2022-2023江苏省连云港市重点中学高二（下）月考物理试卷（6月）（含解析）

2022-2023学年江苏省连云港市重点中学高二（下）月考物理试卷（6月）
一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）
1. 关于物体的内能、温度和分子的平均动能，下列说法正确的是( )
A. 温度低的物体内能一定小
B. 温度低的物体分子运动的平均动能一定小
C. 外界对物体做功时，物体的内能一定增加
D. 做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大
2. 关于质量相等的的水和的水蒸气，下列说法正确的是( )
A. 水的内能比水蒸气的内能大
B. 水分子的热运动比水蒸气的热运动剧烈
C. 每个水分子的速率都和水蒸气分子的速率一样大
D. 水分子的平均动能和水蒸气分子的平均动能一样大
3. 如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态，其中和为等温过程，和为绝热过程，这就是热机的“卡诺循环”，则( )
A. 过程气体压强减小仅是因为气体分子的数密度减小
B. 过程速率大的分子比例在增加
C. 过程气体对外做功大于过程外界对气体做功
D. 过程放出的热量小于过程吸收的热量
4. 关于下列四幅图所涉及的物理知识，描述不正确的是( )
A. 由图甲可知，状态的温度比状态的温度高
B. 图乙中当分子间的距离大于时，分子间距变大，分子势能变小
C. 图丙中方解石的双折射现象说明，方解石是各项异性的晶体
D. 图丁中的酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润
5. 某小组用、两种单色光照射同一光电管探究光电效应，得到光电流与光电管所加电压的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A. 光照射时逸出的光电子最大初动能大 B. 增强光的强度，遏止电压也增大
C. 光的频率大于光的频率 D. 光的波长小于光的波长
6. 我国科研人员利用铀铅定年技术对“嫦娥五号”月球样品玄武岩岩屑中的富铀矿物进行分析，确定月球直到亿年前仍存在岩浆活动。该技术依赖的其中一种衰变链为经一系列、衰变后形成稳定的，关于该衰变链下列说法正确的是( )
A. 衰变成的过程中，不可能放出射线
B. 衰变成需经次衰变和次衰变
C. 的半衰期随外界环境温度的增大而变短
D. 衰变是原子核内一个质子转变成中子的结果
7. 中国科学院的环流器装置主要用来研究磁约束下的核聚变，核反应方程是，已知粒子的质量为，氘核的质量为，氚核的质量是，中子的质量为，相当于，下列有关核反应的说法正确的是( )
A. 是核聚变反应，也是目前核电站使用的核反应
B. 只要把和放在一个密闭的容器内就可以发生核聚变反应
C. 一个氘核与一个氚核聚变反应吸收的能量是
D. 一个氘核与一个氚核聚变反应释放的能量是
8. 氢原子的能级示意图如图所示，大量处于的激发态的氢原子向低能级跃迁时，会辐射出若干种不同频率的光，再用这些光照射逸出功为的钨。下列说法中正确的是( )
A. 氢原子能辐射种不同频率的光子
B. 氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应
C. 氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率减小
D. 氢原子向低能级跃迁时，辐射出波长最小的光子的能量为
9. 年月日时分，我国“嫦娥四号”探测器自主着陆在月球背面冯卡门撞击坑内，在人类历史上首次实现了航天器在月球背面软着陆和巡视勘察。月球背面温度低至，为避免低温损坏仪器，月球车携带的放射性同位素钚会不断衰变，释放能量为仪器设备供热。已知钚的衰变方程为，其半衰期为年，则( )
A. 钚每隔几年就需要更换，否则月球车能源供应会大幅度衰减
B. 钚在衰变前后质量数和电荷量数均守恒
C. 为电子，故钚的衰变为衰变
D. 白天温度高时，钚的半衰期会减小：夜晚温度低时，其半衰期会增大
