吉林省白城市通榆县第一中学2019-2020学年高二下学期第四次月考物理试题

吉林省白城市通榆县第一中学2019-2020学年高二下学期第四次月考物理试题

通 榆一中 2019－2020学年高 二下学期第四次考试 ‎ 物理试卷 ‎ 一．选择题（本大题共12小题，共48.0分，前8个题为单选题，只有一个选项正确，9-12题为多选题，有多个选项正确，全部选对的得4分，有漏选的得2分，错选不得分。）‎ 1. 下列关于近代物理知识的描述中，正确的是（ ）‎ A. 爱因斯坦首次提出能量量子假说，成功解释了黑体辐射 B. 一个处于n=3‎能级状态的氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子 C. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大 D. 衰变中产生的β射线实际上是原子核外电子挣脱原子核形成的 2. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V　6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是 (　　)‎ A．120 V,0.10 A B．240 V,0.025 AC．120 V,0.05 A D．240 V,0.05 A 3. 如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是（ ）‎ A. 卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的核式结构模型 B. 放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强 C. 电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关 D. 链式反应属于重核的裂变 4. 下列说法正确的是‎(‎     ‎‎)‎ A. 结合能越大，原子中的核子结合的越牢固，原子核越稳定 B. 衰变为，要经过4次α衰变及6次β衰变 C. 卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为 D. 质子、中子、α粒子的质量分别为m‎1‎、m‎2‎、m‎3‎，那么质子和中子结合成一个α粒子，所释放的核能为 ‎ΔE=(m‎1‎+m‎2‎-m‎3‎)‎c‎2‎ 5. 如果两个系统通过相互作用，实现了热平衡，那么这两个系统‎(‎     ‎‎)‎ A. 一定具有相同的压强 B. 一定具有相同的温度 C. 一定具有相同的体积 D. 一定同时具有相同的温度、压强和体积 6. 如图所示，两端封闭的U型管中有一段水银将空气隔成A、B两部分，当管竖直放置时，玻璃管内空气柱长分别为LA和LB，现将玻璃管周围温度逐渐升高时，则‎(‎      ‎)‎ ‎ A. LA变长，LB变短B. LA变短，LB变长C. LA和LB不变化D. 条件不足，不能判断． ‎ 7. 如图，在“用DIS研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系”实验中，某小组分别用甲、乙两个试管封闭了质量相同的同种气体，气体体积V甲‎>‎V乙，则在同一p-T坐标系中得到的图象应是（ ）‎ A. B. ‎ ‎ D C ‎ ‎ 8. 质量为M的汽缸口朝上静置于地面上‎(‎如图甲‎)‎，用质量为m的活塞封闭一定量的气体‎(‎气体的质量忽略不计‎)‎，活塞的截面积为S.‎将汽缸倒扣在地面上‎(‎如图乙‎)‎，静止时活塞没有接触地面。已知大气压强为p‎0‎，取重力加速度为g，不计一切摩擦，则下列分析正确的是（ ）‎ A. 甲图中，汽缸对地面的压力为Mg B. 甲图中，封闭气体压强为p‎0‎‎+‎mgS C. 乙图中，地面对汽缸的支持力为Mg+p‎0‎S D. 乙图中，封闭气体压强为p‎0‎‎-‎MgS 9. 如图所示，为实验室里的一个变压器，只有一个原线圈和一个副线圈，一实验小组为搞清楚哪一端为变压器的高压端，下列判断正确的是‎(‎   ‎‎)‎ A. 