高二物理下学期半期考试试题（含解析）

高二物理下学期半期考试试题（含解析）

‎【2019最新】精选高二物理下学期半期考试试题（含解析）‎ 一、单选题 ‎1. 下列关于布朗运动的说法，正确的是（　　）‎ A. 布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体分子的运动 B. 布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 C. 悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著 D. 将香水瓶盖打开后，香味扑面而来，这一现象说明分子在永不停息地运动 ‎【答案】D ‎【解析】AB、布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，故AB错误；‎ C、布朗运动与悬浮颗粒的大小有关，颗粒也大，布朗运动越不明显，故C错误；‎ D、将香水瓶盖打开后，香味扑面而来，属于扩散现象，这一现象说明分子在永不停息地运动，故D正确；‎ 故D正确。‎ ‎2. 关于温度和内能的概念，下列说法正确的是(　　)‎ A. 物体的内能越大，则其温度越高 B. 物体的温度越高，物体分子的平均动能越大 - 17 - / 17‎ C. 若某物体的温度为0℃，则该物体内每个分子的速率都相同 D. 分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高 ‎【答案】B ‎【解析】A、物体的内能越大，可能是分子势能大导致的，分子的平均动能不一定大，温度不一定越高，故A错误；‎ B、温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，物体分子的平均动能越大，故B正确；‎ C、温度分子平均动能的标志，不是分子热运动的平均速率的标志，这是一个统计规律，对于单个、少量分子是不成立的，故C错误；‎ D、 气体温度是气体分子的平均动能的标志，而分子平均动能不仅跟分子的平均速率有关，还跟分子的质量有关，通常认为分子运动越剧烈(即分子的平均速率越大)温度越高是指同一物体而言；两种不同气体(分子质量不同)，它们的分子质量和平均速率的大小是无法确定分子平均动能的大小的，因而也无法确定这两种气体温度高低，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎3. 分子间作用力随分子间距离的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A. 分子间的作用力做负功，分子势能增大 B. 分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 C. 随着分子间距离的增大，分子间引力和斥力的合力一定减小 D. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小 - 17 - / 17‎ ‎【答案】A ‎【解析】ABD、两分子之间的距离大于r0，分子力表现为引力，分子力随着分子间距的增大而减小，分子间的作用力做负功，分子势能也随着分子间距的增大而增大；当分子间距小于r0，分子力表现为斥力，随着分子间距的减小而增大，分子间的作用力做负功，分子势能也随着分子间距的减小而增大，故BD错误，A正确；‎ C、分子之间的距离大于r0，，随着分子间距离的增大，分子间引力和斥力的合力先增大后减小，当分子间距小于r0，随着分子间距离的增大，分子间引力和斥力的合力减小，故C错误；‎ 故选A。‎ ‎4. 下列说法不正确的是(　　)‎ A. α射线是高速运动的氦原子核 B. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子时所产生的 C. 方程式是重核裂变反应方程 D. 经过6次α衰变和4次β衰变后成为 ‎【答案】C ‎【解析】A、α射线是高速运动的氦原子核，故A正确；‎ B、β衰变所释放的电子来自原子核，是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故B正确；‎ C、方程式是α衰变反应方程，故C错误；‎ - 17 - / 17‎ D、经过1次α衰变电荷数少2，质量数少4，经过1次β衰变，电荷数增1，质量数不变；衰变后成为，质量数少24，经过6次α衰变，经过次β衰变，故D正确；‎ 不正确的故选C。‎ ‎5. 图甲所示为氢原子的能级示意图，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n＝5的能级跃迁到n＝3的能级 B. 从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级 C. 从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级 D. 从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级 ‎【答案】C ‎【解析】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ABD错误，C正确．故选C．‎ 点睛：解决本题的关键知道能级差与光子频率的关系以及知道光子频率大小与波长大小的关系．氢原子能级跃迁时，两能级间的能级差越大，辐射的光子能量越大，则光子频率越大，波长越小．‎ ‎6. 图为部分原子核的比结合能与核子数的关系图，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x个中子，核反应方程是，下列说法正确的是（）‎ - 17 - / 17‎ A. x的值为2‎ B. 