2017-2018学年江西省南昌市八一中学、洪都中学、麻丘高中等六校高二下学期期末联考物理试题 解析版

2017-2018学年江西省南昌市八一中学、洪都中学、麻丘高中等六校高二下学期期末联考物理试题 解析版

江西省南昌市八一中学、洪都中学、麻丘高中等六校2017-2018学年高二下学期期末联考物理试题 一、选择题 ‎1. 下列说法中正确的是( )．‎ A. 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B. 第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律 C. 大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的绝对湿度较大 D. 一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的 ‎【答案】D ‎【解析】A、布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动，由于花粉是由花粉颗粒组成的，所以布朗运动反映的是花粉颗粒的运动，不是花粉分子的热运动，是液体分子的热运动的反应，故A错误；‎ B、第一类水动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律，而第二类永动机研制失败的原因并不是违背了能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，故B错误；‎ C、绝对湿度是指一定空间中水蒸气的绝对含量，可用空气中水的蒸气压来表示；而相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大，故C错误；‎ D、一定质量的单晶体在熔化过程中温度不变，分子的平均动能不变，所吸收的热量全部用来增大分子势能，故D正确。‎ 点睛：本题考查了布朗运动、相对湿度和绝对湿度的概念、晶体的特点以及永动机研制失败的原因等，知识点多，关键要记住相关规律，需要在平时学习过程中注意积累。‎ ‎2. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F>0为斥力，F<0为引力．A、B、C、D为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从A处由静止释放，下列A、B、C、D四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】A、乙分子的运动方向始终不变，故A错误； B、加速度与力的大小成正比，方向与力相同，在C点，乙的分子加速度等于0，故B正确； C、乙分子从A处由静止释放，分子力先是引力后是斥力，分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，在C点，分子势能最小，从C图中可知，在A点静止释放乙分子时，分子势能为负，动能为0，乙分子的总能量为负，在以后的运动过程中乙分子的总能量不可能为正，而动能不可能小于0，则分子势能不可能大于0，所以C图中不可能出现横轴上方那一部分，故C错误； D、分子动能不可能为负值，故D错误。‎ 点睛：此题考查分子力、分子势能，又考查加速度与速度关系，根据加速度与速度同向加速，分子力做正功，分子势能减小；加速度与速度反向减速，分子力做负功，分子势能增大。‎ ‎3. 有质量相同的三个小物体a、b、c.现将小物体a从高为h的光滑斜面的顶端由静止释放，同时小物体b、c分别从与a等高的位置开始做自由落体运动和平抛运动，如图所示．有关三个物体的运动情况，下列判断正确的是(　　)‎ A. 三个物体同时落地 B. 三个物体落地前瞬间的动能相同 C. 重力对三个物体做功相同 D. 重力对三个物体的冲量相同 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：由于物体a在斜面上下滑，它下滑的加速度a=gsinθ，小于g，而物体b做自由落体运动，加速度为g，故物体的斜面上运动的位移又比自由落体的长，所以三个物体下落的时间不相等，所以三个物体不能同时落地，选项A错误；物体a落地时，物体b已经落到地上了，故三个物体落地前瞬间的动能不相同，选项B错误；重力对三个物体做功W=Gh，物体的G和h均相同，故做功相同，选项C正确；由于时间不相等，故冲量I=Ft不相同，选项D错误。‎ 考点：牛顿第二定律，功，冲量等。‎ ‎4. 一小球从水平地面上方无初速度释放，与地面发生碰撞后反弹至速度为零，假设小球与地面碰撞没有机械能损失，运动时的空气阻力大小不变，下列说法正确的是(　　)‎ A. 上升过程中小球动量改变量等于该过程中空气阻力的冲量 B. 小球与地面碰撞过程中，地面对小球的冲量为零 C. 下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力做的功 D. 从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功 ‎【答案】D ‎【解析】根据动量定理可知，上升过程中小球动量改变量等于该过程中重力和空气阻力的合力的冲量，选项A错误；小球与地面碰撞过程中，由动量定理得： ,可知地面对小球的冲量Ft不为零，选项B错误；下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力和空气阻力做功代数和，选项C错误；由能量守恒关系可知，从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功，选项D正确；故选D.