【物理】宁夏吴忠中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】宁夏吴忠中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

吴忠中学2019--2020学年第二学期期中考试 高二年级物理试卷 一、单项选择题（本题共14小题，每小题2分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）‎ ‎1. 关于对黑体的认识，下列说法正确的是（ ）‎ A. 黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 B. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关 C. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关 D. 如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体 ‎【答案】C ‎【解析】A、能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，故A错误；‎ BC、黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B错误，C正确；‎ D、射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个小孔就成了一个黑体，故选项D错误．‎ ‎2. 在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管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. 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D. 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 ‎【答案】B ‎【解析】A．根据 入射光的频率越高，对应的截止电压越大。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，所以乙光的频率小于丙光的频率，乙光的波长大于丙光的波长，故B正确；‎ C．同一金属，截止频率是相同的，故C错误；‎ D．甲光的截止电压小于丙光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能。故D错误。故选B。‎ ‎3. 分别用波长为λ和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1:2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】光子能量为①‎ 根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为 ②‎ 根据题意 ‎③‎ 联立①②③可得逸出功为 故选B．‎ ‎4. 在用α粒子轰击金箔的实验中，卢琴福观察到的α粒子的运动情况是（　　）‎ A. 全部α粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进 B. 绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进,少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回 C. 少数α粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回 D. 全部α粒子都发生很大偏转 ‎【答案】B ‎【解析】当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小。只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以绝大多数α 粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回，故B正确，ACD错误。故选：B。‎ ‎5. 下面是列出的一些核反应方程：,，；以下选项中正确的是 A. X是质子，Y是中子，Z是正电子 B. X是正电子，Y是质子，Z是中子 C. X是中子，Y是正电子，Z是质子 D. X是正电子，Y是中子，Z是质子 ‎【答案】D ‎【解析】核反应方程是遵循质量数守恒、电荷数守恒，由此规律可得，X质量数是0，电荷数是+1，X是正电子，Y质量数是1，电荷数是0，Y是中子，Z质量数是1，电荷数是+1，Z是质子，故D正确，ABC错误。‎ ‎6. A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场中，磁场方向如图所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d分别表示α粒子，β粒子以及两个剩余核的运动轨迹（　　）‎ A. a为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹 B. b为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹 C. b为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹 D. a为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹 ‎【答案】C ‎【解析】两个衰变中，α粒子是正电荷，β粒子为负电荷，两个粒子和它们的反冲核的速度方向相反，但α粒子和β粒子受到的洛伦兹力的方向相反。静止的放射性元素衰变满足动量守恒 在磁场中洛伦兹力提供向心力 则 所以α粒子和β粒子的轨迹均为大圆，又根据左手定则判断可得C的轨迹符合题意。‎ 故选C。‎ ‎7. 某固体物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则每个分子的质量和体积V内所含的分子数以及分子直径分别是 A. ， ， B. ， ， ‎ C. ， ， D. ， ，‎ ‎【答案】D ‎【解析】根据摩尔质量的定义可知，每个分子的质量；体积V内所含的分子数: ；每个分子的体积，将每个分子占据的体积看做是球体，则，解得分子直径为：．