【物理】甘肃省白银市靖远县第四中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（普通班）（解析版）

【物理】甘肃省白银市靖远县第四中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（普通班）（解析版）

靖远四中2019-2020学年第二学期期中考试 高二物理（普通班）‎ 一、单项选择题 ‎1.关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）‎ A. 扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明 B. 布朗运动是花粉分子的无规则运动 C. 两个分子在相互靠近的过程中，其分子力逐渐增大，而分子势能一定先减小后增大 D. 一定质量的理想气体，当温度升高时，内能和压强都一定增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散现象，扩散现象是分子运动的结果，是物质分子永不停息地做无规则运动的证明，故A正确；‎ B．布朗运动是悬浮在液体中花粉颗粒的无规则运动，不是花粉分子的无规则运动，布朗运动反映了液体分子的无规则运动，故B错误；‎ C．两个分子在相互靠近的过程中，开始两分子间的距离大于平衡间距，在两分子相互靠近过程中，分子引力先增大后减小，到平衡位置时，分子力变为0，距离再小，分子力就变成斥力，并随距离的减小而增大；而分子势能是先减小后增大，在平衡位置处，分子势能最小，故C错误；‎ D．对于一定质量的理想气体，温度升高，气体的内能一定增大；由理想气体状态方程（常数）知，一定质量的理想气体，当温度升高时，压强不一定增大，还与体积有关，故D错误。故选A。‎ ‎2.短道速滑接力赛中，质量为‎60kg的甲以大小为‎10m/s的速度在前面滑行，质量为‎50kg的乙以大小为‎12m/s的速度从后面追上，并迅速将甲向前推出，之后乙的速度大小变为‎4m/s，乙的方向与原速度方向相反（整个过程均在同一条直线上），则推后瞬间甲的速度大小为（　　）‎ A. B. C. ‎30m/s D. ‎33m/s ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由题知m甲=‎60kg，m乙=‎50kg，以甲、乙组成的系统为研究对象，以甲的初速度方向为正方向，推前甲的速度v甲=‎10m/s，乙的速度v乙=‎12m/s，推后乙的速度v乙′=‎-4m/s，由动量守恒定律，有 m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲′+m乙v乙′‎ 代入数据解得推后瞬间甲的速度大小为 v甲′=‎ 故ACD错误，B正确。故选B。‎ ‎3.下列说法正确的是（　　）‎ A. 玻尔通过对氢原子光谱的研究提出了原子的核式结构模型 B. 核反应完成后产生的核废料是绿色无污染的 C. 天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转 D. 是重核的裂变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，故A错误；‎ B．核反应堆用过的核废料具有很强的放射性，对环境危害很大，不能随意处置，需要装入特制的容器，深埋地下，故B错误；‎ C．天然放射现象中的γ射线是电磁波，在电场和磁场中不发生偏转，故C错误；‎ D．是铀核俘获中子的裂变方程，属于重核的裂变，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.如图所示，用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是(　)‎ A. 增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小 B. a光照射金属板时验电器的金属小球带负电 C. 增大b光的强度，验电器指针偏转 D. 若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n ‎＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、增大a光的强度，单位时间内发出的光电子数目增多，则验电器的指针偏角增大，故A错误；‎ B、a光照射金属板时，发生光电效应，有光电子逸出，金属板带正电，所以验电器金属小球带正电，故B错误；‎ C、用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现b光照射时指针未偏转，根据发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率可知b的频率小于该金属的极限频率，增大b光的强度，或增大b光的照射时间都不能使金属发生光电效应，验电器的指针偏角一定不偏转，故C错误；‎ D、因为a光的频率大于b光的频率，则辐射a光的两能级差大于辐射b光的两能级差，因为n=4和n=1间的能级差大于n=5和n=2之间的能级差，则从n=5的能级向n=2的能级跃迁时产生的，可能是b光，故D正确；‎ 故选D．