用欧姆表测量变压器线圈的直流电阻，电阻大的一侧为高压端 B. 用欧姆表测量变压器线圈的直流电阻，电阻小的一侧为高压端 C. 观察变压器线圈的线径，线径粗的一端为高压端 D. 观察变压器线圈的线径，线径细的一端为高压端 10. 如图所示，是氢原子光谱的两条谱线，图中给出了谱线对应的波长及氢原子的能级图，已知普朗克常量h=6.63×‎10‎‎-34‎J·s，则（ ）‎ A. Hα谱线对应光子的能量小于Hβ谱线对应光子的能量 B. 若两种谱线对应光子都能使某种金属发生光电效应，则Hα谱线对应光子照射到该金属表面时，形成的光电流较小 C. Hα谱线对应光子的能量为‎1.89 eV D. Hα谱线对应的光子是氢原子从n=4‎能级跃迁到n=3‎能级发出的 1. 下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（ ） ‎ A. 图甲：每种原子都有自己的特征谱线，故光谱分析可鉴别物质 B. 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的 C. 图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D. 图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性 2. 如图所示，均匀U形管内盛有液体，左右液面相平，左管用活塞封闭了一定量的气体A，右管封闭气体B，开始A，B两部分气体压强均为p，气柱的长度均为l，现将活塞缓慢上提，提升的高度为d，则此过程中（ ） ‎ A. 气柱A的长度增加量等于d B. 气柱B的长度增加量小于d C. 气体A的最终压强小于lpl+d D. 气体A的最终压强大于lpl+d 二、实验题（本大题共2小题，共15分）‎ 3. 在油膜法估测油酸分子的大小实验中，有下列实验步骤：‎ ‎①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．‎ ‎②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形状稳定．‎ ‎③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．‎ ‎④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．‎ ‎⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)上述步骤中，正确的顺序是________(填写步骤前面的数字)．‎ ‎(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为________ m．(结果保留一位有效数字)‎ ‎14.某同学用如图所示注射器验证玻意耳定律，实验开始时在注射器中用橡皮帽封闭了一定质量的空气。则 ‎(1)‎若注射器上全部刻度的容积为V，用刻度尺测得全部刻度长为L，则活塞的横截面积可表示为 ___________ ；‎ ‎(2)‎测得活塞和框架的总质量是M，大气压强为p‎0‎，当注射器内气体处于某状态时，在框架左右两侧对称挂两个砝码，每个砝码质量为m，不计活塞与注射器管壁间摩擦，则稳定后注射器内气体的压强可表示为 ____________；‎ ‎(3)‎如右图中是不同小组的甲、乙两同学在同一温度下做实验时得到的p与‎1/V的图象。若两人实验时操作均正确无误，且选取坐标标度相同，那么两图线斜率不同的主要原因是_____________________ 。 ‎ 三．计算题（本大题共4小题，共37分）‎ ‎15.(9分)如图所示的是小型交流发电机示意图，矩形线圈面积为S=0.02‎m‎2‎，匝数为N=100‎，内阻为r=2Ω，绕其垂直于磁感线的对称轴OO'‎匀速转动，转速n=50r/s，匀强磁场的磁感应强度为B=1T，外接电阻R=8Ω.t=0‎时刻，线圈从图示位置开始转动。‎ ‎(1) ‎写出通过R的电流的瞬时表达式‎(‎结果里保留π)‎；‎ ‎(3)‎从图示位置转过‎30°‎时间内通过线圈导线横截面的电量。