黑龙江省大庆第一中学2020学年高二物理下学期第三次阶段考试试题（含解析）

黑龙江省大庆第一中学2020学年高二物理下学期第三次阶段考试试题（含解析）

大庆一中高二年级下学期第三次阶段考试 ‎ 物理试卷 一、选择题（每小题4分，共56分，1-9是单选，10-14是多选题，漏选给2分，错选不给分）‎ ‎1.下列说法正确的是（）‎ A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B. β衰变的实质是核内的一个中子转化成一个质子和一个电子 C. 结合能越大，原子核中核子结合越牢固，原子核越稳定 D. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，选项A错误； β衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子，选项B正确； 比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C错误；放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项D错误；故选B.‎ ‎2.下列对题中四幅图的分析，其中正确的是()‎ A. 从图①可知，光电效应实验中b光的频率比a光的大 B. 从图②可知，能量为5eV的光子不能被处于第二能级的氢原子吸收 C. 从图③可知，随着放射性物质质量不断减少，其半衰期不断增大 D. 从图④可知，α粒子散射实验表明原子核由中子和质子组成 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，根据，从图可知，时，，故，A正确；吸收光子能量发生跃迁，吸收的光子能量需等于两能级间的能级差，，所以能量为5eV的光子能被处于第二能级的氢原子吸收并发生电离，B错误；半衰期与物质质量无关，C错误；粒子散射实验表明了原子的核式结构，还不能证明出由质子和中子组成，D错误．‎ ‎3.若规定氢原子处于基态时的能量为E1=0，则其它各激发态的能量依次为E2=10.2eV、E3=10.09eV、E4=12.75eV、E5=13.06eV…．在气体放电管中，处于基态的氢原子受到能量为12.8eV的高速电子轰击而跃迁到激发态，在这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中（　　）‎ A. 最多能辐射出六种不同频率的光子 B. 最多能辐射出十种不同频率的光子 C. 辐射出波长最长的光子是从n=4跃迁到n=1能级时放出的 D. 辐射出波长最长的光子是从n=5跃迁到n=4能级时放出的 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 能量为12.8eV的高速电子轰击氢原子，最多氢原子能跃迁到n=4的能级，又因为氢原子由高能级向低能级跃迁辐射出的光子数满足种，A对，B错；‎ 辐射的光子具有的能量，波长越长的光子能量越低，所以从n =4跃迁到n =1能级时放出的光子能量最大，频率最大，波长最小，C错；‎ 氢原子受激发不可能跃迁到n=5的能级，所以D错。‎ 故答案选A ‎4.下列叙述中错误的是()‎ A. 碘131的半衰期大约为8天，24天后，1Kg碘131就只剩下约为原来的 B. 光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除具有能量之外还具有动量 C. 铀235裂变方程可能为 D. 处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定不大于入射光子的频率 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.因为半衰期为8天，24天是3个半衰期，所以24天后1Kg碘131就只剩下约为原来的，即原来的，故A正确。‎ B. 光电效应和康普顿效应，且光电效应说明光子具有能量，康普顿效应说明光子具有动量，故B正确。‎ C. 铀235裂变需要高速运动的中子轰击，核反应方程的左边要有中子，故C错误。‎ D.因为吸收光子的能量与氢原子跃迁的两个能级差相等，所以当氢原子自发地从高能级向低能级跃迁时，辐射光子的能量只能等于或小于吸收光子的能量，故D正确。‎ 本题要求选说法错误的，本题选C。‎ ‎5.一个不稳定的原子核质量为M，处于静止状态放出一个质量为m的粒子后反冲已知放出的粒子的动能为，则原子核反冲的动能为　　‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】放出质量为m的粒子后，剩余质量为，该过程动量守恒，有：‎ 放出的粒子的动能为：‎ 原子核反冲的动能：‎ 联立得：，故ABD错误，C正确．‎ 故选C．‎ ‎6.某气体的摩尔质量是M，标准状态下的摩尔体积为V，阿伏伽德罗常数为NA，下列叙述中正确的是（）‎ A. 该气体在标准状态下的密度为 B. 该气体每个分子的质量为 C. 每个气体分子在标准状态下体积为 D. 该气体单位体积内的分子数为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．摩尔质量除以摩尔体积等于密度，该气体在标准状态下的密度为，故A错误；‎ B．