2018-2019学年湖北省宜昌市葛洲坝中学高二5月月考物理试题 解析版

2018-2019学年湖北省宜昌市葛洲坝中学高二5月月考物理试题 解析版

宜昌市葛洲坝中学2019春季学期 高二年级5月月考物理试卷 一、选择题1：本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求；第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1.物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是(　　)‎ A. 汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构 B. 查德威克用α粒子轰击 获得反冲核，发现了中子 C. 贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D. 卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、D项：卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，故AD错误；‎ B项：查德威克用α粒子轰击铍核，产生中子和碳12原子核，故B错误；‎ C项：贝克勒尔发现天然放射性现象，由于天然放射性现象是原子核的变化，所以说明原子核有复杂结构；故C正确。‎ ‎2.处于激发态的原子，如果在入射光子的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，同时两个状态之间的能量差以光子的形式辐射出去，这种辐射被称为受激辐射。原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理。发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En、电子的电势能Ep、电子的动能Ek的变化情况是(　　)‎ A. En减小、Ep增大、Ek减小 B. En减小、Ep减小、Ek增大 C. En增大、Ep减小、Ek减小 D. En增大、Ep增大、Ek增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】发生受激辐射时,向外辐射能量,知原子总能量减小,轨道半径减小,根据知,电子的动能增大,因为能量减小,则电势能减小.故ACD错误,B正确.故选B ‎3.下列现象中，原子核结构发生了改变的是( )‎ A. 氢气放电管发出可见光 B. β衰变放出β粒子 C. α粒子散射现象 D. 光电效应现象 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：氢气放电管发出可见光是原子从较高能级跃迁至较低能级的结果，是由于原子内部电子运动产生的，与原子核内部变化无关，故A错误；‎ B项：β衰变放出β粒子是原子核内一个中子转变为一个质子和一个电子，所以导致原子核结构发生了改变，故B正确；‎ C项：α粒子散射实验表明原子具有核式结构，故C错误；‎ D项：光电效应是原子核外电子吸收光子能量逃逸出来的现象，跟原子核内部变化无关，故D错误。‎ 故选：B。‎ ‎4.X射线是一种高频电磁波，若X射线在真空中的波长为λ，以h表示普朗克常量，c表示真空的光速，以E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则 A. ，p=0 B. ，‎ C. ，p=0 D. ，‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】光子的能量，动量为：。‎ ‎5.爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率。从图中可以确定的是(　　)‎ ‎ ‎ A. 逸出功与ν有关 B. Ek与入射光强度成正比 C. 当ν<ν0时，会逸出光电子 D. 图中直线的斜率与普朗克常量有关 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A、金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，其大小，故A错误； B、根据爱因斯坦光电效应方程，可知光电子的最大初动能与入射光的强度无关，但入射光越强，光电流越大，只要入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变，故B错误； C、要有光电子逸出，则光电子的最大初动能，即只有入射光的频率大于金属的极限频率即时才会有光电子逸出，故C正确； D、根据爱因斯坦光电效应方程，可知：，故D正确。‎ 点睛：只要记住并理解了光电效应特点，只要掌握了光电效应方程就能顺利解决此题，所以可以通过多看课本加强对基础知识的理解。‎ ‎6.氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则(　　)‎ A. 吸收光子的能量为hν1＋hν2‎ B. 辐射光子的能量为hν1＋hν2‎ C. 吸收光子的能量为hν2－hν1‎ D. 辐射光子的能量为hν2－hν1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，Em-En=hν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光Ek-En=hν2，则从能级k跃迁到能级m有Ek-Em=（Ek-En）-（Em-En）=hν2-hν1，‎ 因红光的能量小于紫光的能量，故要吸收光子的能量为hν1- hν2 ， 故选C。‎ 考点：玻尔理论 ‎【名师点睛】此题考查了玻尔理论；关键是知道原子由低能态向高能态跃迁时要吸收能量，吸收的能量等于两个能级的能级差；而原子由高能态向低能态跃迁时要放出能量，放出的能量等于两个能级的能级差；知道各种单色光之间的频率关系.‎ ‎7.一金属板暴露在波长λ=400nm的可见光中，观测到有电子从该金属板表面逸出。在靠近金属板的空间加一方向垂直于板面、大小为 E=15V/m 的匀强电场（金属板与电场间隙可忽略），电子能运动到距板面的最大距离为10 cm．已知光速 c与普朗克常量h 的乘积为1.24×10－6eV·m．能使金属板发生光电效应的入射光的波长最大值约为( )‎ A. 450nm B. 477nm C. 500nm D. 775nm ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由光电效应方程可得，，根据动能定理得，联立以上三式并代入数据得 ，故D正确，ABC错误；故选D ‎8.假设在NaCl蒸气中存在由钠离子Na＋和氯离子Cl－靠静电相互作用构成的单个氯化钠分子， 若取 Na＋ 和Cl－ 相距无限远时的电势能为零， 一个 NaCl 分子的电势能为－6.1eV．已知使一个中性钠原子Na最外层电子脱离原子核而形成钠离子Na+所需的能量(电离能)为5.1eV，使一个中性氯原子Cl结合一个电子形成Cl－所放出的能量(亲和能)为3.8eV，由此可算出，在将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl的过程中，外界提供的总能量为 ( )‎ A. 4.8eV B. 15eV C. 2.8eV D. 7.4eV ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】把一个NaCl分子分解成Na+ 和Cl-的过程中，外界提供的能量为6.1eV．一个Na+还原成中性钠原子要释放5.1eV．而一个Cl-还原成氯原子外界要提供3.8eV，所以将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性Na和Cl的过程中，外界提供的总能量为ΔE＝(6.1－5.1＋3.8)eV＝4.8eV，故A正确；BCD错误；故选A ‎9.氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于能级的激发态，在向基态跃迁的过程中，下列说法中正确的是 ‎ A. 这群氢原子能发出六种频率不同的光，其中能级跃迁到能级所发出光的波长最短 B. 这群氢原子如果从能级跃迁到能级所发出光恰好使某金属发生光电效应，则从能级跃 迁到能级所发出光一定不能使该金属发生光电效应现象 C. 用这群氢原子所发出的光照射逸出功为2.49eV的金属钠，则从金属钠表面所发出的光电子的最大初动 能可能为10.26eV D. 处于基态的氢原子可吸收13.0eV的光子跃迁到能级 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】这群氢原子能发出种频率不同的光，其中能级跃迁到能级所发出光的频率最小，波长最长，选项A错误；因n=4到n=1的能级差大于n=3到n=1的能级差，则这群氢原子如果从能级跃迁到能级所发出光的频率大于从能级跃迁到能级所发出光的频率，则如果这群氢原子从能级跃迁到能级所发出光恰好使某金属发生光电效应，则从能级跃迁到能级所发出光一定不能使该金属发生光电效应现象，选项B正确；用这群氢原子跃迁所发出的光的最大能量为（-0.85）eV-（-13.6）eV=12.75eV，则用它照射逸出功为2.49eV的金属钠，从金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为12.75eV-2.49eV=10.26eV，选项C正确；基态与n=4状态的能级差为12.75eV，则处于基态的氢原子不可能吸收13.0eV的光子跃迁到能级，选项D错误.‎ ‎10.在光电效应实验中，某同学用同一种材料在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出 A. 甲光的频率大于乙光的频率 B. 乙光的波长大于丙光的波长 C. 甲光、乙光波长相等 D. 