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河北省部分重点高中2022-2023年高二下学期4月期中考试
物理
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。回答非选择题时，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。
4．本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第三册。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列关于热学问题的说法正确的是（ ）
A．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
B．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大
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．可视为质点的甲、乙两个分子，甲固定于原点，乙只在x轴上运动，乙所受分子力F只与距离x有关，F沿x轴正方向为正，F与x在间的关系如图所示。乙由静止从P点开始移动，假设乙除分子力F外不受其他外力作用，则下列叙述正确的是（ ）
A．乙分子到达Q点时，动能最大 B．乙分子到达R点时，动能最大
C．乙分子到达Q点时便静止于该处 D．乙分子到达R点时便静止于该处
3．下列说法正确的是（ ）
A．只有高温物体才辐射电磁波
B．微观世界的某些极少数带电微粒的能量变化可以是连续的
C．黑体只是从外界吸收能量，并不向外界辐射能量
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就可以近似为一个黑体
4．某校中学生参加某电视台“异想天开”节目的活动，他们提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是（ ）
A．制作一个装置从海水中吸收内能并全部用来做功
B．制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下
C．在房屋顶盖上安装太阳能板，可以用太阳能来解决照明和热水问题
D．汽车尾气中的各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
5．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
6．水平放置的圆柱形密闭容器，中间用无摩擦的活塞隔开。活塞右端和圆柱形容器的右端用轻质弹簧相连接，如图甲所示。弹簧遵循胡克定律，自然长度为圆柱形容器长度的一半。活塞左侧为真空，右侧理想气体的热力学温度为。若缓慢增加活塞右侧理想气体的热力学温度T，其对应的弹簧伸长量为x，则的关系最接近图乙中（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
7．原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中不正确的是（ ）
A．核的结合能约为128MeV B．核比核更稳定
C．两个核结合成核时释放能量 D．核中核子的平均结合能比核中的大
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．一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。下列说法正确的是（ ）
A．A→B的过程中，气体对外界做功 B．A→B的过程中，气体放出热量，内能不变
C．B→C的过程中，气体压强不变 D．A→B→C的过程中，气体内能增加
9．下列说法不正确的是（ ）
A．在表达式和中，能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长或频率是描述物质的波动性的典型物理量
B．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能和电势能都减小
C．在链式反应时，中子的速度越小越容易被铀原子核捕捉使原子核发生裂变
D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷
10．氧气分子在温度为0℃和100℃下的速率分布如图所示，是分子数所占的比例。由图中信息可得到的正确结论是（ ）
A．同一温度下，速率大的氧气分子数所占的比例大
B．100℃时图像的面积等于0℃时的面积
C．温度越高，一定速率范围内的氧气分子数所占的比例越小
D．温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小
三、非选择题：共54分。
11．（6分）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为1：500，用注射器和量筒测得1mL上述溶液有50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。
（1）本实验做了三点理想化假设：
①将油酸分子视为球形；
②________；
③油酸分子是紧挨在一起的。
（2）测得油膜的面积约为，则油酸分子的直径是________m。（结果保留两位有效数字）
（3）某同学计算出的结果明显偏大，可能的原因是________。
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，将1L溶液的滴数多记了几滴
12．（9分）如图所示，用气体压强传感器探究气体做等温变化的规律，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一连接起来；
②移动活塞至某一位置，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的压强；
③重复上述步骤②，多次测量并记录压强和体积数据；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。
（1）关于本实验的基本要求，下列说法正确的是________（填选项前的字母）。
A．移动活塞时应缓慢一些 B．封闭气体的注射器应密封良好
C．必须测出注射器内封闭气体的质量 D．封闭气体的压强和体积必须用国际单位表示
（2）为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出________（填“”或“”）图像。对图像进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条________，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
（3）在不同环境温度下，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________（填选项的字母）。
（4）当缓慢压缩注射器内的气体时，外界对气体做功，试从热力学第一定律的角度分析，气体做等温变化的原因是________。
13．（11分）一种典型的氢核聚变反应是两个氘核聚变成氦核的同时释放中子，已知氘核质量为2.0136u，氦核质量为3.0150u，中子质量为1.0087u，1u的质量相当于931.5MeV的能量。（结果均保留三位有效数字）
