2017-2018学年湖南省桃江县第一中学高二下学期期中考试物理（理）试题 解析版

2017-2018学年湖南省桃江县第一中学高二下学期期中考试物理（理）试题 解析版

桃江一中2018年上学期高二期中考试 物理试题（理科）‎ 一、本题共12小题，每小题4分，共48分。1-8题为单选题，9-12题为多选题，每小题的4个选项中至少有一个是正确的。请将正确选项选出并填在答题卷的表格中，全选对每题得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分。‎ ‎1. 2006年3月23日央视报道，中科院离子物理所经过八年的艰苦奋斗努力，终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克试验装置并调试成功；这种装置被称为“人造太阳”它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源。在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】轻核聚变释放较大的能量，释放的能量比重核裂变释放的能量大得多，该装置承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量，内部进行的是轻核聚变，故B正确，ACD错误．故选B．‎ 点睛：解决本题的关键知道轻核聚变和重核裂变的特点，知道两种核反应都有质量亏损，都能释放能量，以及知道轻核聚变的优缺点．‎ ‎2. 下列说法正确的是（ ）‎ A. 动量为零时，物体一定处于平衡状态 B. 动能不变，物体的动量一定不变 C. 物体所受合外力大小不变时，其动量大小一定要发生改变 D. 物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动 ‎【答案】D ‎【解析】动量为零时，物体的瞬时速度为零，则物体不一定处于平衡状态，选项A错误； ‎ 动能不变，则物体的速度大小不变，物体的动量不一定不变，例如匀速圆周运动，选项B错误； 物体所受合外力大小不变，但方向改变时，其动量大小不一定要发生改变，例如匀速圆周运动的物体，选项C错误； 物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动，例如平抛运动，选项D正确；故选D.‎ ‎3. 下列说法正确的是（ ）‎ A. 温度升高时，物体内每个分子热运动的速度都增大 B. 布朗运动是在显微镜下看到的液体分子的无规则运动 C. 布朗运动虽然不是分子运动，但是证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动 D. 扩散现象可以在固体、液体、气体中进行 ‎【答案】D ‎【解析】A、温度升高时，物体内分子的热运动平均动能增大，故平均速度增大，不是每个分子的速度都增大，故A错误；‎ B、布朗运动是指在显微镜下观察到的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，不是组成固体颗粒的分子在做无规则运动，故BC错误；‎ D、扩散现象在液体、气体、固体中都可以进行，故D正确。‎ 点睛：本题考查了分子动理论的有关知识，对于这些知识平时要注意加强理解记忆，同时注意布朗运动与扩散现象的成因以及意义。‎ ‎4. 一定质量的气体，保持体积不变，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增量为Δp1，当它由100℃升高到110℃时，所增压强为Δp2，则Δp1与Δp2之比是（ ）‎ A. 10∶1 B. 373∶273 C. 1∶1 D. 383∶283‎ ‎【答案】C 点睛：一定质量的气体，保持体积不变，温度升高时，发生等容变化，根据查理定律分析压强的变化。‎ ‎5. 关于光电效应，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 发生光电效应时，逸出功与入射光的频率成正比 B. 用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大 C. 光电流的强度与入射光的强度无关 D. 对于金属都存在一个“最小频率”，入射光的频率大于这个频率，能发生光电效应 ‎【答案】D ‎【解析】A、逸出功与入射光的频率无关，有材料决定，故A错误； B、根据爱因斯坦光电效应方程，入射光的频率越大，光电子的最大初动能也越大，不可见光的频率有比可见光大的，也有比可见光小的，故B错误； C、光电流的强度与入射光的强度有关，入射光越大，单位时间内溢出的光电子数目越多，光电流越大，故C错误； D、发生光电效应的条件是入射光的频率大于对应金属的极限频率，对于金属都存在一个“最小频率”，入射光的频率大于这个频率，能发生光电效应，故D正确。‎ 点睛：当入射光子的频率大于金属的逸出功时，会发生光电效应，根据光电效应方程判断光电子最大初动能与什么因素有关，而单位时间内溢出的光子数目越多，则产生光电流越大。‎ ‎6. 一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为（ ）‎ A. Δv=0 W=0 B. Δv=12m/s W=10.8J C. Δv=12m/s W=0 D. Δv=0 W=10.8J ‎【答案】C ‎【解析】A、规定初速度方向为正方向，初速度，碰撞后速度 ，负号表示速度变化量的方向与初速度方向相反，所以碰撞前后小球速度变化量的大小为；运用动能定理研究碰撞过程，由于初、末动能相等，所以，碰撞过程中墙对小球做功的大小W为0，故C正确，ABD错误。‎ 点睛：对于矢量的加减，我们要考虑方向，动能定理是一个标量等式，对于动能定理的研究，则无需考虑方向。‎ ‎7. 下列说法中正确的是（ ）‎ A. 一群氢原子处于n=3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出二种频率的光子 B. 