2022-2023學(xué)年山西省懷仁市高二（下）期末考試物理試卷（含解析）

2022-2023學(xué)年山西省懷仁市高二（下）期末考試物理試卷

一、單選題（本大題共5小題，共30.0分）

1.對(duì)于盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說(shuō)法正確的是

A.該實(shí)驗(yàn)證明了質(zhì)子的存在

B.該實(shí)驗(yàn)證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的

C.該實(shí)驗(yàn)證明了原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里

D.該實(shí)驗(yàn)證明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)

2.以下說(shuō)法正確的是

A.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

B.核力是引起原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子的原因

C.核反應(yīng)堆中，鎘棒用來(lái)吸收中子，其作用是控制反應(yīng)速度

D.猾P是一種放射性同位素，一個(gè)猾P核的結(jié)合能比一個(gè);護(hù)核的結(jié)合能大

3.太陽(yáng)光中包含多種波長(zhǎng)的單色光，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光，水對(duì)其的折射率就越小.雨后太陽(yáng)光射

入到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹.設(shè)水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過(guò)球心的截面，入射光

線在過(guò)此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同波長(zhǎng)的出射光線，則a、b、c、d的波長(zhǎng)的

關(guān)系為

A.依次增大B.依次減小C.先增大后減小D.先減小后增大

4.關(guān)于固體和液體的性質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是

A.單晶體有確定的熔點(diǎn)，多晶體沒有確定的熔點(diǎn)

B.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)各向異性的特點(diǎn)

C.將玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，裂口邊緣變鈍，這是由于液體重力的作用

D.唐詩(shī)例!荷葉露珠J）中的詩(shī)句“霏微曉露成珠顆”，詩(shī)中的荷葉和露水表現(xiàn)為浸潤(rùn)

5.分子間的引力和斥力隨分子間距離變化的圖像如圖所示，當(dāng)r=r0時(shí)，引力和斥力大小相

等，以下說(shuō)法正確的是

A?r>r°時(shí)，隨著分子間距離的增大，引力和斥力的合力逐漸減小

B.r=r0時(shí)，引力和斥力的合力最大

C.r=r0時(shí)，分子勢(shì)能最大

D.r>r0時(shí)，隨著分子間距離的增大，分子勢(shì)能逐漸增大

二、多選題（本大題共3小題，共18.0分）

6.下列說(shuō)法正確的是

A.因?yàn)橐后w表面分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,液體表面分子間作用力表現(xiàn)為引

力，所以液體表面具有收縮的趨勢(shì)

B.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體

C.物體吸熱時(shí)，它的內(nèi)能可能不增加

D.一定質(zhì)量的100。C水變成Io0。C的水蒸氣，其分子勢(shì)能不變

7.氫原子能級(jí)示意圖如圖所示，氫原子從n=5能級(jí)分別躍遷到n=1能級(jí)、n=2能級(jí)和n=

3能級(jí)過(guò)程產(chǎn)生a、b、C三種光子，已知可見光的光子能量范圍為1.63eU?3.10eV,則下列

說(shuō)法正確的是

nEAV

8O

5____________-0.54

4--------------------085

3--------------------1.51

2--------------------3.4

1--------------------136

A.b光為可見光

B.c光為可見光

C.若用b光照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，用a光照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)

D.在同一介質(zhì)中，b光的傳播速度比C光的傳播速度大

8.某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x=擊譏（，則質(zhì)點(diǎn)

A.第IS末與第3s末的位移相同B.第IS末與第3s末所受的合力相同

C.3s末至5s末的位移方向相同D.3s末至5s末的速度方向相同

三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共15.0分）

9.在準(zhǔn)備做布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)之前，某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動(dòng)位置連線

的圖片分別如圖甲和乙所示.已知記錄炭粒位置的時(shí)間間隔均為20s,兩方格紙中每小格表示

的面積相同,請(qǐng)你根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)規(guī)律比較兩張圖片，然后回答.