‎ ‎5. 如图所示，一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次衰变后变为钍核，粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动，则以下判断正确的是（ ）‎ A. 1是粒子的径迹，2是钍核的径迹 B. 1是钍核的径迹，2是粒子的径迹 C. 3是粒子的径迹，4是钍核的径迹 D. 3是钍核的径迹，4是粒子的径迹 ‎【答案】B ‎【解析】由于原来的铀核静止，而衰变前后动量守恒，所以衰变后两粒子的速度方向相反，又知道α粒子和钍核都带的是正电，所以根据左手定则可得轨迹为外切，所以3和4的轨迹错误，根据半径公式，可知电量大的轨道半径小，知1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹，B正确．‎ ‎6. μ子与氢原子核（原子）构成的原子称为μ氢原子（hydrogen muon atom），它在原子核物理的研究中有重要作用.图为μ氢原子的能级示意图.假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为v1、v2、v3、v4、v5和v6的光，且频率依次增大，则E等于（ ）‎ A. h（v3－v1） B. h（v5+v6）‎ C. hv3 D. hv4‎ ‎【答案】C ‎【解析】μ子吸收能量后从n=2能级跃迁到较高m能级，然后从m能级向较低能级跃迁，若从m能级向低能级跃迁时如果直接跃迁到基态n=1能级，则辐射的能量最大，否则跃迁到其它较低的激发态时μ子仍不稳定，将继续向基态和更低的激发态跃迁，即1、2、3…m任意两个轨道之间都可以产生一种频率的辐射光， 故总共可以产生的辐射光子的种类为==6，‎ ‎ 解得m=4， 即μ子吸收能量后先从n=2能级跃迁到n=4能级，然后从n=4能级向低能级跃迁． 辐射光子的按能量从小到大的顺序排列为4能级到3能级，能级3到能级2，能级4到能级2，能级2到能级1，能级3到能级1，能级4到能级1．所以能量E与hν3相等． 故C正确。 故选C。‎ ‎【名师点睛】‎ μ子吸收能量后向高能级跃迁，而较高能级不稳定会自发的向所有的较低能级跃迁，只有跃迁到基态后才能稳定，故辐射光子的种类为。能级差越大，辐射的光子的频率越高。 ‎ ‎7. 下列叙述中正确的有（ ）．‎ A. 光的粒子性被光电效应和光的衍射现象所证实 B. 在α粒子散射实验的基础上，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 C. 紫外线照射某金属表面时发生了光电效应，则红外线也一定可以使该金属发生光电效应 D. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经过7.6天后就一定只剩下一个氡原子核 ‎【答案】B ‎【解析】A、光具有波动性，又具有粒子性，光的干涉，衍射现象证明光具有波动性，光电效应现象证明光具有粒子性，故A错误；‎ B、在粒子散射实验的基础上，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故B正确；‎ C、能发生光电效应的条件是入射光的频率比该金属的极限频率大，红外线的频率比紫外线小，所以紫外线照射某金属表面时发生了光电效应，则红外线不一定可以使该金属发生光电效应，故C错误；‎ D、半衰期是大量原子核的统计规律，对单个原子核不适用，故D错误。‎ 点睛：考查光的波粒二象性、光电效应、以及α粒子散射实验和半衰期等相关知识，知识点多，关键要记住相关规律，需要在平时学习过程中注意积累。‎ ‎8. 2011年5月4日上午9点10分左右,国航的CA1585航班、东航的MU5263航班和邮政的YZ207航班相继准备在烟台机场降落.由于空中飘来气球,导致三个航班在空中足足等待了约20分钟,三航班燃料损失超2万元.后来用望远镜观察发现,这些气球可能是孩子玩的那种充氮气的气球.图为机场监控截图.若氮气的摩尔质量为M,摩尔体积为V,密度为阿伏加德罗常数为则有关氮分子的质量m和体积的关系表示为(    )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】A、气体分子间有较大间距，所以分子的摩尔体积并不是实际分子所占空间的体积，故摩尔体积V与比值也不是实际单个分子的体积，故选项AD错误； B、单个分子的质量是气体的摩尔质量与阿伏伽德罗常数的比值，即，由于，故，故选项BC正确。 点睛：本题主要考查气体阿伏伽德罗常数的相关计算，注意气体分子体积的计算方法。‎ ‎9. 如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是 A. 气体B吸热，对外做功，内能不变 B. 气体A分子的平均动能增大 C. 气体A和气体B内每个分子的动能都增大 D. 气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少 ‎【答案】BD ‎【解析】A、气体B吸热，对外做功，后来活塞达到新的静止平衡状态，说明气体B压强不变。