2017-2018学年安徽省六安市舒城中学高二5月（第四次）月考物理试题 解析版

2017-2018学年安徽省六安市舒城中学高二5月（第四次）月考物理试题 解析版

‎2017-2018学年安徽省六安市舒城中学高二5月（第四次）月考物理试题 解析版 选择题：本大题共12小题，每小题4分，共48分。1～8题单选，9～12题多选。‎ ‎1. 下列说法正确的是 (　　)‎ A. 卢瑟福发现了电子，查德威克发现了中子，他们在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献 B. 光电效应实验中，光电流的大小与入射光的强弱无关 C. 由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态的量子数越大，核外电子动能越大 D. 氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可能发出三种不同波长的辐射光.已知其中的两个波长分别为 和，且 >，则另一个波长可能是 ‎【答案】D ‎【解析】A项：卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，他们在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献，故A错误；‎ B项：光电效应实验中，光电流的大小与入射光的强弱有关，饱和电流与入射光的强度成正比，故B错误；‎ C项：由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态的量子数越大，核外电子的轨道半径越大，由，可知电子的动能，r越大，动能越小，故C错误；‎ D项：氢原子在能级间跃迁时，发出的光子的能量与能级差相等．如果这三个相邻能级分别为1、2、3能级E3>E2>E1，且能级差满足E3-E1>E2-E1>E3-E2，根据，可得可以产生的光子波长由小到大分别为：、、，这三种波长满足两种关系和，变式可得D正确。‎ ‎2. 关于光电效应,下列说法正确的是 (　　)‎ A. 截止频率越大的金属材料逸出功越大 B. 只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应 C. 从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小 D. 入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多 ‎【答案】A ‎【解析】逸出功W0=hνc,W0∝νc,νc为截止频率,A正确;只有照射光的频率ν大于等于金属截止频率νc,才能产生光电效应现象,B错;由光电效应方程Ek=hν-W0知,因ν不确定时,无法确定Ek与W0的关系,C错;光强E=nhν,ν越大,E一定,则光子数n越小,单位时间内逸出的光电子数就越少,D错。故选A.‎ ‎【点睛】解决本题关键掌握光电效应的条件和规律．知道光电流的大小在发生光电效应的前提下，与入射光的强度有关．‎ 视频 ‎3. 以下说法正确的是 (　　)‎ A. 布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动 B. 温度相同的氢气和氧气，氧气的分子平均动能比氢气的分子平均动能大 C. 气体的压强是由大量的分子对容器壁的碰撞引起的 D. 一定质量的理想气体，在温度和体积都保持不变的情况下，可以使其压强增大 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，是由于液体分子无规则运动碰撞产生的，故布朗运动证明了液体分子的无规则运动，A错误；温度是分子平均动能的标志，温度相同的氢气和氧气，氧气的分子平均动能与氢气的分子平均动能一定相同，B错误；气体的压强是由大量的分子对容器壁的碰撞引起的，C正确；一定质量的理想气体，在温度和体积都保持不变的情况下，根据理想气体状态方程知压强一定不变，故D错误；故选C。‎ 考点：布朗运动；气体的压强；理想气体状态方程 ‎【名师点睛】加强对基本概念的记忆，基本方法的学习利用，是学好3-3的基本方法．此处高考要求不高，不用做太难的题目。‎ ‎4. 从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压Uc（即图1 所示的电路中电流表G 的读数减小到零时加在电极K 、A 之间的反向电压）与入射光的频率v，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的Uc --v图像如图2 所示。下列说法正确的是 (　　)‎ A. 该金属的截止频率约为4．27× 1014 Hz B. 该金属的截止频率约为5．50× 1014 Hz C. 该图线的斜率为普朗克常量 D. 该图线的斜率为这种金属的逸出功 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：设金属的逸出功为光电子的最大初动能Ek 与遏止电压UC 的关系是联立两式可得：可解得，即金属的截止频率约为Hz，在误差允许范围内，可以认为A 正确；B 错误。‎ 考点：光电效应。‎ ‎5. 在一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生α衰变的次数为 (　　)‎ A. 6次 B. 8次 C. 22次 D. 32次 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：设经过了n次α衰变，m次β衰变．有：4n=32，2n-m=10，解得n=8，m=6．故B正确，ACD错误．故选B．‎ 考点：α衰变 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道衰变的实质,α衰变的过程中电荷数少2，质量数少4，β衰变的过程中电荷数多1，质量数不变．根据衰变的实质确定衰变的次数．‎ 视频 ‎6. 封闭在气缸内的一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度从300K升高到600K时，以下说法正确的是(　　)‎ A. 气体的密度增大一倍 B. 气体的压强增大一倍 C. 