由于每种原子都有自己的特征谱线，但是不可以根据原子光谱来鉴别物质 C. 实际上，原子中的电子没有确定轨道，但在空间各处出现的概率具有一定的规律 D. 粒子散射实验揭示了原子的可能能量状态是不连续的 ‎【答案】C ‎【解析】一群氢原子处于n=3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出种频率的光子，选项A错误； 由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质，选项B正确；实际上，原子中的电子没有确定的轨道．但在空间各处出现的概率是不一定的，选项C正确． α粒子散射实验揭示了原子的核式结构理论，选项D错误；故选B.‎ ‎8. 如图所示，三小球a、b、c的质量都是m，都放于光滑的水平面上，小球b、c与轻弹簧相连且静止，小球a以速度v0冲向小球b，碰后与小球b粘在一起运动。在整个运动过程中，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能不守恒 B. 三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能也守恒 C. 当小球a、b速度相等时，弹簧弹性势能最大 D. 当弹簧恢复原长时，小球c的动能一定最大，小球b的动能一定为零 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：在整个运动过程中，系统的合外力为零，总动量守恒，a与b碰撞过程机械能减小．故A正确，B错误．当小球b、c速度相等时，弹簧的压缩量或伸长量最大，弹性势能最大．故C正确．当弹簧恢复原长时，小球c的动能一定最大，根据动量守恒和机械能守恒分析可知，小球b的动能不为零．故D正确．故选ACD．‎ 考点：动量守恒和机械能守恒 ‎【名师点睛】本题是含有弹簧的问题，难点是对物体运动过程的分析，得到弹簧势能最大的临界条件．‎ ‎9. 如图所示是一定质量的理想气体的两种升温过程，对两种升温过程的正确解 释是（ ）‎ A. a、b所在的图线都表示等容变化 B. Va∶Vb＝3∶1‎ C. pa∶pb＝3∶1‎ D. 两种过程中均升高相同温度，气体压强的增量Δpa∶Δpb＝3∶1‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】A、根据理想状态方程，可知a、b所在的图线都表示等容变化，故选项A正确；‎ B、根据理想状态方程，可知，则，故选项B错误；‎ C、由图可知：，故选项C正确；‎ D、由图像可知，两种过程中均升高相同温度，气体压强的增量，故选项D正确。‎ 点睛：本题关键要掌握p-T图线过原点的倾斜的直线表示等容变化，倾斜越大，对应的体积越小。‎ ‎10. 根据玻尔原子结构理论，氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况有（ ）‎ A. 放出光子,电子动能减少,原子电势能增加 B. 放出光子，电子动能增加，原子电势能减少 C. 吸收光子，电子动能减少，原子电势能增加 D. 吸收光子，电子动能增加，原子电势能减少 ‎【答案】BC ‎【解析】放出光子时，电子的轨道半径减小，电场力做正功，电子动能增加，根据玻尔理论得知，原子的能量减小，原子电势能减少，故A错误，B正确；吸收光子时，电子的轨道半径增大，电场力做负功，电子动能减小，根据玻尔理论得知，原子的能量增大，原子电势能增加．故C正确，D错误。所以BC正确，AD错误。‎ ‎11. 用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块，木块静止，如图所示．现有一质量为m的子弹自左方水平射向木块，并停留在木块中，子弹初速度为v0，则下列判断正确的是（ ）‎ A. 从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒 B. 子弹和木块一起上升的最大高度为 C. 子弹射入木块瞬间动量守恒，子弹射入木块后一瞬，子弹和木块的共同速度为 D. 忽略空气阻力，子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒，其机械能等于子弹射入木块前的动能 ‎【答案】BC ‎【解析】从子弹射向木块到一起运动到最高点的过程可以分为两个阶段：子弹射入木块的瞬间系统动量守恒，但机械能不守恒，有部分机械能转化为系统内能，之后子弹在木块中与木块一起上升，该过程只有重力做功，机械能守恒但总能量小于子弹射入木块前的动能；‎ 点睛：子弹射木块是一种常见的物理模型，由于时间极短，内力远大于外力，故动量守恒；系统接下来的运动是摆动，也是一种常见的物理模型，机械能守恒。‎ ‎12. 气体分子运动具有下列特点（ 　　 ）‎ A. 气体分子与容器器壁的碰撞频繁 B. 气体分子向各个方向运动的可能性是相同的 C. 气体分子的运动速率具有“中间多，两头少”特点 D. 同种气体中所有的分子运动速率基本相等 ‎【答案】ABC ‎【解析】A、因为分子永不停息地做无规则的运动，所以分子之间避免不了相互碰撞，故A正确； B、根据分子运动论的统计规律可知，气体分子沿各个方向运动的机会是相等的，故B正确； C、根据统计规律可知，气体分子的运动速率具有“中间多，两头少”特点，故C正确； D、气体分子的运动速率分布具有“中间多，两头少”特点，同种气体中所有的分子运动速率基本不相等，故D错误。‎ 点睛：本题是对分子动理论的考查，就考查的深度来说，题目并不难，但需要有扎实的基本功，注意平时学习过程中的积累。‎ 二、填空题（每空2分，共16分）‎ ‎13. 为了“探究碰撞中的不变量” ，小明在光滑桌面放有A、B两个小球。A球的质量为0.3kg，以速度8 m/s跟质量0.1kg的静止的B球发生碰撞，并测得碰撞后B球的速度变为9 m/s，A球的速度变为5 m/s，方向与原来相同。根据这些实验数据，小明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。