每个气体分子的质量为摩尔质量与阿伏伽德罗常数的比值，即，故B正确；‎ C．由于分子间距的存在，每个气体分子的体积远小于，故C错误；‎ D．分子数密度等于物质的量乘以阿伏伽德罗常数再除以标准状态的体积V，即，故D错误。‎ ‎7. 甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力。a、b、c、d为r轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（ ）‎ A. 乙分子从a到b过程中，两分子间无分子斥力 B. 乙分子从a到c过程中，两分子间的分子引力先减小后增加 C. 乙分子从a到c一直加速 D. 乙分子从a到b加速，从b到c减速 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：分子间的引力与斥力是同时存在的，从a到b过程中，引力大于斥力，整体表现为引力，A错误；从图像中可得从a到c过程中分子间的引力先是增大，后减小，B错误；从a到c过程中分子间表现为引力，所以一直加速运动，故C正确D错误；‎ 考点：考查了分子间相互作用力 ‎8.以下5种表述中，全部正确的一组是（）‎ ‎①布朗运动是悬浮固体颗粒分子的无规则运动 ‎②由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，表面层分子之间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势 ‎③温度相同的不同物体，它们分子热运动的平均动能一定相同 ‎④在熔化过程中晶体要吸收热量，温度保持不变，但内能增加 ‎⑤在一定温度下，饱和汽的压强是一定的 A. ①③④ B. ②③④ C. ③④⑤ D. ①②⑤‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】①布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，不是固体颗粒分子的运动，故此说法错误。‎ ‎②液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子距离比液体内部大一些，分子间的引力大于斥力，相互作用表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，此说法错误。‎ ‎③温度是分子平均动能的标志，所以温度相同它们分子热运动的平均动能一定相同，此说法正确。‎ ‎④晶体融化吸收热量，温度不变，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子的平均动能不变，平均势能增加，内能增加，故此说法正确。‎ ‎⑤饱和气压仅仅与温度有关，与体积无关，故此说法正确。‎ 综上，本题选C。‎ ‎9.如图所示，a、b、c三根完全相同的玻 璃管，一端封闭，管内各用相同长度的一段水银柱封闭了质量相等的空气，a管竖直向下做自由落体运动，b管竖直向上做加速度为g的匀加速运动，c管沿倾角为的光滑斜面下滑，若空气温度始终不变，当水银柱相对管壁静止时，a、b、c三管内的空气柱长度、、间的关系为　　‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设大气压为．对a管：a管竖直向下做自由落体运动，处于完全失重状态，封闭气体的压强等于大气压，即；对b管：以水银为研究对象，根据牛顿第二定律得：，则得：；对c管：以水银为研究对象，根据牛顿第二定律得：，又对管子和水银整体，有：，得，可解得：；所以可得：；根据玻意耳定律得：．故选D．‎ ‎【点睛】解决本题的关键是根据牛顿第二定律研究封闭气体的压强，常常以与气体接触的水银或活塞为研究对象，由力学规律求解封闭气体的压强．‎ ‎10.用一导热、可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A、B两部分，如图所示，A、B中分别封闭有质量相等的氮气和氧气，且均可看成理想气体，则当两气体处于平衡状态时(　　)‎ A. 内能相等 B. 分子的平均动能相等 C. 压强相等 D. 分子数相等 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 理想气体无分子势能，理想气体的内能等于分子总动能：，分子数不等，内能不相等，故A错误；轻隔板导热，说明处于平衡状态时，温度相同，分子的平均动能相同，故B正确；对于轻活塞受力平衡有p A＝p B，压强相等，故C正确；质量相等的氮气和氧气，物质的量不等，分子数N不相等，故D错误。所以BC正确，AD错误。‎ ‎11.如图所示，用容器为的活塞式抽气机对容积为V0的容器中的气体抽气，设容器中原来气体压强为P0，抽气过程中气体温度不变。则（）‎ A. 连续抽3次就可以将容器中气体抽完 B. 第一次抽一次后容器内压强为 C. 第一次抽一次后容器内压强为 D. 连续抽3次后容器内压强为 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ B、C、容器内气体压强为p0，则气体初始状态参量为p0和V0，由第一次抽气过程对全部的理想气体由玻意耳定律得：，解得，故C正确、B错误。A、D、同理第二次抽气过程，由玻意耳定律得，第三次抽气过程，解得，可知抽几次气体后容器中还剩的气体体积是V0，故A错误，D正确。