气体分子的平均动能减小一半 D. 每秒撞击单位面积的器壁的分子数不变 ‎【答案】B ‎【解析】气体的质量和体积均不变，故密度不变，故A错误；根据PV/T＝C，气体体积不变，温度变为2倍，故气压变为2倍，故B正确；温度是分子热运动的平均动能的标志，分子热运动的平均动能与温度成正比，温度变为2倍，故分子的平均动能变为2倍，故C错误；气体的质量和体积均不变，故分子数密度不变，但平均动能增加，故每秒撞击单位面积的器壁的分子数增加，故D错误；故选B。‎ ‎7. 图中画出了氢原子的4个能级,并注明了相应的能量E.处在n=4的能级的1200个氢原子向低能级跃迁时,能够发出若干种不同频率的光子.若这些受激氢原子最后都回到基态,假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的,已知金属钾的逸出功为.则在此过程中发出的光子,能够从金属钾的表面打出光电子的光子数为 ‎ A. 2200 B. 2000 C. 1600 D. 2400‎ ‎【答案】C ‎【解析】根据题中所给信息，处在量子数为4的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的，即向量子数为2、3的激发态和基态各跃迁1200×=400个，发出光子400×3=1200个；同理，处在量子数为3的激发态的400个氢原子跃迁到量子数为2的激发态和基态的原子数都是400×‎ ‎=200个，发出光子200×2=400个；处在量子数为2的激发态的400+200=600个氢原子跃迁到基态的原子数是600×1=600个，发出光子600个．处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时能发出不同光电子的数目为=6种，n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，均小于2.22eV，不能使金属钾发生光电效应，其它四种光子能量都大于2.22eV．所以在此过程中能够从金属钾的表面打出光电子的光子数为1600个．故选C．‎ ‎8. 在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱，A、B、C、D四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门K打开，释放掉少量水后立刻关闭阀门，A、B、D液面相对各自原来的位置下降的长度、之间的大小关系为 (　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】释放掉少量水后立刻关闭阀门，空气柱长度增大，压强减小，C液面上升，B液面下降，A液面下降，AB之间液面高度差减小，A相对于底面压强最大，所以A下降的最大，其次是B，上升最小的是C液面，与D液面下降的高度相同，故，故ACD错误，B正确；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】本题考查液体和气体压强的变化，关键是分析出液面的变化，本题难度较大，解题时一定要认真分析。‎ ‎9. 下列说法正确的是 (　　)‎ A. 方程式是重核裂变反应方程 B. 光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性 C. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的 D. 比结合能越大，原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定 ‎【答案】BCD ‎10. 如图所示，用容器为的活塞式抽气机对容积为的容器中的气体抽气，设容器中原来气体压强为，抽气过程中气体温度不变。则 ‎ A. 抽3次就可以将容器中气体抽完 B. 抽一次后容器内压强为 C. 抽一次后容器内压强为 D. 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 ‎11. 2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图象传感器．他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理．如图所示电路可研究光电效应规律．图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极．理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压．现接通电源，用光子能量为10.5 eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0‎ ‎ V；现保持滑片P位置不变，以下判断正确的是 ‎ A. 光电管阴极材料的逸出功为4.5 eV B. 若增大入射光的强度，电流计的读数不为零 C. 若用光子能量为12 eV的光照射阴极A，光电子的最大初动能一定变大 D. 若用光子能量为9.5 eV的光照射阴极A，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不为零 ‎【答案】AC ‎...............‎ ‎【点睛】图示电路所加的电压为反向电压，当电流计的读数恰好为零时，根据动能定理可以求出光电子的最大初动能，通过光电效应方程可以求出逸出功的大小．‎ ‎12. 氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11eV。下列说法正确的是 ‎ A. 一个处于n=2能级的氢原子，可以吸收一个能量为4eV的光子 B. 大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，发出的光是不可见光 C. 大量处于n=4能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出6种频率的光子 D. 氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量可能大于13.6eV ‎【答案】ABC ‎【解析】试题分析：一个处于n=2能级的氢原子，可以吸收一个能量为4eV的光子，A正确；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，小于可见光的频率，故B正确；大量处于n=4能级的氢原子，跃迁到基态的过程中，根据，因此释放出6种频率的光子，故C正确．氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量，小于13.6eV．故D错误；‎ 考点：考查了氢原子跃迁 ‎【名师点睛】本题考查氢原子的波尔理论，解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，即，并能灵活运用 二、计算题：本大题共5小题，共52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。‎ ‎13. 已知氘核()质量为2.0136 u，中子()质量为1.0087 u，氦核()质量为3.0150 u，1 u相当于931.5 MeV．‎ ‎(1)写出两个氘核聚变成的核反应方程；‎ ‎(2)计算上述核反应中释放的核能(保留三位有效数字)。‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】解析：(1)根据题中条件，可知核反应方程为 ‎ (2)质量亏损 由于1 u的质量与931.5 MeV的能量相对应，所以核反应中释放的核能为 ‎14.‎ ‎ 卢瑟福从1909年起做了著名的a粒子散射实验，并提出了原子核式结构模型。在卢瑟福核式结构模型的基础上，玻尔引入定态假设和量子化条件提出了氢原子的玻尔模型.根据玻尔模型，可假设静止的基态氢原子的轨迹半径为r、电子的质量为m、电子的电荷量为静电力常量为k、普朗克常数为h；根据玻尔理论可知电子绕原子核仅在库仑力的作用下做匀速圆周运动(提示：电子和原子核均可当做点电荷；以无穷远处的电势为零，电量为Q的正点电荷在距离自身L处的电势为；氢原子的能量为电子绕核运动的动能和电势能之和)。以下问题中氢原子均处于静止状态，求：‎ ‎(1)在经典理论下，基态氢原子的核外电子绕核运动的线速度v ‎(2)电子绕核运动形成的等效电流I；‎ ‎(3)已知氢原子处于第一激发态时，电子绕核运动的轨迹半径为4r；求氢原子第一激发态与基态能量差△E及氢原子从第一激发态跃迁至基态时释放的光子的频率v ‎【答案】(1) (2) (3) ，‎ ‎【解析】（1）库伦力提供向心力：‎ 解得 ‎（2）电子绕核运动的周期： ‎ 则 ‎ ‎（3）基态氢原子的能量 ‎ 对处以第一激发态的氢原子：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎15. 为了保证车内人员的安全，一般小汽车都安装了安全气囊，利用NaN3爆炸产生的氮充入气囊，当小汽车发生一定的碰撞时．NaN3爆炸产生的氮气充满安全气囊，充满后气囊体积变化很小。已知气囊容积为V＝56L，囊中氮气密度为p＝2.5kg/m3，氮气的摩尔质量为M0‎ ‎＝0.028kg/mol，阿伏伽徳罗常数为：NA＝6.02×1023mol－１，标准状态下气体的摩尔体积为V＝22.4L。‎ ‎（i）求气囊中氮气的分子数；‎ ‎（ii）当温度为27℃时，囊中氮气的压强多大?‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】（i）囊中气体包含的物质的量为 所含分子数为个 ‎ ‎（ii）若在标准状态下，这些气体的压强为，体枳为，温度为 温度T=300K时，囊中气体体积V=56L,压强设为p 则由理想气体状态方程可得 解得：p=2.2atm ‎16. 如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中．当温度为280 K时，被封闭的气柱长L＝22 cm，两边水银柱高度差h＝16 cm，大气压强p0＝76 cmHg.封闭气体的温度重新回到280 K后为使封闭气柱长度变为20 cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】试题分析：找出气体的初末状态，根据意耳定律即可求解。‎ 初态压强p1＝(76－16) cmHg＝60 cmHg 初态的体积V1＝22S cm 末态的体积V2＝20S cm，左侧被封闭的一定质量的气体，温度不变，‎ 根据玻意耳定律：p1V1＝p2V2‎ 代入数据解得：p2＝66 cmHg，‎ 说明左右两侧的高度差Δh＝10 cm，左侧上升2 cm，右侧只有在原基础上再有8 cm才能满足高度差为10 cm，故加注水银(2 cm＋8 cm)＝10 cm。‎ 点睛：本题主要考查了理想气体状态方程解题，关键是正确选取状态，明确状态参量，尤其是正确求解被封闭气体的压强，这是热学中的重点知识，要加强训练，加深理解．本题的一大难点在于高度差的计算。‎ ‎17. 如图所示，封闭有一定质量理想气体的长气缸固定在水平桌面上，开口向右，活塞的横截面积为S。,活塞与质量为m的物块用跨过定滑轮上的轻绳连接，滑轮两侧的轻绳分别处于水平和竖直状态，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定，上端与物块连接。开始时，活塞与气缸底部的间距为L，被封闭气体压强为P1、绝对温度为T1，弹簧处于拉伸状态且弹力大小F1=mg。已知大气压强P0=nP1（n>2，g为重力加速度大小）。不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内。求：‎ ‎（i）若对被封闭气体缓慢加热直至弹簧弹力大小为零，求此时被封闭气体的绝对温度T2；（用m、K、n、L、g、T1表示）‎ ‎（ii）当被封闭气体的绝对温度为T2时，立即撤去弹簧且不再对被封闭气体加热，经过一段较长时间后，被封闭气体的绝对温度又降回到T1，求此时活塞与气缸底部的间距L′；（用n、L表示）‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】（1）开始时，弹簧的伸长长度 活塞受力平衡： ‎ 其中 当被封闭的气体的绝对温度为时 , 活塞重新受力平衡： ‎ 根据理想气体状态方程： ‎ 由以上各式解得 ‎ ‎（2）被封闭的气体做等压变化： ‎ ‎ 解得 ‎ 点睛：本题考查了理想气体方程，要求对各个状态的把握要准确。‎ ‎ ‎ ‎ ‎