列说法正确的是（ ）
A.玻璃、石墨和金刚石都是晶体
B.单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
C.当液体与固体接触时，附着层（即固液间的接触层）内的液体分子之间表现为斥力
D.液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压的变化而变化 6.下列四幅图涉及了不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A.甲图中斜率绝对值表示在该间距时的分子间作用力的大小
B.乙图中②状态下氧气分子平均动能小于①状态下氧气分子平均动能
C.丙图中随着温度的升高，辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
D.丁图中氧的原子核
()168
O 与锂的原子核()63
Li 相比，前者的平均核子质量更大
7.在弗兰克—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2
1n r n r =，氢原子各能级的能量为1
2
n E E n =
，其中量子数1n =，2，3，…，1r 和1E 为氢原子中电子的最小轨道半径和原子的基态能量，且113.6eV E =−。

假设通过电场加速的电子来轰击氢原子，使电子从最小半径1r 跃迁到14r 的轨道半径上，则关于电子的加速电压的最小值0U 和原子电势能的变化，下列说法中正确的是（ ）
A.010.2V U =，原子的电势能增加
B.010.2V U =，原子的电势能减少
C.012.75V U =，原子的电势能增加
D.012.75V U =，原子的电势能减少
8.24195Am （镅）是一种半衰期长达433年的放射性金属，通过衰变释放射线而被用于烟雾探测器，其衰变方程为241
95Am X Y →+（X 为释放射线中的某种粒子，Y 为产生的新核）
，在该烟雾探测器中装有大约0.3微克的镅241−，其释放的射线可以使腔内空气电离，从而在探测腔内加有低压的电极间形成微小电流。

由于该种射线在空气中只能前进几厘米，一张纸就能把它挡住，因此一旦烟雾进入探测器，就会阻挡部分射线而使电流减小引发警报。

关于该报警器下列说法中正确的是（ ）
A.烟雾颗粒阻挡的是由镅释放的β粒子
B.24195Am 发生一次衰变所产生的新核Y 的中子数比质子数多51个
C.0.3微克的镅经过866年剩余24195Am 的质量为0.075微克
D.发生火灾环境温度升高会使24195Am 的半衰期变短
9.图为单缸四冲程汽油机的工作原理示意图，四个冲程分别为吸气、压缩、做功、排气。

圆心为O 的轮轴半径是R ，转速为2400转/分，轮轴通过连杆MN 与活塞连接，面积为S 的活塞可在柱形气缸内做上下的直线运动。

已知在吸气冲程结束时吸入的空气压强为0p 、温度为0T ，此时活塞运动到最低位置且气缸容积为0V 。

压缩冲程中气缸的进气门和排气门同时关闭，在压缩冲程结束瞬间喷油嘴喷入汽油并在金属气缸内爆燃推动活塞完成做功冲程。

若汽油的燃点为T ，空气视为理想气体，假设汽油不占气缸的体积，则下列说法正确的是（ ）
A.汽油机每秒对外做功40次
B.当汽油机在做功冲程阶段，可将内能全部转化为机械能
C.当活塞由最低位置向上压缩空气到最高位置时，缸内空气的体积02V
V RS =− D.活塞在很短时间内由最低位置到最高位置完成压缩冲程，为了使汽油点燃，缸内空气的压强至少为
()
002002p V T
p T V RS =
−
10.一定质量的理想气体从状态A 开始，经历了四个过程：从A 到B ，B 到C ，C 到D ，D 再回到状态A ，其体积V 和热力学温度T 的关系图像如图所示，BC 和AD 的延长线均过原点O ，气体在状态A 时的压强为
0p ，则下列说法正确的是（ ）
A.A B →过程中外界对气体做功小于
003
2
p V B.B C →过程中气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数不断增加 C.C D →过程中气体的体积增加了
4
V D.完成整个循环过程中气体对外界放出的热量大于吸收的热量
二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.（7分）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下：
A.将一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。

B.用公式0
V d S
=
求出薄膜厚度，即油酸分子的直径。

C.用量筒量出N 滴油酸酒精溶液的体积V ，根据油酸酒精溶液的浓度，计算出一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积0V ，用浅盘装入约2cm 深的水，在水面上均匀的撒上痱子粉。

