黑龙江省哈尔滨市第六中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

黑龙江省哈尔滨市第六中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

哈尔滨市第六中学2020学年度下学期期中考试 ‎ 高二物理试题 一、单项选择题：‎ ‎1. 关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是 A. 具有各向同性的物体一定没有固定的熔点 B. 晶体熔化时，温度不变，则内能也不变 C. 通常的金属材料在各个方向上的物理性质都相同，所以这些金属都是非晶体 D. 晶体和非晶体在适当条件下可相互转化 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：多晶体显示各向同性,但具有确定的熔点,A错误；晶体熔化时,其温度虽然不变,但其体积和内部结构可能发生变化,故B错误；金属材料虽然显示各向同性,并不意味着一定是非晶体,可能是多晶体,故C错误；D对．‎ 考点：晶体和非晶体。‎ ‎2.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示．表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料（    ）‎ A. 仅钠能产生光电子 B. 仅钠、铜能产生光电子 C. 仅铜、铂能产生光电子 D. 都能产生光电子 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 根据爱因斯坦光电效应方程可知，只有光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长有小于100nm，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D正确，A、B、C错误。‎ ‎【考点定位】光电效应 ‎3. 对于一定质量的理想气体来说，下列变化可行的是（ ）‎ A. 保持压强和体积不变，而改变它的温度 B. 保持压强不变，同时升高温度并减小体积 C. 保持温度不变，同时增加体积并减小压强 D. 保持体积不变，同时增加压强并降低温度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由知，只有C正确。‎ ‎4.关于用油膜法估测分子大小实验的科学依据中，下列说法错误的是（ ）‎ A. 将油酸薄膜看成单层的油酸分子组成 B. 不考虑油酸分子间的空隙 C. 实验需配置一定浓度的油酸酒精溶液，其中的酒精可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 D. 将油酸分子简化为球形 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙，实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是尽可能地减小滴入水面的油酸的含量，故ABD正确，C错误。‎ ‎5.已知地球半径约为6.4×106 m，水的摩尔质量为18 g／mol，阿伏伽德罗常数为6.0×1023 mol－1。设想将1 g水均匀分布在地球表面上，可估算1 cm2表面上的水分子数约为（ ）‎ A. 6×103 个 B. 6×105 个 C. 6×107 个 D. 6×1011 个 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】1kg水的分子数，则1cm2的地球表面上分布的水分子数目，故A正确。‎ ‎6.用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转；换用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转。那么（ ）‎ A. a光频率可能小于b光的频率 B. 只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大 C. 增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转 D. 用a光照射光电管阴极K时通过电流计G电流由d到c ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，知a光频率大于金属的极限频率。用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，知b光的频率小于金属的极限频率，所以a光的频率一定大于b光的频率，故A错误；‎ B项：增加a光的强度，则单位时间内发出的光电子数目增多，通过电流计的电流增大，故B正确；‎ C项：增加b光强度，仍然不能发生光电效应，电流计指针不偏转，故C错误；‎ D项：光电子从K向A运动，而电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，即电流的方向向左，所以通过电流计G的电流是由c到d，故D错误。‎ 二、双项选择题：‎ ‎7.下列说法正确的是（ ）‎ A. 一定质量的气体在体积不变时，气体分子单位时间内与器壁单位面积上平均碰撞次数随温度降低而减少 B. 空调既能制热又能制冷，说明热传递过程可自发地进行且方向可逆 C. 外界对气体做功时，气体内能一定会增大 D. 