第第頁湖北省武漢市部分學校聯合體2022-2023學年高二下學期期末聯考物理試題（解析版+原卷版）2022～2023學年度第二學期聯合體期末聯考

高二物理試題

試卷滿分：100分

注意事項：

1．答題前，先將自己的姓名、準考證號、考場號、座位號填寫在試卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。

2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效。

3．非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區域內。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效。

一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。其中1-7題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。8-10題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。

1.關于布朗運動，下列說法正確的是（）

A.固體小顆粒的體積越大，布朗運動越明顯

B.與固體小顆粒相碰的液體分子數越多，布朗運動越顯著

C.布朗運動的無規則性，反映了液體分子運動的無規則性

D.布朗運動就是液體分子的無規則運動

【答案】C

【解析】

【詳解】布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的無規則運動，是因為液體分子無規則運動過程中撞擊固體顆粒的不平衡性而造成的，故可反映液體分子的無規則運動，不能說成是液體分子的無規則運動；固體顆粒越小，同一時該撞擊固體顆粒的分子數目就越少，不平衡性就越明顯，布朗運動就越明顯，故C正確，ABD錯誤．

2.關于以下幾幅圖中現象的分析，下列說法正確的是（）

A.甲圖中水黽停在水面而不沉，是浮力作用的結果

B.乙圖中將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結果

C.丙圖中毛細管中液面高于管外液面的毛細現象，低于管外液面的不是毛細現象

D.丁圖中玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會變鈍，是一種浸潤現象

【答案】B

【解析】

【詳解】A．因為液體表面張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走自如，故A錯誤；

B．將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結果，故B正確；

C．浸潤液體情況下容器壁對液體的吸引力較強，附著層內分子密度較大，分子間距較小，故液體分子間作用力表現為斥力，附著層內液面升高，故浸潤液體呈凹液面，不浸潤液體呈凸液面都屬于毛細現象，故C錯誤；

D．玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會變鈍，是表面張力的原因，不是浸潤現象，故D錯誤。

故選B。

3.甲分子固定在坐標原點O，乙分子沿x軸運動，甲、乙兩分子間的分子勢能Ep與甲、乙兩分子間距離的關系如圖中曲線所示，圖中分子勢能的最小值為E0。若乙分子所具有的分子動能和分子勢能之和為0，則下列說法正確的是（）

A.乙分子在P點（x=x2）時，加速度最大，分子力最大

B.乙分子在P點（x=x2）時，分子動能最大，且其動能為E0

C.乙分子在Q點（x=x1）時，處于平衡狀態，其分子力為零

D.乙分子在Q點（x=x1）時，分子力表現為引力

【答案】B

【解析】

【詳解】AC．乙分子在P點（x=x2）時，分子勢能最小，即為平衡位置，則分子力為零，加速度為零，故AC錯誤；

B．乙分子在P點（x=x2）時，分子勢能最小，由能量守恒可知，分子動能最大，由于總能量為0，則分子動能為，故B正確；

D．乙分子在Q點（x=x1）時，分子力表現為斥力，故D錯誤。

故選B。

4.如圖所示，一演示用的“永動機”轉輪由5根輕桿和轉軸構成，輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉輪后，進入熱水的葉片因伸展面“劃水”，推動轉輪轉動。離開熱水后，葉片形狀迅速恢復，轉輪因此能較長時間轉動。下列說法正確的是（）

A.轉輪依靠自身慣性轉動，不需要消耗外界能量

B.轉輪轉動所需能量來自形狀記憶合金自身

C.葉片在熱水中吸收的熱量大于在空氣中釋放的熱量

D.因為轉動的葉片不斷攪動熱水，所以水溫最終會升高

【答案】C

【解析】

【詳解】AB．要維持轉輪轉動需要外力做功，轉輪轉動所需能量不能由轉輪自己提供，靠的是記憶合金在熱水中吸收熱量發生形變而運轉然后在空氣中釋放熱量回復形變進行循環，當熱水的溫度達不到記憶合金的“變態溫度”需要給水升溫，因此消耗能量，故B錯誤；

C．根據熱力學第二定律，物體不可能從單一熱源吸收能量全部用來對外做功而不引起其變化，故葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量，其吸收的熱量用于轉輪動能的增加，空氣中的放熱和機械運轉的摩擦損耗，故C正確；