‎ ‎【点睛】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，根据光电效应的条件比较出a、b两光的频率大小，从而比较波长的大小，能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差．‎ ‎5.氢原子的能级图如图所示，如果大量氢原子处在n =3能级的激发态，则下列说法正确的是 A. 这群氢原子能辐射出3种不同频率的光子 B. 波长最长的辐射光是氢原子从n =3能级跃迁到能级n =1能级产生的 C. 辐射光子的最小能量为12.09 eV D. 处于该能级的氢原子至少需吸收13.6 eV能量的光子才能电离 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】这群氢原子能辐射出种不同频率的光子，选项A正确；波长最长的辐射光对应着能级差最小的，则是氢原子从n =3能级跃迁到能级n =2能级产生的，选项B错误；辐射光子的最小能量是从n=3到n=2的跃迁，能量为（-1.51）-（-3.4）=1.89 eV，选项C错误；处于该能级的氢原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离，选项D错误.‎ ‎6.如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断正确的是（　　）‎ A. A→B过程温度升高，压强变大 B. B→C过程体积不变，压强变小 C. B→C过程体积不变，压强不变 D. C→D过程温度不变，压强变小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图象可知，由A→B过程中，温度升高体积变大，体积与热力学温度成正比，由可知，气体压强不变，是等压变化，故A错误；‎ BC．由图象可知，在B→C过程中，气体体积不变温度降低，由可知，气体压强变小，故B正确，C错误；‎ D．由图象可知，在C→D过程中，气体温度不变体积减小，由可知，压强变大，故D错误。故选B。‎ ‎7.原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（　　）‎ A. 核的结合能约为14MeV B. 核比核更稳定 C 两个核结合成核时释放能量 D. 核中核子的平均结合能比核中的大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图可知，的比结合能约为7MeV，其结合能应为28MeV，A错误；‎ B．比结合能越大的核越稳定，因此核比核更稳定，B正确；‎ C．比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时，释放能量，因此两个核结合成核时释放能量，C正确；‎ D．比结合能就是平均结合能，由图可知，核中核子的平均结合能比核中的小，D错误。故选BC。‎ ‎8.矩形金属线圈共10匝，在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动，线圈中产生的电动势e随时间t的变化情况如图所示，下列说法中正确的是 A. 此交流电的频率是50 Hz B. 0.015 s时线圈平面与磁场垂直 C. 此交流电电动势有效值是V D. 穿过线圈的磁通量最大值为Wb ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 此交流电的周期为0.02s，则频率是f=1/T=50 Hz，选项A正确；‎ B. 0.015 s时感应电动势最大，则线圈平面与磁场平行，选项B错误；‎ C. 此交流电的电动势最大值为2V，则有效值是，选项C错误；‎ D. 根据，则穿过线圈的磁通量最大值为，选项D错误.‎ ‎9.某交变电流的图像如图所示，则该交变电流的有效值为（　　）‎ A 2A B. ‎4A C. 3.5A D. ‎‎6A ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有 解得 故BCD错误，A正确。‎ 故选A。‎ ‎10.一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2＝11：5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示．副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则（　　）‎ A. 原线圈电流表的示数是‎22 A B. 与电阻并联的电压表的示数是 V C. 经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J D. 