生产半导体器件时，需要在纯净半导体材料中掺入其它元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：气体的温度降低时，分子的平均速率减小，所以气体在体积不变时，分子单位时间与器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度降低而减小，故A正确；‎ B项：根据热力学第二定律知，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体。空调既能制热又能制冷，是在外界的影响下，要消耗电能来实现的，说明在不自发地条件下热传递方向性可以逆向，故B错误；‎ C项：外界对气体做功时，其内能不一定会增大，还与吸放热情况有关，故C错误；‎ D项：生产半导体器件掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故D正确。‎ ‎8.（钍）经过一系列α和β衰变，变成（铅），下列说法正确的是（ ）‎ A. 铅核比钍核少8个质子 B. 铅核比钍核少24个中子 C. 共经过6次α衰变和4次β衰变 D. 共经过4次α衰变和6次β衰变 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项：根据质量数和电荷数守恒可知，铅核比钍核少8个质子，少16个中子，故A正确，B错误；‎ C、D项：发生α衰变是放出，发生β衰变是放出电子，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x-y+82=90，4x+208=232，解得x=6，y=4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C正确，D错误。‎ ‎9.波粒二象性是微观世界的基本特征，下列说法正确的是（ ）‎ A. 光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性 B. 电子束的晶体衍射实验表明实物粒子具有波动性 C. 动能相等的质子和电子的德布罗意波长相等 D. 低频电磁波的粒子性显著而高频电磁波的波动性显著 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：、光电效应和康普顿效应均揭示了光的粒子性，故A正确；‎ B项：电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性，电子是实物粒子，故B正确；‎ C项：，因为质子质量大于电子质量，质子动量大于电子的动量，由知质子的德布罗意波长比电子的小，故C错误；‎ D项：频率越低的电磁波波长越长，波动性显著，而高频电磁波的粒子性显著，故D错误。‎ ‎10.氢原子的能级图如图所示。一群氢原子处于n＝4能级，已知某种金属的逸出功为2.5 eV，则（ ）‎ A. 氢原子最多可能辐射4种频率光子 B. 氢原子最多可能辐射6种频率的光子 C. 有4种频率的辐射光子能使该金属发生光电效应 D. 有3种频率的辐射光子能使该金属发生光电效应 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项：根据，这群氢原子可能辐射6种频率的光子，故A错误，B正确；‎ C、D项：n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，均小于逸出功，不能发生光电效应，其余4种光子能量均大于2.7eV，所以这群氢原子辐射的光中有3种频率的光子能使该金属发生光电效应，故C正确，D错误。‎ ‎11.下列说法正确的是（ ）‎ A. ＋→＋是α衰变方程 B. ＋→＋＋17.6 MeV是核聚变反应方程 C. →＋是核裂变反应方程 D. ＋→＋是原子核人工转变方程 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A项： 属于人工核转变，不是α衰变方程，α衰变是自发进行的，故A错误；‎ B项：，是氢核聚变反应，故B正确；‎ C项：放出α粒子是，α衰变，故C错误；‎ D项：是在人为的作用下发生的故该反应是人工转变，故D正确。‎ ‎12.下列说法正确的是（ ）‎ A. α、β、γ三种射线中，α射线的穿透能力最强，γ射线的电离作用最弱 B. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的 C. 图甲为三种射线在磁场中的径迹，其中①为α射线，②β射线，③为γ射线 D. 图乙为三种射线在电场中的径迹，其中①为α射线，②β射线，③为γ射线 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：α、β、γ三种射线中，α射线的电离作用最强，穿透能力最弱，故A错误；‎ B项：由于原子核内无电子，所以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所产生，故B正确；‎ C项：①向左偏由左手则可知，为α射线，②向右偏由左手定则可知，为β射线，③不偏转，说明不带电即为γ射线，故C正确；‎ D项：图乙中，①向左偏，说明受到的电场力向左与电场强度方向相反，所以①带负电即为β射线，②向右偏，说明受到的电场力向右与电场强度方向相同，所以②带正电，即为α射线，③不偏传，说明③不带电，即为γ射线，故D错误。‎ ‎13.下列说法正确的是（ ）‎ A. 图1：J.J.汤姆孙认为阴极射线本质是带负电的粒子流并求出其比荷 B. 图2：卢瑟福根据绝大多数α粒子大角度散射实验结果提出原子的核式结构模型 C. 图3：中等大小原子核的比结合能最大，其中核子结合得牢固，原子核最稳定 D. 