2023-2024学年河南省南阳地区高二(下)期末适应性考试物理试卷+答案解析

2023-2024学年河南省南阳地区高二（下）期末适应性考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1.下列关于热学问题的说法正确的是()
A.晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大
B.小草叶子上的露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠，这一物理过程中水分子间的引力、斥力都增大
C.液体分子的无规则运动称为布朗运动，温度越高，布朗运动越明显
D.一种液体是否浸润某种固体，只与该种液体的性质有关
2.人类第一次实现原子核的人工转变方程为，X的中子数和质量数分别为()
A.9和18
B.9和17
C.8和16
D.8和17
3.如图所示，弹簧振子在B、C间做简谐振动，O为平衡位置，，若振子从B第一次运动到
O的时间是，则下列说法正确的是()
A.振幅是10cm
B.振动周期是1s
C.经过一次全振动，振子通过的路程是10cm
D.从B开始经过3s，振子通过的路程是30cm
4.下列说法正确的是()
A.图甲是某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系，温度
B.图乙是康普顿效应的示意图，该光子与电子碰撞后其波长将变大
C.图丙中射线c由电子组成，说明原子核内有电子
D.图丁所示的链式反应属于轻核的聚变，反应前后有质量亏损
5.一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a，整个过程由两个等温变化和两个等容变化组成。

在和的过程中，气体放出的热量分别为
5J和18J；在和的过程中，
气体吸收的热量分别为18J和15J。

下列说法正确的是()
A.状态c比状态a的温度低
B.气体完成一次循环对外界做的功为0
C.的过程中气体对外做的功为15J
D.过程中，单位时间内器壁的单位面积上分子碰撞次数不变
6.甲、乙、丙、丁四幅图涉及不同的原子物理知识，下列说法正确的是
()
A.图甲说明少量电子的运动表现为粒子性，大量电子的运动表现为波动性
B.图乙的粒子散射实验中，当显微镜放在D位置时，荧光屏上观察不到闪光
C.图丙中的半衰期是5730年，则20个经过11460年还剩5个
D.图丁中轧制钢板时需要动态监测钢板的厚度，探测器接收到的可能是射线
7.氢原子能级图如图所示，现用一束单色光照射大量处于基态的氢原子，能辐射出6种不同频率的光。

已知金属钨的逸出功为，下列说法正确的是()
A.该单色光的光子能量为
B.辐射光中波长最短的光子能量为
C.发生跃迁时辐射的光中能使钨发生光电效应的有3种
D.基态氢原子吸收光子后，核外电子动能增加
二、多选题：本大题共3小题，共18分。

8.关于分子热运动，下列说法正确的是()
A.两个相互接触的物体达到热平衡时，二者一定具有相同的内能
B.容器内的理想气体静置足够长时间后分子数密度一定保持不变
C.对于一定质量的理想气体，只要温度降低，其内能就一定减小
D.气体膨胀对外做功，分子的平均动能可能不变
9.的某种气体的压强和温度的关系图像图像如图所示。

表示1个标准大气压，标准状态
个标准大气压下气体的摩尔体积为。

下列说法正确的是()
A.状态A时气体的体积为
B.状态A时气体的体积为
C.状态B时气体的体积为
D.状态B时气体的体积为
10.在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次衰变。

新核与放出的粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，图为衰变后新核和该粒子的轨迹，且原子核衰变时其能量都以该粒子和新核的动能形式释放。

m、q分别表示该粒子的质量和电荷量，r表示该粒子的轨迹半径，质量亏损
忽略不计，下列说法正确的是()
A.图中的衰变方程为
B.衰变后新核的速度大小为
C.该粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，该环形电流大小为
D.衰变时释放的核能为
三、实验题：本大题共2小题，共20分。

11.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，某实验小组的实验方法如下：
下列实验步骤中，正确的顺序是_______。

填写步骤前面的数字
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。

待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。

②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。

③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径的大小。

④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。

⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。

用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。

把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，
由于酒精溶于水，油酸在水面上展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。

结果保留两位有效数字
若每一小方格的边长为10mm，则油酸薄膜的面积为_______。

若1升油酸酒精溶液中含有油酸，则估算出油酸分子的直径为_______m。

若该小组同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积之后，不小心拿错了另一个注射器把溶液滴在水面上。

拿错的注射器针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直径______填“偏大”或“偏小”。

12.如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距双缝到光屏的距离，
实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。

某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，则分划板在图乙中A位置时游标卡尺的读数如图丙
所示，_______mm，在B位置时游标卡尺的读数，相邻两亮条纹的间距_______
mm；该单色光的波长_______结果保留三位有效数字。