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据光电效应方程可得：，入射光的频率越高，对应的截止电压Uc越大。甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，故A错误；‎ B．丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长；故B正确；‎ C．甲光、乙光的频率相等，则甲、乙波长相等，故C正确；‎ D．丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能，故D错误。‎ ‎11.利用金属晶格（大小约10-10m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为m、电量为e、初速度为零，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中不正确的是 ( )‎ A. 该实验说明电子具有波动性 B. 实验中电子束的德布罗意波长为 C. 加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显 D. 若用相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加明显 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、该实验观察电子的衍射图样，衍射现象说明粒子的波动性，故A正确； B、电子束通过电场加速，由动能定理可得：，故有：，所以，实验中电子束的德布罗意波的波长为：，故B正确； C、由B可知：加速电压U越大，波长越小，那么，衍射现象越不明显，故C错误； D、若用相同动能的质子替代电子，质量变大，那么粒子动量变大，故德布罗意波的波长变小，故衍射现象将不明显，故D错误。‎ ‎【点睛】根据衍射现象得到波动性，然后由动能定理得到粒子速度，进而得到动量，从而得到波长，根据波长表达式得到电压或粒子变化下波长的变化，从而判断衍射现象变化。‎ ‎12.（2017·江苏卷）原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有 A. 核的结合能约为14 MeV B. 核比核更稳定 C. 两个核结合成核时释放能量 D. 核中核子的平均结合能比核中的大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 由图知核的比结合能约为7 MeV，所以结合能约为4×7=28 MeV，故A错误；核比核的比结合能大，所以核比核更稳定，B正确；两个核结合成核时，即由比结合能小的反应生成比结合能大的释放能量，C正确；由图知核中核子的平均结合能比核中的小，所以D错误．‎ ‎【名师点睛】本题主要是要理解比结合能的含义，知道结合能与比结合能的区分与关系．以及在核反应过程中由比结合能小的反应生成比结合能大的要释放能量．‎ 二、选择题2：本题共6小题，每小题4分。在每小题给出的五个选项中，有三个选项符合题目要求。选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分；每选错1个扣2分，最低得分为0分。‎ ‎13.如图，一个导热气缸竖直放置，气缸内封闭有一定质量的气体，活塞与气缸壁紧密接触，可沿气缸壁无摩擦地上下移动．若大气压保持不变，而环境温度缓慢升高，在这个过程中(　 　)‎ A. 气缸内每个分子的动能都增大 B. 封闭气体对外做功 C. 气缸内单位体积内的分子数增多 D. 封闭气体吸收热量 E. 气缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少 ‎【答案】BDE ‎【解析】‎ 大气压不变，气缸内气体压强不变，气体发生等压变化；由于气缸是导热的，外界温度逐渐升高，缸内气体温度升高，分子平均动能增大，不一定每个分子的动能都增大，故A错误；气体温度升高，内能增加，气体体积变大，对外做功，由热力学第一定律可知，气体要吸收热量，故BD正确；气体温度升高，体积变大，汽缸内单位体积内的分子数减少，单位时间内撞击活塞的分子数减少，故C错误，E正确；故选BDE．‎ 点睛：知道气体发生等压变化、知道理想气体内能由温度决定，熟练应用热力学第一定律即可正确解题．‎ ‎14.下列说法中正确的是( )‎ A. 液体中的扩散现象是由液体的对流形成的 B. 液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现 C. 只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等 D. 分子间引力和斥力都是随着分子间距离的减小而增大 E. 一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 ‎【答案】BDE ‎【解析】‎ ‎【详解】液体中的扩散现象都是由于分子热运动而产生的，故A错误。