⑴若圖甲、乙中的炭粒大小相同，則（選填“甲”或“乙”）圖中的水溫較高.

（2）若水溫相同，則（選填“甲”或“乙”）圖中炭粒的顆粒較小.

10.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室探究影響單擺周期的因素.

（1）該同學(xué)組裝單擺時(shí)，在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺(tái)

的鐵夾將橡皮夾緊，如圖甲所示，這樣做的目的是O（填字母代號(hào)）

A.保證擺動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)不變B.可使周期測(cè)量得更加準(zhǔn)確

C便于調(diào)節(jié)擺長(zhǎng)D.保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)

（2）該同學(xué)組裝好單擺后，在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺測(cè)得懸點(diǎn)到擺球的最低端

的長(zhǎng)度L=0.9900m.再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，結(jié)果如圖乙所示.則該擺球的直徑為

nun.單擺擺長(zhǎng)為m.

123主尺Cm

l11111111

MII111l∣,I,LLl.tIHIIII

fillIΓ∣T∣III?I11?v?

O5IO1520

乙

(3)圖丙所示的振動(dòng)圖像真實(shí)地描述了擺長(zhǎng)約為Inl的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作過(guò)程，圖

中坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開始，4、B、C圖反映了30次全振動(dòng)的圖像,已知Sin5o=0.087,sinl5o=

0.26,這四種操作過(guò)程符合實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是.(填字母代號(hào))

四、計(jì)算題(本大題共3小題，共47.0分)

11.一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的示意圖如圖甲所示，單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸00逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).

若從線圈經(jīng)過(guò)中性面位置開始計(jì)時(shí)，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示.已知發(fā)

電機(jī)線圈內(nèi)阻為2.00,外接燈泡的電阻為8.02求：

(1)流經(jīng)燈泡的瞬時(shí)電流的表達(dá)式.

(2)20s時(shí)間內(nèi)燈泡消耗的電能.

(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，外力所做的功.

12.如圖所示，粗細(xì)均勻的U形管左端封閉、右端開口，一段空氣柱將管內(nèi)水銀柱分為4、B

兩部分.水銀柱4位于封閉端的頂部，空氣柱的長(zhǎng)度2。=12.5cm,水銀柱4的長(zhǎng)度比=25cm,

B部分水銀的兩液面高度差∕?=45cm.管內(nèi)右側(cè)有一厚度、重力均可忽略的活塞，活塞與管

壁無(wú)摩擦，活塞靜止時(shí)的位置與左側(cè)空氣柱的下端齊平.外界大氣壓Po=75cmHg,保持外界

溫度不變，將活塞緩慢上提，當(dāng)4部分水銀柱恰好對(duì)U形管的頂部沒有壓力時(shí)，活塞移動(dòng)了多

少距離？

4ΞZ1

Zo

E

13.如圖所示，半球體透明介質(zhì)的底面與屏MN平行，半球體的球心為。點(diǎn)，球體的半徑為R,

半球底面與屏的距離L=，耳R.空氣中兩相同的細(xì)光束α和b沿垂直半球底面向上的方向射到

半球平面的4點(diǎn)和。點(diǎn)，且服。=0.5R,結(jié)果兩束光經(jīng)過(guò)半球體介質(zhì)后都恰好射到屏上同一點(diǎn)

P.不考慮光在透明介質(zhì)中的多次反射后再射出球面的情況，真空中光速為c?

(1)求半球體透明介質(zhì)的折射率.

(2)若兩細(xì)光束α和b同時(shí)射到半球底面上，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明哪一束光先到達(dá)P點(diǎn).

答案和解析

1.【答案】C

【解析】盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很

小的核里，并沒有證明原子核是由質(zhì)子和中子組成的，也不能證明質(zhì)子的存在，C項(xiàng)正確.

