安徽省滁州市明光中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

安徽省滁州市明光中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

安徽省明光中学2020学年第二学期期中考试 ‎ 高二物理试卷 一．选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分。在给出的四个选项中，第1-8小题只有一个选项正确，第9-12小题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）‎ ‎1.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为P1、V1、T1在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为P2、V2、T2下列关系正确的是（ ）‎ A. P1 =P2 ，V1 =2V2，T1 =0.5T2‎ B. P1 =P2 ，V1 =0.5V2，T1 =2T2‎ C. P1 =2P2 ，V1 =2V2，T1 =2T2‎ D. P1 =2P2 ，V1 =V2，T1 =2T2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：一定质量的理想气体，其气体状态方程为P1V1/T1=P2V2/T2，当p1=p2，V1=2V2时，有T1="2" T2，所以A选项错误；当p1=p2，V1=V2/2时，有T1= T2/2，所以B选项错误；当p1=2p2，V1=2V2时，T1= 4T2,，所以C选项错误；当 p1=2p2，V1=V2时，有T1= 2T2所以D选项正确。‎ 考点：本题考查对理想气体状态方程的应用。‎ ‎2.关于理想气体的性质，下列说法中不正确的是（   ）‎ A. 理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在 B. 理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体 C. 一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高 D. 氦是液化温度最低的气体，任何情况下均可当做理想气体 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 只要实际气体的压强不是很高，温度不是很大，都可以近视的当成理想气体来处理，理想气体是物理学上为了简化问题而引入的一个理想化模型，在现实生活中不存在；通常状况下，严格遵从气态方程的气体，叫做理想气体，故AB正确；温度是分子的平均动能的标志，一定质量的理想气体忽略了分子势能，所以内能增大，其温度一定升高了。故C正确；气体的压强不是很高，温度不是很大，才可以近视的当成理想气体来处理。故D错误。此题选择不正确的选项，故选D。‎ ‎3. 下列说法中正确的是 A. 气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，它跟气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关 B. 在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中分子力先减小后增大，分子势能先减小后增大 C. 温度相同的氢气和氧气，氧气分子的平均动能比较大 D. 当气体分子热运动变得剧烈时，压强必变大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，在微观上它跟气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关，在宏观上与气体的压强及温度有关，选项A 正确；在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中分子力先增大再减小，再增大，分子势能先减小后增大，选项B错误；温度是分子平均动能的标志，故温度相同的氢气和氧气，分子的平均动能相同，选项C错误；当气体分子热运动变得剧烈时，气体的温度升高，但不知道体积的变化，故压强不一定变大，选项D 错误。‎ 考点：气体的压强；分子力及分子势能。‎ ‎4.如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0℃，B中气体温度为20℃，如果将它们的温度都降低10℃，那么水银柱将（　　）‎ A. 向A移动 B. 向B移动 C. 不动 D. 不能确定 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 假定两个容器的体积不变，即V1，V2不变，所装气体温度分别为273k和293k，当温度降低△T时，左边的压强由p1降至p'1，△p1=p1-p'1，右边的压强由p2降至p′2，△p2=p2-p′2．由查理定律得： ，，因为p2=p1，所以△p1＜△p2，即水银柱应向A移动．故选A.‎ 点睛：本题涉及两部分气体状态变化问题，所用的方法是假设的方法；除了隔离研究两部分之外，关键是把握它们之间的联系，比如体积关系、温度关系及压强关系.‎ ‎5.如图是核反应堆的示意图，对于核反应堆的认识，下列说法正确的是（）‎ A. 铀棒是核燃料，核心物质是铀238             ‎ B. 石墨起到吸收中子的作用 C. 镉棒起到使中子减速的作用 D. 水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：铀棒是核燃料，核心物质是铀235，选项A 错误；在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，选项BC错误；水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害，选项D正确。‎ 考点：原子核反应堆。