故D正确，ABC错误．故选D．‎ ‎8. 关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是 A. 物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元 B. 分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而增大 C. 分子做永不停息的无规则热运动，布朗运动就是分子的热运动 D. 宏观物体的温度是物体内大量分子的平均动能的标志 ‎【答案】D ‎【解析】A、物质是由分子组成的，分子是原子组成的，原子是不可再分的最小单元；故A错误.‎ B、根据分子动理论可知分子间同时存在分子引力和分子斥力，引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，随分子间距的增大而减小；故B错误.‎ C、布朗运动是固体微粒的运动，不是分子的运动，但间接反映了液体分子的热运动；故C错误.‎ D、大量分子的热运动的快慢用统计规律可得，则温度就是分子平均动能的标志；故D正确.故选D.‎ ‎9. 两分子间的力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互靠近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 在r=r0时，分子势能为零 B. 在r＜r0阶段，分子势能先减小后增加 C. 在r＞r0阶段，分子势能一直减小 D. 整个过程中分子力先做负功再做正功 ‎【答案】C ‎【解析】分子势能Ep－r图象如图 A．根据Ep－r图象，在r=r0时，分子势能最小，但不为零，故A错误；‎ B．在r＜r0阶段，分子距离减小，分子力做负功，分子势能增加，故B错误；‎ C．在r＞r0阶段，分子距离减小，分子力做正功，分子势能一直减小，故C正确；‎ D．根据F－r图象，整个过程中，随着分子之间分子距离减小，分子力先做正功再做负功，故D正确。故选C。‎ ‎10. 分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。据此可判断下列说法中正确的是（　　）‎ A. 布朗运动是指液体分子的无规则运动 B. 分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 C. 一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多 D. 气体的温度升高，气体的内能不一定增大 ‎【答案】C ‎【解析】A．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，悬浮颗粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著，故A错误；‎ B．分子间距离越大，分子间的引力和斥力越小，但合力不一定减小；当分子间距大于平衡距离时，分子间距离越大，达到最大分子力之前，分子力越来越大，故B错误；‎ C．一定质量的气体温度不变时，体积减小，由pV=c，知压强增大，温度不变时分子的平均动能不变，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多，故C正确；‎ D．由于气体分子间距很大，则分子势能可忽略，温度为分子平均动能的标志，气体的温度升高，气体的内能增大，故D错误。故选C。‎ ‎11. 如图所示，在U型管的封闭端A内有一部分气体，管中标斜线部分均为水银，则A内气体的压强p应为下述关系式中是 A. p＝h2 B. p＝p0－h2 C. p＝p0－h1－h2 D. p＝p0＋h1‎ ‎【答案】B ‎【解析】设内气体的压强，由题意可知，解得：，故选项B正确，A、C、D错误．‎ ‎12. 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A正确，BCD错误。‎ ‎13. 下列说法不正确的是（　　）‎ A. 在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高,有的降低这与液体的种类和毛细管的材质有关 B. 脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液 C. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面化的蜂蜡呈椭圆形说明蜂蜡是晶体 D. 在空间站完全失重的环境下水滴能收缩成标准的球形是由于液体表面张力的作用 ‎【答案】C ‎【解析】A．因为不同物质间的分子作用力的性质不同，可能是引力也可能是斥力，故毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，故A正确；‎ B．未脱脂的棉花对水不浸润因而不吸水，脱脂后可以被水浸润，方便吸取药液，故B正确；‎ C．烧热针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，由于云母片导热的各向异性，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，故C错误；‎ D．在完全失重的环境下，由于表面张力的作用水滴会收缩成标准的球形，故D正确。‎ 本题选不正确的，故选C。‎ ‎14. 关于理想气体的状态变化，下列说法正确的是（　　）‎ A. —定质量的理想气体，当压强不变而温度由‎100℃‎上升到‎200℃‎时，其体积增大为原来的2倍 B. 气体由状态1变化到状态2时，一定满足方程 C. 一定质量的理想气体，体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍 D. 一定质量的理想气体，压强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半 ‎【答案】C ‎【解析】A．一定质量理想气体，压强不变，体积与热力学温度成正比，不与摄氏温度成正比，温度由‎100℃‎上升到‎200℃‎时，体积约增大为原来的1.27倍，故A错误；‎ B．理想气体状态方程成立的条件为质量不变，而B项缺条件，故B错误；‎ C．由理想气体状态方程可知一定质量的理想气体，体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍；故C正确；‎ D．