该核反应比聚变反应对环境的污染较少 C. ，和相比，核的比结合能最小，它最稳定 D. ，和相比，核的核子数最多，它的结合能最大 ‎【答案】D ‎【解析】A、核反应过程中质量数和电荷数分别守恒,则235+1=144+89+x，可得x=3，故A错误；‎ B、重核裂变反应比轻核聚变反应对环境的污染大，故B错误；‎ CD、原子核越大，它的结合能越高， 核的核子数最多，它的结合能最大，比结合能越大，原子核越稳定，故C错误，D正确；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】核反应过程中质量数和电荷数分别守恒，原子核越大，它的结合能越高，比结合能越大，原子核越稳定。‎ ‎7. 在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，如图所示．那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个(　　)‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】B - 17 - / 17‎ ‎【解析】原子核的衰变过程满足动量守恒，可得两带电粒子动量大小相等，方向相反，就动量大小而言有：，由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得：，所以：，审视ABCD四个选项，满足42:1关系的只有B，故B正确，ACD错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】核衰变过程动量守恒，反冲核与释放出的粒子的动量大小相等，据此可列式：， 结合带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得小粒子与反冲核的电荷量之比，利用排除法即可。‎ ‎8. 如图甲所示，T为理想变压器，原、副线圈匝数比为10：1．副线圈所接电路中，电压表V1、V2和电流表A1、A2都为理想电表，电阻R1=4Ω，R2=6Ω，R3的最大阻值为12Ω，变压器的原线圈两端加上如图乙所示规律变化的电压．在R3的滑片自最下端滑动到最上端的过程中，以下说法正确的是（）‎ A.电压表V2的示数为22V B. 电流表A1示数增大、A2的示数减小 C. 电压表V1的示数与电流表A1的示数的比值一直减小 D. 电压表V1的示数与电流表A1的示数的乘积一直减小 ‎【答案】ABCD ‎【解析】A、原线圈中电压为220V，由可得所以副线圈中电压表V2的示数为22V，故A正确；‎ - 17 - / 17‎ B、因为匝数不变，所以电压表V2的示数不变，在R3的滑片自最下端滑动到最上端的过程中，副线圈中总电阻减小，因为总电压不变，所以电流表A1示数增大，R1 两端电压增大，所以并联电路电压减小，即电压表V1的示数减小，所以A2的示数减小，故B正确；‎ C、电压表V1的示数与电流表A1的示数的比值是并联部分的电阻，不断减小，故C正确；‎ D、将电阻R1与变压器等效为一个内阻r=R1=4 Ω的电源，则电压表V1示数与电流表A1示数的乘积是等效电源的输出功率，而等效外电路的阻值在滑片滑动过程中由4 Ω逐渐减小到零， 由于内、外电路的阻值越接近时电源的输出功率越大，故D正确；‎ 故选ABCD。‎ 二、多选题 ‎9. 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)：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 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 ‎【答案】AB ‎【解析】A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确；‎ - 17 - / 17‎ 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，此实验没有发现质子和中子，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。‎ ‎【点睛】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念；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；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；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性。‎ ‎10. 从下列提供的各组物理量中可以算出氢气密度的是(　　)‎ A. 氢气的摩尔质量和阿伏加德罗常数 B. 氢气分子的体积和氢气分子的质量 C. 氢气的摩尔质量和氢气的摩尔体积 D. 氢气分子的质量和氢气的摩尔体积及阿伏加德罗常数 ‎【答案】CD ‎【解析】A、已知氢气的摩尔质量和阿伏伽德罗常数，可以估算氢气分子的质量，故A错误；‎ B、已知氢气分子的体积和氢气分子的质量，可以得到氢气分子的密度，但气体分子间隙大，故氢气分子密度不等于氢气密度，故B错误；‎ C、摩尔质量除以摩尔体积等于密度，故C正确；‎ - 17 - / 17‎ D、氢气的摩尔体积除以阿伏伽德罗常数等于氢气分子占据的体积，氢气分子的质量除以氢气分子占据的体积等于氢气分子的密度，故D正确；‎ 故选CD。‎ ‎11. 如图甲所示，阻值为r＝4Ω的矩形金属线框与理想电流表、理想变压器的原线圈构成回路，标有“12V36W”的字样的灯泡L与理想变压器的副线圈构成回路，灯泡L恰能正常发光，理想变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1。矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。则()‎ A. 理想电流表A的示数为1A B. t＝0.01s时，矩形金属线框平面与磁场方向平行 C. 理想变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u＝40sinV D. 灯泡L与理想变压器的副线圈构成的回路中的电流方向每秒改变100次 ‎【答案】AD ‎【解析】A、副线圈两端的电流为，根据得，故电流表的电流为，故A正确；‎ B、t=0.01时，有乙图可知，产生的感应电动势最小，故线圈在中性面位置，故矩形金属线框平面与磁场方向垂直，故B错误；‎ D. 由乙图可知,周期为0.02s，在一个周期内电流方向改变2次，故1s内电流改变的次数为次，故D正确；‎ - 17 - / 17‎ 故选AD。‎ ‎12. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1：n2=3：l，其输入端输入的交变电压如图乙所示，原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表、可变电阻R以及若干“6V、6W”的相同灯泡．下列说法正确的是（）‎ A. 图甲中电压表的读数为9V B. 要求灯泡均正常发光，电路中最多允许接入9盏灯泡 C. 接入最多盏数灯泡且都正常发光时，可变电阻R的电阻值应调到 D. 接入最多盏数灯泡且都正常发光时，可变电阻R消耗的功率为27W ‎【答案】ABD ‎【解析】A、根据图象可得原线圈电压的最大值，其有效值为U1=27V，根据，代入数据后可得U2=9V，故A正确；‎ B、设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2，为使副线圈接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值为3A，根据，代入数据后可得I2=9A， 正常发光时每个灯泡中电流为， 所以允许接入的灯泡个数为盏，故B正确；‎ CD、电阻两端电压为， 电阻阻值为，可变电阻R消耗的功率为，故C错误，D正确；‎ 故选ABD。‎ - 17 - / 17‎ ‎【点睛】由图象可知原线圈两端电压，根据电压与匝数成正比，求解电压表的读数；根据变压器的输入功率和输出功率相等，求解副线圈通过的最大电流，计算灯泡正常发光的电流，进而得出灯泡的个数；知道灯泡两端的电压，根据串联电路电压的特点求解电阻两端的电压，进而由欧姆定律求得阻值大小。‎ 三、实验探究题 ‎13. 一点光源以功率P向外发出频率为的单色光，已知普朗克恒量为h，若某种金属逸出功为W，用此光照射该金属时逸出的光电子的最大初动能为________（用给出物理量表示）．‎ ‎【答案】‎ ‎.....................‎ ‎14. 如图所示，是使用光电管的原理图。当用某种频率的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过．‎ ‎①当变阻器的滑动端P向______________端滑动时(选填“A”或“B”)，通过电流表的电流将会减小．‎ ‎②当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为_______________ (已知电子电荷量为e)．‎ ‎③如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将_______ (选填“增大”、“减小”或“不变”)．‎ ‎【答案】 (1). B (2). eU (3). 不变 ‎【解析】①当变阻器的滑动端P向B移动，反向电压增大，光电子到达右端的速度变小，则通过电流表的电流变小；‎ - 17 - / 17‎ ‎②当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，根据动能定理得，则光电子的最大初动能为eU；‎ ‎③根据光电效应方程知，，知入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变；‎ ‎15. 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一滴在水面上，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：④①_________(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。现取一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1位有效数字)。‎ - 17 - / 17‎ ‎（3）下列说法不能作为油膜法粗略测定分子直径的实验基础是_________‎ A．油滴扩散为油膜时体积不变 B．油酸分子直径的数量级是10-10 m C．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜 ‎（4）实验中若油酸未完全散开，会导致计算分子直径的结果_________（选填“偏大”或“偏小”）。‎ ‎【答案】 (1). ②⑤③ (2). (3). B (4). 偏大 ‎【解析】（1）（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积（题中的④）→准备浅水盘（①）→形成油膜（②）→描绘油膜边缘（⑤）→测量油膜面积（③）→计算分子直径（③）‎ ‎（2）先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例=，再计算油膜面积，最后计算分子直径=．