河北省石家庄二中教育集团2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

河北省石家庄二中教育集团2023-2024学年高二下学期期中考
试物理试卷
一、单选题
1．当分子间距离为0r 时，分子间的作用力为0。

则分子间的距离从00.9r 增大到010r 的过程中（ ）
A ．00.9r 到0r ，分子间作用力为引力
B ．0r 到010r ，分子间作用力减小
C ．00.9r 到0r ，分子势能减小，且随间距增加分子势能减小得越来越慢
D ．0r 到010r ，分子势能增加，且随间距增加分子势能增加得越来越快
2．对于一定量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A ．保持压强不变时，分子热运动不可能变得更剧烈
B ．压强变小时，分子间的平均距离不可能减小
C ．温度升高，体积不变过程中，气体可能放热
D ．温度升高，体积增大时，气体一定吸热
3．下列关于固体、液体和气体的说法中正确的是（ ）
A ．晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同
B ．少量的水银掉落在水泥地板上，形成一个个“略扁”的水银珠，当地重力加速度越小，水银珠越接近球状
C ．出现毛细现象时，液体一定浸润该毛细管
D ．炒菜时的烟气升腾，是油烟颗粒的热运动
4．某种气体在两种温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标u 表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，下列说法正确的是（ ）
A ．图中两条曲线与横坐标轴所围面积相等
B ．温度升高，曲线纵坐标峰值变大
C ．图中虚线对应分子平均动能大于实线对应分子平均动能
D ．分子速率分布呈现“两头多，中间少的趋势”；温度升高，每个气体分子速率都增加 5．如图甲所示，阴极K 和阳极A 是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K 在受到光照时能够发射光电子。

阴极K 与阳极A 之间电压U 的大小可以调整，电源的正负极也可以对
调。

闭合开关后，阳极A 吸收阴极K 发出的光电子，在电路中形成光电流。

现分别用a 、
b 、
c 三种色光照射阴极K ，形成的光电流与电压的关系图像如图乙中a 、b 、c 所示，下列说法正确的是（ ）
A ．b 光频率最低
B ．a 光的光强一定最强
C ．a 、c 光照射到阴极K 上，出射电子的最大初动能不同
D ．U 一定时，三种单色光分别照射阴极K ，射出的光电子的最大动能ka kc kb
E E E =< 6．如图所示为氢原子的能级示意图，基态能量为0E -；氢原子处于激发态第n 能级的能量12n E E n =（2,3,4,n =）。

现用某种频率的单色光照射大量处于n =1能级的氢原子，使其刚好跃迁到n =4能级。

下列说法正确的是（ ）
A ．入射光光子的能量等于016
E B ．其中一个氢原子从n =4能级向低能级跃迁，最多可辐射6种不同频率的光子
C ．氢原子从n =4能级向低能级跃迁时，辐射出的波长最长的光子对应的能量为07144E
D ．由激发态跃迁到基态的赖曼系光子的能量有可能小于高能级跃迁到n =2能级的巴尔末系光子的能量
7．2023年12月14日，在法国卡达拉奇，宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开
放。

“人造太阳”内部发生的一种核反应，其反应方程为234112H H He X +→+，已知21H 的比结
合能为1E ，31H 的比结合能为2E ，4
2He 的比结合能为3E ，光在真空中的传播速度为c ．下列说法正确的是（ ）
A ．在核反应中产生的X 粒子是质子
B ．1232
E E E +< C ．核反应中的质量亏损为1232
234E E E c +- D ．该反应中，牛顿运动定律依然适用
二、多选题
8．核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙
射线干扰。

23894Pu 同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。

我国的
火星探测车用放射性材料2PuO 作为燃料，2PuO 中的Pu 元素是23894Pu ，已知23894Pu 的半衰期
为88年，其衰变方程为2382349492Pu U X →+。

则下列说法正确的是（ ）
A ．23894Pu 的平均核子质量大于23492Pu 的平均核子质量
B ．此衰变放出的射线是β射线
C ．温度降低，半衰期不变
D ．100个23894
Pu 原子核经过88年后将剩余50个没有衰变 9．将小球A 从一座高度为H 的高塔塔顶静止释放，同时另一个小球B 自塔底以初速度0v 竖
直上抛，A ，B 两小球在同一直线上运动。

不考虑空气阻力的影响，下面判断正确的是（ ） A ．两小球在空中运动过程中，间距随时间均匀减小
B ．如果两小球在空中相遇，则球A 从开始下落到与球B 相遇经历的时间一定为
H v C ．若202v H g
>，则A 、B 两小球可能在空中相遇 D ．若22002v v H g g <<，则球B 定能在下降过程与球A 相遇 10．一物体做直线运动，0时刻位于坐标原点，运动过程中的2v x -图像如图所示，一段过程中纵坐标的变化量为m ，对应的横坐标变化量为n ，且这个过程对应的时间间隔为t ∆，这段过程的末时刻与0时刻的时间间隔为3t ∆，则（ ）
A ．物体做匀加速直线运动，加速度等于m n
B ．从零时刻开始，第一个t ∆内位移大于5
n C ．零时刻速度为54n m t t n
∆-∆ D ．3t ∆内位移为2
332m t n n
∆-
三、实验题
11．图（a ）是“用DIS 研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积关系”的实验装置。