同C选项的分析可知一定质量的理想气体，压强增大到原来的4倍，可能是体积减半，热力学温度加倍，故D错误。故选C。‎ 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分每小题至少有一个选项符合题意全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）‎ ‎15. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体 B. 固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质 C. 在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体 D. 在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 ‎【答案】BC ‎【解析】A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体，故A错误；‎ B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上各向异性，具有不同的光学性质，故B正确；‎ C．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体。把晶体硫加热熔化（温度超过300）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，故C正确；‎ D．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，吸收的热量转化为分子势能，所以内能增大，故D错误。故选BC。‎ ‎16. 氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62ev－3.11eV。下列说法正确的是（　　）‎ A. 处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离 B. 大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，能够发出红外线 C. 大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光 D. 大量处于n=4能级氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光 ‎【答案】ABC ‎【解析】A．紫外线的能量大于3.11eV，n=3能级的氢原子可以吸收紫外线后，能量大于0，所以氢原子发生电离，故A正确；‎ B．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光子能量小于1.51eV，小于可见光的能量即为红外线，故B正确；‎ C．根据计算出处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光，故C正确；‎ D．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光子；因为可见光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV，满足此范围的有n=4到n=2，n=3到n=2，所以可将有2种不同频率的可见光，故D错误。故选ABC。‎ ‎17. 放射性元素氡(Rn)的半衰期为T，氡核放出一个X粒子后变成钋核(Po)，设氡核、钋核和X粒子的质量分别为m1、m2和m3，下列说法正确的是（　　）‎ A. 该过程的核反应方程是Rn→Po+‎ B. 发生一次核反应释放的核能为(m2+m3－m1)c2‎ C. ‎1g氧经2T时间后，剩余氢原子的质量为‎0.5g D. 钋核的比结合能比氡核的比结合能大 ‎【答案】AD ‎【解析】A．根据质量数守恒可知，X的质量数是 电荷数是 所以该过程的核反应方程Rn→Po+，故A正确；‎ B．该核反应的过程中释放能量，有质量亏损，所以发生一次核反应释放的核能为 故B错误；‎ C．‎1g氡经2T时间后，剩余氡原子的质量为 故C错误；‎ D．该核反应的过程中释放能量，有质量亏损，所以钋核的比结合能比氡核的比结合能大，故D正确。故选AD ‎18. 质子数与中子数互换的核互为“镜像核”，例如是的“镜像核”，同样也是 的“镜像核”，则下列说法正确的是（　　）‎ A. N和O互为“镜像核”‎ B. N和互为“镜像核”‎ C. β衰变的本质是一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子 D. 核反应，+→+n的生成物中有α粒子，该反应是α衰变 ‎【答案】BC ‎【解析】A．N的质子数为7，中子数为8，互换后质子数变为8，质量数仍为15，则N和O不是“镜像核”，故A错误；‎ B．N的质子数为7，中子数为6，互换后质子数变为6，质量数仍为13，故B正确；‎ C．β衰变的本质是一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子，故C正确；‎ D．核反应，+→+n是核聚变，生成物中虽然有α粒子，但该反应不是α衰变，故D错误。故选BC。‎ 三、实验题（本题共2小题，共13分）‎ ‎19. 小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意图如下图甲所示。已知普朗克常量 ‎(1)图甲中电极A为光电管的_____（填“阴极”或“阳极”）‎ ‎(2)实验中测得铷的遏止电压与入射光频率v之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率_____Hz，逸出功_____J。‎ ‎(3)如果实验中入射光的频率，则产生的光电子的最大初动能_____J。‎ ‎【答案】 (1). 阳极 (2). 5.14×1014（5.12×1014-5.18×1014） 3.14×10-19（3.39×‎10-19-3‎.43×10-19） (3). 1.23×10-19（1.21×10-19-1.25×10-19）‎ ‎【解析】（1）[1] 由光电管的结构知， A为阳极。‎ ‎（2）[2] 图像中横轴的截距表示截止频率。‎ ‎[3] 逸出功 。‎ ‎（3）[4]由爱因斯坦的光电效应方程 ‎20. 