甘肃省天水市甘谷第一中学2020学年高二物理下学期第一次月考试题（含解析）

甘肃省天水市甘谷第一中学2020学年高二物理下学期第一次月考试题（含解析）

甘肃省甘谷第一中学2020学年高二下学期第一次月考物理（子材班）试题 ‎ 一、单选题（本大题共9小题，共27.0分）‎ ‎1.下列说法正确的是（ ）‎ A. 射线是电子流，是原子的外层电子受激发而辐射产生的 B. 放射性元素的半衰期与外界的温度、压强、体积、是否化合态都无关 C. 一个处于量子数为4能级的原子向各较低能级跃时可释放6种不同频率的光子 D. 、和三种射线中，射线的穿透能力最强 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．β射线是电子流，是从原子核内一个中子转化成一个质子而来的，所以选项A错；‎ B．半衰期是元素本身的性质，与外界所有条件无关，所以选项B正确；‎ C．一个原子从量子数为4的能级向各较低能级跃迁最多能释放3种不同频率的光子，C错；‎ D．三种射线中，γ射线穿透力最强，所以选项D错；‎ ‎2.我们都有这样的经验，玻璃杯落在水泥地面上会破碎，而从相同的高度落在地毯上不会破碎，对这一现象的解释，正确的是（　　）‎ A. 玻璃杯落到水泥地面上的动量较大 B. 玻璃杯落到水泥地面上的冲量较大 C. 玻璃杯落到地毯上，动量的变化量较小 D. 玻璃杯落到地毯上，减速时间较长 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 杯子从同一高度掉下，与水泥地和地毯上接触前瞬间速度相同，动量相同，与水泥地和地毯上作用后速度均变为零，杯子动量的变化相同。由动量定理可知，标子受到合外力的冲量相同，故AB错误；杯子与水泥地作用时间短，茶杯与地毯上作用时间长，减速时间长，由动量定理得，△P＝Ft，△P相同，故C错误，D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎3.下列关于布朗运动和扩散现象的说法中正确的是（ ）‎ A. 布朗运动和扩散现象都可以在气体、液体、固体中发生 B. 布朗运动和扩散现象都是分子的运动 C. 布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显 D. 扩散现象是外界作用（如对流、重力）引起的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】布朗运动可以在气体、液体中发生，但不能在固体中发生；扩散现象可以在气体、液体、固体中发生，故A错误；布朗运动是固体颗粒的运动，不是分子的运动，扩散现象是分子的运动，选项B错误；布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显，选项C正确；扩散现象是分子的运动的结果，故D错误；故选C.‎ ‎4.下列说法正确的是（　　）‎ A. 两分子间距离增大时，分子势能一定增大 B. 两分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大 C. 物体的动能和重力势能也是其内能的一部分 D. 布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当分子间的距离增大时，分子之间的引力和斥力均同时减小，但斥力减小的更快，分子力的合力可能表现为引力，也可能表现为斥力；若是引力，分子势能增加；若是斥力，分子势能减小，故A错误；两分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大，只是斥力增大的快，故B正确；内能是组成物质的分子动能和分子势能之和，与宏观的动能和势能无关，故C 错误；布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的无规则运动，反映液体分子的运动，故D错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎5.如图所示，封有空气的气缸挂在测力计上，测力计的读数为已知气缸质量为，内截面积为活塞质量为，气缸壁与活塞间摩擦不计，外界大气压强为，则气缸内空气的压强为　　‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB：设缸内气体的压强为P，以活塞为研究对象，活塞受重力mg、大气压向上的压力和气缸内气体的向下的压力PS；根据平衡条件得：，解得。故A项错误，B项正确。‎ CD：以气缸为研究对象，气缸受重力Mg、大气压向下的压力和气缸内气体的向上的压力PS，测力计向上的拉力F；根据平衡条件得：，解得。故CD两项错误。‎ ‎【点睛】对于封闭气体的压强，往往以与气体接触的活塞、气缸或水银柱为研究对象，根据力的平衡知识求解。‎ ‎6.如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A 为等容过程．该循环过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A. A→B过程中，气体吸收热量 B. B→C过程中，气体分子的平均动能增大 C. C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D. D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】因为A→B为等温过程，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有△U=W+Q，温度不变，则内能不变，故气体一定放出热量，选项A错误；因为B→C为等压过程，由于体积增大，由理想气体状态方程pV/T=C可知，气体温度升高，内能增加，故气体分子的平均动能增大，B正确；C→D为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，C错误；D→A为等容过程，体积不变，压强变小，由pV/T=C可知，温度降低，气体分子的平均动能减小，故气体分子的速率分布曲线会发生变化，D错误；故选B.