‎ ‎16.（9分）一个氘核‎(‎ ‎‎1‎‎2‎H)‎和一个氚核‎(‎ ‎‎1‎‎3‎H)‎结合成一个氦核‎(‎ ‎‎2‎‎4‎He)‎，同时放出一个中子，已知氘核质量为m‎1‎‎=2.014 1 u，氚核质量为m‎2‎‎=3.016 0 u，氦核质量为m‎3‎‎=4.002 6 u，中子质量为m‎4‎‎=1.008 665 u，‎1 u相当于‎931.5 MeV的能量，求：‎ ‎(1)‎写出聚变的核反应方程；‎ ‎(2)‎此反应过程中释放的能量为多少？‎ (‎结果保留一位小数‎)‎ ‎ ‎ ‎17.（9分）如图所示粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端用水银封闭着长L=13cm的理想气体，右端开口，当封闭气体的温度T=312K时，两管水银面的高度差h‎=4cm.‎现对封闭气体缓慢加热，直到左、右两管中的水银面相平．设外界大气压po‎=76cmHg．‎ ‎(1)‎求左、右两管中的水银面相平时封闭气体的温度；‎ ‎(2)‎若保持‎(1)‎问中气体温度不变，从右管的开口端缓慢注入水银，直到右侧管的水银面比左侧管的高h‎'=4cm，求注入水银柱的长度．‎ ‎18.（10分）如图所示，光滑导热活塞C将体积为V‎0‎的导热容器分成A、B两室，A、B中各封有一定质量的同种气体，A室左侧连接有一U形气压计‎(U形管内气体的体积忽略不计‎)‎，B室右侧有一阀门K，可与外界大气相通，外界大气压等于76cmHg，气温为300K恒定。当光滑导热活塞C静止时，A、B两室容积相等，气压计水银柱高度差为38cm。现将阀门K打开，当活塞C不再移动时，求：‎ ‎①B室的体积；‎ ‎②‎若再次关闭阀门，对A、B两室加热。水银面再次恢复至原来的高度差时温度为多少K？ ‎ 参考答案 ‎1.【答案】C ‎【解答】A.普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误； B.一个处于n=3‎能级状态的氢原子自发跃迁时，最多只能发出2种频率的光，分别为n=3‎跃迁到n=2‎，n=2‎跃迁到n=1‎，故B错误； C.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，根据ke‎2‎r‎2‎=mv‎2‎r知，轨道半径增大，电子的动能减小，原子能量增大，势能增大，故C正确； D.β衰变中产生的β射线实际上是原子的核中的一个中子转化为质子同时生成一个电子，故D错误。 故选C。 2.【答案答案　D 解析　灯泡正常工作，副线圈两端的电压U2＝12 V，副线圈中的电流I2＝2× A＝1 A，根据匝数比得原线圈中的电流I1＝I2＝0.05 A，原线圈两端的电压U1＝20U2＝240 V，选项D正确．‎ ‎3. D ‎【解答】‎ A.卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的“枣糕模型”结构，提出了原子的“核式结构模型”，故A错误； B.中间没有偏转的为γ粒子，电离能力最弱，而穿透能力最强，故B错误； C.由图可知，光照越强，光电流越大，但遏止电压是一样，说明遏止电压与光的强度无关，故C错误； D.重核的裂变属于链式反应，故D正确； 故选D。 4、C ‎【解答】 A.比结合能是衡量原子核结构是否牢固的指标，它越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。故A错误； B.设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：‎4x+222=238‎，解得x=4‎；‎2x-y+86=92‎，得y=2‎，故衰变过程中共有4次α衰变和2次β衰变，故B错误； C.卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为‎2‎‎4‎He‎+‎‎7‎‎14‎N‎→‎‎8‎‎17‎O‎+‎‎1‎‎1‎H，故C正确； D.2个质子和2个中子结合成1个α粒子，根据质能方程知，ΔE=Δmc‎2‎=(2m‎1‎+2m‎2‎-m‎3‎)‎c‎2‎，故D错误； 故选C。 