故选CD。‎ ‎【点睛】本题是变质量问题，对于变质量问题，巧妙选择研究对象，把变质量问题转化为质量不变问题，应用玻意耳定律可以解题 ‎12.下列说法正确是（　　）‎ A. 分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 B. 温度升高，每个分子的速率都增加 C. 浸润与不浸润是分子力作用的表现 D. 天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.当分子间距从平衡位置以内增大时，分子力先是斥力做正功，后是引力做负功，分子势能随着分子间距离的最大，先减小后增大，故A正确。‎ B. 温度升高，根据统计规律可知分子的平均速率都增加，但是由的分子的速率可能减小，故B错误。‎ C. 浸润与不浸润是分子力作用的表现，故C正确。‎ D. 天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列规则造成的，故D错误。‎ ‎13.如图所示是一定质量的理想气体的p-V图线，若其状态由A→B→C→A，且A→B等容，B→C等压，C→A等温，则气体在A、B、C三个状态时（　　）‎ A. 单位体积内气体的分子数nA=nB=nC B. 气体分子的平均速率vA＞vB＞vC C. 气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA＞FB，FB=FC D. 气体分子在单位时间内，对器壁单位面积碰撞的次数是NA＞NB，NA＞NC ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 由图示图象可知，则单位体积的分子数关系为，A错误；C→A为等温变化，，A→B为等容变化，，由查理定律可知，，则，分子的平均速率，B错误；由B可知，，分子的平均速率，气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力，C正确；由A、B可知，，，c状态分子数密度最小，单位时间撞击器壁的分子数最少，a与b状态的分子数密度相等，但a状态的分子平均速率大，单位时间a状态撞击器壁的分子数多，则气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞次数，D正确．‎ ‎【点睛】对一定量的理想气体，气体体积越大，分子数密度越小，体积越小分子数密度越大；温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大，对同种气体分子，温度越高分子平均速率越大；分子数密度越大，气体温度越高，单位时间内撞击器壁的分子数越多．‎ ‎14.粗细均匀的光滑长玻璃管，一端封闭另一端开口．向管内滴入一些水银，开口端向下竖直插入水银槽中，管内各部分均平衡后，管中有三段水银柱，上两段水银柱长分别为L1、L2，下段水银柱与槽中水银相通，高度差为L3，如图甲所示．现轻敲管壁使B中气体透过中间一段水银柱与A气体混合，管内各部分再达平衡后下部高度差为L4，如图乙所示．下列说法正确的是（　　）‎ A. 如管顶部分是真空，水银柱L1将上升 B. 如管顶部分是真空，L1+L4大于L1+L2+L3‎ C. 如管顶部分有空气，水银柱L1将下降 D. 如管顶部分有空气，L1+L4小于L1+L2+L3‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.如管顶部分为真空，此时部分气体的压强小于部分气体的压强，即，若两部分的气体混合，混合后的压强，故可以认为混合后部分气体的压强，体积不变；部分气体的压强减小，体积增大，混合后总体积等于原来体积之和，水银柱不动，所以水银柱将上升，故A正确。‎ B. 可知大气压，因为大气压不变，可知三段水银柱的总长度不变，即，故B错误。‎ C.如果管顶部分由空气，则有，混合后气体的压强大于，使得压强增大，体积减少，故上升，故C错误。‎ D.气体被压缩，体积减小，压强增大，混合气体与外界的压强差小于，托起的水银柱相应变短，即由水银流出细管。这也促使的体积增大。故水银柱总长度减小，即有，故D正确。‎ 二、实验题（每空3分，共18分）‎ ‎15. （6分）右图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。‎ ‎（1）若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管____________（填：“向上”或“向下”移动，直至____________；‎ ‎（2）（单选）实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是 （ ）‎ ‎【答案】（1）向下，B、C两管内水银面等高，（2）A，‎ ‎【解析】‎ 试题分析：(1)气体温度升高，压强变大，B管水银面下降，为保证气体压强不变，应适当降低A管，所以应将C管向下移动，直至B、C两管水银面等高，即保证了气体压强不变．‎ ‎（2）实验中多次改变气体温度，用表示气体升高的温度，用表示B管内水银面高度的改变量．压强不变时体积变化与温度变化的关系是成正比的，所以根据测量数据作出的图线是A．‎ 考点：本题考查了理想气体状体方程.‎ ‎16.