‎ ‎7.关于温度，下列说法正确的是 A. 随着人类制冷技术的不断提高，总有一天绝对零度会达到 B. 温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至2T C. 温度升高‎1 ℃‎，也可以说温度升高274 K D. 温度升高‎1 ℃‎，也可以说温度升高1 K ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 热力学温度与摄氏温度的关系是T=t+273.15K；热力学温度的0K 是不可能达到的．‎ ‎【详解】A、由热力学第三定律可知，绝对零度是不可能达到的，A错误；‎ B、温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T=t+273.15 K升至T′=2t+273.15 K，T′不一定等于2T，B错误；‎ C、D、热力学温度与摄氏温度的分度值在数值上是相等的，温度升高‎1℃‎，也可以说温度升高1K，C错误，D正确.‎ 故选D.‎ ‎【点睛】本题考查了对热力学温度与摄氏温度间关系的掌握、对热力学温度的理解，掌握基础知识即可正确解题．‎ ‎8.（6分）如图为两分子系统的势能与两分子间距离的关系曲线．下列说法正确的是 (　　)‎ A. 当大于时，分子间的作用力表现为引力 B. 当小于时，分子间的作用力表现为斥力 C. 当由到变化变化过程中，分子间的作用力先变大再变小 D. 在由变到的过程中，分子间的作用力做负功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】分子间距等于r0时分子势能最小，即r0=r2时分子势能最小。当r小于r2时分子力表现为斥力， 当r大于r2时分子力表现为引力，选项A错误，选项B正确；当r由∞到r1变化过程中，分子力先是引力变大后变小，后是斥力变大，选项C错误；在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功，分子势能减小，D错误，故选B。‎ ‎9.图甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱．已知谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2能级时的辐射光，则谱线b可能是氢原子（　　）时的辐射光 A. 从的能级跃迁到的能级 B. 从的能级跃迁到的能级 C. 从的能级跃迁到的能级 D. 从的能级跃迁到的能级 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光，波长大于谱线b，所以a光的光子频率小于b光的光子频率。所以b光的光子能量大于n=4和n=2间的能级差。n=3跃迁到n=2，n=5跃迁到n=3的能级差小于n=4和n=2的能级差。n=5和n=2间的能级差大于n=4和n=2间的能级差。故A、B、D错误，C正确。‎ 二、多选题（本大题共3小题，共9.0分）‎ ‎10.如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转。则以下说法正确的是 A. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数可能不变 B. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大 C. 如果改用紫光照射该金属时，电流表一定有示数 D. 将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A正确，B错误；如果改用紫光照射该金属时，因频率的增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表一定有示数，故C正确；将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则逸出光电子的最大初动能变大，但单位时间里射到金属表面的光子数没有变化，若达到饱和电流时电流不会再变化，则电流表的示数不一定增大，故D错误；故选AC。‎ ‎11.关于分子动理论和内能，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 温度越低，物体分子热运动的平均动能越大 B. 温度越高，物体分子热运动的平均动能越大 C. 分子势能与分子间距离有关，是物体内能的一部分 D. 物体的动能和重力势能也是其内能的一部分 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】温度越低，物体分子热运动的平均动能越小，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大，故A错误，B正确；分子势能与分子间距离有关，是物体内能的一部分，故C正确；物体的动能和重力势能是机械能，物体的内能与机械能无关，故D错误；故选BC。‎ ‎12.如图所示，竖直墙面和水平地面均光滑，质量分别为mA=‎6kg，mB=‎2kg的A、B两物体用质量不计的轻弹簧相连，其中A紧靠墙壁现对B物体缓慢施加一个向左的力，该力对物体B做功W=25J，使A、B间弹簧被压缩，在系统静止时，突然撤去向左推力解除压缩，则 A. 解除压缩后，两物体和弹簧组成系统动量守恒 B. 解除压缩后，两物体和弹簧组成系统机械能守恒 C. 