若装置各数据不变，改用波长为的光照射双缝，则屏上观察到的条纹个数_______填“增加”“减少”或“不变”。

若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丁所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值_______填“大于”“小于”或“等于”实际值。

四、计算题：本大题共3小题，共34分。

13.如图所示，一导热性能良好的球形容器内部不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上竖直插入一根两端开口的长玻璃管，接口密封。

玻璃管内部横截面积，一长为的静止水银柱封闭了一定质量的气体，其下方玻璃管内空气柱的长度，此时外界温度。

现把容器浸在的沸水中，水银柱缓慢上升后稳定。

实验过程中认为大气压没有变化，大气压
相当于75cm高汞柱压强。

结果保留两位有效数字
容器的容积为多少？
若实验过程中管内气体的内能增加了，判断气体是从外界吸收热量还是向外界放出热量，并计算热量的大小。

两列波在时的波形曲线如图所示，求：
从开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为的质点的时间。

阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图线如图乙所示，其中b光对应的图线与横轴的交点
坐标为。

已知氢原子的能级图如图丙所示，电子电荷量为。

求用a光照射金属时逸出光电子的最大初动能；
光电效应。

求此时每秒钟照射到阴极K的光子总能量E。

答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.晶体有固定的熔点，晶体在熔化过程中，温度不变，分子的平均动能不变，吸收的热量转化为分子势能，故A错误；
B.小草叶子上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，分子间的距离减小，分子间的引力和斥力都会增大，故B正确；
C.布朗运动是指悬浮在液体中的颗粒的运动，不是液体分子的运动，而是液体分子运动的间接反映，故C 错误；
D.一种液体是否浸润某种固体，与这两种物体的性质都有关系，故D错误。

故选B。

2.【答案】B
【解析】根据题意，由质量数守恒和质子数守恒可知，X的原子序数为
质量数为
X的中子数为
故选B。

3.【答案】D
【解析】
A.弹簧振子在B、C间做简谐振动，O为平衡位置，则振幅为
故A错误；
B.振子从B第一次运动到O的时间是，则
解得
故B错误；
C.经过一次全振动，振子通过的路程是
故C错误；
D.从B开始经过3s，即
振子通过的路程是
故D正确。

故选D。

4.【答案】B
【解析】A.题图甲是某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系，温度，A错误；
B.题图乙是康普顿效应的示意图，该光子与电子碰撞后动量减小、频率减小同时波长变大，B正确；
C.题图丙中射线c由电子组成，但不能说明原子核内有电子，衰变的实质是核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子，C错误；
D.题图丁所示的链式反应属于重核的裂变，D错误。

故选B。

5.【答案】C
【解析】解：过程，气体体积不变，压强增大，根据查理定律可知，气体温度升高，即状态c比状态
b的温度高，又由于为等温过程，所以状态c比状态a的温度高，故A错误；
B.气体完成一次循环回到状态a，气体温度不变，内能不变，根据题意可知，气体与外界传递
，即在一次循环过程，气体吸收热量为10J，根据热力学第一定律可知，气体完成一次循环对外界做的功为10J，故B错误；
C.的过程中，气体温度不变，内能不变，气体吸收热量15J，根据热力学第一定律可知，气体对外做的功为15J，故C正确；
D.过程，气体体积不变，气体分子分布的密集程度不变，结合上述可知，过程，气体温度升高，气体分子运动的平均速率增大，则单位时间内器壁的单位面积上分子碰撞次数增加，故D错误。

6.【答案】A
【解析】A.图甲说明少量电子的运动表现为粒子性，大量电子的运动表现为波动性，故A正确。

B.题图乙的粒子散射实验中，当显微镜放在D位置时，荧光屏上能观察到闪光，只是概率很低，故B错
误；
C.半衰期是针对大量样本才成立的统计学规律，对少数个体不成立，故C错误；
D.射线的穿透能力很弱，不能透过钢板，故D错误。

故选A。

7.【答案】C
【解析】A.用一束单色光照射大量处于基态的氢原子，设氢原子跃迁到n能级，又因为能辐射出6种不同频
率的光，所以
解得
所以，光子能量为
故A错误；
B.根据
可知，辐射光中波长最短，即频率最大，由
可知，光子能量越大，频率最大，即辐射光中波长最短的光子能量为
故B错误；
C.发生跃迁时辐射的光的能量分别为
所以，发生跃迁时辐射的光中能使钨发生光电效应的有3种，故C正确；
D.基态氢原子吸收光子后，电子跃迁到更高的轨道，根据库仑引力提供向心力
解得
可知，半径变大，速率变小，即动能变小，故D错误。