‎ ‎6.2020年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过 (钙48)轰击 (锎249)发生核反应，成功合成了质量数为297的第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素，实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中粒子x是（  ）‎ A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. α粒子 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设粒子x的质量数为A，质子数为B，列出原子反应式可得：，可得：，所以A=1，B=0，可知粒子x是中子，B正确 ‎7.在自然界中，对于较重的原子核的中子数和质子数的比例关系，下列说法正确的是(　　)‎ A. 中子数等于质子数 B. 中子数小于质子数 C. 中子数大于质子数 D. 无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 重核的质量数较大，一般是中子数大于质子数，故选C.‎ ‎8.在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示，那么碳14的衰变方程为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 核衰变过程动量守恒，反冲核与释放出的粒子的动量大小相等，根据左手定则判断粒子与反冲核的电性关系．结合带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得粒子与反冲核的电荷量之比．‎ ‎【详解】原来静止的原子核衰变，原子核的衰变过程满足动量守恒，粒子与反冲核的速度方向相反，根据左手定则判断得知，粒子与反冲核的电性相反，则知粒子带负电，所以该衰变是β衰变，此粒子是β粒子，符号为,可得两带电粒子动量大小相等，方向相反，就动量大小而言有：m1v1=m2v2,由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得：，可见r与q成反比。由题意，大圆与小圆的直径之比为7:1，半径之比为7:1，则得粒子与反冲核的电荷量之比为1:7．所以反冲核的电荷量为7e，电荷数是7，其符号为.碳14的衰变方程应为.故选D。‎ ‎【点睛】原子核的衰变过程类比于爆炸过程，满足动量守恒，而带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式中的分子恰好是动量的表达式，要巧妙应用.‎ ‎9.大量氢原子处于n=4的激发态，当它们向较低能级跃迁时，下列说法中错误的是 （填选项前的字母）‎ A. 最多能辐射6种不同频率的光子 B. 从n＝4跃迁到n＝1能级辐射的光子波长最长 C. 从n＝4跃迁到n＝1能级辐射的光子频率最高 D. 从n＝4跃迁到n＝1能级辐射的光子能量最大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：从n＝4跃迁到基态时，可辐射处的不同频率的光子数种，选项A 正确；从n＝4跃迁到n＝3能级辐射的光子频率最小，波长最长，选项B 错误；从n＝4跃迁到n＝1能级的能级差最大，辐射的光子频率最高，光子能量最大，选项C 正确，D 错误；‎ 考点：能级及玻尔理论。‎ ‎10.已知氘核的比结合能是1.09 MeV，氚核的比结合能是2.78 MeV，氦核的比结合能是7.03 MeV。某次核反应中，1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核，则下列说法中正确的是（  ）‎ A. 这是一个裂变反应 B. 核反应方程式为 C. 核反应过程中释放的核能是17.6MeV D. 目前核电站都采用上述核反应发电 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核，这是两个比较轻的核转化成中等质量的核，所以属于聚变反应，A错误 B、根据质量数和质子数守恒，可以知道当1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核时会有一个中子生成，B正确 C、原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能。根据题意可知，核反应过程中释放的核能是，C正确 D、核电技术是利用核裂变或核聚变反应所释放能量发电的技术。因为受控核聚变存在技术障碍，目前核电站都是采用核裂变技术。D错误 ‎11.在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是(　　)‎ A. 密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值 B. 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 C. 卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子 D. 汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值，故A正确；贝克勒尔发现了天然放射性现象，但没有发现原子中存在原子核，故B错误；卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，卢瑟福α粒子轰击氮核，证实了在原子核内存在质子，故C错误；汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷，故D正确．‎ ‎12.如图所示为某一传送装置，与水平面夹角为370，传送带以4m/s的速率顺时针运转。某时刻在传送带上端A处无初速度的放上一质量为lkg的小物块（可视为质点），物块与传送带间的动摩擦因数为0.25，传送带上端A与下端B距离为3.5m，则小物块从A到B的过程中(g=l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)‎ A. 运动的时间为2s B. 小物块对皮带做的总功为0‎ C. 小物块与传送带相对位移1.5m D. 