10. 如图所示，一盛水的封闭容器顶部插有一根两端开口的玻璃管，玻璃管的上端与大气相通，下端插入水底，此时玻璃管内、外的水面相平。若打开容器右侧底部的阀门，则在阀门出口处水流出的过程中，玻璃管内的水面( )
A. 高于管外水面 B. 低于管外水面
C. 保持与管外水面相平 D. 保持在图示位置
11. 礼花喷射器通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷出，营造气氛。喷出礼花彩条的过程中，罐内气体( )
A. 内能减少 B. 分子热运动加剧
C. 由于来不及发生热传递，故温度保持不变 D. 礼花喷射器宜在高温干燥环境保存
12. 原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断正确的是
A. 核的结合能约为 B. 中等质量的原子核最稳定
C. 两个核结合成核要吸收能量 D. 裂变成和要吸收能量
二、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
13. 如图为某校物理学习小组的同学“用研究温度不变时一定质量的气体压强与体积关系”的实验装置。
实验装置中与注射器直接相连的传感器叫做__________传感器；
某次实验中，注射器的示数如图所示，可知注射器内封闭气体的体积为__________；
在某次实验中，该小组的同学分别在室内和室外室内温度高于室外温度进行了实验，其中实线为在室内实验得到的图线，则室外实验结果的图线可能为__________；
A. B. C. D.
在某次实验中，小组的一位同学迅速地推动注射器的活塞，则较短的时间内注射器内封闭气体的内能将__________填“不变”、“变大”或“变小”注射器内气体可看作理想气体。
三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
14. 氙气灯在亮度、耗能及寿命上都比传统灯有优越性某轿车的灯泡的容积，充入氙气的密度，摩尔质量，阿伏加德罗常数试估算灯泡中：结果均保留一位有效数字
氙气分子的总个数；
氙气分子间的平均距离．
15. 如图所示是一种由气缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车氮气减震装置，该装置的质量、活塞柱与气缸摩擦均可忽略不计，气缸导热性和气密性良好，环境温度不变，气缸内的气体可视为理想气体。该装置未安装到汽车上时，弹簧处于原长状态。封闭气体和活塞柱长度均为，气体压强等于大气压强。将四台减震装置安装在汽车上，稳定时汽车重量由四台减震装置支撑，且封闭气体被压缩了。已知活塞柱横截面积，弹簧的劲度系数。求：
压缩后，气缸内氮气的压强；
汽车的质量。
16. 一导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体。如图甲所示，汽缸水平横放时，缸内空气柱长为。已知大气压强为，环境温度为，活塞横截面积为，汽缸的质量，不计活塞与汽缸之间的摩擦。现将气缸悬挂于空中，如图乙所示。求
稳定后，汽缸内空气柱长度；
汽缸悬在空中时，大气压强不变，环境温度缓慢地降至多少时能让活塞回到初始位置；
第小题过程中，若气体内能减少了，此气体释放了多少热量。
17. 太阳现正处于主序星演化阶段．它主要是由电子和、等原子核组成．维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，这些核能最后转化为辐射能．现将太阳内部的核聚变反应简化为个氢核聚变成氦核，同时放出两个正电子已知光速，氢核质量，氦核质量，正电子质量要求计算结果保留一位有效数字．则：
请写出题中所述核聚变的核反应方程；
求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能．
已知地球的半径，日地中心距离，忽略太阳的辐射能从太阳到地球的能量损失，每秒钟地球表面接收到的太阳辐射的总能量为，求每秒钟太阳辐射的电子个数。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：
、温度低的物体分子平均动能小，内能不一定小，故A错误B正确；