根据气体状态方程知道，温度升高，不计气体分子势能，所以内能增加，故A错误；‎ B、通过电热丝对A气体加热一段时间，气体A温度升高，则分子的平均动能变大，故B正确；‎ C、温度升高，分子的平均动能增大，不是每个分子的动能都增大，故C错误；‎ D、气体B压强不变，由于温度升高，导致体积增大，所以气体 B 分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减小，故D正确。‎ 点睛：本题考查热力学第一定律及理想气体的实验定律，应重点掌握决定内能的因素及正确应用热力学第一定律及理想气体的实验定律。‎ ‎10. 图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法正确的是（　 　）‎ A. 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大 B. 由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定 C. 遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大 D. 不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应 ‎【答案】ABC ‎【解析】由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A说法正确；根据光电效应方程可得：，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，故B说法正确；根据最大初动能：中，遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大，故C说法正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D说法错误。所以选D。‎ ‎11. 下列说法正确的是（ 　　）‎ A. 是α衰变方程 B. 是核聚变反应方程 C. 是核裂变反应方程 D. 是原子核的人工转变方程 ‎【答案】BD ‎【解析】A是原子核的人工转变方程，B是聚变方程，C是衰变方程，D是原子核的人工转变方程，故BD正确。故选BD。‎ ‎【点睛】聚变是较轻的核聚变成较重的核，裂变是质量较大的核分裂成两个质量中等的核，衰变生成氦原子核。‎ ‎12. 某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始人从船头走向船尾，若不计水的阻力，那么在这段时间内人和船的运动情况是：（　 　）‎ A. 人匀速行走，船匀速后退，两者速度大小与它们的质量成反比 B. 人加速行走，船加速后退，而且加速度大小与它们的质量成反比 C. 人走走停停，船退退停停，两者动量总和总是为零 D. 当人在船尾停止运动后，船由于惯性还会继续后退一段距离 ‎【答案】ABC ‎【解析】试题分析：人和船水平方向不受外力，动量守恒，，A对；人和船的相互作用力大小相等，由F=ma可知B对；动能可知C对；由于动量守恒，初动量为零，末动量也应该为零，D错 考点：考查人船模型 点评：难度中等，明确考查的知识点，选择系统为研究对象，规定正方向，由动量守恒定律列公式 二、填空题 ‎13. 氢原子能级如图所示，则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变为氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少是________eV，一群处于n＝4能级的氢原子回到n＝2的状态过程中，可能辐射________种不同频率的光子．‎ ‎【答案】 (1). 13.6 (2). 3‎ ‎【解析】因为基态的氢原子能量为，则基态氢原子发生电离，吸收的能量需大于等于；一群处于n=4能级的氢原子回到n=2的状态过程中，可能由n=4跃迁到n=2，可能由n=4跃迁到n=3，再由n=3跃迁到n=2，知可能辐射3种不同频率的光子。‎ 点睛：当原子吸收能量大于等于，则氢原子发生电离，能级跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差，不同的能级差，辐射的光子频率不同。‎ ‎14. 如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水平面上静止放置，B球向左运动与A球发生正碰，B球碰撞前、后的速率之比为3∶1，A球垂直撞向挡板，碰后原速率返回．两球刚好不发生第二次碰撞，A、B两球的质量之比为________，A、B两球碰撞前、后两球的总动能之比为________．‎ ‎【答案】 (1). 4∶1 (2). 9∶5‎ ‎【解析】设开始时B的速度为，B球碰撞前、后的速率之比为3：1，A与挡板碰后原速率返回，两球刚好不发生第二次碰撞，所以碰撞后A与B的速度方向相反，大小相等，A的速度是，B的速度是，选取向左为正方向 由动量守恒定律得： 整理得： 碰撞前的动能： 碰撞后的动能： 所以：。‎ 点睛：该题考查水平方向的动量守恒定律，从题目给出的条件中判断出碰撞后A与B的速度方向相反，大小相等是解答的关键。‎ ‎15. 如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线,普朗克常量 h=6.63×10-34 J·s,由图可知该金属的极限频率为 ________Hz、逸出功为________ eV。（结果保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 4.3×1014 (2). 