液体的表面张力是分子力作用的表现，外层分子较为稀疏，分子间表现为引力；浸润现象也是分子力作用的表现，故B正确。物体的内能等于组成该物体的所有分子做热运动的动能与分子势能的总和，两物体的温度相同则分子的平均动能相等，但是物体的总动能与分子数有关，质量和体积相等的物体仅说明物体的平均密度相同，如果不是同一种物质，它们的总分子数不一定相等，因此两物体的内能不一定相等，故C错误。分子间的引力和斥力都是随分子间距离的减小而增大，只不过在不同情况下合力对外表现不同，故D正确。根据气态方程可知一定质量的理想气体压强不变，体积增大，温度一定升高，因此内能增加，体积增大则对外做功，根据可知，气体一定吸收热量，故E正确；故选BDE ‎15.下列说法中正确的是( )‎ A. 布朗运动是悬浮在气体或液体中固体颗粒分子无规则运动 B. 分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小 C. 温度相同的不同物体，它们分子的平均动能一定相同 D. 在潮湿的天气里，空气的相对湿度小，有利于蒸发 E. 一定质量的理想气体分别经等容过程和等压过程温度均由T1升高到T2，等压过程比等容过程吸收的热量多 ‎【答案】BCE ‎【解析】‎ ‎【详解】布朗运动是悬浮在气体或液体中固体颗粒的无规则运动,不是固体颗粒分子的运动，故A错误；当分子间距离增大时时,分子间的引力和斥力均减小,故B正确；温度是分子热运动平均动能的标志,故温度相同,分子平均动能一定相同,与物体的种类无关,故C正确；在潮湿的天气里,空气的相对湿度大,物体表面的水不易蒸发,所以在潮湿的天气里,水蒸发的慢,故D错误;等容升温，内能增加，体积不变，外界对气体不做功，W=0，Q1>0 等压升温，内能增加与上面相同，体积变大，外界对气体做负功，W<0,Q2>Q1>0. 等压过程比等容过程吸收的热量多，故E正确；故选BCE ‎16.关于固体和液体，下列说法正确的是( )‎ A. 晶体中的原子都是按照一定的规则排列的，具有空间周期性，因而原子是固定不动的 B. 毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系，都是分子力作用的结果 C. 液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点 D. 在密闭容器中，液面上方蒸汽达到饱和状态时，液体与气体之间动态平衡 E. 空气中水蒸气的实际压强越大，相对湿度就越大 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】晶体中的原子都是按照一定的规则排列的，具有空间周期性，但是原子在平衡位置附近振动，故A错误；毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系，都是分子力作用的结果，故B正确；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故C正确；在密闭容器中，液面上方的蒸汽达到饱和状态时，从宏观上看蒸发现象停止，液体与气体之间动态平衡，故D正确；空气中的水蒸气的实际压强越大，绝对湿度越大，相对湿度不一定就越大，故E错误。故选BCD ‎17.下列说法中正确的是( )‎ A. 物体从外界吸热，其内能不一定增大 B. 悬浮在液体中的颗粒越大布朗运动越明显 C. 温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均速率不相同 D. 用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以估算气体分子的体积 E. 同一液体在不同温度下的饱和蒸汽压不同 ‎【答案】ACE ‎【解析】‎ ‎【详解】做功与热传递都可以改变物体的内能,物体从外界吸热,若同时对外做功,其内能不一定增大.故A正确；悬浮在液体中的颗粒越小布朗运动越明显，故B错误；温度是分子的平均动能的标志,温度相同的氢气和氧气,它们分子的平均动能是相等的,但因为氢分子与氧分子的质量不同,所以平均速率不相同.故C正确；因为气体分子之间的距离远大于分子的大小,所以用气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数可以估算分子的之间的距离,但不能估算气体分子的大小.故D错误；饱和汽压随温度的升高而增大，所以同一液体在不同温度下的饱和蒸气压不同，故E正确；故选ACE ‎18.如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中______。‎ A. 气体温度一直降低 B. 气体内能一直增加 C. 气体一直对外做功 D. 气体一直从外界吸热 E. 气体吸收的热量一直全部用于对外做功 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图知气体的 pV一直增大，由，知气体的温度一直升高，故A错误；‎ B．