C、外界对物体做功时，若同时散热，物体的内能不一定增加，故C错误；
D、做加速运动的物体，由于速度越来越大，动能越大，但温度不一定升高，物体分子的平均动能不一定增大，故D错误；
故选：。
温度低的物体分子平均动能小，内能不一定小；外界对物体做功时，若同时散热，物体的内能不一定增加；做加速运动的物体，由于速度越来越大，动能越大，但温度不一定升高，物体分子的平均动能不一定增大。
温度是分子平均动能的标志，温度越高，则分子的平均动能越大；但要注意区分分子平均动能与物体的宏观速度之间的区别；同时明确影响内能的方式有做功和热传递。
2.【答案】
【解析】解：同温度的水要变成同温度的水蒸气要吸热，因此相同质量、相同温度的热水和水蒸气，水的内能比相同质量的水蒸气的内能小，故A错误；
B.分子热运动的剧烈程度与温度有关，质量相等的的水和的水蒸气，由于两者的温度相同，水分子的热运动与水蒸气的热运动剧烈程度相同，故B错误；
温度是分子平均动能的标志，质量相等的的水和的水蒸气，因温度相同，则有水分子的平均动能和水蒸气分子的平均动能一样大，则平均速率一样大，由于分子的运动是无规则的，并不是每个分子的速率都一样大，故C错误，D正确。
故选：。
内能的大小与温度、质量和状态有关，分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度是分子平均动能的标志。
本题主要考查了内能的决定因素，解题关键是掌握内能的大小与温度、质量和状态有关，分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度相同分子平均动能相同。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查气体状态变化的图像问题，对于一定质量的理想气体，内能只与温度有关，温度升高则内能变大，气体体积变大，则气体对外做功，气体体积变小，则外界对气体做功。根据热力学第一定律分析气体的吸热、放热情况。图像与坐标轴围成的面积表示气体做功根据气体压强的微观意义分析气体分子对容器壁的碰撞情况。
【解答】
A、过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小；体积变大，气体的分子数密度减小，故气体压强减小是气体分子平均动能减小和分子数密度减小两个方面的原因，故A错误；
B、因为过程温度降低，所以速率大的分子比例在减小，故B错误；
C、根据题意，与温度相同，与温度相同，又一定质量的理想气体内能只与温度有关，所以过程与过程内能变化量的大小是相同的，而这两个过程都是绝热过程，所以都是因为做功改变了气体的内能，所以过程气体对外做功等于过程外界对气体做功，故C错误；
D、图像与坐标轴围成的面积表示气体做功，整个循环中，气体对外做功大于外界对气体做功，即；一个循环，内能不变，，根据热力学第一定律，，即气体吸热，其中过程气体吸热，过程气体放热，另外两个过程都是绝热过程，所以过程放出的热量小于过程吸收的热量，故D正确。
4.【答案】
【解析】
【分析】本题考查热学中的基本规律与概念。分子速率分布图像，温度较高时，速率大的分子比例较多；分子势能图像，由图像可知当分子间的距离大于时，分子间距变大，分子势能变大；当分子间的距离小于时，分子间距变大，分子势能变小；处分子势能最小。光在晶体中的双折射现象就是光学各向异性的表现，属于单晶体；在固液之间，液体不浸润固体液滴因为表面张力呈球形，浸润某种固体在固体表面铺开。
【解答】图甲为氧气分子速率分布图像，温度较高时，速率大的分子比例较多，故状态的温度比状态的温度高，故A正确，不符合题意；
B.图乙中当分子间的距离大于 时，分子力表现为引力，分子间距变大，分子力做负功，分子势能增大，故B错误，符合题意；
C.光在晶体中的双折射现象就是光学各向异性的表现，所以图丙中方解石的双折射现象说明方解石是各项异性的晶体，故C正确，不符合题意；
D.不浸润液滴因为表面张力呈球形，所以图丁中的酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，故D正确，不符合题意。
故选B。

