福建省龙海市程溪中学2023年物理高二第二学期期中考试试题含解析

福建省龙海市程溪中学2023年物理高二第二学期期中考试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、假设地球是一半径为R，质量分布均匀的球体，一矿井深度为d，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为A． B．C． D．2、阿伏伽德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，则质量为m的水所含分子数为（）A．NAB．NAC．mNAD．MNA3、下列说法中错误的是()A．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为＋→＋B．铀核裂变的核反应方程是：→＋＋2C．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子4、如图所示为等量的正、负电荷，A、B为两电荷的连线上的两点，C、D为中垂线上的两点．则关于电场性质的下列说法正确的是（）A．自A至B电场强度先减弱后增强；自C至D电场强度先增强后减弱B．自A至B电场强度先增强后减弱；自C至D先减弱后增强C．自A至B电势先降低后增高D．自C至D电势一直降低5、图a所示为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图b是这列波中P点的振动图象，那么该波的传播速度和传播方向是()A．v=25m/s，向轴负方向传播B．v=25m/s，向轴正方向传播C．v=50m/s，向轴负方向传播D．v=50m/s，向轴正方向传播6、如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为0.02s，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈总电阻为2Ω，匝数为100匝．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，时线圈中感应电流为1A．那么()A．线圈中感应电流的有效值为2AB．线圈转动一周产生的焦耳热为0.16JC．时穿过线圈磁通量的变化率为0.02Wb/sD．线圈中的感应电动势瞬时值表达式为e=4sin100πt(V)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、关于天然放射性，下列说法正确的是A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E.一个原子核在一次衰变中可同量放出α、β和γ三种射线8、如图所示，观察电流表的指针，可以看到（）A．指针随着线圈转动而摆动，并且线圈旋转一周，指针左右摆动一次B．当线圈平面转到跟磁力线垂直的平面位置时，电流表的指针的偏转最大C．当线圈平面转到跟磁力线平行的位置时，电流表的指针的偏转最大D．在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生感应电动势和感应电流是按正弦规律变化的9、如图所示，横轴r表示两分子间距，纵轴F表示两分子间引力或斥力的大小，图中两条曲线分别表示两分子间引力或斥力的大小随分子间距的变化关系，e为两曲线的交点，该点横坐标为r1．下列说法正确的是（）A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线B．在r＜r1区间，随两分子间的距离增大，分子间斥力减小得比引力快C．r=r1时，分子间既没有引力也没有斥力D．当分子间距从r1增大时，分子势能一定增大10、如图所示，相距为d的两水平线和分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为、质量为m，电阻为R，将线框在磁场上方高h处由静止释放，ab边刚进入磁场和穿出磁场时的速度恰好相等．则在线框全部穿过磁场的过程中（）A．ab边刚进入磁场时ab两端的电势差为B．感应电流所做功为C．感应电流所做功为D．线框最小速度为三、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）如图所示，用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．（1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的末端，再将入射球m1从斜轨S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复，接下来要完成的必要步骤是_______．（填选项的符号）A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放高度h和抛出点距地面的高度HC．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、ND．测量平抛射程OM、ON（2）若两球相碰前后的动量守恒，则表达式可表示为_____（用（1）问中测量的量字母表示）（3）若m1=45.0g、m2=9.0g、OP=46.20cm,则ON可能的最大值为_____cm．12．（12分）某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验用油酸酒精溶液的浓度为每1000ml溶液中含有纯油酸1mL，1mL上述溶液有50滴，实验中用滴管吸收该油酸酒精溶液向浮有痱子粉的水面中央滴入一滴油酸酒精溶液．（1）该实验中的理想化假设是_______A．将油膜看作单分子层油膜B．不考虑油分子间的间隙C．不考虑油分子间的相互作用力D．将油分子看成球形（2）实验描出油酸薄膜轮廓如图，已知每一个小正方形的边长为2cm，则该油酸薄膜的面积为________m2（结果保留一位有效数字）（3）经计算，油酸分子的直径为________m．（结果保留一位有效数字）（4）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于_______A．油酸未完全散开B．油酸溶液浓度低于实际值C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴．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）不同的概念、规律之间往往存在内在的联系，弄清相关概念、规律之间的联系，有助于提升高中物理学习的水平.如图所示，分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能，如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零，则作出的两个分子之间的势能与它们之间距离r的关系图线如图所示.(1)根据分子力做功与分子势能变化量的关系，可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息.a.写出分子势能图科率的绝对值的物理意义；b.在图中定性地通出分子力随分子间距离r变化的图像图，(在答题纸上画图，作图要求：约定分式力是斥力时>0，=0的点对应横坐标选用图甲中的或标明）(2)有一种理论模型认为，分子势能曲线所对应的分子力与分子之间的距离r的关系式为(其中，、、均为正的已知常量).若A固定，且仅考虑A对B的作用，在上述模型框架下：a.求B的平衡位置(即合力为0处)对应的两原子间的距离R；b.如图所示，以B的平衡位置为坐标原点，沿两分子连线建立x轴，证明：当B离开平衡位置一个很小的位移x(即)时，A、B分子为与位移x近似满足的关系.并给出常量的k表达式.(已知：当时，，n为非零实数)14．（16分）如图为远距离输电过程的示意图．已知某个小型发电机的输出功率为90kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为5Ω，在用户端用一降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制为2kW（即用户得到的功率为88kW），求：（1）降压变压器输出的电流和输电线上通过的电流．（2）输电线上损失的电压和升压变压器输出的电压．（3）两个变压器各自的匝数比．15．（12分）某同学设计的气压升降机如图所示，竖直圆柱形汽缸用活塞封闭了一定质量的气体，汽缸内壁光滑，活塞与内壁接触紧密无气体泄漏，活塞横截面积为S，活塞及其上方装置总重力，活塞停在内壁的小支架上，与缸底的距离为H，气体温度为T1，压强为大气压强p1．现给电热丝通电，经过一段时间，活塞缓慢上升．上述过程中，气体可视为理想气体，若整个过程中封闭气体内能的变化为△U，求：①气体的最高温度T；②整个过程中气体吸收的热量Q。