小物块与皮带之间因摩擦而产生的内能为3J ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 开始阶段，由牛顿第二定律得：，解得：，物体加速至与传送带速度相等时需要的时间为：，通过的位移为：，由于，可知物体与传送带不能保持相对静止，速度相等后，物体所受的摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律得：，解得：，根据，解得，故运动的总时间为，故A错误；小物块对皮带做的总功即是滑动摩擦力对传送带所做的功为：，而，故，故B正确；前0.5s内传送带的速度大于小物块的速度，小物块相对于传送带先后运动，相对位移：，后0.5s内小物块的速度大于传送带的速度，小物块相对于传送带向前运动，相对位移：，物块相对于传送带的位移：，故C错误；小物块相对于传送带的路程：‎ ‎，因小物块和皮带之间的摩擦而产生的内能为：，故D正确；故选BD.‎ ‎【点睛】小物块放上A，开始所受的摩擦力方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律求出加速度的大小，以及运动到与传送带速度相同所需的时间和位移，由于重力沿斜面向下的分力大于最大静摩擦力，两者不能保持相对静止，速度相等后，小物块所受的滑动摩擦力沿斜面向上，再结合牛顿第二定律和运动学公式求出到达B点的时间，从而得出小物块从A到达B的时间．前半段时间内传送带的速度大于小物块的速度，小物块相对于传送带先后运动，后半段时间内小物块的速度大于传送带的速度，小物块相对于传送带向前运动，相对位移为二者之差，相对路程为二者之和．‎ 二．实验题（每空3分，共9分）‎ ‎13.如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B．滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。‎ ‎(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝__________mm．‎ ‎(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是____________________。‎ ‎(3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出__________（填“”“”或“”）的线性图像。‎ ‎【答案】 (1). 2.30 (2). 遮光条到光电门的距离L（或A、B间的距离） (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）游标卡尺的主尺读数为2mm，游标读数为0.05×6mm=0.30mm，所以最终读数d=2mm+0.30mm=2.30mm；‎ ‎（2）实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度。根据运动学公式得若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是遮光条到光电门的距离L；‎ ‎（4）由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：v2=2as，，，则有：；所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出−F图象。‎ 三．计算题（本题共3小题，共41分）‎ ‎14.一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104Pa.‎ ‎(1)求状态A的压强.‎ ‎(2)请在乙图中画出该状态变化过程的p-T图象，并分别标出A、B、C、D各个状态，不要求写出计算过程.‎ ‎【答案】（1）4×104Pa （2）‎ ‎【解析】‎ ‎(1)据理想气体状态方程：,则 ‎(2)p-T图象及A、B、C、D各个状态如图所示.‎ ‎15.如图所示，质量分别为1.0kg和2.0kg物体A和B放置在水平地面上，两者与地面间的动摩擦因数均为0.4，物体B与一轻质滑轮相连。现将一根轻绳的一端固定在水平地面上离B足够远的位置，另一端跨过轻质滑轮连接在物体A上，轻绳保持水平方向。初始时刻，物体A在水平力F=20N作用下由静止向右运动。求：‎ ‎（1）轻绳上拉力的大小；‎ ‎（2）t=2s时滑轮对物体B做功的瞬时功率为多少？‎ ‎【答案】(1) ； (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）设A、B加速度大小分别为、，轻绳上的拉力为T 对A、B分别受力分析，由牛顿第二定律得：‎ 对于A：‎ 对于B：‎ 据题意可知：‎ 代入数据得：‎ ‎（2）由（1）（2）（3）式可求得： ‎ 由运动学公式可得B在时的速度 所以滑轮对物体B做功的瞬时功率 ‎16.如图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达小孔A进入半径R=0.3 m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m，θ=60°，小球质量为m=0.5kg，D点与小孔A的水平距离s=2 m，g取10m/s²。‎ ‎(1)摆线能承受的最大拉力为多大?‎ ‎(2)要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求摆球与粗糙水平面间动摩擦因数μ的范围。‎ ‎【答案】(1) (2) 或 ‎【解析】‎ ‎(1)摆球由C到D运动过程只受重力和绳子拉力作用，只有重力做功，故机械能守恒，‎ 则有：‎ 摆球在D点时，摆线刚好拉断，故此时，摆线拉力最大拉力，‎ 由牛顿第二定律可得：‎ 所以，摆线能承受的最大拉力Fm=2mg=20N ‎(2)要使小球能通过圆轨道的最高点，在最高点由牛顿第二定律可得：‎ 小球从D到圆轨道的最高点过程中，只有重力、摩擦力做功，‎ 故由动能定理可得：‎ 解得：‎ 即要使摆球能进入圆轨道并能通过圆轨道的最高点，.‎ ‎【点睛】在物体受力较复杂，但是做功比较容易表达的情况下，常根据动能定理求得某一位置的速度；另外对于某一过程，某些力做的功（尤其是变力做的功）通常用动能定理求解。 ‎