从撤去外力至A与墙面刚分离，A对弹簧的冲量I=10 N·s，方向水平向右 D. A与墙面分离后至首次弹簧恢复原长时，两物体速率均是‎2.5m/s ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、解除压缩后，弹簧在恢复原长的过程中，墙壁对A物体还有弹力的作用，故解除压缩后到弹簧恢复原长前，两物体和弹簧组成系统动量不守恒，恢复原长后，AB一起向右运动，系统的合外力为零，动量守恒，故A错误；‎ B、解除压缩后，两物体和弹簧组成系统只有动能和弹性势能的相互转化，故机械能守恒，故B正确；‎ C、压缩弹簧时，外力做的功全转化为弹性势能，撤去外力，弹簧恢复原长，弹性势能全转化为B的动能，设此时B的速度为v0，则：，得v0＝‎5m/s，此过程墙壁对A的冲量大小等于弹簧对A的冲量大小，也等于弹簧对B的冲量大小，由动量定理得：I＝mBv0＝10 N·s，故C正确；‎ D、当弹簧恢复原长时，A的速度最小，则：vAmin＝0，A、B都运动后，B减速，A加速，当A、B速度相等时弹簧拉伸最长．此后，B继续减速，A继续加速，当弹簧再次恢复原长时，以向右为正，由系统动量守恒、机械能守恒有：，，得，，故D正确。‎ 三、实验题探究题（本大题共2小题，共16.0分）‎ ‎13.用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置如图甲所示。已知已知普朗克常量h=6.63×10-34J•s。‎ ‎（1）图甲中电极A为光电管的______（填“阴极”或“阳极”）；‎ ‎（2）要观察饱和电流，电源正负极的情况是__________________（填“左正右负”或“左负右正”）；要观察遏止电压，电源正负极的情况是__________________（填“左正右负”或“左负右正”）。‎ ‎（3）实验中测得铷的遏止电压UC与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νC=______Hz，逸出功W0=______J；‎ ‎（4）如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek=______J．‎ ‎【答案】 (1). 阳极 (2). 左正右负 (3). 左负右正 (4). （5.12-5.18）×1014 Hz (5). （3.39-3.43）×10-19 J (6). （1.21-1.25）×10-19 J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）图甲中电极A为光电管的阳极．（2）要观察饱和电流，光电管要加正向电压，即电源正负极的情况是：左正右负；要观察遏止电压，光电管要加反向电压，电源正负极的情况是：左负右正。‎ ‎（3）由图乙可知，当入射光的频率v=5.15×1014Hz时，遏止电压为0，可知光电管K极材料的截止频率vC=5.15×1014Hz．‎ 则逸出功W0＝hvc＝6.63×10−34×5.15×1014J=3.41×10-19J．‎ ‎（4）由Ekm=hv-W0；‎ 解得：Ekm=6.63×10-34×7.0×1014-3.41×10-19J=1.23×10-19J ‎14.在做用油膜法估测分子大小的实验中，酒精油酸溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL。用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为‎1 cm。试求：‎ ‎（1）油酸膜的面积是_______cm2‎ ‎（2）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为________cm3‎ ‎（3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径___________m。‎ ‎（4）某同学在实验过程中，在距水面约‎2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因： ___________________________。‎ ‎【答案】（1）‎106 cm2（2）8×10－‎6 cm3（3）7.5×10－‎10 m.（4）①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积先扩张后又收缩；②油酸酒精溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，使液面收缩；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据图中的轮廓可知，油膜面积S=106×‎1 cm2=‎106 cm2。‎ ‎（2）由1mL溶液为75滴可知1滴溶液的体积为mL，又已知每104 mL溶液中有纯油酸6 mL。‎ 则1滴溶液中含纯油酸的体积为 V= mL=8×10－6 mL=8×10－‎6 cm3。‎ ‎（3）油酸分子直径 ‎ cm≈7.5×10－‎8 cm=7.5×10－‎10 m。‎ ‎（4）主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积先扩张后又收缩；②油酸酒精溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，使液面收缩.‎ 四、计算题（本大题共4小题，共48.0分）‎ ‎15.建筑工地的护栏外有“施工重地，禁止入内”‎ 的提示。因为施工区域常常有建筑材料掉下，对地面上的人员造成伤害。假设离地面高‎12.8m的建筑物上，质量为‎2kg的砖从静止开始自由下落，砖与地面作用的时间0.05s后静止。忽略空气阻力，重力加速度取，求：‎ ‎（1）从开始下落到与地面撞击前，重力对砖的冲量大小；‎ ‎（2）从撞击地面瞬间开始到静止，地面对砖的冲量大小；‎ ‎（3）地面对砖的平均作用力大小。