‎ ‎【猜想1】碰撞后B球获得了速度，是否是A球把速度传递给了B球？经计算，B球增加的速度是_____m/s，A球减小的速度是_______m/s，因此，这种猜想_________。（填“成立”或“不成立”）‎ ‎【猜想2】碰撞后B球获得了动能，是否是A球把动能传递给了B球？经计算，B球增加的动能是_______J，A球减小的动能是________J，这种猜想也__________。（填“成立”或“不成立”）‎ ‎【答案】 (1). 9 (2). 3 (3). 不成立 (4). 4.05 (5). 5.85 (6). 不成立 ‎【解析】（1）B球的速度由0增大到，故增加的速度为：；‎ 而A球的动量由减小到，故速度减少了； 故速度传递的猜想不成立； （2）B球增加的动能为：； A球减小的动能为：； 故动能也不守恒，这种猜想也不成立。‎ 点睛：由题意分别求出速度的变化量、动能的变化量以及动量的变化量，则可分析几种猜想是否成立，从而可以证明动量守恒定律。‎ ‎14. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入标注250mL 的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的正方形的大小为2cm×2cm。由图可以估算出油膜的面积是________________m2（保留两位有效数字）由此估算出油酸分子的直径是_______m（保留一位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 2.3×10-2m2[(2.3±0.2)×10-2m2算对 (2). 9×10-10m ‎【解析】由图示油膜可知，油膜的面积为：S=60×2cm×2cm=240cm2=0.024m2 两滴油酸溶液含纯油的体积： ， 油酸分子的直径为： ；‎ 三、计算题（共36分）‎ ‎15. 将氢原子电离，就是从外部给电子以能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子．‎ ‎(1)若要使n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子?‎ ‎(2)若用波长200nm的紫外线照射氢原子，则n=2的电子飞到离核无穷远处的动能为多少J?（h＝6.63×10—34J·s ， e=1.6×10-19 C，me =0.9×10-31 Kg， C=λ▪ν）‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】（1）要使处于的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小的电磁波的光子能量应为：； （2）波长为的紫外线一个光子所具有的能量 电离能 由能量守恒 代入数据解得： 。‎ 点睛：所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到的轨道，时，，要使处于的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，根据由能量守恒求解的电子飞到离核无穷远处的动能。‎ ‎16. 如图所示，一端开口的钢制圆筒，在开口端上面放一活塞．活塞与筒壁间的摩擦及活塞的重力不计，现将其开口端向下，竖直缓慢地放入7℃的水中，在筒底与水面相平时，恰好静止在水中，这时筒内气柱长为14 cm，当水温升高到27℃时，钢筒露出水面的高度为多少？(筒的厚度不计)‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】试题分析：设筒底露出水面的高度为h．‎ 当t1＝7 ℃时，V1＝14 cm气柱，当t2＝27 ℃时，V2＝（14＋h）cm，由等压变化规律，得，解得h＝1 cm，也就是钢筒露出水面的高度为1 cm．‎ 考点：查理定律 ‎【名师点睛】‎ ‎17. 如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量e，‎ 求： (1)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间．‎ ‎(2)从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能．‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】（1）能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子，在垂直与B板方向上有：，解得：； （2）当光电子以最大初动能逸出，且方向垂直与B板，所需的时间最短 根据光电效应方程得，最大初动能为： 根据动能定理得： 则到达A板的动能为：．‎ 点睛：本题综合考查了动能定理、光电效应方程、牛顿第二定律和运动学公式，综合性较强，需平时学习过程中加强这方面的训练。‎ ‎18. 如图所示，半径分别为R和r （R>r）的甲乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧a、b被两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点，求：‎ ‎（1）两小球的质量比.‎ ‎（2）若，要求a、b还都能通过各自的最高点，弹簧释放前至少具有多少弹性势能.‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】①根据牛顿第二定律得a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点的速度分别为：，，由动量守恒定律，根据机械能守恒定律得，，联立得；‎ ‎②若，由动量守恒定律得：，当a、b球恰好能通过圆轨道的最高点时，最小，根据机械能守恒得： 。‎ 点睛：解决该题关键能判断出小球能通过最高点的条件，然后根据动量守恒定律和机械能守恒定律联立列式求解。‎