D.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x （不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长为a ，求出油膜的面积S 。

（1）对实验步骤进行排序，将C 作为第一步，请补全其他步骤：C__________（写步骤前的序号）。

（2）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。

本实验体现的物理思想方法为__________。

A.控制变量法
B.理想模型法
C.极限思想法
D.等效替代法
（3）已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为c ，根据油酸酒精溶液的浓度，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积的表达式0V =__________；油膜面积表达式S =__________；用以上字母表示油酸分子的直径d =__________。

（用题中所给字母填空） 12.（8分）微光夜视仪的工作原理用到了光电效应。

微弱的自然光经由目标表面反射，进入夜视仪，在物镜作用下聚焦于像增强器的光阴极面，激发出光电子；光电子在像增强器内部电子光学系统的作用下被加速、聚焦、成像，以极高的速度轰击像增强器的荧光屏，并激发出足够强的可见光，从而把一个只被微弱自然光照明的远方目标变成适于人眼观察的可见光图像。

再经过目镜的进一步放大，实现更有效地目视观察。

轰击荧光屏的电子数量越多、速度越大，图像的亮度就越高。

甲图中虚线框是微光夜视仪像增强器部分，它的核心原理可以简化为乙图，乙图中的阴极板K 相当于甲图中的光阴极，乙图中的阳极板A 相当于甲图中的阳极。

（1）在加速电压和入射光频率不变的情况下，目标反射光强度越强，苂光屏成像的亮度__________（填“越亮”“越暗”或“不变”）。

（2）对于确定的阴极材料，如果目标反射的可见光能够通过像增强器在苂光屏上成像，则目标辐射的红外线__________（填“一定”或“不一定”）能够通过像增强器在荧光屏上成像。

（3）传统的微光夜视仪显示的图像通常是单色的，细节显示不够丰富。

某研究小组想设计彩色的微光夜视仪。

如果能建立起反射光的频率和电子撞击苂光屏动能的关系，就可以得到反射光的频率和屏幕亮度的关系，再通过数据处理用对应的颜色表示相应的亮度最终实现彩色显示。

设反射光的频率为ν，加速电压大小为U ，电子电量大小为e ，阴极K 材料的截止频率为0ν，普朗克常量为h ，请写出击中荧光屏的电子的动能k E 和反射光的频率ν的关系式____________________。

（4）为了提高微光夜视仪的灵敏度，下列改进方案中可行的是__________。

A.增强目标的反射光的强度
B.增大物镜的口径，提高像增强器的进光量
C.增大像增强器阴极K 的面积
D.将像增强器阴极K 换成逸出功更小的材料
13.（10分）原子弹和核反应堆都利用了原子核裂变产生的能量。

前者可以给人类带来灾难，后者却能用来发电为人类造福。

用一个中子轰击235
92U ，可发生裂变反应生成14156Ba 和92
36Kr ，并释放出几个中子，已知每个中
子的质量1 1.008u m =，23592U 的质量2235.043u m =，141
56Ba 的质量3140.913u m =，9236Kr 的质量
491.897u m =，质量亏损1u 相当于释放931MeV 的能量，光速8310m /s c =×。

（1）请写出上述裂变中的核反应方程；
（2）求一个235
92U 在裂变反应中释放的核能的表达式（用1m 、2m 、3m 、4m 、c 表示）
； （3）若某原子弹装料为60kg 的235
92U ，其中大约有1.2%发生裂变，真实的裂变情况有很多种，假设发生的都是上述裂变反应，已知阿伏伽德罗常数231A 610mol N −
=×，
求这颗原子弹释放的能量约为多少MeV ？（结果保留2位有效数字）
14.（12分）（1）如图所示，正方体密闭容器中有大量气体分子，当这些运动的分子与器壁发生碰撞时，就会产生作用力，从而产生压强。

设密闭容器中每个气体分子质量为m ，单位体积内分子数量为n 。

为简化问题，我们假定：分子大小及分子间相互作用力可忽略，且分子与器壁各面碰撞的机会均等（正方体每个面有1/6的概率），分子运动的平均速率为v ，分子与器壁垂直碰撞且原速率反弹，利用所学力学知识。