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）F=660N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）砖做自由落体运动，下落高度h=‎12.8m，设下落时间为t 根据自由落体运动的公式 解得：t=1.6s 则下落过程中重力的冲量 ‎（2）设地面对砖的冲量大小为I 根据动量定理 即 解得：‎ ‎（3）设地面对砖的平均作用力大小为F，由冲量的定义可知 代入数据解得：F=660N ‎16.(12分)如图所示，有一个可视为质点的质量为m＝‎1 kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0＝‎2 m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M＝‎3 kg的长木板．已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.3，圆弧轨道的半径为R＝‎0.4 m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ＝60°，不计空气阻力，g取‎10 m/s2.求：‎ ‎（1）小球到达C点时的速度 ‎（2）小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；‎ ‎（3）要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大？‎ ‎【答案】（1）‎0.8m （2）68N （3）‎‎3.625m ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 小物块从A点抛出做平抛运动，将C点的速度进行分解，求出物块到达C点的速度，对C到D的过程，运用动能定理求出物块到达D点的速度，根据牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出物块对轨道的压力；当小物块刚好不从长木板滑出时，与木板具有相同的速度，根据动量守恒定律求出共同的速度，因为摩擦力与相对路程的乘积等于产生的热量，结合能量守恒定律求出木板的最小长度，从而作出判断。‎ ‎【详解】（1）物块到达C点的速度与水平方向的夹角为60°，‎ 根据平行四边形定则知：，‎ 小物块由C到D的过程中，由动能定理得： ，‎ 代入数据解得：.‎ 小球在D点时由牛顿第二定律得：‎ 代入数据解得：N=60N，‎ 由牛顿第三定律得：N′=N=60N，方向竖直向下。‎ ‎（2）设小物块始终在长木板上，当达到共同速度时大小为，小物块在木板上滑行的过程中，由动量守恒定律 解得：m/s 对物块和木板系统，由功与能的转化关系得 解得：L=‎2.5m>‎‎2.4m 所以小物块滑出长木板 ‎【点睛】‎ 本题的关键是要理清物块的运动过程，把握每个过程之间的联系，如速度关系，选择恰当的规律进行研究．要注意摩擦生热与相对位移有关。‎ ‎17.如图所示，两光滑金属导轨，间距d＝‎0.2m，在桌面上的部分是水平的，处在磁感应强度B＝0.1T、方向竖直向下的有界磁场中，电阻R＝3Ω，桌面高H＝‎0.8m，金属杆ab的质量m＝‎0.2kg，电阻r＝1Ω，在导轨上距桌面h＝‎0.2m的高处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离s＝‎0.4m，g＝‎10m/s2. 求：‎ ‎(1)金属杆进入磁场时，R上的电流大小；‎ ‎(2)整个过程中R上产生的热量．‎ ‎(3)整个过程中通过R的电荷量.‎ ‎【答案】(1)‎0.01A ； (2) 0.225J. (3) ‎‎10C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据动能定理求出杆子进入磁场时的速度，通过切割产生的感应电动势公式求出感应电动势的大小，结合闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小．‎ ‎（2）根据平抛运动的规律求出金属杆滑出导轨瞬间的速度；根据能量守恒定律求出整个过程中回路产生的热量，从而得出整个过程中电阻R放出的热量．‎ ‎（3）根据动量定理求解整个过程中通过R的电荷量.‎ ‎【详解】（1）ab棒刚进入磁场的瞬间，速率为v，由机械能守恒定律得mgh＝mv2， ‎ 此时感应电动势E＝Bdv＝0.1×0.2×2V＝0.04V ‎，方向：棒中由a→b.‎ ‎（2）金属杆平抛初速度为v′，则有，‎ 解得 由能量守恒，有Q＝mgh－mv′2＝(0.2×10×0.2－×0.2×12)J＝0.3J R放出的热量.‎ ‎（3）金属棒从进入磁场到出离磁场，由动量定理： 其中 带入数据解得：q=‎10C .‎ ‎18.如图所示，固定的绝热气缸内有一质量为m的“T”型绝热活塞(体积可忽略)，距气缸底部h0处连接一U形管(管内气体的体积忽略不计)。初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离气缸底部为1.5h0，两边水银柱存在高度差。已知水银的密度为ρ，大气压强为p0，气缸横截面积为s，活塞竖直部分长为1.2h0，重力加速度为g。试问：‎ ‎(1) 初始时，水银柱两液面高度差多大？‎ ‎(2) 缓慢降低气体温度，两水银面相平时温度是多少？‎ ‎【答案】①②‎ ‎【解析】‎ 试题分析：根据活塞平衡求得气体压强，再根据水银柱高度差求出气体压强表达式，联立得到高度差；等压变化，根据盖-吕萨克定律求解出温度。‎ ‎①选取活塞为研究对象，对其受力分析并根据平衡条件有 可得被封闭气体压强：‎ 设初始时两侧水银柱液面高度差为h，则被封闭气体的压强：‎ 联立以上三式可得，初始时液面高度差为 ‎②降低温度直至两液面相平的过程中，被封闭气体先做等压变化，后做等容变化。‎ 初状态：，V1=1.5h0S，T1=T0；‎ 末状态：，V2=1.2h0S 根据理想气体状态方程有 代入数据，可得 ‎【点睛】本题考查了求水银柱的高度差、求气体温度，分析清楚气体状态变化过程，应用平衡条件、求出气体的状态参量、应用理想气体状态方程即可正确解题。‎