2022-2023学年北京市清华大学附中物理高二下期中统考试题含解析

2022-2023学年北京市清华大学附中物理高二下期中统考试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、交通部门常用测速仪来检测车速，如图所示，测速仪固定，一辆汽车正在向测速仪做匀速直线运动，某一时刻t=0时，测速仪发出一超声波脉冲，t=0.6s时测速仪接收到经汽车反射的超声波脉冲，t=1.8s时测速仪再次发出一超声波脉冲，t=2.2s时测速仪再次接收到经汽车反射的第二个超声波脉冲．假设超声波的速度为340m/s，根据以上测量数据，下列判断与计算正确是：（）A．被测汽车速度为20m/sB．被测汽车速度为21.25m/sC．被测汽车第一次反射超声波脉冲时，离测速仪的距离为204mD．被测汽车二次反射超声波脉冲的时间差为1.6s2、关于电磁场的理论，下列说法正确的是（）A．变化的电场周围产生磁场一定是变化的B．变化的磁场周围产生的电场一定是变化的C．均匀变化的磁场周围产生电场是均匀变化的D．预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦3、根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)()A． B． C．hλ D．4、下列说法正确的是（）A．分子之间的引力和斥力大小都随分子间距离的增加而增大B．布朗运动是液体分子的无规则运动C．液体中的悬浮微粒越小，布朗运动越明显D．当分子间距离增大时，分子势能一定增大5、如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次减小，则正确的是（）A． B． C． D．6、在核反应方程式（）A．X是中子，k＝9 B．X是中子，k＝10C．X是质子，k＝9 D．X是质子，k＝10二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62ev－3.11eV。下列说法正确的是（）A．处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，能够发出红外线C．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光8、如图所示，接在交流电源上的灯泡正常发光，以下说法正确的是()A．把电介质插入电容器，灯泡变亮B．增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮C．减小电容器两极板间的正对面积，灯泡变暗D．使交变电流频率减小，灯泡变暗9、下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（）A．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和B．一定量的水变成的水蒸汽，其分子之间的势能增加C．气体温度越高，气体分子的热运动越剧烈D．如果气体分子总数不变，当气体分子的平均动能增大时，气体压强必然增大10、如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径．M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的传播速度为c，则()A．此玻璃的折射率为B．光线从B到D需用时3R/cC．该玻璃球的临界角应小于45°D．若增大∠ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学设计了一种测温装置，其结构如图1所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出，设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。该同学在某大气压下提供不同的环境温度对B管进行温度刻度，测量获得的数据及B管上的温度刻度如下表所示：该同学将上表中环境温度和汞柱高的数据输入图形计算器，绘制出图象，如图2所示。（1）请根据图象提供的信息写出汞柱高度x随环境热力学温度T变化的函数关系式______；（2）根据图象和测温装置推断出实验时的大气压强值______cmHg，玻璃泡A内气体压强p和气体温度T的比例常量______（假设实验过程中值是不变的）（3）由于大气压要随季节和天气的变化，所以用这种测温装置来测量温度不可避免地会产生误差，若有一次测量时大气压比上述大气压低了1cmHg，那么此次测出的温度测量值与其实际的真实值相比是______填“偏大”或“偏小”12．（12分）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中：(1)关于油膜面积的测量方法，下列说法中正确的是________．(填字母代号)A．油酸酒精溶液滴入水中后，要立刻用刻度尺去量油膜的面积B．油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积C．油酸酒精溶液滴入水中后，要立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积D．油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能散开，等到状态稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积(2)实验中，将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，又测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴，现将1滴溶液滴到水面上，水面上形成0.2m2的单分子薄层由此可估算油酸分子的直径d＝________m.四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）在如图所示的电路中，已知电源电动势E=3V，内电阻r=1Ω，电阻R1=2Ω，滑动变阻器R的阻值可连续增大，问：（1）当R多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？当R消耗功率最大时电源的效率是多少？（2）当R多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？（3）当R为多大时，电源的输出功率最大？最大为多少？14．（16分）一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置B处是一面墙，如图所示，物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止．g取10m/s1．(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；(1)若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F．15．（12分）如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长，，匝数匝，线圈的总电阻，线圈位于磁感应强度的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值

的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴

以角速度匀速转动.电路中其它电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计，求：

(1)线圈转动过程中电阻R的发热功率；(2)从线圈经过图示位置开始计时，经过

周期时间通过电阻R的电荷量.