2.【答案】C

【解析】

【分析】

本題主要考查天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、核力、結(jié)合能和比結(jié)合能、核反應(yīng)堆。

【解答】

A人們認(rèn)識(shí)到原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)是從天然放射現(xiàn)象開始；電子的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)

構(gòu)，故A錯(cuò)誤；

A核力是核子克服庫(kù)侖斥力構(gòu)成穩(wěn)定的原子核的基礎(chǔ)，是強(qiáng)相互作用力，原子核內(nèi)存在弱相互作

用，它是引起原子核S衰變即原子核中中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子的原因，故B錯(cuò)誤；

C.在核電站中利用鎘棒吸收中子，控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，故C正確；

。.相P比猾P多一個(gè)中子，則將卷P分解為31個(gè)核子需要的能量更多，所以彩P的結(jié)合能比得P的結(jié)

合能大，故。錯(cuò)誤；

故選：Co

3.【答案】A

【解析】太陽(yáng)光通過(guò)水滴折射后，偏折程度從小到大的排序?yàn)閐、c、b、a,則同一介質(zhì)對(duì)不同光

的折射率關(guān)系是∏α>ni,>∏c>ntj,故兒<兒<兒<兒，4項(xiàng)正確.

4.【答案】B

【解析】單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤;彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)各向異

性的特點(diǎn)，故B項(xiàng)正確;將玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，裂口邊緣變鈍，這是由于液體表面張力

的作用，故C項(xiàng)錯(cuò)誤;詩(shī)句“霏微曉露成珠顆”中荷葉和露水表現(xiàn)為不浸潤(rùn)，故。項(xiàng)錯(cuò)誤.

5.【答案】D

【解析】分子力隨分子間的距離的變化而變化，當(dāng)r>r0時(shí)，分子間的作用力隨分子間距離的增

大而減小，斥力減小得更快，故分子力表現(xiàn)為引力，且引力和斥力的合力先增大后減小，4項(xiàng)錯(cuò)

誤.分子間的引力和斥力同時(shí)存在，當(dāng)分子間的距離r=2時(shí)，引力等于斥力，分子力為零，故B

項(xiàng)錯(cuò)誤.當(dāng)分子間的距離r<r°時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著分子間距離的增大，分子力做正功，

分子勢(shì)能減小;當(dāng)分子間的距離r>2時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨著分子間距離的增大，分子力做

負(fù)功,分子勢(shì)能增大，故當(dāng)時(shí)，分子勢(shì)能最小，項(xiàng)錯(cuò)誤、項(xiàng)正確.

r=ηjCD

6.【答案】AC

【解析】液體表面分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液體表面分子間作用力表現(xiàn)為引力，

所以液體表面具有收縮的趨勢(shì)，A項(xiàng)正確;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到

高溫物體而不引起其他變化，但在外力做功的情況下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，B項(xiàng)

錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第一定律，物體吸熱時(shí)，若同時(shí)對(duì)外做功，它的內(nèi)能可能不增加，C項(xiàng)正確;一定

質(zhì)量的100。C水變成100。C的水蒸氣，其分子平均動(dòng)能相同、分子勢(shì)能增大，。項(xiàng)錯(cuò)誤.

7.【答案】AC

【解析】根據(jù)能級(jí)差有光為可見光，

Es-Ei=13.06eV,E5-E2=2.86eV,E5-E3=0.97eV,b

故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤;若可見光能發(fā)生光電效應(yīng)，紫外線也一定能發(fā)生光電效應(yīng)，即用b光照射某

一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則用α光照射一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故C項(xiàng)正確;可見光的折射率比紅外

線的折射率大，根據(jù)n=?可知，可見光在介質(zhì)中的傳播速度較小，即在同一介質(zhì)中b光的傳播速

度比C光的傳播速度小，故。項(xiàng)錯(cuò)誤.

