河北省邯郸市九校2022-2023学年高二下学期期中联考物理试题

（北京）股份有限公司 2022—2023 学年第二学期期中考试 高二物理 注意事项： 1. 考试时间为75 分钟，满分100 分。 2. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、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. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东， 不全南也。”关于地磁场，下列说法正确的是（ ） A. 地球内部也存在磁场，地磁的南极在地理南极附近，但不重合 B. 地球表面附近任意位置的地磁场方向都与地面平行 C. 在地球表面放置的小磁针N 极指南 D. 因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显 2. 放射性同位素的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。钴60（ ）的半衰期为5.27 年，它发生 衰变变 成镍60（ ），而 则会经一系列 、 衰变后生成氡 。下列说法正确的是（ ） A. 10g 钴60 经过10.54 年全部发生衰变 B. 钴60 可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收 C. 钍 原子核比氡 原子核的中子数多8 D. 钍 衰变成氡 一共经过2 次 衰变和3 次 衰变 3. 下图为氢原子的能级图，以下说法正确的是（ ） A. 氢原子从高能级向基态跃迁时可能发射 光子 （北京）股份有限公司 B. 一群处于 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生4 种谱线 C. 一个处于 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生2 种谱线 D. 一群处于 能级上的氢原子向低能级跃迁时辐射的光子都可以使逸出功为3.34eV 的锌板发生光电效应 4. 如图所示分别为分子间作用力与分子间距之间的关系（ 图像）和分子势能与分子间距的关系（ 图像），下列说法正确的是（ ） （北京）股份有限公司 A. 确定该 图像某点的分子势能大小时，选取分子间距为 时为零势能点 B. 通过两个图像可以得到分子势能最小时分子力不是最小 C. 图像与横轴围成的面积表示分子势能差值，与零势能点的选取有关 D. 分子间距离 时，随着r 的增大， 图线切线的斜率绝对值先增大后减小 5. 某探究小组的同学在研究光电效应现象时，利用a、b、c 三束单色光照射同一光电管时所得到的光电流I 与光电管两端所加电压U 的关系如图所示。已知a、c 两条图线与横轴的交点重合，下列说法正确的是（ ） A. b 照射光电管时，逸出光电子的最大初动能最大 B. a 光频率比c 光大 C. 增大c 光的光照强度，逸出光电子的最大初动能增大 D. 若b 光照射某金属发生光电效应，a 光照射该金属也一定发生光电效应 6. 水枪是孩子们喜爱的玩具，如图所示为常见的气压式水枪储水罐示意图。内部装有1L 的水，水上部密封 的空气0.5L，保持阀门关闭，再充入 的空气0.1L。设在所有过程中空气可看成理想气体，且温度 不变，下列说法正确的是（ ） A. 充气后关闭充气口，密封气体的压强增大为 B. 充气后关闭充气口，密封气体的分子平均动能变大 C. 扣动扳机将阀门打开后，密封气体对外界放热 D. 扣动扳机将阀门打开后，不再充气也能把水喷光 （北京）股份有限公司 7. 如图所示，三根通电长直导线A、B、C 均垂直纸面，其间距相等，通过A、B、C 的电流之比为 ，电 流方向已在图中标出。已知导线A、B 共同在C 处产生的磁场的磁感应强度大小为 ，则导线B、C （北京）股份有限公司 共同在A 处产生的磁场的磁感应强度（ ） A. 大小为 ，方向垂直BC 向下 B. 大小为 ，方向垂直BC 向上 C. 大小为 ，方向平行BC 向左 D. 大小为 ，方向平行BC 向右 二、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. 静止的 原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大、小圆半径分别为 、 。则下列说法正 确的是（ ） A. 该衰变为 衰变 B. 该衰变为 衰变 C. D. 9. 