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、B【解析】

令地球的密度为ρ，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有，由于地球的质量为，所以重力加速度的表达式可写成：．根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，固在深度为d的井底，受到地球的万有引力即为半径等于（R-d）的球体在其表面产生的万有引力，故井底的重力加速度，所以有，故B正确；【点睛】抓住在地球表面重力和万有引力相等，在矿井底部，地球的重力和万有引力相等，要注意在矿井底部所谓的地球的质量不是整个地球的质量而是半径为（R-d）的球体的质量．2、A【解析】

水的物质的量为：；故质量为m的水所含的分子数为：N=nNA=NA；故A正确，BCD错误；故选A。3、B【解析】

卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为＋→＋，选项A正确；铀核裂变是通过一个中子轰击铀核，产生1个中子，写核反应方程式时，核反应前和核反应后的中子不能约，选项B错误；质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m1．2个质子和2个中子结合成一个α粒子，质量亏损△m=（2m1+2m2-m1），根据质能方程，释放的能量为△E=△mc2=（2m1+2m2-m1）c2．故C正确。已知λ1＞λ2，所以γ1＜γ2，知从a能级状态跃迁到b能级状态时发射光子的能量小于从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收光子的能量，所以a能级的能量小于c能级的能量，有hγ2-hγ1=hγ1，即，解得：．故D正确。此题选择不正确的选项，故选B.4、A【解析】

根据等量异种点电荷形成电场的电场线分布可知自A至B电场强度先减弱后增强；自C至D电场强度先增强后减弱，故A正确，B错误；根据顺着电场线电势降低可知自A至B电势逐渐降低，故C错误；等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，所以C至D电势不变，故D错误．所以A正确，BCD错误．5、C【解析】

由图（b）知，P点经过平衡位置向上振动，故波向轴负方向传播，该波的周期T=2s，由图（a）知，波长λ=100m，则波速v==50m/s，故C正确。6、C【解析】A、B、从垂直中性面开始其瞬时表达式为：，则电流的最大值为：Im，电流有效值为：，线圈消耗的电功为：，AB错误；C、感应电动势最大值为：：，任意时刻线圈中的感应电动势为：，当时，，而，解得：，C正确，D错误；故选C．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、BCD【解析】