一定量的理想气体内能只跟温度有关，温度一直升高，气体的内能一直增加，故B正确；‎ C．气体的体积增大，则气体一直对外做功，故C正确；‎ D．气体的内能一直增加，并且气体一直对外做功，根据热力学第一定律△U=W+Q可知气体一直从外界吸热，故D正确；‎ E．气体吸收的热量用于对外做功和增加内能，故E错误。‎ 三、计算题：本题共4小题，共计38分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的运算步骤，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．‎ ‎19.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃求：‎ ‎（1）该气体在状态B、C时的温度分别为多少摄氏度？‎ ‎（2）该气体从状态A到状态C过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？‎ ‎【答案】（1）-73℃与27℃；（2）200J。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，发生等容变化，则有：，‎ 已知该气体在状态A时的温度为TA=300K；pA=3×105Pa；pB=2×105Pa；‎ 解得：TB=200K，即为：tB=-73℃ ；‎ 从B到C过程发生等压变化，则有：，‎ 解得：TC=300K，即为：tC=27℃ ；‎ ‎（2）该气体从状态A到状态C的过程中，体积增大，气体对外做功，而内能不变，则吸热。‎ 吸收的热量为：。‎ ‎20.贮气筒的容积为100 L，贮有温度为27 ℃、压强为30 atm的氢气，使用后温度降为20 ℃，压强降为20 atm，求用掉的氢气占原有气体的百分比？‎ ‎【答案】31.7%‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】选取筒内原有的全部氢气为研究对象，且把没用掉的氢气包含在末状态中，则初状态p1＝30 atm，V1＝100 L，T1＝300 K；末状态p2＝20 atm，V2＝？，T2＝293 K，根据得 用掉的占原有的百分比为 ‎21.一汽缸竖直放在水平地面上,缸体质量M=10 kg,一轻质活塞横截面积为S=2×10-3 m2,活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体,下面有气孔O与外界相通,大气压强p0=1.0×105 Pa,活塞下面与劲度系数k=2×103 N/m的轻弹簧相连。当汽缸内气体温度为127 ℃时弹簧为自然长度,此时缸内气柱长度L1=20 cm,g取10 m/s2,活塞不漏气且与缸壁无摩擦。‎ ‎①当缸内气柱长度L2=24 cm时,缸内气体温度为多少?‎ ‎②缸内气体温度上升到T0时,气缸恰好离开地面,则T0为多少?‎ ‎【答案】①672K ②750K ‎【解析】‎ 试题分析：(1)V1＝L1S，V2＝L2S，T1＝400 K 根据理想气体的状态方程，有：‎ 代入数据解得T2＝720 K ‎(2)当气体压强增大到一定值时，汽缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化。设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx，则：‎ kΔx＝(m＋M)g Δx＝7 cm V3＝(Δx＋L1)S 根据理想气体的状态方程，有 代入数据解得T0＝1012.5 K 考点：‎ ‎【名师点睛】本题考查了求气体的温度、气缸上升的高度，根据题意求出气体的状态参量、应用理想气体状态方程即可正确解题；解题时要知道当气体压强增大到一定值时，气缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化。‎ ‎22.如图所示，活塞把密闭汽缸分成左、右两个气室，每室各与U形管压强计的一臂相连，压强计的两壁截面处处相同，U形管内盛有密度为ρ＝7.5×102 kg/m3的液体．开始时左、右两气室的体积都为V0＝1.2×10－2m3，气压都为p0＝4.0×103 Pa，且液体的液面处在同一高度，如图所示，现缓慢向左推进活塞，直到液体在U形管中的高度差h＝40 cm，求此时左、右气室的体积V1、V2．假定两气室的温度保持不变，计算时可以不计U形管和连接管道中气体的体积，g取10 m/s2．‎ ‎【答案】V1＝8．0×10－3m3， V2＝1．6×10－2m3．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】以p1、V1表示压缩后左室气体的压强和体积，p2、V2表示这时右室气体的压强和体积，p0、V0表示初态两室气体的压强和体积．‎ 由玻意耳定律得 由题述可知体积关系 两气室压强关系 ‎ 解以上四式得 ‎ 解方程并选择有物理意义解可得 ‎ 代入数值，得 ，‎ ‎ ‎ ‎ ‎