①求平均一个分子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I ；
②证明：气体分子对器壁的压强21
3
p nmv =（注意：证明过程中需要用到但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）。

（2）光压的产生机理与气体压强产生的机理类似。

为简化问题，我们做如下假定：每个光子的频率均为v ，光子与器壁各面碰撞的机会均等，光子与器壁碰撞为弹性碰撞，且碰撞前后瞬间，光子动量方向都与器壁垂直，不考虑器壁发出的光子数和对光子的吸收，光子的总数保持不变，且单位体积内光子个数为n ；光子之间无相互作用。

已知单个光子的能量ε和动量p 间存在关系pc ε=（其中c 为光速），普朗克常数为h ，写出光压p 光的表达式（结果用n 、h 、ν表示）。

15.（17分）如图所示，横截面面积均为S 、内壁光滑的导热汽缸A 、B 。

A 水平、B 竖直放置，汽缸A 内气柱的长为2L ，汽缸B 中有两个不计质量和厚度的活塞M 、N ，均可在汽缸中自由移动且导热良好，分别将三部分理想气体封闭在汽缸中。

A 、B 之间由一段容积可忽略的细管相连，A 汽缸中细管口处有一导热性能良好的单向小阀门C ，A 中气体不能进入B 中，当B 中气体压强大于A 中气体压强时，阀门C 开启，B 内气体进入A 中。

大气压为0p ，初始时气体温度均为27℃，A 汽缸正中气体压强为01.5p ，B 汽缸中活塞M 离汽缸底部的距离为4L ，活塞N 离汽缸底部的距离为3L 。

现向M 上缓慢添加沙子，最后沙子的质量为
0p S
m g
=。

已知热力学温度和摄氏温度之间的关系为(273)K T t =+，求：
（1）活塞M 、N 稳定后，Ⅰ中气体的体积；
（2）活塞M 、N 稳定后，Ⅱ中剩余气体与原有气体的质量之比；
（3）同时对两汽缸缓慢加热，当温度达到750K 时，活塞M 距离汽缸底部的距离。

参考答案及解析
一、选择题
1.C 【解析】爱因斯坦提出“光子说”，成功解释了光电效应，不是普朗克，Α项错误；J.J.汤姆孙对阴极射线的研究发现了电子，说明原子是可以再分的，不是原子核，B 项错误；贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核内部是有结构的，C 项正确；卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现了质子，不是中子，D 项错误。

2.B 【解析】Α项应该是核聚变；C 项应该是α衰变；B 项正确；两个轻核结合成质量较大的核才是核聚变，D 项错误。

3.C 【解析】电子质量远小于α粒子质量，不会明显影响其轨迹，Α、B 项错误；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，这样才会使α粒子在经过时受到很强的斥力，使其发生大角度的偏转，C 项正确；通过α粒子散射实验能估算原子核半径的数量级，D 项错误。

4.Α 【解析】扩散和布朗运动的原因都是分子的无规则运动，Α项正确；布朗运动是宏观小颗粒的无规则运动，B 项错误；温度是分子平均动能的标志，不是所有分子总动能的标志，C 项错误；水吸热后成为水蒸气，内能增大，D 项错误。

5.D 【解析】玻璃是非晶体，Α项错误；晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B 项错误；液体和固体接触时，附着层内的分子即可能表现为引力（浸润）也可能表现为斥力（不浸润），C 项错误；液晶具有各向异性，D 项正确。

6.Α 【解析】分子势能图的斜率的绝对值是分子间作用力的大小，Α项正确；氧气分子速率分布图中，②状态的温度更高，分子平均动能更大，B 项错误；黑体辐射图中显示，温度升高，辐射强度峰值向波长小、频率大的一侧移动，C 项错误；氧的原子核的比结合能比锂的原子核的比结合能大，因此氧原子核更稳定，平均核子质量更小，D 项错误。

7.Α 【解析】由14n r r =可知，电子的轨道量子数2n =，则相应的原子的能量为1
2 3.4eV 4
E E =
=−，由2110.2eV eU E E =−=，所以电子的加速电压U 至少为10.2V ；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，故选Α项。