A．并不是所有的元素都能衰变，只有原子序号超过83的元素才都能发生衰变，故A错误；B．放射性元素的半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，故B正确；C．放射性元素其放射性来自于原子核内部的，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构所以仍具有放射性，故C正确；D．α、β和γ三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，故D正确；E．一个原子核在一次衰变中，要么是α衰变要么是β衰变，同时伴随着能量的释放即γ射线，故E错误。故选BCD。8、ACD【解析】

当线圈转动时磁通量变化，产生感应电流，导致指针摆动；每当线圈通过中性面位置时，电流方向改变，则线圈旋转一周电流改变方向两次，指针左右摆动一次，故A正确；当线圈平面转到跟磁感线垂直的平面位置时，即中性面位置，则电流表的指针读数为零，故B错误；当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，线框切割速度最大，则感应电动势最大，电流表的指针偏转最大，故C正确；在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生感应电动势和感应电流是按正弦规律变化的，故D正确．9、BD【解析】在F-r图象中，随着距离的增大，斥力比引力减小得快，则知ab为引力曲线，cd为斥力曲线，故A错误；由图可知，在r＜r1区间，随两分子间的距离增大，分子间斥力减小得比引力快，故B正确；r=r1，分子间的引力和斥力同时存在，大小相等，方向相反，分子力为零，故C错误；当r1＜r时，分子力表现为引力，若增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能将增大，故D正确．所以BD正确，AC错误．10、CD【解析】

A.进入磁场前，线框做自由落体运动，则有:得线框的速度:ab边产生的感应电动势:ab两端的电势差为路端电压:故A错误．B.在线框全部穿过磁场的过程中，线框只受重力和安培力,又有ab边刚进入磁场和穿出磁场时的速度恰好相等，则根据动能定理可得,线框进入磁场感应电流所做的负功大小等于线框下降d重力所做的功，所以，线框进入磁场感应电流所做的负功大小等于，ab边刚进入磁场和穿出磁场时的速度恰好相等，其产生的感应电动势也相等，感应电流也相等，所以安培力也相等，即两状态线框的受力完全相同，初速度也相同，所以，线框穿出磁场和进入磁场两过程感应电流所做的功相等，所以，在线框全部穿过磁场的过程中，感应电流所做的功为，故B错误，C正确；D.线框进入磁场感应电流所做的负功大小等于，，即线框在进入磁场过程中一直在减速，完全进入磁场后只受重力，加速下落，穿出磁场时，又减速下落，因为ab边刚进入磁场和穿出磁场时的速度恰好相等，线框穿出磁场和进入磁场两过程感应电流所做的功相等，所以，线框速度最小时为线框刚刚穿出磁场时，由动能定理可得：解得：故D正确。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、(1)ACD(2)(3)77.00【解析】（1）要验证动量守恒定律定律，即验证：m1v1=m1v2+m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得：m1v1t=m1v2t+m2v3t，得：m1OP=m1OM+m2ON，因此实验中需要测量两小球的质量、先确定落点的位置再测量出平抛的水平距离；故应进行的步骤为ACD；

（3）根据（2）的分析可知，要验证动量守恒应验证的表达式为：m1OP=m1OM+m2ON；

（4）发生弹性碰撞时，被碰小球获得速度最大，根据动量守恒的表达式是：m1v0=m1v1+m2v2

由m1v02=m1v12+m2v22，

得机械能守恒的表达式是：m1•OM2+m2•ON2=m1•OP2，

联立解得：v2=v0，

因此最大射程为：sm=•OP==77.0cm；

点睛：该题考查用“碰撞试验器”验证动量守恒定律，该实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速和时间，而是用位移x来代替速度v，成为是解决问题的关键．注意明确射程最大对应的条件．12、ABD3×10﹣27×10﹣10AC【解析】试题分析：掌握估算油膜面积的方法：所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去．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；用油膜法估测分子直径实验原理是：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．根据此原理分析误差．（1）用油膜法测量分子的直径，不考虑分子间的减小，将油膜看成单分子油膜层，以及将油分子看成球形．故选ABD．（2）由于每格边长为2cm，则每一格就是4cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出75格，则油酸薄膜面积为：．（3）1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积：，由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为，（4）计算油酸分子直径的公式是，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积，油酸分子未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，A正确；计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，B错误；计算油膜面积时舍去了所有不足1格的方格，导致油膜面积减小，那么计算结果偏大，C正确；求每滴油酸酒精溶液的体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴，由可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D错误．四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案