D．轉動的葉片不斷攪動熱水的過程記憶合金吸熱發生形變，轉出熱水需要將能量釋放在進入熱熱水吸熱，故水溫降低，故D錯誤。

故選C

5.某同學用打氣筒為體積為2.OL的排球充氣，充氣前排球呈球形，內部氣壓與外界大氣壓相等，均為1.0×105Pa.設充氣過程中排球體積和內外氣體溫度不變，氣筒容積為0.05L，要使球內氣體壓強達到1.5×105Pa，應至少打氣多少次

A.20次B.30次C.40次D.60次

【答案】A

【解析】

【詳解】設至少打氣n次，則根據玻意耳定律可知：

即

次

故選A.

6.氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在的光為可見光。要使處于基態（）的氫原子被激發后可輻射出可見光光子，可以給氫原子提供的能量為（）

A.B.

C.D.

【答案】D

【解析】

【詳解】氫原子從高能級向基態躍遷時，所輻射光子能量最小值為

因此可見要產生可見光，氫原子吸收能量后最起碼要躍遷到n>2能級。

當激發后躍遷到n=3能級

因此可以給基態氫原子提供12.09eV能量，使其激發到n=3能級。

當激發后躍遷到n=4能級

因此可以給基態氫原子提供12.75eV能量，使其激發到n=4能級。

故ABC錯誤，D正確

故選D。

7.某同學設計了一個煙霧探測器，如圖S為光源，當有煙霧進入探測器時，S發出的光被煙霧散射進入光電管C。光射到光電管中的鈉表面產生光電子，當光電流大于或等于I時，探測器觸發報警系統報警。已知真空中光速為c，鈉的極限頻率為，電子的電荷量為e，則下列說法正確的是（）

A.光源S發出光的波長小于探測器一定可以正常工作

B.用極限頻率更高的材料取代鈉，探測器一定可以正常工作

C.光源S發出光只要光強足夠大，探測器一定可以正常工作

D.探測器正常工作，僅增大光電管C正向電壓，光電流一定增大

【答案】A

【解析】

【詳解】A．應使入射光的頻率大于極限頻率才會產生光電效應，因此要使該探測器正常工作，光源S發出的光波長應小于，A正確；

B．若用極限頻率更高的材料取代鈉，如果光子的頻率仍大于該材料的極限頻率探測器仍能正常工作，B錯誤；

C．應使入射光的頻率大于極限頻率才會產生光電效應，因此要使該探測器正常工，與光源S發出光的光強沒有關系，C錯誤；

D．即使增大光電管C的正向電壓，如果光電流已經達到飽和，光電流也不會再增大，D錯誤。

故選A。

8.如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側充有理想氣體，隔板右側與絕熱活塞之間是真空。現將隔板抽開，氣體會自發擴散至整個汽缸。待氣體達到穩定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設整個系統不漏氣。下列說法正確的是（）

A氣體自發擴散前后內能相同

B.氣體在被壓縮的過程中內能增大

C.在自發擴散過程中，氣體對外界做功

D.氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功

【答案】ABD

【解析】

【分析】

【詳解】AC．抽開隔板時，由于右方是真空，氣體做自由擴散，氣體沒有對外做功，又沒有熱傳遞，則根據△U=Q+W可知，氣體的內能不變，故A正確，B錯誤；

BD．氣體被壓縮的過程中，外界對氣體做功，又沒有熱傳遞，根據△U=Q+W可知，氣體內能增大，故BD正確；

故選ABD。

9.如圖所示，兩個相切的圓表示一個靜止的原子核發生某種衰變后，釋放出來的粒子和反沖核在磁場中運動的軌跡，可以判斷

A.原子核發生β衰變

B.原子核發生α衰變

C.大圓是釋放粒子的運動軌跡，小圓是新核的運動軌跡

D.大圓是新核的運動軌跡，小圓是釋放粒子的運動軌跡

【答案】AC

【解析】

【詳解】分裂前后動量守恒，由半徑可知小圓粒子帶電量大，為生成的新核，肯定帶正電，由洛倫茲力可判斷新核沿逆時針轉動，另一個粒子沿順時針轉動，由洛倫茲力可判斷為電子，A對；C對；

