【物理】河北省沧州市盐山中学2019-2020学年高二下学期4月试题（解析版）

【物理】河北省沧州市盐山中学2019-2020学年高二下学期4月试题（解析版）

物理试题 一、单选题 ‎1.下列说法正确的是（　　）‎ A. 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B. 由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C. 原子核的结合能越大，原子核就越稳定 D. 原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，A错误；‎ B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，B正确；‎ C．比结合能越大，原子核越稳定，C错误；‎ D．由于核子在组成原子核的过程中会释放能量，结合爱因斯坦质能方程可知原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.下列说法正确的是（　　）‎ A. 当大量氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子会产生3种频率的光子 B. 卢瑟福提出了原子的核式结构模型，并发现了质子和中子 C. 经过一次衰变，变为，其中伴随产生的射线是由放出的 D. 衰变所释放的电子是原子核内的一个质子转变成一个中子时产生的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．大量氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子会产生 即6种频率的光子，故A错误；‎ B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，并通过粒子轰击氮原子核实验发现了质子。但是查德威克发现了中子，故B错误；‎ C．经过一次衰变，变成，其中伴随产生的射线是由衰变后处于激发态的发出的，故C正确；‎ D．衰变所释放的电子是原子核内的中子转化为质子同时放出的电子，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.下列说法正确的是（　　）‎ A. 随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长方向移动 B. 太阳光谱是吸收光谱，分析太阳光谱能推知地球大气层所含有的元素成分 C. 贝可勒尔首先发现天然放射现象，揭示了原子内部还有复杂结构 D. 核力是强相互作用，是短程力 ‎【答案】D ‎【解析】A．在黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，A错误；‎ B．因为太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，所以分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，B错误；‎ C．贝克勒尔首先发现天然放射现象，揭示了原子核内部还有复杂结构，C错误；‎ D．核力是强相互作用的一种表现，是短程力，D正确。故选D。‎ ‎4.恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，已知氘核的比结合能为E1，氦核的比结合能为E2，则热核反应释放的能量可表示为（　　）‎ A. E2－E1 B. E2－2E1‎ C. 4E2－2E1 D. 4E2－4E1‎ ‎【答案】D ‎【解析】该反应放出热量，氘核的比结合能为E1，氦核的比结合能为E2，根据比结合能等于结合能与核子数的比值，则核反应中释放的核能为 故D正确ABC错误。故选D。‎ ‎5.如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是（　　）‎ A. 当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 B. 当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力 C. 当r等于r2时，分子间的作用力最大 D. 在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力；当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力．‎ ‎【详解】由图象可知：分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离；‎ A．r2是分子的平衡距离，当0＜r＜r2时，分子力为斥力，当r＞r2时分子力为引力，故A错误；‎ B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力，故B正确；‎ C．当r等于r2时，分子间的作用力为零，故C错误；‎ D．在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功，故D错误．‎ ‎【点睛】本题主要考查分子间的相互作用力，较为简单．‎ ‎6.在光滑的水平面上，有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度图像如图所示，下列关系正确的是（　）‎ A. B. ‎ C. D. 无法判断 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】两球碰撞过程中，动量、动能守恒，所以有 ‎，‎ 联立解得 ‎，‎ 由图象可知碰后a球速度v1为负值，因此，故ACD错误，B正确。‎ 故选B ‎7.关于温度和内能的理解，下列说法中正确的是( ).‎ A. 温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，则物体每一个分子的动能都增大 B. 不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能 C. ‎1g100℃‎水的内能小于‎1g100℃‎水蒸气的内能 D. 做功和热传递对改变物体内能是等效的，也就是说做功和热传递的实质是相同的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，做功和热传递是改变内能的两种方式．并且做功和热传递对改变内能是等效的．温度是物体的分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大．‎ 温度是分子平均动能的标志，物体温度升高分子的平均动能增加，则不是每一个分子的动能都增大，A错误；质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数多，则氢气的内能较大，B错误；水变成水蒸气要吸热，则同质量水的内能小于水蒸气的内能，C正确；做功和热传递对改变物体内能是等效的，但实质不同，做功是其他能和内能的转化，热传递是内能的转移，D错误；‎ ‎8.从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是（　　）‎ A. 掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小 B. 掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小 C. 掉在水泥地上的玻璃杯动量改变慢，掉在草地上的玻璃杯动量改变快 D. 掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．杯子从同一高度落下，故到达地面时的速度一定相等，因此着地时动量相等。与地面接触后速度减小为零，因此动量的变化也相同，故AB错误；‎ CD．但由于在草地上，由于草地的缓冲使接触时间变长，即动量改变更慢，由 可知，杯子受到的作用力较小，因此杯子在水泥地上比在草地上更容易摔破，故C错误，D正确。故选D。‎ ‎9.以下关于分子动理论的说法中不正确的是（ ）‎ A. 物质是由大量分子组成的 B. 