变压器的输入功率是1×103 W ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由图象可知，原线圈中电压的最大值为Um=220V，副线圈中电压的最大值，副线圈电压有效值：，则与电阻并联的电压表的示数是100V，选项B错误；经过1分钟电阻发出的热量是 ‎，选项C错误；流过电阻的电流：，则次级消耗的功率：P2=I2U2=1000W，则变压器的输入功率是1000W，选项D正确；原线圈电流表的示数是，选项A错误.‎ 二、多项选择题 ‎ ‎11.下列对热力学定律的理解正确的是（　　）‎ A. 可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 B. 如果物体从外界吸收了热量，物体的内能一定增加 C. 空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 D. 由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但是要引起其他的变化，选项A正确；‎ B．如果物体从外界吸收了热量，若物体对外做功，则物体的内能不一定增加，选项B错误；‎ C．空调机在制冷过程中，由于压缩机要消耗电能做功，所以从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，选项C正确；‎ D．根据热力学第一定律可知，做功与热传递都可以改变物体的内能，所以做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递也不一定会改变内能，故D错误；‎ 故选AC。‎ ‎12.如图是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量，由图可知　　‎ A. 该金属的截止频率为 B. 该金属的截止频率为 C. 该图线的斜率表示普朗克常量 D. 该金属的逸出功为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】当最大初动能为零时，入射光的光子能量与逸出功相等，即入射光的频率等于金属的截止频率，可知金属的截止频率为4.３×1014Hz，故A正确B错误；根据知，图线的斜率表示普朗克常量，故C正确；金属的逸出功为，故D错误．‎ ‎13.如图所示为用某金属研究光电效应规律得到的光电流随电压变化关系的图像，用单色光1和单色光2分别照射该金属时，逸出的光电子的最大初动能分别为Ek1和Ek2，普朗克常量为h，则说法正确的是（　　）‎ A. ‎ B. 单色光1的频率比单色光2的频率低 C. 增大单色光1的强度，其遏止电压不变 D. 单色光1的入射光子数比单色光2的入射光子数多 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据图象知单色光1的遏止电压绝对值小于单色光2的遏止电压，再根据最大初动能和遏止电压的关系eU=Ekm，可知Ek1＜Ek2，故A错误；‎ B．根据光电效应方程：Ek=hν-W可知单色光2的频率较高，选项B正确；‎ C．光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光强无关，则增大单色光1的强度，其光电子最大初动能不变，遏止电压不变，选项C正确；‎ D．由于单色光1的饱和光电流比单色光2的饱和光电流大，则单色光1的入射光子数比单色光2的入射光子数多，选项D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎14.钍具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤，同时伴随有γ射线产生，其方程为，钍的半衰期为24天。则下列说法正确的是（　　）‎ A. X为电子 B. X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的 C. 的比结合能比的比结合能大 D. ‎1g钍经过120天后还剩‎0.2g钍 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据电荷数和质量数守恒知X的质量数为0，电荷数为-1，则钍核衰变过程中放出了一个电子，即X为电子，故A正确； B．β衰变的实质是β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子同时产生的，故B正确； C．该反应因为放出能量，则的比结合能比的比结合能小，选项C错误；‎ D．钍的半衰期为24天，‎1g钍经过120天后，发生5个半衰期，‎1g钍经过120天后还剩，故D错误； 故选AB。‎ ‎15.如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片．保持理想变压器的输入电压不变，闭合电建S，下列说法正确的是 ‎ ‎ A. P向下滑动时，灯L变亮 B. P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C. P向上滑动时，变压器的输入电流减小 D. P向上滑动时，变压器的输出功率变大 ‎【答案】BD ‎【解析】A．