10.2023年12月4日，新一代“人造太陽”裝置中國環流器二號M裝置（HL2M）在成都建成并實現首次放電，該裝置是中國目前規模最大、參數最高的先進托卡馬克裝置，是中國新一代先進磁約束核聚變實驗研究裝置。我國重大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發電。氘核聚變反應的方程為；。已知氘核的質量為m1，比結合能為E，中子的質量為m2，反應中釋放的核能為，光速為c，下列說法正確的是（）

A.反應產物X為

B.X核的質量為

C.X的比結合能為

D.要使該聚變反應發生，必須克服兩氘核間巨大的庫侖斥力

【答案】CD

【解析】

【詳解】A．由質量數守恒和電荷守恒得出X為，故A錯誤

B．由愛因斯坦質能方程

得到

解得

故B錯誤。

C．根據

解得

C正確。

D．要使該聚變反應發生，必須克服兩氘核間巨大的庫侖斥力，D正確。

故選CD。

二、非選擇題：本題共5小題，共60分。

11.在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中。

（1）某同學操作步驟如下：

①用0.5mL的油酸配置了1000mL的油酸酒精溶液

②用注射器和量筒測得50滴油酸酒精溶液體積為1mL

③在淺盤內盛適量的水，將痱子粉均勻地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩定

④在淺盤上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積為，油酸分子直徑大小______m（結果保留一位有效數字）。

（2）若已知純油酸的密度為，摩爾質量為M，在測出油酸分子直徑為d后，還可以繼續測出阿伏加德羅常數______（用題中給出的物理量符號表示）。

【答案】①.②.

【解析】

【詳解】（1）[1]一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積為

油酸分子直徑大小

（2）[2]阿伏加德羅常數

12.一涵同學用金屬銣作為陰極的光電管觀測光電效應現象，實驗裝置示意圖如圖甲所示。已知普朗克常量。

（1）一涵同學給光電管加上正向電壓，在光照條件不變時（入射光的頻率大于金屬銣的截止頻率），一涵同學將滑片P從最左端向右慢慢滑動過程中，電流表的讀數變化情況是________。

（2）實驗中測得銣的遏止電壓與入射光頻率ν之間的關系如圖乙所示，逸出功_________J，如果實驗中入射光的頻率，則產生的光電子的最大初動能________J（結果保留3位有效數字）。

【答案】①.電流表讀數先增加，達到一定值后保持不變②.3.41×10-19J##3.40×10-19J③.1.23×10-19J##1.24×10-19J##1.25×10-19J

【解析】

【詳解】（1）[1]電子從金屬板上射出后被電場加速并向A板偏轉，隨滑動變阻器的滑片向右滑動，電場增強，射向A板的光電子越多，電流增加，但當電流達到一定值，即飽和電流后不再增加。

（2）[2]由光電效應方程

①

②

③

因此當遏制電壓UC為零時，即為零，根據圖像可知，銣的截止頻率，根據②式可得出該金屬的逸出功大小

W0=6.63×10-34×5.15×1014=3.41×10-19J

[3]如果實驗中入射光的頻率，則產生的光電子的最大初動能根據①式有

13.如圖所示，一個圓筒形導熱汽缸開口向上豎直放置，內有活塞，其橫截面積為S＝1×10－4m2，質量為m＝1kg，活塞與汽缸之間無摩擦且不漏氣，其內密封有一定質量的理想氣體，氣柱高度h＝0.2m．已知大氣壓強p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2．

(1)如果在活塞上緩慢堆放一定質量的細砂，氣柱高度變為原來的，求砂子的質量m砂；

(2)如果在(1)基礎上給汽缸底緩慢加熱，使活塞恢復到原高度，此過程中氣體吸收熱量5J，求氣體內能的增量ΔU．

【答案】(1)1kg(2)3J

【解析】

【詳解】(1)因為緩慢放置砂子，氣體發生等溫變化，根據玻意耳定律，有

放置砂子前有：

p1＝p0＋

V1＝hS

放置砂子后有：

p2＝p0＋

V2＝hS

聯立以上各式代入數據解得：m砂＝1kg

(2)由(1)可得，使活塞恢復到原高度的過程，氣體壓強不變，氣體對外做功有：

由熱力學第一定律：

ΔU＝W＋Q

所以氣體內能的增量為ΔU＝3J.