分子很小，其直径的数量级一般为 C. 时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动 D. 求分子间的距离常用立方体模型，对于固体或液体摩尔体积与阿伏加德罗常量比值可以作为一个分子体积 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物质是由大量分子组成的，故A正确；‎ B．物质是由分子组成的，它无法直接被人类的肉眼观察到，需要借助显微镜等工具才可以观察，因为它直径数量级一般为10‎-10m，故B正确；‎ C．分子永不停息地做无规则热运动，即使水结为冰，水分子不会停止热运动，故C错误；‎ D．由固体、液体物质的摩尔体积与阿伏加德罗常数可以近似计算每个分子的体积，故D正确．‎ 二、多选题 ‎10.下列说法正确是（ ）‎ A. 布朗运动就是液体分子的运动 B. 两分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力比引力减小得更快 C. 热力学温标最低温度为0 K，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一 D. 气体的温度越高，每个气体分子的动能越大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．布朗运动是固体微粒的运动，是液体分子无规则热运动的反应，故A不符合题意；‎ B．两分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力比引力减小得更快，故B符合题意；‎ C．热力学温标的最低温度为0K，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一，故C符合题意；‎ D．气体的温度越高，气体分子的平均动能越大，平均速率越高，满足气体分子的速率分布率，并非每个气体分子的动能越大，故D不符合题意。‎ 故选BC。‎ ‎11.(多选)氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图所示．在具有下列能量的粒子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是(　　)‎ A. 54.4 eV(光子) B. 50.4 eV(光子)‎ C. 48.4 eV(电子) D. 42.8 eV(光子)‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据玻尔理论，能级间发生跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差．‎ ‎【详解】由玻尔理论知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量（光子能量不可分）应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收；而实物粒子（如电子）只要能量不小于两能级差，均可能被吸收．氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为： △E1=E∞-E1=0-（-54.4 eV）=54.4 eV △E2=E4-E1=-3.4 eV-（54.4 eV）=51.0 eV △E3=E3-E1=-6.0 eV-（-54.4 eV）=48.4 eV △E4=E2-E1=-13.6 eV-（54.4 eV）=40.8 eV 可见，50.4eV和42.8‎ ‎ eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁．故AC正确，BD错误；故选AC．‎ ‎12.如图所示为江西艺人茅荣荣，他以7个半小时内连续颠球5万次成为新的吉尼斯纪录创造者，而这个世界纪录至今无人超越。若足球用头顶起，设每一次上升高度均为‎80cm，足球的质量为‎400g，与头顶作用时间Δt为0.1s，则足球每次（不考虑第一次）在空中的运动时间t和足球给头部的平均作用力F的大小分别是（空气阻力不计，g=‎10m/s2）（　　）‎ A. t=0.4s B. t=0.8s C. F=36N D. F=32N ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．足球自由下落时由，解得 竖直上抛运动的总时间为自由落体的2倍 t总=2t=2×0.4s=0.8s A错误B正确；‎ CD．设竖直向上为正方向，由动量定理得 球与头刚接触时的速度为 联立解得 FN=36N 故C正确D错误。故选BC。‎ ‎13.在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应．对于这两个过程．下列四个物理量中，一定不同的是__________．（填入正确答案标号 A. 遏制电压 B. 饱和光电流 C. 光电子的最大初动能 D. 逸出功 ‎【答案】ACD ‎【解析】不同的金属具有不同的逸出功，遏制电压为，光电子的最大初动能为，饱和光电流由单位时间内的入射光子数决定，综上可知ACD正确．‎ 三、实验题 ‎14.在“用油膜法估测分子大小”实验中，油酸酒精溶液浓度为A，记下N滴溶液总体积为V。边长为a正方形小格的透明方格纸板上，数得油膜占有的小格个数为X。用以上字母表示：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V油酸=______；油酸分子直径D=______。‎ ‎ ‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】 [1]由N滴溶液的总体积为V，以及油酸酒精溶液的浓度为A，总体积V除以N，再乘以油酸酒精溶液的浓度A，即可求出一滴酒精溶液中纯油酸的体积 ‎[2]油膜的表面积Xa2，由油膜法的原理得 四、计算题 ‎15.玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图所示。当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出某种频率的光子，用该频率的光照射逸出功为2.25eV的钾表面。已知电子电荷量e＝1.60×10‎-19C，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s。求：‎ ‎(1)辐射出光子的频率（保留二位有效数字）；‎ ‎(2)辐射出光子动量；‎ ‎(3)钾表面逸出的光电子的最大初动能为多少eV？‎ ‎【答案】(1)ν＝6.2×1014Hz；(2)p=1.4×10-27；(3)Ek=0.30eV ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时，释放出光子的能量为 E=－0.85eV－(－3.40eV)=2.55eV，‎ 由 解得光子频率 ‎=6.2×1014Hz ‎(2)由 得 p=1.4×10‎-27kg·m/s ‎(3)用此光照射逸出功为2.25eV的钾时，由光电效应方程，产生光电子的最大初动能为 Ek=(2.55－2.25)eV=0.30eV ‎16.如图所示，质量分别为M1=‎0.99kg和M2=‎0.1kg的木块静置在光滑水平地面上，两木块间夹一轻质弹簧，一粒质量m=‎10g的子弹以v0=‎100m/s的速度打入木块M1中，当子弹在木块M1中相对静止的瞬间。求 ‎⑴木块M1速度的大小。‎ ‎⑵弹簧被压缩到最短瞬间木块M2的速度。‎ ‎⑶弹簧的最大弹性势能。‎ ‎【答案】(1)‎1m/s；(2)‎0.5m/s；(3)0.025J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)子弹与木块M1作用过程中，以两者构成的系统为研究对象，取向右为正方向，由动量守恒定律得 代入数据解得 ‎(2) (3)子弹停留在木块M1中一起压缩弹簧与M2作用过程中，子弹、两木块组成的系统动量守恒，机械能也守恒。弹簧被压缩到最短时， M1与M2具有共同速度，此时弹簧的弹性势能最大，取向右为正方向，有 联立解得 弹簧被压缩到最短瞬间木块M2的速度 弹簧的最大弹性势能