8.【答案】ABD

【解析】解：4、由關(guān)系式可知，將t=Is和t=3s代入關(guān)系

式中求得兩時(shí)刻位移相同。故A正確。

B、第IS末和第3s末的彈簧的彈力相同。故8正確。

C、由圖象可知，3s末至5s末的位移大小相同，方向相反。

故C錯(cuò)誤。

D、由圖象可知，3s末至5s末的速度方向也相同。故。正確。

故選：ABD。

通過(guò)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可以知道角速度、周期、振幅.結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象可以分析出各個(gè)時(shí)刻

的位移方向和速度方向.

解決本題的關(guān)鍵是能從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式中獲取信息，并會(huì)畫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖象，結(jié)合圖

象分析問題.

9.【答案】(I)乙(2)乙

【解析】根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，若炭粒大小相同，則液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯;若液體溫

度相同，則炭粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯.所以若甲、乙中炭粒大小相同，則乙圖中水溫較高;若它

們的水溫相同，則乙圖中炭粒的顆粒較小.

10.【答案】(IMC；

(2)10.00；0.9850；

(3M

【解析】

【分析】

當(dāng)擺角小于等于5。時(shí)，我們認(rèn)為小球做單擺運(yùn)動(dòng)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)等于主尺示數(shù)與游標(biāo)尺示數(shù)之

和；擺長(zhǎng)為懸點(diǎn)到球心的距離；對(duì)于測(cè)量誤差可根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析。

掌握單擺的周期公式，從而求解加速度，擺長(zhǎng)、周期等物理量之間的關(guān)系.單擺的周期采用累積

法測(cè)量可減小誤差.對(duì)于測(cè)量誤差可根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析。

【解答】

(1)在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊，是為

了防止動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)發(fā)生變化，如果需要改變擺長(zhǎng)來(lái)探究擺長(zhǎng)與周期關(guān)系時(shí)，方便調(diào)節(jié)擺長(zhǎng)，故

AC正確

故選AG

(2)游標(biāo)卡尺示數(shù)為

d=IOmm÷0×0.05mm=10.00mm,

單擺擺長(zhǎng)為：l=L-^d=0.9900m-0.0050m=0.9850m

(3)當(dāng)擺角小于等于5。時(shí)，我們認(rèn)為小球做單擺運(yùn)動(dòng)，所以振幅約為lx0.087m=8.7cm,當(dāng)小球

擺到最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，誤差較小，測(cè)量周期時(shí)要讓小球做30s50次全振動(dòng)，求平均值，所以A圖符

合實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小。

11.【答案】解：(1)由圖得e=Emsin(ωt')=6√2sin(100πt)V

則電流，r,H.<iv''2-..1.:IiMI.t1.1

(2)燈泡中的電流有效值/=篝=0.671

20s時(shí)間內(nèi)消耗的電能Q=I2Rt=57.6;

(3)由題圖乙知，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為E=用=6V

線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周過(guò)程中，外力做功W=Ql=aT=7.2XIo-2/

【解析】本題考查了交流電瞬時(shí)值表達(dá)式的表達(dá)式，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中磁通量的變化和功能轉(zhuǎn)化，

掌握焦耳定律以及最大值與有效值的關(guān)系是解題的關(guān)鍵。

(1)根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式寫出電流的瞬時(shí)值表達(dá)式；

(2)根據(jù)焦耳定律以及有效值和最大值之間的關(guān)系求解20s時(shí)間內(nèi)燈泡消耗的電能；

(3)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，外力所做的功等于產(chǎn)生安培力做功，等于轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量。

12.【答案】X=9.4cm

【解析】.解：對(duì)于封閉在左管中的氣體，根據(jù)玻意耳定律有

(PO-pgh2)l°S=ρgh1LS

設(shè)后來(lái)B部分水銀兩液面的高度差為魚，右管中活塞下方的氣柱長(zhǎng)度為根據(jù)玻意耳定律

PoMS=Pg(IIl+∕ι3)∕S