（1）实验中，连接注射器与压强传感器之间软管内的气体不可忽略。

移动活塞，多次记录
注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，绘出的
1
p
V
-图像可能为( )
A．B．C．D．
（2）用第（1）问中获得的数据绘制1
V
p
-图像，如图（b）所示，则连接注射器与压强传
感器之间软管内气体的体积为。

（3）若用天平测出若干粒大米的质量为m，然后将这些米粒装入上述装置中的注射器内，移动活塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，绘出图（c）所示的图像。

则可求出大米的密度为（用m、V1、V2表示）。

（4）第（3）问中，若读出注射器上的体积刻度为V3之后，用手握住注射器左侧的大部分位置，向外拉动活塞，其余操作无误，继续采集若干数据，请在图（c）中大致画出大于V3部分的图线。

( )
12．某同学利用打点计时器分析自身步行时的速度特征，把接在50Hz的交流电源上的打点计时器固定在与人腰部等高的桌面上，纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直线步行时带动纸带运动，打点计时器记录人步行时的运动信息。

(1)选取点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，其中连续5个计数点A 、B 、C 、D 、E 、F 如下图所示，纸带中BC 段的平均速度为v BC = m/s 。

（保留两位有效数字）
(2)沿着计数点位置把纸带裁开并编号，按编号顺序把剪出的纸带下端对齐并排粘贴在坐标纸上，剪出的纸带长度代表打出这段纸带时间内的平均速度，把每段纸带上边中点连接成线，如下图所示，若用图中曲线描述人运动的速度一时间关系，如果用纵坐标表示速度大小，横坐标表示时间，则纸带的横宽d 对应横坐标中的时间长度为 s ，请根据下图估算该同学的步幅为 m 。

（保留两位有效数字）
四、解答题
13．图甲所示为一种自动感应门，其门框上沿的正中央安装有传感器，传感器可以预先设定一个水平感应距离，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于水平感应距离时，中间的两扇门分别向左右平移。

当人或物体与传感器的距离大于水平感应距离时，门将自动关闭。

图乙为该感应门的俯视图，O 点为传感器位置，以O 点为圆心的虚线圆半径是传感器的水平感应距离，已知每扇门的宽度为d ，运动过程中的最大速度为v ，门开启时先做匀加速运动而后立即以大小相等的加速度做匀减速运动，当每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为d ，不计门及门框的厚度。

（1）求门从开启到单扇门位移为d 的时间0t ；
（2）若人以2v 的速度沿图乙中虚线AO 走向感应门，人到达门框时左右门分别向左向右移动的距离不小于78
d ，那么设定的传感器水平感应距离R 至少应为多少？
14．如图所示，一导热性能良好的球形容器内部不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上竖直插入一根两端开口的长100cm l =的薄玻璃管，接口用蜡密封。

管内部横截面积20.2cm S =，管内一长14cm h =的静止水银柱封闭着长度110cm l =的空气柱，此时外界温度
127t =℃。

现把容器浸没在温度为277t =℃的热水中，水银柱缓慢上升，当水银柱重新静止时下方空气柱长度260cm l =。

实验过程中认为大气压076cmHg p =恒定，管内水银面以下气体的温度与容器内气体温度相同，忽略水银柱与管壁之间的摩擦和通过水银的热量传导。

已知0℃对应的热力学温度为273K 。

（1）求容器的容积；
（2）对热水继续缓慢加热，能否让水银柱全部从上部离开玻璃管？若能，说明理由，若不能，求管内水银面以下气体与容器内气体总的物质的量和管内水银面之上气体物质的量之比的最大值。

15．如图，上端开口的竖直汽缸由小、大两个同轴圆筒组成，两圆筒高均为L 。

两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，小活塞的横截面积为S 、质量为m ；大活塞的横截面积为2S 、质量为2m 。

两活塞用长为L 的刚性杆连接，两活塞间充有氧气，大活塞下方充有氮气。

小活塞的导热性能良好，汽缸及大活塞绝热，开始时，氮气和外界环境的温度均为0T ，大活塞处于大圆筒的中间位置，且刚性杆上恰无弹力。

重力加速度用g 表示，外界的大气压强恒为4mg S ，氧气和氮气均可看做理想气体。

（1）开始时氮气的压强是多少？
（2）通过电阻丝缓慢加热氮气，当大活塞刚上升
2L 时，氮气的温度是多少？ （3）当大活塞刚上升2
L 时，设平均每个氮气分子对容器壁撞击力为1F ，继续加热氮气，当氮气的温度上升到0294
T 时，设平均每个氮气分子对容器壁撞击为2F ，试分析12F F 比13大还是小？。