答：(1)砂子的質量m砂=1kg；

(2)氣體內能的增量ΔU＝3J.

14.放射性原子核U先后發生α衰變和β衰變后，變為原子核Pa、已知U質量為m1=238.0290u，Pa質量為m2=234.0239u，α粒子的質量為mα=4.0026u，電子的質量為me=0.0005u。（原子質量單位1u相當于931.5Mev的能量）則：

（1）寫出放射性衰變方程；

（2）原子核U衰變為Pa的過程中釋放能量為多少；

（3）若U的半衰期是4.5×109年，假設一塊礦石中含有2kgU，經過90億年后，還剩多少U。

【答案】（1）；（2）1.86MeV；（3）0.5k

【解析】

【分析】1）根據質量數和電荷數守恒可正確書寫該衰變方程。

（2）衰變過程滿足質能方程，根據這個方程列方程即可求解。

（3）根據總質量（m0）、衰變質量（m）、衰變時間（t），半衰期（T）之間關系式，代入數據可正確解答。

【詳解】（1）根據質量數和電荷數守恒可得衰變方程為

（2）上述衰變過程的質量虧損為

放出的能量為

代入題給數據得

（3）總質量（m0）、衰變質量（m）、衰變時間（t），半衰期（T）之間關系

將

m0=2kg

T0=45億年

t=90億年

代人解得

15.如圖所示，“L”形玻璃管ABC粗細均勻，開口向上，玻璃管水平部分長為30cm,豎直部分長為10cm,管中一段水銀柱處于靜止狀態，水銀柱在水平管中的部分長為10cm,豎直管中部分長為5cm,已知大氣壓強為P0=75cmHg,管中封閉氣體的溫度為27℃.求:

①若對玻璃管中的氣體緩慢加熱，當豎直管中水銀柱液面剛好到管口C時，管中封閉氣體的溫度升高多少(保留一位小數)

②若以玻璃管水平部分為轉軸，緩慢轉動玻璃管180°,使玻璃管開口向下，試判斷玻璃管中水銀會不會流出如果不會流出，豎直管中水銀液面離管口的距離為多少

【答案】①98.4K②不會，

【解析】

【詳解】①開始時，管內封閉氣體的壓強:

p1=p0+5cmHg=80cmHg

氣柱的長度l1=20cm;

氣體加熱后，當豎直管中水銀面剛好到管口C時，管中封閉氣柱的長度為;

管中氣體壓強:

根據氣態方程可知:

即

解得

T2=398.4K

升高的溫度:

②若將玻璃管以水平部分為轉軸，緩慢轉動玻璃管180°，使玻璃管開口向下，假設水銀不會流出，且豎直管中水銀面離管中的距離為hcm,這時管中氣體壓強:

管中封閉氣柱長:

根據玻意耳定律:

即:

解得：

因.假設成立:2022～2023學年度第二學期聯合體期末聯考

高二物理試題

試卷滿分：100分

注意事項：

1．答題前，先將自己的姓名、準考證號、考場號、座位號填寫在試卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。

2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效。

3．非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區域內。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效。

一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。其中1-7題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。8-10題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。

1.關于布朗運動，下列說法正確的是（）

A.固體小顆粒的體積越大，布朗運動越明顯

B.與固體小顆粒相碰的液體分子數越多，布朗運動越顯著

C.布朗運動無規則性，反映了液體分子運動的無規則性

D.布朗運動就是液體分子的無規則運動

2.關于以下幾幅圖中現象的分析，下列說法正確的是（）

A.甲圖中水黽停在水面而不沉，是浮力作用的結果

B.乙圖中將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結果

C.丙圖中毛細管中液面高于管外液面毛細現象，低于管外液面的不是毛細現象

D.丁圖中玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會變鈍，是一種浸潤現象

3.甲分子固定在坐標原點O，乙分子沿x軸運動，甲、乙兩分子間的分子勢能Ep與甲、乙兩分子間距離的關系如圖中曲線所示，圖中分子勢能的最小值為E0。若乙分子所具有的分子動能和分子勢能之和為0，則下列說法正確的是（）