故选C。

8.【答案】BC
【解析】A.两个相互接触的物体达到热平衡时，此时二者一定具有相同的温度，但内能不一定相同，故A 错误；
B.容器内的理想气体静置足够长时间后达到平衡态，气体的体积、温度和压强都不变，所以分子数密度一定保持不变，故B正确；
C.理想气体内分子之间的相互作用可忽略不计，所以理想气体的内能仅仅与温度有关，对于一定质量的理想气体，只要温度降低其内能就一定减小，故C正确；
D.若气体膨胀对外做功的同时吸收热量，根据热力学第一定律，内能可能不变，温度可能不变，平均动能可能不变，故D错误。

故选BC。

9.【答案】AD
【解析】此气体在时，压强为标准大气压，所以此时它的体积应为
由题中图线可知，从压强为到A状态，气体做等容变化，A状态时气体的体积为，故A正确，B错误；
状态的温度为
从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为
根据盖-吕萨克定律
解得
故C错误，D正确。

故选AD。

10.【答案】ABC
【解析】A.发生衰变时，新核与放出的粒子的速度方向相反，根据左手定则，两粒子电性相同，即该衰变
为衰变，所以衰变方程为
故A正确；
B.对粒子，根据洛伦兹力提供向心力
解得
衰变后新核Y的质量为
衰变过程，两粒子动量守恒
解得
故B正确；
C.粒子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，则周期为
根据电流强度定义式有
解得
故C正确；
D.原子核衰变时其能量都以粒子和新核的动能形式释放，则释放的核能为
结合上述解得
故D错误。

故选ABC。

11.【答案】④①②⑤③；
；；
偏小；
【解析】解：“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
配制酒精油酸溶液教师完成，记下配制比例测定一滴酒精油酸溶液的体积题中的④准备
浅水盘①形成油膜②描绘油膜边缘⑤测量油膜面积③计算分子直径
正确的顺序是④①②⑤③；
若每一小方格的边长为10mm，每个正方形的面积为：
面积超过正方形面积一半的正方形的个数为80个，
则油酸膜的面积约为：；
每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为：
把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则分子的直径为：，该小组同学拿错的注射器针管比原来的粗，该小组同学测定的1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值偏小，测定的油膜面积S是准确的，根据，测定的油酸分子的直径偏小。

12.【答案】；；367
减少
大于
【解析】【分析】
本题考查用双缝干涉测光的波长的实验，解答本题的关键要掌握实验原理：双缝干涉条纹间距公式，同时，要掌握螺旋测微器的读数方法。

计算要注意单位的换算。

【解答】由图丙可得
根据图乙，可得相邻两亮条纹间距
根据，可得该单色光的波长
根据可知，改用波长为的光照射时，波长变长，则条纹间距变大，条纹个数将减少。

若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，
条纹是倾斜的，则测量值大于实际值。

13.【答案】设容器的容积为V，封闭气体等压膨胀，升温前温度为
升温后
由盖-吕萨克定律
其中
解得
气体压强为
因为气体膨胀，对外做功
根据热力学第一定律
可得
气体从外界吸收热量。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】根据图像可知，时，在处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位
移为20cm，根据波的叠加原理可知，两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为20cm，从图线可
以看出，甲、乙两列波的波长分别为，
则甲、乙两列波的波峰的x坐标分别为…，
…
由于与的最小公倍数为200，根据上述等式可知，介质中偏离平衡位置位移为20cm的所有质点的横
坐标x为…
当两列波的波谷相遇时，质点的位移为，时，两波波谷间的x坐标之差为
上述表达式中和均为整数，将波长上式解得
由于和均为整数，则相向传播的波谷间的距离最小为
可知，从开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为的质点的时间为
解得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：由题图乙可知：a光、b光、c光分别为电子由、3、2的能级跃迁至基态所释放
的光子，b光的光子能量。

由题意知，则光电子逸出时的最大初动能由光电效应方程
知
；
光的光子能量，由光电效应方程
可知
；
光的光子能量由得，每秒到达光电管阳极的光电子的总电荷量
每秒到达光电管阳极的光电子的个数
个
每秒入射到光电管阴极的光子个数
个
则每秒照射到阴极的光子总能量。

【解析】由题图乙可知：a光、b光、c光分别为电子由、3、2的能级跃迁至基态所释放的光子，b光的光子能量。

由题意知，则光电子逸出时的最大初动能由光电效
应方程求该金属逸出功；
光的光子能量，由光电效应方程求用a光照射金属时逸出光电子的最大初动能；
光的光子能量由得，每秒到达光电管阳极的光电子的总电荷量，每秒到达光电管
阳极的光电子的个数，每秒入射到光电管阴极的光子个数
，则每秒照射到阴极的光子总能
量
，由此分析解题即可。