由于理想变压器输入电压不变，则副线圈电压不变，滑片P滑动时，对灯泡电压没有影响，故灯泡亮度不变，则选项A错误；‎ B．滑片P下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线圈电压不变，故选项B正确；‎ C．滑片P上滑，电阻减小，电流增大，则原线圈输入电流也增大，故选项C错误；‎ D．此时变压器输出功率将变大，故选项D正确．‎ 三、实验题 ‎16.图示是验证动量守恒的实验示意图，已知小球a的质量为ma，小球b的质量为mb，且，A、B、C均为某小球的着地点，OA、OB、OC的长度分别为x1、x2、x3，不计空气阻力。‎ ‎(1)下列说法正确的是____；‎ A．小球a每次应从同一位置由静止释放 B．斜槽末端应保持水平 C．必须测量斜槽末端到水平地面的高度H ‎(2)___点是小球a单独以水平速度平抛落地的着地点，___点是碰撞后小球a落地的着地点。（均选填图中的“A”、“B”或“C”）‎ ‎(3)验证a、b两小球在碰撞前后总动量守恒的关系式为______。‎ ‎【答案】 (1). AB (2). B (3). A (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]A．为保证入射球每次与被碰球相碰时速度相等，入射球a每次应从同一位置由静止释放，故A正确；‎ B．保证小球离开轨道后做平抛运动，斜槽末端应保持切线水平；‎ C．由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，着地点离O点的距离就表示了速度的大小，所以不需要测量斜槽末端到水平地面的高度H，故C错误。‎ 故选AB。‎ ‎(2)[2][3]为防止碰撞后入射球a反弹，入射球a的质量应大于被碰球b的质量，两球从轨道的同一位置离开轨道做平抛运动，B点是小球a单独以水平速度平抛落地的着地点，A点是碰撞后小球a落地的着地点。‎ ‎(3)[4]如果碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得 mava=mava′+mbvb′‎ 两边同时乘以时间t mavat=mava′t+mbvb′t 则如果动量守恒，则满足 四、计算题 ‎17.如图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量Φ随时间t按图（乙）所示正弦规律变化．求：‎ ‎（1）交流发电机产生的电动势的最大值及有效值；‎ ‎（2）电路中交流电压表的示数；‎ ‎（3）一个周期内，整个回路的焦耳热 ‎【答案】（1）200V，（2）（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）交流发电机产生电动势的最大值，根据 图线得出周期T以及角速度．从而求出感应电动势的最大值．（2）交流电压表显示的是路端电压有效值，根据求解有效值．（3）根据求解产生的焦耳热．‎ ‎（1）交流发电机转动的周期，则角速度 则电动势的最大值 电动势的有效值 ‎（2）由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为 交流电压表的示数为 ‎（3）整个回路中产生的焦耳热为 ‎【点睛】本题考查了交流电的峰值和有效值、周期和频率的关系，知道正弦交变电流电压的最大值是有效值的倍，求电量用电动势的平均值，求热量用有效值．‎ ‎18.一竖直放置的U形试管，左侧封闭、横截面积为S，右侧开口、横截面积为2S。开始时左、右两侧的水银柱等高，左侧用水银封闭一定质量的理想气体，热力学温度为T1（未知）。现缓慢将左侧气体的温度降低到K，稳定时两管水银柱高度差h=‎6cm，左侧水银距离管顶cm，已知大气压强cmHg。求左侧理想气体的初始热力学温度T1？‎ ‎【答案】368K ‎【解析】‎ ‎【详解】理想气体在初始状态时，左、右两侧的水银柱等高，设此时左管气体与管顶的距离为，则 解得初始状态时左管气体与管顶的距离 cm 左侧气体的温度降低到K时，设此时左侧理想气体的压强为p2‎ 解得 cmHg 由理想气体状态方程有 代入数据，左侧理想气体的初始热力学温度 K ‎19.如图所示，粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R=‎0.1m，半圆形轨道的底端放置一个质量为m=‎0.1kg的小球B，水平面上有一个质量为M=‎0.3kg的小球A以初速度v0=‎4.0m/s开始向着木块B滑动，经过时间t=0.80s与B发生弹性碰撞。设两小球均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，求：‎ ‎(1)两小球碰前A的速度；‎ ‎(2)球碰撞后A，B的速度大小；‎ ‎(3)小球B运动到最高点C时对轨道的压力。‎ ‎【答案】(1)；(2)，；(3)，方向竖直向上 ‎【解析】(1)碰前对A由动量定理有 解得 ‎(2)对A、B研究，碰撞前后动量守恒，即 碰撞前后动能保持不变 联立解得 ‎(3)因为B球在轨道上机械能守恒，则有 解得 在最高点C对小球B有 解得 由牛顿第三定律知：小球对轨道的压力大小为，方向竖直向上。‎