A.乙分子在P點（x=x2）時，加速度最大，分子力最大

B.乙分子在P點（x=x2）時，分子動能最大，且其動能為E0

C.乙分子在Q點（x=x1）時，處于平衡狀態，其分子力為零

D.乙分子在Q點（x=x1）時，分子力表現為引力

4.如圖所示，一演示用的“永動機”轉輪由5根輕桿和轉軸構成，輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉輪后，進入熱水的葉片因伸展面“劃水”，推動轉輪轉動。離開熱水后，葉片形狀迅速恢復，轉輪因此能較長時間轉動。下列說法正確的是（）

A.轉輪依靠自身慣性轉動，不需要消耗外界能量

B.轉輪轉動所需能量來自形狀記憶合金自身

C.葉片在熱水中吸收的熱量大于在空氣中釋放的熱量

D.因為轉動的葉片不斷攪動熱水，所以水溫最終會升高

5.某同學用打氣筒為體積為2.OL的排球充氣，充氣前排球呈球形，內部氣壓與外界大氣壓相等，均為1.0×105Pa.設充氣過程中排球體積和內外氣體溫度不變，氣筒容積為0.05L，要使球內氣體壓強達到1.5×105Pa，應至少打氣多少次

A.20次B.30次C.40次D.60次

6.氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在的光為可見光。要使處于基態（）的氫原子被激發后可輻射出可見光光子，可以給氫原子提供的能量為（）

A.B.

C.D.

7.某同學設計了一個煙霧探測器，如圖S為光源，當有煙霧進入探測器時，S發出的光被煙霧散射進入光電管C。光射到光電管中的鈉表面產生光電子，當光電流大于或等于I時，探測器觸發報警系統報警。已知真空中光速為c，鈉的極限頻率為，電子的電荷量為e，則下列說法正確的是（）

A.光源S發出光的波長小于探測器一定可以正常工作

B.用極限頻率更高的材料取代鈉，探測器一定可以正常工作

C.光源S發出光只要光強足夠大，探測器一定可以正常工作

D.探測器正常工作，僅增大光電管C的正向電壓，光電流一定增大

8.如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側充有理想氣體，隔板右側與絕熱活塞之間是真空。現將隔板抽開，氣體會自發擴散至整個汽缸。待氣體達到穩定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設整個系統不漏氣。下列說法正確的是（）

A.氣體自發擴散前后內能相同

B.氣體在被壓縮的過程中內能增大

C.在自發擴散過程中，氣體對外界做功

D.氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功

9.如圖所示，兩個相切的圓表示一個靜止的原子核發生某種衰變后，釋放出來的粒子和反沖核在磁場中運動的軌跡，可以判斷

A.原子核發生β衰變

B.原子核發生α衰變

C.大圓是釋放粒子的運動軌跡，小圓是新核的運動軌跡

D.大圓是新核的運動軌跡，小圓是釋放粒子的運動軌跡

10.2023年12月4日，新一代“人造太陽”裝置中國環流器二號M裝置（HL2M）在成都建成并實現首次放電，該裝置是中國目前規模最大、參數最高的先進托卡馬克裝置，是中國新一代先進磁約束核聚變實驗研究裝置。我國重大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發電。氘核聚變反應的方程為；。已知氘核的質量為m1，比結合能為E，中子的質量為m2，反應中釋放的核能為，光速為c，下列說法正確的是（）

A.反應產物X為

B.X核質量為

C.X的比結合能為

D.要使該聚變反應發生，必須克服兩氘核間巨大的庫侖斥力

二、非選擇題：本題共5小題，共60分。

11.在“用油膜法估測分子大小”的實驗中。

（1）某同學操作步驟如下：

①用0.5mL的油酸配置了1000mL的油酸酒精溶液

②用注射器和量筒測得50滴油酸酒精溶液體積為1mL

③在淺盤內盛適量的水，將痱子粉均勻地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩定

④在淺盤上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積為，油酸分子直徑大小______m（結果保留一位有效數字）。

（2）若已知純油酸的密度為，摩爾質量為M，在測出油酸分子直徑為d后，還可以繼續測出阿伏加德羅常數______（