1.8‎ ‎【解析】根据爱因斯坦光电效应方程，图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为； 由，得知，该图线的斜率表示普朗克常量h． 当时，逸出功为：。‎ 点睛：解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道逸出功与极限频率的关系，结合数学知识即可进行求解。‎ ‎16. 在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势在核电站中，核反应堆释放的核能被转化成电能核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能．‎ 核反应方程式是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为______ ， ______以、、分别表示、、核的质量，、分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则上述核反应过程中放出的核能 ______ ．‎ ‎【答案】 (1). 中子 (2). 3 (3). ‎ ‎【解析】根据电荷数守恒，质量数守恒，知aX的总电荷数为0，总质量数为3，可知X为中子，．‎ 该核反应质量亏损为，根据爱因斯坦质能方程知，释放的核能．‎ 三、计算题 ‎17. 如图，可自由移动的活塞将密闭汽缸分为体积相等的上下两部分A和B，初始时A、B中密封的理想气体温度均为800 K，B中气体压强p=1.25×l05 Pa，活塞质量m=2.5 kg，汽缸横截面积S=10 cm2，汽缸和活塞均由绝热材料制成。现利用控温装置（未画出）保持B中气体温度不变，缓慢降低A中气体温度，使A中气体体积变为原来的3/4 ，若不计活塞与汽缸壁之间的摩擦，求稳定后A中气体的温度。（g=10 m/s2）‎ ‎【答案】450K ‎【解析】根据题意，A中气体的体积变为原来的，则B中气体的体积变为原来体积的，即，‎ B中气体发生等温变化，根据玻意耳定律有，‎ 解得稳定后B中气体的压强= 1×l05 Pa；‎ 对A中气体，初态：，=1×l05 Pa；‎ 末态：=0.75×105 Pa；‎ 对A中气体，由理想气体状态方程有，解得=450K．‎ ‎【点睛】处理理想气体状态方程这类题目，关键是写出气体初末状态的状态参量，未知的先设出来，然后应用理想气体状态方程列式求解即可．‎ ‎18. 如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面，斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ.一质量为m(m＜M)的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动，不计冲上斜面过程中的机械能损失．如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面的顶端．如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度是多少？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】斜面固定时，由动能定理得： 所以； 斜面不固定时，由水平方向动量守恒得：‎ 由机械能守恒得： ‎ 解得：。‎ 点睛：本题主要考查了动能定理、动量守恒定律及根据机械能守恒的直接应用，斜面固定时，由动能定理求出初速度，斜面不固定时，由水平方向动量守恒列式，再根据机械能守恒列式，联立方程即可求解。‎ ‎19. 如图，质量的长木板静止在光滑的水平面上，有一个质量的可看作质点的物体以的水平初速度从木板的左端冲上木板，相对木板滑行了2m后与木板保持相对静止，求：‎ 木板最终获得的速度；‎ 在此过程中产生的热量；‎ 从开始到物块与木板相对静止时，木板前进的距离是多少？‎ ‎【答案】（1）（2）3J（4）‎ ‎【解析】（1）木板与物块组成的系统动量守恒，以向右为正方向 由动量守恒定律得：， 则得：‎ ‎（2）在此过程中产生的热量为：‎ ‎（3）由得：‎ 对木板，运用动能定理得：‎ 得：。‎ ‎............‎ ‎20. 一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一质量不计的光滑活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止．求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离．（已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0 cmHg，环境温度不变．结果保留三位有效数字。）‎ ‎【答案】9.42 cm.‎ ‎②‎ 由玻意耳定律得③‎ ‎④‎ 依题意'⑤‎ ‎⑥‎ 由玻意耳定律得'⑦‎ 联立④⑤⑥⑦式和题给条件得⑧‎ 考点：考查了理想气体状态方程的应用 ‎【名师点睛】由题意知两部分封闭气体的温度与环境温度保持相等，气体都作等温变化．先对左端气体研究，根据玻意耳定律求出活塞下移后的压强．水银面相平时，两部分气体的压强相等，再研究右端气体，求出活塞下移后的长度和气体压强，根据几何关系求解活塞向下移动的距离．‎ 视频 ‎ ‎