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、A【解析】

汽车收到第一次信号时，经过的时间为，距测速仪s1=v波t1=340m/s×0.3s=102m；汽车收到第二次信号时，经过的时间为，距测速仪s2=v波t2=340m/s×0.2s=68m；汽车收到两次信号距离测速仪的距离差s=s1-s2=102m-68m=34m，经过时间t=2.0s-0.3s=1.7s，汽车的速度，选项A正确，B错误；由以上分析可知，被测汽车第一次反射超声波脉冲时，离测速仪的距离为102m；被测汽车二次反射超声波脉冲的时间差为1.7s，故CD错误．2、D【解析】

考察电磁场的相关理论。【详解】A．均匀变化的电场周围产生恒定磁场，A错误；BC．均匀变化的磁场周围产生恒定电场，BC错误；D．麦克斯韦预言了电磁波存在，D正确。故选D。3、A【解析】光子能量为：E=hv，光子频率、波长、光速之间关系为，联立可得：，故A正确，BCD错误．4、C【解析】分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增加而减小，如果分子间表现为引力，则距离增大，分子力做负功，分子势能增大，AD错误；布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，液体中的悬浮微粒越小，布朗运动越明显，B错误C正确．5、D【解析】

从第3能级跃迁到第1能级，能级差最大，知a光的频率最大，波长最短，从第3能级跃迁到第2能级，能级差最小，知b光的光子频率最小，波长最长，波长依次减小的顺序为b、c、a，故D正确，ABC错误。故选D。6、B【解析】

设生成物为，则在核反应过程中反应遵循电荷数守恒故有92+0=38+54+Kz得kZ=0在核反应过程中反应遵循质量数守恒故有235+1=90+136+kA得kA=10；因k≠0，则Z=0，A=1；故生成物X为中子（），k=10，故B正确，ACD错误。故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ABC【解析】

A．紫外线的能量大于3.11eV，n=3能级的氢原子可以吸收紫外线后，能量大于0，所以氢原子发生电离，故A正确；B．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光子能量小于1.51eV，小于可见光的能量即为红外线，故B正确；C．根据计算出处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光，故C正确；D．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光子；因为可见光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV，满足此范围的有n=4到n=2，n=3到n=2，所以可将有2种不同频率的可见光，故D错误。故选ABC。8、ACD【解析】把电介质插入电容器，根据知电容增大，容抗变小，灯泡变亮，故A正确；增大电容器两板间的距离，根据知电容减小，容抗增大，灯泡变暗，故B错误；减少电容器两板间的正对面积，根据知电容减小，容抗变大，灯泡变暗，故C正确；使交变电流频率减小，容抗变大，灯泡变暗，故D正确．故选ACD．点睛：对于电容和电感的特性可以利用感抗和容抗公式记忆：XL=2πfL，XC=，L是电感，C是电容，f是频率．9、ABC【解析】

A．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，A正确；B．一定量的水变成的水蒸汽，吸收热量内能增加，而分子动能没变，因此其分子之间的势能增加，B正确；C．温度是分子平均动能的标志，因此气体温度越高，气体分子的热运动越剧烈，C正确；D．如果气体分子总数不变，气体分子的平均动能增大，但如果气体体积膨胀，单位体积内有分子数减小，也可能会使气体压强减小，D错误。故选ABC。10、ABC【解析】

A项：如图由几何知识得入射角，折射角，则此玻璃的折射率为：，故A正确；B项：BD长度，光在玻璃球内传播的速度，所以光线从B到D的时间为，故B正确；C、D项：由，则临界角，所以若增大，入射角可能大于临界角，所以光线可能在DM段发生全反射现象，故C正确，D错误．D项：三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、；75偏大【解析】

（1）[1]由图象看出汞柱高x随环境温度T变化的函数关系式为反比例图象，斜率所以关系式为（2）[2][3]当T=0时，封闭气体变为固体，上方变为真空，水银柱高产生的压强等于大气压，故纵轴的截距即为大气压强值；（3）[4]大气压强比上述大气压低了1cmHg，那么图象的斜率减小，测量的温度值偏大。【点睛】本题考查了利用图象处理物理物体的能力，此类题目文字叙述较多，难度一般不大，需要细心阅读题目。12、D5×1010【解析】

（1）明确用“油膜法”估测分子大小的实验原理：认为油酸分子是紧密排列的，而且形成的油膜为单分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜面积厚度即为油酸分子直径．液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后用坐标纸计算油膜的面积．（2）在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径．【详解】（1）液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，形成单分子油膜，再把油膜的