如图所示，一定质量的理想气体由状态A 开始，经历AB、BC、CA 三个过程回到原状态，其 图像刚 好是一个三角形，下列说法正确的是（ ） A. AB 过程中分子的平均动能减小 B. BC 过程中气体分子数的密度不变 C. CA 过程中气体分子在单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 （北京）股份有限公司 D. AB 过程中气体对外做的功小于CA 过程中外界对气体做的功 10. 霍尔元件是一种应用霍尔效应的磁传感器，广泛应用于各领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁场 方向垂直霍尔元件工作面，霍尔元件宽为d（M、N 间距离），厚度为h（图中上下面距离），当通以图示方 向电流时，MN 两端将出现电压 ，则（ ） （北京）股份有限公司 A. 若霍尔元件的载流子是自由电子，则M 端电势比N 端高 B. 若仅改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角， 将不变 C. 若仅增大霍尔元件宽度d，则MN 两端电压 一定增大 D. 若仅减小霍尔元件厚度h，则MN 两端电压 一定增大 三、非选择题：本题共5 小题，共54 分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步 骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11.（6 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500mL 溶液中含有纯 油酸1mL，1mL 上述溶液有100 滴，实验中把1 滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描 出油膜的轮廓，如图所示。 （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. 将油分子看成球体 （2）已知每一个小正方形的边长为20mm，则该油酸薄膜的面积为______ （结果保留两位有效数字）。 （3）油酸分子的直径是______m（结果保留一位有效数字）。 12.（9 分）用DIS 研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1 所示，用一个带有刻 度的注射器及DIS 实验系统来探究气体的压强与体积的关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积可直 接读出，气体的压强由图中压强传感器等计算机辅助系统得到，请回答下列有关问题。 （北京）股份有限公司 （北京）股份有限公司 （1）完成本实验的基本要求是______。 A. 在等温条件下操作 B. 封闭气体的容器密封良好 C. 必须测出所封闭气体的质量 D. 气体的压强和体积必须用国际单位 （2）实验之前，在注射器的内壁和活塞之间涂一些润滑油，除了可以减小两者之间的摩擦之外，主要作用是 ____________。 （3）某同学在做实验时，按实验要求组装好实验装置，然后按实验要求推动活塞，使注射器内空气体积发生 变化，实验数据如下表所示，请在图2 中作出V 与 的关系图像。 序号 1 2 3 4 5 6 7 18 16 14 12 10 8 6 1.038 1.160 1.311 1.512 1.784 2.178 2.793 0.963 0.862 0.763 0.661 0.561 0.459 0.358 （4）根据图像可知，软管中气体的体积为______mL（结果保留两位有效数字）。 13.（11 分）如图所示，横截面积相等、长度均为 的A、B 两气缸水平放置，A 气缸的左侧壁和B 气 缸的右侧壁导热，其余部分绝热，厚度不计的绝热活塞C 可在气缸B 内无摩擦的滑动。开始时阀门D 关闭， 活塞紧靠B 气缸左壁，B 内气体的压强为 。现将阀门D 打开，活塞C 缓慢向右移动，移动 10cm 后达到平衡并停止移动。若环境温度为 ，气缸A、B 间细管中的体积不计。求： （1）开始时A 内气体的压强； （2）现给B 内气体加热，达到平衡时活塞恰好回到距B 缸左侧壁2cm 的位置，求此时B 内气体温度。 14.（12 分）相距1m 的两根足够长平行金属导轨ab、cd 与水平面间的夹角 ，导轨间存在磁感应强度 大小为0.15T，方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场。如图所示，质量为0.15kg 的金属棒MN 垂直放置在导 轨上，当通以方向从M 到N、大小为2A 的电流时，金属棒MN 恰能沿导轨向下做匀速直线运动。