5.【答案】B ‎【解答】 两个系统实现了热平衡，它们具有一个“共同性质”，这就是温度，或者说温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量；故B正确，ACD错误。 故选B。 6.【答案】B ‎ 【解答】 由题意可知，在原来温度‎(‎设为T‎0‎‎)‎下pB‎>‎pA，我们假设LA和LB不变，可作出如图所示的两条等容线 ， 由图象可看出斜率大的是B气体的等容线，斜率小的是A气体的等容线，当温度升高‎△T时，即从横轴T‎0‎向右移‎△T，从图中看出‎△pB>△‎pA，故B端水银面要上升，A端水银面要下降，故B正确，ACD错误。 故选B。 7.【答案】A ‎【解答】由理想气体状态方程PVT‎=C(‎常数‎)‎，可知P=CVT，在体积一定时，理想气体的压强与热力学温度成正比，得到的等压线是一条过原点的直线，这条直线的斜率和V成反比。因为气体体积V甲‎>‎V乙，所以甲乙两条直线的斜率k甲‎<‎k乙，故A正确，BCD错误。‎ 故选：A。 8.【答案】B ‎【解答】A.以整体为研究对象，根据平衡条件可得甲图中，汽缸对地面的压力为‎(m+M)g，故A错误；‎ B.甲图中，封闭气体压强等于外界大气压和活塞产生的压强之和，即为p‎0‎‎+‎mgS，故B正确；‎ C.以整体为研究对象，根据平衡条件可得乙图中，地面对汽缸的支持力为‎(m+M)g，故C错误；‎ D.乙图中，封闭气体压强等于外界大气压和活塞产生的压强之差，即为p‎0‎‎-‎mgS，故D错误； 9.【答案】AD ‎【解答】AB.‎由于只有一个原线圈和一个副线圈，根据变压器的工作原理，匝数比等于电压比，匝数比等于电流的反比，高压端线圈的匝数多，电流小，电阻大，所以电阻大的一端为高压端，故A正确，B错误； CD.‎高压端的电流小，导线的电阻大，绕制的导线的线径就越细，故C错误，D正确。 答案AD。 10.【答案】AC ‎【解答】 A.Hα波长大于Hβ波长，故Hα频率较小，Hα谱线对应光子的能量小于Hβ谱线对应光子的能量，故A正确； B.依据光电流与光的强度有关，因此频率的高低不能确定光电流的大小，故B错误； C.Hα谱线对应光子的能量为：E=hcλ=3.03×‎10‎‎-19‎J=1.89eV，故C正确； D.依据能级差公式有：ΔE=E‎4‎-E‎3‎=-0.85eV-‎-1.51‎eV=0.66eV，故D错误； 故选AC。 11.【答案】AB ‎【解答】A.每种原子都有自己的特征谱线，故光谱分析可鉴别物质，故A正确； B.玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故B正确； C.卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故C错误； D.根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故D错误。 故选AB 12.【答案】BD ‎【解析】【分析】 本题考查了气体的等温变化及玻意耳定律；对于研究在U型管内被封闭的气体的状态参量的变化时，要正确的确定理想气体的状态，分析其状态参量，选择相应的状态方程进行解答，本题是一种类型，采用假设法分析，是热学中动态变化问题常用的方法。 分别对左右两管内气体采用假设法，研究气柱A的长度增加量时假设水银柱不动，研究右边气柱时假设气柱长增加量等于d。 【解答】A.假设水银柱不动则气柱A的长度增加量等于d，即B管内气柱长没变，根据玻意耳定律则A内压强减小B内压强不变，即A内压强小于B内压强，水银一定在左管内上升，故气柱A的长度增加量小于d，A错误； B.假设气柱B的长度增加量等于d，则相当于A内气体长度没变，根据玻意耳定律则A内压强不变B内压强减小，即A内压强大于B内压强，水银一定在右管内上升，故气柱B的长度增加量小于d，B正确； CD.‎假设气柱A的长度增加量等于d，才会有：pl=p'(l+d)‎，得：p'=‎lp‎(l+d)‎，而实际气柱A的长度增加量小于d，故气体A的最终压强p'‎大于lp‎(l+d)‎，D正确，C错误。故选BD。