5.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查光电效应方程的应用，逸出功相同的情况下，入射光的频率决定光电子的最大初动能，熟练运用即可解答。
【解答】
A.由动能定理可得，由图像可知，则光照射时逸出的光电子最大初动能大，故A正确；
B.遏止电压由最大初动能决定，由入射光的频率决定，与光照强度无关，故B错误；
C.由光电效应方程可知，，，则可知光的频率小于光的频率，故C错误；
D.频率越大，波长越短，则光的波长大于光的波长，故D错误。

6.【答案】
【解析】解：在、衰变过程中，产生的新核不稳定，新核会从高能级向低能级跃迁，并且伴随射线的放出，故A错误；
B.由核反应方程：
根据核反应方程满足电荷数守恒，可得：
根据核反应方程满足质量数守恒，可得：
解得：，，故B正确；
C.由于半衰期与原子所处的物理状态无关、与温度和化学状态无关，所以衰变至的半衰期不会随外界环境温度的变化而变化，故C错误；
D.衰变是原子核内一个中子转变成质子的结果，故D错误。
故选：。
、衰变过程中，产生的新核不稳定，会从高能级向低能级跃迁，并且伴随射线的放出；
核反应方程满足质量数和电荷数守恒；
半衰期与原子所处的物理状态无关，与温度和化学状态无关；
衰变是原子核内一个中子转变成质子的结果。
解题关键是明白核反应方程遵循质量数和电荷数守恒；明确半衰期与原子所处的物理状态、温度、化学状态等无关；理解、衰变。
7.【答案】
【解析】解：．是核聚变反应，目前核电站使用的核裂变，故A错误；
B.聚变反应需要在高温高压下才能进行，故B错误；
根据题意，该反应的质量亏损为
则释放的能量
故C错误，D正确。
故选：。
是核聚变反应；
核聚变也叫热核反应；
先计算质量亏损，再计算释放核能。
本题考查学生对核聚变反应、质量亏损规律的掌握，是一道基础题。
8.【答案】
【解析】解：大量的氢原子处于的激发态，当向低能级跃迁时，依据数学组合公式，，故A错误；
B.一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为种，对应的能量为
其中有种大于，则有种不同频率的光能使金属发生光电效应，故B错误；
C.氢原子辐射一个光子后，则轨道半径减小，由库仑引力提供向心力
可知，氢原子的核外电子的速率增大，故C错误；
D.能级跃迁到能级辐射出波长最小光的能量最大，大小为，故D正确。
故选：。
根据数学组合公式得出光子频率的种类；
根据能级差的计算公式结合光电效应的原理完成分析；
根据库仑力提供向心力得出速度的表达式，由此得出电子的速率变化；
根据能级差公式结合波长与频率的关系完成分析。
本题主要考查了光电效应的相关应用，理解能级差的计算公式，结合光电效应的原理即可完成分析。
9.【答案】
【解析】【详解】钚的半衰期是年，不需要隔几年就更换，故A错误；
B.衰变遵循质量数和电荷量数守恒，故B正确；
C.根据电荷数和质量数守恒可知，的电荷数为，质量数是，故为粒子，故钚的衰变为衰变，故C错误；
D.半衰期由原子核内部决定，与外界的物理、化学状态无关，故D错误。
故选B。
10.【答案】
【解析】解：玻璃管下端处管内与管外压强大小相等，由题可知初始时容器内大气压与玻璃管内大气压相等，打开阀门水流出后容器内空气压强减小，玻璃管内大气压强不变，为了保持玻璃管下端处管内与管外压强相等，玻璃管内水注下降，且玻璃管内的水面低于管外水面。故B正确，ACD错误。
故选：。
根据压强的变化特点，结合题目条件分析出玻璃管内的水面变化。
本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，熟悉气体压强的计算即可完成分析，属于常规题型。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查做功与内能关系，分子热运动，解题关键是知道做功改变物体内能以及这一过程中的能量转化，对物体做功，物体内能会增加，物体对外做功，物体内能会减小。
【解答】
、在喷出礼花彩条的过程中， 罐内的压缩空气对礼花彩条做功，空气内能转化为礼花彩条的机械能，罐内气体内能减少，温度降低，分子热运动速度减慢，故 BC错误， A正确；