在做用油膜法估测分子大小的实验中，酒精油酸溶液的浓度约为每104mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1 cm.试求：‎ ‎①油酸膜的面积是____________‎ ‎②每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积是______________‎ ‎③按以上实验数据估测出油酸分子的直径________________‎ ‎【答案】 (1). 106cm2 (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据图中的轮廓可知，油膜面积．‎ ‎（2）由1mL溶液为75滴可知1滴溶液的体积为 又已知每104mL溶液中有纯油酸6 mL 则1滴溶液中含纯油酸的体积为 ‎（3）油酸分子直径 三、计算题（要求有必要的解题步骤和文字说明）‎ ‎17.如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。开启上部连通左右水银的阀门A，当温度为300K平衡时水银的位置如图，其中左侧空气柱长度L1=50cm，左侧空气柱底部的水银面与水银槽液面高度差为h2=5cm，左右两侧顶部的水银面的高度差为h1=5cm，大气压为75cmHg，求：‎ ‎（1）右管内气柱的长度L2，‎ ‎（2）关闭阀门A，当温度升至405K时，左侧竖直管内气柱的长度L3，（大气压强保持不变）‎ ‎【答案】①L2=" 50cm" ②L3=" 60" cm。‎ ‎【解析】‎ 试题分析：①左管内气体压强p1= p0+ h2=" 80cmHg"‎ 右管内气体压强p2= p左+ h1=" 85cmHg"‎ P2= p0+ h3‎ 得右管内外液面高度差为h3= 10cm 则L2= L1- h1- h2 + h3=" 50cm"‎ ‎②设玻璃管横截面积S，对左侧管内气体：p1=" 80cmHg" , V1=" 50S" , T1= 300K 当温度升至405K 时，设左侧管内水银面下降了 x cm，则有：‎ P2=" (80" + x ) cmHg , V2= L3S =" (50" + x )S , T2=" 405K"‎ 根据P1V1/T1=P2V2/T2，代入数据得 x = 10cm 则：左侧竖直管内空气柱长度L3=" 60" cm。‎ 考点：本题考查对气体的压强的计算、对理想气体状态方程的理解。‎ ‎18.如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=2800N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m=14kg的物块B．开始时，缸内气体的温度t1=27℃，活塞到缸底的距离L1=120cm，弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p0=1.0×105Pa，取重力加速度g=10m/s2，不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却，求：‎ ‎（1）当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度；‎ ‎（2）气体的温度冷却到-93℃时B离桌面的高度H．（结果保留两位有效数字）‎ ‎【答案】（1）-66℃（2）15cm.‎ ‎【解析】‎ ‎(ⅰ)B刚要离开桌面时弹簧拉力为kx1＝mg 由活塞受力平衡得p2S＝p0S－kx1‎ 根据理想气体状态方程有 代入数据解得T2＝207 K 当B刚要离开桌面时缸内气体的温度t2＝－66 ℃；‎ 由(ⅰ)得x1＝5 cm 当温度降至－66 ℃之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖－吕萨克定律有 代入数据解得H＝15 cm。‎ ‎19.中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器--哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的、导热性良好的平底大烧瓶。在一次实验中，体积为V=1L的瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个截面积为S=2cm2的轻质橡皮塞，橡皮塞与玻璃瓶间的最大静摩擦fm=60N．瓶内由气球和轻质橡皮塞封闭一定质量的气体，不计实验开始前气球中的少量气体和气球膜厚度，向气球中缓慢打气，假设气球缓慢膨胀过程中球内外气压近似相等。已知：实验室环境温度T=290K恒定，环境空气密度ρ=1.20kg/m3，压强为标准大气压P0=105pa，求：‎ ‎（1）橡皮塞被弹出时瓶内气体的压强 ‎（2）为了使橡皮塞被弹出，需要向气球内打入空气的质量 ‎【答案】① ②3.6×10－3kg ‎【解析】‎ ‎【详解】①橡皮塞即将弹出时对瓶塞受力分析得： pS=p0S+fm 解得：Pa ‎②瓶内气体等温变化: p0V=pV1‎ 则 V1= 0.25L 对气球内气体：体积V2=V－V1=0.75L 气球内气体压强也为p 等温变化： p0V0=pV2‎ 可得 V0= 3L 打入空气质量 m=ρV0=3.6×10－3kg