（1）写出上述核反应方程式；
（2）求核反应中释放的核能。
14．（12分）竖直平面内有一内径处处相同的直角形细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB段处于水平状态。气体封闭在水平管内，各部分尺寸如图所示，此时气体温度，外界大气压强。现缓慢加热封闭气体，使AB段的水银恰好排空。
（1）求此时气体的温度并说明在此过程中外界对气体的做功情况；
（2）此后再让气体温度缓慢降至初始温度，求气体的长度。
15．（16分）一群处于第4能级的氢原子，最终都回到基态能发出几种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极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。
（1）求该金属逸出功；
（2）求用a光照射金属时逸出光电子的最大初动能；
（3）只有c光照射金属时，调节光电管两端电压，达到饱和光电流，若入射的光子有75%引发了光电效应。求此时每秒钟照射到阴极K的光子总能量E。
物理参考答案
1．A
【解析】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，选项A正确；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，选项B错误；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，选项C错误；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，选项D错误。
2．A
【解析】根据图像及力和运动的关系、动能定理可知，选项A正确。
3．D
【解析】所有物体都辐射电磁波，选项A错误；微观粒子的能量变化都是量子化的，选项B错误；黑体从外界吸收能量，不反射电磁波，但是向外界辐射电磁波，选项C错误、D正确。
4．C
【解析】根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能并全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，选项A错误；绝对零度是温度的极值，是不能达到的，选项B错误；通过太阳能电池将太阳能转化为电能再加以利用，选项C正确；有害气体和空气不可能自发地分离，违反热力学第二定律的方向性，选项D错误。
5．A
【解析】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，选项B错误；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，选项C错误；射线的穿透能力很弱，不能透过钢板，选项D错误；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，选项A正确。
6．C
【解析】当温度为时，活塞平衡弹簧伸长。当温度缓慢增加时，由恒量可知，p增大V增大，压力呈非线性变化，且增加幅度逐渐减小，故题图乙中3正确，选项C正确。
7．D
【解析】由题图可知，的比结合能约为8MeV，故核的结合能约为128MeV，选项A正确；核比核的比结合能更大，故核比核更稳定，选项B正确；从比结合能小的元素生成比结合能大的元素，有核能释放，故两个核结合成核时释放能量，选项C正确；由题图可知，核的平均结合能比核的平均结合能小，选项D错误。
8．BC
【解析】由题图可知，从A到B过程气体的体积减小，外界对气体做功，选项A错误；从A到B过程气体的温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，选项B正确；在B到C过程中是一个常数，气体发生的是等压变化，气体的温度降低，内能减少，选项C正确、D错误。
9．BC
【解析】根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，选项B错误；在链式反应时，中子的速度大小约为2.2km/s时容易被铀原子核捕捉使原子核发生裂变，选项C错误；其他选项说法正确。
10．BD
【解析】由题图可知，中等速率的氧气分子数所占的比例大，选项A错误；100℃时图像的面积等于0℃时的面积，选项B正确；由题图可知，温度越高，一定速率范围内的氧气分子数所占的比例有高有低，选项C错误；由题图可知，从0℃升高到100℃时，速率较小的氧气分子数所占的比例变小，选项D正确。
11．（1）将油膜看成单分子层（2分） （2）（2分） （3）AC（2分）
【解析】（1）本实验中三点理想化的假设是，将油酸分子视为球形，油酸分子一个个紧挨在一起，油膜为单分子油膜。
（2）直径。
（3）d偏大的原因要么是V大了，要么是S小了，A、C选项都是S小了，选项A、C均正确；油酸中含有大量酒精，最后酒精溶于水，对结果无影响，选项B错误；多数几滴n增加，会使减小，选项D错误。
12．（1）AB（2分） （2）（2分） 过原点的倾斜直线（1分） （3）AC（2分）
（4）气体放热，Q为负值，气体体积减小，W为正值，，当时，气体内能不变，温度不变（2分）
【解析】（1）由于该实验是“用气体压强传感器探究气体做等温变化的规律”，条件是一定质量的气体，故实验中不能出现漏气的现象；实验时应该缓慢移动活塞，使气体和外界进行充分的吸热、放热，保证温度不变，选项A、B均正确；等温变化的规律为：，所以不必要测出气体的质量，只要质量不变即可，选项C错误；只要压强p两边的单位统一，体积V两边的单位统一，就可以得出气体做等温变化的规律，选项D错误。
（2）如果作图像，因为它们的乘积是不变的，故这个图像应该是一条曲线，正比关系更能形象直观地判断压强p与体积V的数量关系，故应作出图像，在误差允许的范围内，图线是一条过原点的倾斜直线。
（3）由于实验操作和数据处理均正确，则温度高的对应的pV值较大，分别在图线上找到两个点，则pV乘积较大的是对应的图线，选项A正确、B错误；设，则k值大的对应的pV的乘积也大，即斜率越大的对应的温度越高，选项C正确、D错误。
（4）气体放热，Q为负值，W为正值，，当时，气体内能不变，温度不变。
13．解：（1）（3分）
（2）由题意知（3分）
得（2分）
则。（3分）
14．解：以cmHg为压强单位，设玻璃管横截面积为S
（1）在AB段液柱排空的过程中气体是恒压变化的
，，（1分）
由盖—吕萨克定律得（2分）
代入数据求得（2分）
气体体积增大，外界对气体做负功。（1分）
（2）当温度又降回初始温度时，，最终气体长度为，与开始时的状态相比是恒温变化过程，此时BC管中液柱长（1分）
气体压强（1分）
又开始时气体压强（1分）
由玻意耳定律得（2分）
代入数据求得。（1分）
15．解：（1）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（1分）
由题意知，则光电子逸出时的最大初动能（2分）
由光电效应方程知。（1分）
（2）a光的光子能量（2分）
由光电效应方程知。（2分）
（3）c光的光子能量（1分）
由得，每秒到达光电管阳极的光电子的总电荷量（1分）
每秒到达光电管阳极的光电子的个数个（2分）
每秒入射到光电管阴极的光子个数个（2分）
则每秒照射到阴极的光子总能量。（2分）
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