‎ ‎13、　(1)在油膜法估测油酸分子的大小实验中，应先配制油酸酒精溶液，再往盘中倒入水，并撒痱子粉，然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定，再将玻璃板放于盘上，用彩笔将油膜形状描绘在玻璃板上，根据d＝计算．‎ ‎(2)一滴溶液中含油酸体积V＝× m3，故d＝≈5×10－10 m.‎ ‎[答案]　(1)④①②⑤③　(2)5×10－10 m 14.【答案】‎(1)‎VL   ‎(2)‎ p‎0‎‎+‎‎(M+2m)gLV  ‎(3)‎研究气体质量不同 ‎【解析】玻意耳定律研究的是一定质量理想气体的等温变化，压强与体积成反比，或压强与体积的倒数成正比，气体的体积V=SL，压强的定义式是p=‎FS，结合平衡条件可解决问题。 玻意耳定律要求气体质量恒定且温度不变，分析封闭气体压强时可采用受力平衡法。‎ ‎ (1)‎注射器可看做圆柱体，由V=SL得：S=VL…①‎  ‎(2)‎装置达到稳定状态后，设气体压强为p，由平衡条件知：  p‎0‎S+(M+2m)g=pS…②‎  由‎①②‎可得：p=p‎0‎+‎‎(M+2m)gLV ‎(3)‎图线的斜率k=p‎1‎V=pV，根据克拉柏龙方程pV=nRT知，当n(‎指气体的物质的量‎)‎相同时，T不同，k就不同；同样，即使T相同，若n取值不同，图线斜率也不同．所以图线斜率不同的主要原因是：研究气体质量不同‎(‎或同质量气体在不同温度下研究‎)‎。 故答案为：‎(1)‎VL；‎(2)‎ p‎0‎‎+‎‎(M+2m)gLV；‎(3)‎研究气体质量不同。‎ ‎15.解：‎(1)‎因为ω=2πn， 所以电动势的最大值：Em‎=NBSω=200πV。 ‎(2)‎根据闭合电路欧姆定律：Im‎=EmR+r=20πA， 线圈从平行于磁场方向开始转动， 所以电流的瞬时表达式为：i=20πcos100πt(A);‎ ‎(3)(3)‎十二分之一个周期转过θ=‎‎30‎‎∘‎，磁通量变化为‎(1‎分‎)‎ ， 电荷量为 ．‎ ‎ 16.【答案】解： ‎(1)‎核反应方程为：‎ ‎‎1‎‎2‎H+‎ ‎‎1‎‎3‎H→‎ ‎‎2‎‎4‎He+‎ ‎‎0‎‎1‎n+ΔE； ‎(2)‎反应过程的质量亏损为：‎Δm=2.0141u+3.0160u-4.0026u-1.008665u=0.018835u ‎17.【答案】解：‎(1)‎设玻璃管封闭气体初态压强为P，体积为V，玻璃管的横截面积为S，末态压强为P'‎，体积为V'‎，当温度上升到T'‎时，左、右两管中的水银面相平；根据理想气体状态方程可得：PVT‎=‎P'V'‎T'‎ 由题意可得：P=76cm-4cm=72cmHg，V=LS，P'=‎P‎0‎，V'=L'S，L'=L+‎Δh‎2‎ 解得：T'=380K ‎(2)‎设注入的水银柱长为x时，右侧管的水银面比左侧管的高Δh，末状态封闭理想气体的压强：P''=P‎0‎+ρgh'V，体积：V''=L''S ， 根据玻意耳定律可得：P'V'=P''V''‎，解得：L''=14.25cm x=Δh+2‎L'-L''‎ 解得：x=5.5cm ‎ ‎18. （1）‎①‎阀门K闭合，A室的体积为：VA‎=0.5‎V‎0；‎压强：pA‎=(76+38)cmHg=114cmHg 设阀门K打开，A室的体积为V‎'‎A，压强：p‎'‎A=76cmHg 等温变化，对A中气体运用玻意耳定律可得：pAVA‎=p‎'‎AV‎'‎A 解得：V‎'‎A=0.75‎V‎0‎ 此时，B室体积为‎0.25‎V‎0‎ ‎②‎对A中气体：再次恢复时pA1‎‎=114cmHg，VA1‎‎=‎Vx  , ‎ TA1‎‎=‎Tx ‎ ‎PAVATA‎=‎PA1‎VA1‎TA1‎ 对B中气体：关闭阀门时pB‎=76cmHg，VB‎=0.25‎V‎0  ‎， TB‎=300K 再次恢复时pB1‎‎=114cmHg，VB1‎‎=V‎0‎-‎Vx   ‎，‎ ‎‎ ‎ TB1‎‎=‎Tx PBVBTB‎=‎PB1‎VB1‎TB1‎ ​解得：Tx‎=450K 答：‎①B室的体积为V‎0‎‎4‎；  ‎②‎若再次关闭阀门，加热气室，水银面再次恢复至原来的高度差时温度为450K。 ‎ ‎ ‎