8.BC 【解析】三种射线中，α射线容易使空气电离，但穿透能力最弱，在空气中只能前进几厘米，可知镅发出的是α射线，通过镅释放出射线将空气电离，从而产生电流，Α项错误；根据质量数守恒可知，衰变产生的射线的质量数：2414237m =−=，电荷数：95293z =−=，所以中子数为23793144−=个，产生的新核的中子数比质子数多51个，B 项正确；已知镅的半衰期为433年，则经过866年是经过了两个半衰期，
剩余的为2
010.0752m =
微克，C 项正确；放射性粒子来自于原子核，半衰期与外界因素无关，D 项错误。

9.CD 【解析】由题可知轮轴每秒转40圈，每转2圈对外做功一次，所以每秒对外做功20次，Α项错误；根据热力学第二定律开尔文表述，内能无法全部用来做功转化成机械能，B 项错误；活塞由最低位置向上压缩
空气到最高位置时，上升的距离为2R ，则最高位置时缸内空气的体积为02V
V RS =−，C 项正确；设活塞在很短时间内上升到最高位置时压强为2p ，由理想气体状态方程可得0020p V p V
T T
=，解得()002002p V T p T V RS =−，
D 项正确。

10.ΑBD 【解析】Α→B 过程中，气体做等温变化，气体内能保持不变，作出此过程的产p -V 图像如图所示，
因气体体积减小，所以外界对气体做功，p -V 图像与横轴所围面积表示外界对气体做的功，对应梯形面积为
0032p V ，所以外界对气体做功小于003
2
p V ，Α项正确；B →C 过程中气体的温度降低，分子撞击器壁的平均力度减小，气体体积减小而压强不变，所以气体分子在单位时间内对单位容器壁的碰撞次数不断增加。

C →D 过程中经历等温变化，根据玻意耳定律可知，C 状态的体积为01
2V ，所以气体的体积增加了012
V ，B 项正确，C 项错误；Α→B →C →D →Α过程中，理想气体的内能不变，Α→B →C 外界对气体做功大于C →D →Α气体对外界所做的功，根据热力学第一定律，全过程气体对外界放热大于从外界吸收的热量，D 项正确。

二、非选择题 11.（1）ΑDB （2分） （2）B （2分） （3）
cV
N
（1分） 2a x （1分） 2cV Na x （1分）
【解析】（1）先滴油酸酒精混合液，再计算油膜的面积，最后计算油酸分子直径，所以正确的顺序是ΑDB 。

（2）分子间存在空隙，且存在多层分子的情况，为了方便研究问题，达到估测油酸分子直径的目的，我们将
（3）浓度乘以1滴混合液的体积即为1滴纯油酸的体积；x 个正方形的面积为油膜的表面积；1滴纯油酸的体积等于油膜的表面积乘以油膜的厚度（油酸分子直径）。

12.（1）越亮（2分） （2）不一定（2分）
（3）()0k E h eU νν=−+（2分） （4）BD （2分，漏选得1分，选错不得分）
【解析】（1）在加速电压和入射光频率不变的情况下，反射光强度越强，阴极板单位时间产生的光电子越多，击中荧光屏的电子也越多，成像就会更亮。

（2）由于红外线的频率比可见光小，虽然可见光频率大于阴极材料的截止频率能够发生光电效应，但是红外线的频率不一定大于阴极材料的截止频率，不一定能发生光电效应。

（3）根据爱因斯坦光电效应方程，光电子离开阴极板的初动能为()0h νν−，
加速过程再根据动能定理可得：()0k E h eU νν=−+。

（4）灵敏度的提高有两个角度，一个是提高相同成像区域激发的光电子数，另一个是提高电子击中荧光屏的
速度。

考察灵敏度应该在相同光照强度下进行，Α项错误；增大物镜的口径，可以提高像增强器的进光量，阴极板上同样的成像区域内会激发更多的光电子，屏幕成像会更亮，灵敏度会更高，B 项正确；只增大像增强器阴极K 的面积并不能提高阴极板上同样的成像区域内激发的光电子数，故不能提高灵敏度，C 项错误；将像增强器阴极K 换成逸出功更小的材料，会有更多的光能够达到截止频率，能提高相同成像区域激发的光电子数，灵敏度会更高，D 项正确。