已知 ， ， 。求： （北京）股份有限公司 （1）金属棒与导轨之间的动摩擦因数； （北京）股份有限公司 （2）当棒中电流方向不变，增大到4A 的瞬间，棒获得的加速度a。 15.（16 分）如图所示，在 的区域内存在垂直xOy 平面向里的匀强磁场，在 的区域内存在 场强大小为E、方向沿y 轴负方向的匀强电场（图中未画出）。电荷量为 、质量为m 的粒子从原点O 沿y 轴正方向以大小为 的速度发射，该粒子刚好从磁场右边界上 点离开磁场进入电场，经电场偏 转后到达x 轴上的Q 点。若不计粒子重力。求： （1）粒子从O 点运动到P 点所用时间t； （2）磁感应强度大小B； （3）粒子到达Q 点速度大小。 2022-2023 学年第二学期期中考试 高二物理参考答案 1. D 【解析】磁感线是闭合的，地球内部也存在磁场，地磁的南极在地理北极附近，A 错误；磁感线是闭合 的曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，B 错误；在地球表面上放置的小磁针N 极指北， C 错误；根据安培定则可知，通电导线的磁场方向与导线中电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥 斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，D 正确。 2. C 【解析】10.54 年为两个半衰期，则剩下的钴60 为原来的 ，没有全部衰变，A 错误；钴60 半衰期太长， 且衰变放出的高能粒子对人体伤害太大，不能作为药品的示踪原子，B 错误； 原子核的质量数为232， 质子数为90，则中子数为142， 原子核的质量数为220，质子数为86，则中子数为134，可知钍 原子核比氡 原子核的中子数多8，C 正确；钍 衰变成氡 ，质量数减少12，电荷数减少4， 则经过3 次 衰变，2 次 衰变，D 错误。 3. C 【解析】从能量为0 跃迁到基态，放出的光子能量也就是13.6eV。小于 光子的能量，A 错误；一群处 （北京）股份有限公司 于 的能级上的氢原子向低能级跃迁时产生的谱线条数，根据数学知识有 种，B 错误；一个 氢原子由高能级跃迁到低能级辐射出的光谱线的条数最多的是逐级跃迁，即最多是 种，故一个处于 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生2 种谱线，C 正确；根据金属 （北京）股份有限公司 发生光电效应的条件可知，入射光子的能量要大于金属的逸出功，故氢原子辐射的光子能量大于3.34eV 的， 都可以使锌板发生光电效应。根据一群处于 能级上的氢原子向低能级跃迁时辐射3 种光子，光子的能量 分别为 ； ； ，其中两种光子的能量大于锌板的逸出功，因此只有两种光子可以使锌 板发生光电效应，D 错误。 4. D 【解析】确定该 图像某点的分子势能大小时，选取分子间距为无穷远时为零势能点，A 错误；通 过两个图像可以得到分子势能最小时，分子力也是最小，B 错误； 图像与横轴围成的面积表示分子势 能差值，与零势能点的选取无关，C 错误；图线切线斜率的绝对值表示分子间作用力的大小， 时，随着 r 的增大，分子间作用力先增大后减小，故 图线切线的斜率绝对值先增大后减小，D 正确。 5. A 【解析】由图像可知，光电流为零时，遏止电压的大小关系为 ，根据 可知，三种光的频率大小关系为 ，b 光照射时，逸出光电子的最大初动能最 大，A 正确，B 错误；增大c 光的光照强度，可以使单位时间逸出的光电子数量变多，饱和电流增大，而最 大初动能不变，C 错误；由AB 中分析可知，b 光的频率大于a 和c，若b 光照射某金属发生光电效应，a 光照 射该金属不一定发生光电效应，D 错误。 6. A 【解析】以密封空气和充入空气为研究对象，由 可得， ，A 正确；温度不 变，分子平均动能不变，B 错误；由于一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，温度不变，故内能也 不变，即 ，由于气体对外界做功，即 ，由热力学第一定律 可知， ，因此 气体从外界吸热，故C 错误；由 可得， ，得 ，故不能把水喷光，故D 错误。 7. A 【解析】对长直导线C 研究，根据矢量的合成可得 ，解得 ，对长直导线A 研究，根据矢量的合成可得，A 处磁感应强度为 ，方向垂直BC 向下，A 正确， BCD 错误。 （北京）股份有限公司 8. BC 【解析】若是 衰变，则新核和 粒子向相反的方向射出，新核和 粒子偏转方向相反，做匀速圆周 运动的轨迹外切，由题意知，两圆内切，所以该核的衰变是 衰变，根据质量数和电荷数守恒写出衰变方程 为 ，A 错误，B 正确；洛伦兹力提供向心力，求得轨迹半径公式 ，又由于衰 （北京）股份有限公司 变前后动量守恒，即 ，联立可得，轨迹半径之比等于电荷量的反比，从而求出轨迹半径之比 ，C 正确，D 错误。 9. BC 【解析】温度是分子平均动能的标志，AB 过程中气体温度升高，气体分子的平均动能增大，故A 错误； BC 的过程中，根据图像可知，气体的体积不变，则单位体积内的气体分子数不变，故B 正确；CA 过程中， 气体温度不变，分子平均动能不变，但体积减小，单位体积内的分子数目增多，因此单位时间内撞击单位面 积器壁的分子数增多，故C 正确；AB 过程中气体体积的变化量等于CA 过程中气体体积的变化量，但CA 过 程中气体的平均压强小于AB 过程中气体的平均压强，所以AB 过程中气体对外做的功大于CA 过程中外界对 气体做的功，故D 错误。 10. AD 【解析】根据左手定则，电子向N 侧面偏转，N 表面带负电，M 表面带正电，所以M 表面的电势高， A 正确；仅改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，在垂直于工作面方向上的磁感应强度将小于原磁场磁感应 强度的大小，则 将减小，B 错误；据 以及 可得， ，易知C 错 误，D 正确。 11.（1）ABD；（2） ；（3） （每空2 分，共6 分）。 【解析】（1）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子层分布 的；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间的空隙，故选ABD。 （2）由题图可读出超过半格的格数约为115 小格，则油膜面积为 。 （3）1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 ，油酸分子的直径为 。 12.（1）AB（2 分）；（2）提高活塞密封性，防止漏气（1 分，意思正确即可）；（3）见解析（3 分）； （4）1.2（1.1~1.5 均算正确）（3 分）。 【解析】（1）本实验的条件是温度不变、气体质量一定，所以要在等温条件下操作，且注射器密封性要好， 故AB 正确；本实验研究质量一定的气体压强与体积的关系，不需要测量气体的质量，故C 错误；本实验研 究气体的压强和体积的比例关系，单位无须统一为国际单位，故D 错误。故选AB。 （2）实验之前，在注射器的内壁和活塞之间涂一些润滑油，除了可以减小两者之间的摩擦之外，主要作用是 提高活塞密封性，防止漏气。 （3）根据表中数据描点连线，如图所示： （北京）股份有限公司 （4）设软管中气体体积为 ，由图像可知，体积的读数值比实际值小 ，依据 ，C 为定值， 则有 ，可得软管中气体的体积为图线纵轴截距的绝对值，由图像可得， 。 13.（1） ；（2） 。 【解析】（1）最后平衡时，A、B 中气体压强相等设为p，由玻意尔定律可得 A 部分气体： （2 分），B 部分气体： （2 分）， 解得 （1 分）。 （2）给B 加热，活塞恰好回到初始位置的过程中，对B 部分气体有 （2 分），由 玻意尔定律，对A 部分气体有 （2 分），因活塞恰好回到初始位置，活塞与气缸 B 的左壁无相互作用 （1 分），解得 （1 分）。 14.（1） ；（2） 。 【解析】（1）根据左手定则可知，当通以方向从M 到N 的电流时，金属棒所受安培力沿导轨向上，金属棒 MN 恰能沿导轨向下做匀速直线运动，则有 （4 分），又 （1 分），代 入数据，解得 （1 分）。 （2）当棒中电流增大到 时，设棒的加速度为a，以沿导轨向下为正方向，由牛顿第二定律有 （4 分），代入数据解得 （1 分）， 所以棒获得的加速度大小为 ，方向沿导轨向上（1 分）。 （北京）股份有限公司 15.（1） ；（2） ；（3） 。 【解析】（1）粒子在磁场中运动的轨迹如图所示，设在磁场中的轨迹半径为r， （北京）股份有限公司 根据几何关系有 （2 分）， （1 分）， 解得 ， ，粒子在磁场中的运动轨迹的圆心角为 （1 分）， 粒子在磁场中的运动时间 （2 分）。 （2）在磁场中由洛伦兹力提供向心力得 （2 分），解得 （2 分）。 （3）粒子在匀强电场中做类斜抛运动，沿x 轴正方向做匀速直线运动 （1 分），沿y 轴负方向做匀减速直线运动 （1 分）， 由牛顿第二定律得 （1 分），沿y 轴方向由运动学公式可得 （1 分），粒子到达Q 点速度大小 （1 分）， 解得 （1 分）。