‎ ‎（3）油滴扩散为油膜时体积不变，并且让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜，然后根据计算，跟分子的数量级无关，故B正确；‎ ‎（4）油酸未完全散开，S偏小，根据可知得到的分子直径d将偏大，‎ 四、计算题 ‎16.‎ - 17 - / 17‎ ‎ 如图所示，固定在水平地面上的圆筒气缸内有一定质量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，且不漏气．已知外界大气压强为P0，活塞面积为S，活塞厚度不计，开始时活塞处于气缸中央位置，求：将活塞缓慢地向右移动至气缸右端口时的水平拉力F大小．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】试题分析：设气缸长为L，活塞移动至气缸右端口时气体压强为P，有（2分）‎ ‎（2分）（2分）‎ 考点：本题考查了理想气体状态方程、平衡条件.‎ ‎17. 某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为 P=9kW，输出电压为U=500V，输电线的总电阻为R= 10Ω，通过安装恰当的变压器使得线路损耗的功率为输出功率的 4%，求：‎ ‎（1）村民和村办小企业需要U’=220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？（不计变压器的损耗）‎ ‎（2）若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？‎ ‎【答案】（1）；（2）320V；5760W ‎【解析】试题分析：（1）由线路损耗的功率P线＝IR线可得 又因为P输出＝U2I线，所以 U3＝U2－I线R线＝（1 500－6×10）V＝1 440V 根据理想变压器规律，‎ - 17 - / 17‎ 所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1：3和72：11。‎ ‎（2）若不用变压器而由发电机直接输送 由P输出＝UI线′可得 所以线路损耗的功率P线＝324×10W＝3 240W 用户得到的电压U用户＝U－I线′R线＝（500－18×10）V＝320V 用户得到的功率 P用户＝P输出－P线＝（9 000－3240）W＝5 760W。‎ 考点：远距离输电 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道输送功率、输送电压、电流的关系，以及知道变压器原副线圈的电压之比等于匝数之比．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压和电压损失之和。‎ ‎18. 如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n＝100 匝，总电阻r＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S＝0.040 m2，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，。求：‎ ‎（1）线圈中产生感应电动势的最大值；‎ ‎（2）小灯泡消耗的电功率；‎ ‎（3）在磁感应强度变化的0～时间内，通过小灯泡的电荷量。‎ - 17 - / 17‎ ‎【答案】（1）8.0V（2）2.88W（3）4.0×10-3C ‎【解析】试题分析： (1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期 T＝3.14×10－2s，所以 Em＝nBmSω＝＝8.0V （3分）‎ ‎(2)电流的最大值有效值 小灯泡消耗的电功率P＝I2R＝2.88W （4分）‎ ‎(3)在时间内，电动势的平均值 平均电流 通过灯泡的电荷量＝4.0×10－3C （4分）‎ 考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；电功、电功率；交流电的平均值及其应用．‎ 点评：求解交变电流的电功率时要用有效值．在电磁感应中通过导体截面的电量经验公式是，可以在推导的基础上记住．‎ ‎19. 从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。‎ 例如，玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。‎ - 17 - / 17‎ ‎（1）已知电子质量为m，电荷为e，静电力常量为k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为R。氢原予处于基态时，电子绕原子核运动，可等效为环形电流，求此等效电流值。‎ ‎（2）在微观领域，动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。在轻核聚变的核反应中，两个氘核()以相同的动能Eo=0.35MeV做对心碰撞，假设该反应中释放的核能全部转化为氦核和中子（）的动能。已知氘核的质量mD=2.0141u，中子的质量mn=1.0087u，氦核的质量mHe=3.0160u，其中1u相当于931MeV。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV？（结果保留1位有效数字）‎ ‎【答案】（1）（2），‎ ‎【解析】【分析】根据库仑力提供向心力，结合电流表达式即可求解；根据动量守恒定律求出氢原子的动量，结合能量与动量守恒即可求解；‎ 解：(1)电子绕原子核运动 解得 故等效电流值 ‎(2)核反应所释放的能量为 核反应前后动量守恒： ‎ 动能 ‎ 可知 根据能量守恒 联立解得 ‎ - 17 - / 17‎