对于一定质量的理想气体，以p、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系，在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值．如图甲、图乙和图丙所示，三个坐标系中，两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态．根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小．‎ ‎(1)p－T图象(图甲)中A、B两个状态，________状态体积小．‎ ‎(2)V－T图象(图乙)中C、D两个状态，________状态压强小．‎ ‎(3)p－V图象(图丙)中E、F两个状态，________状态温度低．‎ ‎【答案】 (1). A (2). C (3). F ‎【解析】（1）[1]甲图画出的倾斜直线为等容线，斜率越小，体积越大，所以VB>VA，故A的体积小；‎ ‎（2）[2]乙图画出的倾斜直线为等压线,斜率越小,压强越大，所以pD>pC，故C状态压强小；‎ ‎（3）[3]丙图画出的双曲线为等温线，离原点越远，温度越高，所以TE>TF，故F态温度低.‎ 四、计算题（本题共5小题，共43分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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）‎ ‎21. 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℃‎，则该气体在状态B、C时的温度分别为多少？‎ ‎【答案】－‎173℃‎、‎‎27℃‎ ‎【解析】对于理想气体：A→B由得TB=100 K 则tB=－‎‎173℃‎ B→C由 得TC=300 K 则tC=‎‎27℃‎ ‎22. 为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服。航天服有一套生命系统，为航天员提供合适的温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样。假如在地面上航天服内气压为1.0×105 Pa，气体体积为‎2 L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为‎4 L，使航天服达到最大体积。若航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统。‎ ‎(1)求此时航天服内的气体压强；‎ ‎(2)若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到9.0×104 Pa，则需补充1.0×105 Pa的等温气体多少升？‎ ‎【答案】(1)5.0×104Pa；(2)‎‎1.6L ‎【解析】(1)航天服内气体经历等温过程，，‎ 由玻意耳定律得 ‎(2)设需要补充的气体体积为V，将补充的气体与原航天服内气体视为一个整体，充气后的气压 由玻意耳定律得 ‎23. 如图所示，均匀薄壁U形管左管上端封闭，右管开口且足够长，管内水银柱封住A部分气体，当A部分气柱的温度为300K时，左、右两管内水银面等高，A气柱的长度，大气压强为75cmHg，求：‎ ‎(1)现使A气体的温度缓慢升高，当温度升高到多少K时，左管水银面下降‎2.5cm？‎ ‎(2)如果A内气体的温度在(1)情况下升高后保持不变，在右管内加入多长的水银，可以使A管的水银面重新回到原位置。‎ ‎【答案】(1)400K；(2)‎‎25cm ‎【解析】(1)初始时，A管内气体的压强为75cmHg，气体的体积为10S，温度升高到T2时，左管水银面下降‎2.5cm，则A管内的压强为80cmHg，气体的体积为12.5S，根据理想气体状态方程 解得 ‎(2)温度升高后，A内气体的体积是12.5S，压强是80cmHg，加水银后，A内气体的体积是10S，根据玻意耳定律 解得 故需加入的水银长度为 ‎24. 如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体．已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦．开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0．现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处．求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功．重力加速度大小为g．‎ ‎【答案】；；‎ ‎【解析】开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先等容升温过程，直至活塞开始运动．设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有: ①‎ 根据力的平衡条件有: ②‎ 联立①②式可得: ③‎ 此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2．根据盖—吕萨克定律有:‎ ‎ ④‎ 式中V1=SH⑤，V2=S（H+h）⑥‎ 联立③④⑤⑥式解得: ⑦‎ 从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为:⑧‎ ‎25. 静止在匀强磁场中的锂核Li获一个速度为v0=7.7×‎104m/s的中子而发生核反应，反应中放出α粒子及一个新核，已知α粒子的速度大小为v2=2×‎104m/s，方向与反应前的中子速度方向相同，如图所示，设质子质量与中子质量相等。‎ ‎(1)写出核反应方程式并求出新生核的速度；‎ ‎(2)在图中画出α粒子与新生核的运动轨迹，并求出轨道半径之比；‎ ‎(3)α粒子旋转3周时，新生核旋转几周。‎ ‎【答案】(1)，，与中子初速度相反；(2)‎ ‎，；(3)2‎ ‎【解析】(1)根据质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为 核反应前后满足动量守恒，选取中子的初速度的方向为正方向，则有 则 ‎(2)α粒子与新生核在磁场中做匀速圆周运动，由左手定则可知它们的运动方向如图所示 α粒子和新生核在磁场中做匀速圆周运动，其洛伦兹力提供向心力得 则 所以 ‎(3)由周期公式得 在时间t内旋转的圈数 所以它们的转动圈数之比为 则当α粒子转3周时，新生核旋转2周