13.（1）
235114192192
056360U+n Ba+Kr+3n →
（2）()322412E m m m m c ∆=
−−−
（3）263.710MeV ×
【解析】（1）由质量数和电荷数守恒可得该核反应方程为：
235
114192192
056360U+n Ba+Kr+3n → （2分）
（2）反应前后质量互为
()()14132341232m m m m m m m m m m +∆=
=−−−−−− （2分）
根据爱因斯坦质能方程2E mc ∆=∆ 得()322412E m m m m c ∆=
−−− （2分）
（3）一个
235
92
U 在裂变反应中
()235.043 1.008140.91391.8973 1.008u=0.217u m
∆=+−−−×
根据爱因斯坦质能方程2E mc ∆=∆可以求出释放能量为：2202MeV E mc ∆=∆= （1分） 这颗原子弹中发生裂变的铀235的质量约为60kg 1.2%0.72kg 720g m =×== （1分）
铀235的摩尔质量M 约为235g/mol ，所以
A m
N E M
E =∆总 （1分） 代入数据得26
3.710MeV E =×总
（1分） 14.（1）①2I mv = ②证明过程见解析 （2）1
3
p nh ν=
光 【解析】（1）①一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量是2I mv = （2分）
②证明：在t ∆时间内能达到面积为S 容器壁上的粒子所占据的体积为V Sv t =∆ （1分） 由于粒子有均等的概率与容器各面相碰，即可能达到目标区域的粒子数为1
6
N nV = （1分） 根据动量定理得F t N I ∆=⋅ （1分）
由牛顿第三定律可知，分子对器壁的撞击力大小为F F ′=，
气体分子对器壁的压强为21
3
F p nmv S ′=
= （2分） （2）在容器壁上取面积为S 的部分，则在t ∆时间内能够撞击在器壁上的光子总数为1
6
N
c tSn =∆（1分） 设器壁对这些光子的平均作用力为F ，则根据动量定理，有2F t Np ∆=
（1分） 由牛顿第三定律，这些光子对器壁的作用力为F F ′=，光子的能量h εν=，
由题意pc ε=可得p c
h ν
= （1分） 由压强定义，光压1
3
F p nh S ν′==光
（2分） 15.（1）21
2
V LS =
（2）2:3
（3）3.75L
【解析】（1）对I 气体分析可知：
初态压强为10p p =，体积()143V L L S LS =−=
（1分） 缓慢添加沙子后，压强2002mg
p p p S
=+
= （1分） 因为缓慢，所以过程中温度不变，根据1122p V p V = （1分） 可得21
2
V LS =
（1分） （2）当活塞C 2
02p p p =
= 对Ⅲ中原有气体，当压强增大到02p 时，其体积被压缩为L S Ⅲ
由等温变化规律可知：001.522p LS p L S =⋅⋅Ⅲ （2分） 解得 1.5L L =Ⅲ
Ⅱ中气体进入汽缸Α中所占的体积为()2 1.50.5L L S LS −=
（2分） 对原来的Ⅱ中气体，由等温变化规律得0032p LS p L S ⋅=⋅Ⅱ （2分） 解得3
2
L L =
Ⅱ Ⅱ中剩余气体与原有气体的质量比为
0.52
3
L LS L −=ⅡⅡ （2分）
（3）对汽缸缓慢加热，阀门C 关闭，此时Ⅱ中剩余气体发生等压变化
12
X L S LS T T = （2分） 由1300K T =，2750K T =
解得 2.5X L L = （1分） Ⅰ中气体也发生等压变化，有112
12LS L S T T =
同理可知1 1.25L L = （1分）
所以活塞M 距离汽缸底部的距离为
2.5 1.25
3.75H L L L =+= （1分）
（上述过程也可以把Ⅰ、Ⅱ气体当成一个整体，列等压变化规律得2分，直接求出活塞距离汽缸底部距离得3分）。