D、礼花喷射器宜在低温干燥的环境保存，故D错误。
12.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查结合能与比结合能的知识，几个自由核子组合成原子核释放的能量或者原子核完全拆解成自由核子时所需的能量称为结合能。
结合能与核子数的比值即为比结合能，比结合能反映了原子核的稳定程度，比结合能越大，则原子核越稳定。
在核反应中，如果比结合能变大，则反应释放能量。
【解答】
A.核的比结合能约为，核子数为，故结合能约为，故A错误；
B.中等质量的原子核比结合能最大，最稳定，故B正确；
C.核的比结合能要小于核的比结合能，故两个核结合成核要释放能量核聚变，故C错误；
D.裂变成和，比结合能变大，要释放能量核裂变，故D错误。
故选B。
13.【答案】压强；；；变大。
【解析】
【分析】
本题主要是考查“用研究温度不变时一定质量的气体压强与体积关系”的实验，关键是能够根据实验方法和实验原理进行分析，知道对该实验造成影响的主要因素。
“用研究温度不变时一定质量的气体压强与体积关系”的实验需要测量封闭气体的压强和体积，根据仪器的功能分析；
根据注射器的示数读数；
根据分析温度降低时的变化情况。
由迅速地推动注射器的活塞引起的温度变化来判断封闭气体的内能变化。
【解答】
实验装置中与注射器直接相连的传感器用于测量注射器内气体的压强，所以是压强传感器；
注射器刻度的分度值为，读数需要精确到，所以此时注射器内封闭气体的体积为；
当室内与室外的封闭气体体积相同时，单位体积内的分子数密度相同，单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数相同，但室内的封闭气体温度较高，分子平均速率较大，所以气体压强较大，由此可推知，室内气体的实验结果曲线应始终比室外气体的实验结果曲线高，故选C；
在某次实验中，小组的一位同学迅速地推动注射器的活塞对气体做功，则较短的时间内，封闭气体还来不及与外界发生热量交换，所以封闭气体的内能将变大。

14.【答案】解：
设氙气的物质的量为你，则：，
氙气分子的总数：；
每个分子所占的空间为：，
设分子间平均距离为，则有：，
则：。
答：氙气分子的总个数为；
氙气分子间的平均距离为。
【解析】本题关键明确阿伏伽德罗常数时联系宏观量和微观量的桥梁，知道摩尔体积等于摩尔质量与密度的比值。
15.【答案】解：当汽车装上减震装置后，设气缸压缩后的体积为 ，压强为 ，由玻意耳定律可知
解得；
设汽车对一个减震装置的压力为 ，以减震装置气缸上表面为研究对象，受力分析可知
联立解得
即减震装置对汽车的支持力
以汽车为研究对象
解得汽车的质量。

【解析】对被封闭气体分析，找出初末状态参量，根据玻意耳定律求得压强，然后对承载物受力分析，根据共点力平衡求得汽车的质量。
16.【答案】解：设气缸竖直悬挂时，内部气体压强为，空气柱长度为，根据玻意耳定律可知：
对气缸受力分析，由平衡条件可得：
联立可得：
气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律可知：
解得：
根据热力学第一定律可知：
其中
得
则气体释放的热量为
【解析】对内部气体进行分析，根据玻意耳定律列式得出空气柱的长度；
气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律列式得出环境温度；
根据热力学第一定律列式得出气体释放的热量。
本题主要考查了热力学第一定律的相关应用，熟悉气体状态参量的分析，结合热力学第一定律分析出气体的吸放热情况即可，整体难度不大。
17.【答案】解：根据核反应方程质量数和核电荷数守恒，则有聚变反应的核反应方程为： ；
根据质量亏损和质能关系，可知每发生一次该核反应释放的核能为：
；
代入数据解得：；
设每秒内在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上光子的个数为，
根据题设条件可知：；所以有：
代入数据解得：个
那么每秒钟太阳辐射的电子个数即为个。

【解析】见答案
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