图4：自然界中较轻的原子核内质子数与中子数大致相等，稳定的重原子核内质子数比中子数多 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷，最终发现了电子，故A正确；‎ B项：卢瑟福通过分析少数α粒子的大角度散射实验数据，提出了原子的核式结构模型，故B错误；‎ C项：中等质量的原子核的比结合能最大，因此这些原子核是最稳定的，故C正确；‎ D项：自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，在稳定的重原子核中，质子数比中子数少，故D错误。‎ 三、填空题：‎ ‎14.如图1所示，在斯特林循环的P－V图象中，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，整个过程由两个等温和两个等容过程组成。‎ ‎（1）B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）。状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示，则状态A对应的是_____（选填“①”或“②”）。‎ ‎（2）在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4 J和20 J；在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20 J和12 J，则气体完成一次循环对外界所做的功为_____J。‎ ‎【答案】 (1). 不变 ① (2). 8 J ‎【解析】‎ ‎（1）由图可知，图线BC与纵坐标平行，表示气体的体积不变，所以B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目不变；‎ 根据理想气体的状态方程：PV/T=C可知，气体的温度越高，压强与体积的乘积PV值越大，所以由图可知TD＞TA；气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；温度高，最可几速率向速度较大的方向移动；故T1＜T2；因此状态A对应的是①．‎ ‎（2）在气体完成一次循环后的内能与开始时是相等的，所以内能不变，即△U=0；由图可知，A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4J和20J．在B→C和C→D的过程中气体吸收的热量分别为20J和12J，则吸收的热量Q=QAB+QBC+QCD+QDA=-4+20+12-20=8J．由热力学第一定律得：△U=Q+W，所以W=-8J，所以气体完成一次循环对外做功是8J．‎ 点睛：该题是图象问题，解题的关键从图象判断气体变化过程，利用理想气体状态方程，然后结合热力学第一定律进行分析判断即可解决．‎ ‎15.若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中1→2表示等压变化的是____（选填“A”、“B”或“C”），该过程中气体的内能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）。‎ ‎【答案】 (1). C； (2). 增大 ‎【解析】‎ ‎【详解】由等压变化公式可知，体积与温度成正比，故1→2表示等压变化的是C，对于理想气体温度升高，内能增大。‎ ‎16.氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤。它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。其衰变方程是→＋ 。已知的半衰期约为3.8天，则约经过 天，16g的衰变后还剩1g。‎ ‎【答案】，15.2‎ ‎【解析】‎ 试题分析：根据衰变过程中，质量数与电荷数守恒可知，该衰变过程中，所释放的粒子的质量数为A＝222－218＝4，电荷数为Z＝86－84＝2，所以该粒子为，根据半衰期公式有：m＝m0，代入数据解得：t＝4τ＝15.2天 考点：本题主要考查了核反应中质量数与电荷数守恒、半衰期公式的应用问题，属于中档偏低题。‎ ‎17.在某次光电效应实验中得到的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系如图所示。若该直线的斜率为k，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为______，所用材料的逸出功可表示为______。‎ ‎【答案】 (1). ek； (2). eb ‎【解析】‎ ‎【详解】根据光电效应方程和得：，图线的斜率，解得：，纵轴截距的绝对值，解得逸出功。‎ 四、计算题：‎ ‎18.如图所示，横截面积相同的绝热气缸A与导热气缸B固定于水平面上，由刚性轻杆连接的两绝热活塞与气缸间无摩擦。两气缸内装有理想气体，初始时A、B气缸内气体的体积均为V0、温度均为T0。现缓慢加热A中气体，达到稳定后停止加热，此时A中气体压强变为原来的1.5倍。设环境温度保持不变，求这时气缸A中气体的体积V和温度T。‎ ‎【答案】，‎ ‎【解析】‎ 试题分析：设初态压强为，膨胀后A，B压强相等．‎ B中气体始末状态温度相等，由玻意耳定律得：‎ 对A部分气体，由理想气体状态方程得：‎ 整理可得到：‎ 考点：理想气体状态方程 ‎【名师点睛】因为气缸B导热，所以B中气体始末状态温度相等，为等温变化；另外，因为是刚性杆连接的绝热活塞，所以A．B体积之和不变，即，再根据气态方程，本题可解；本题考查理想气体状态变化规律和关系，找出A．B部分气体状态的联系是关键。‎ ‎19.如图所示，U形管右管内径为左管内径的倍，管内水银在左管内封闭了一段长为76 cm、温度为300 K的空气柱，左右两管水银面高度差为6 cm，大气压为 76 cmHg。‎ ‎（1）给左管的气体加热，则当U形管两边水面等高时，左管内气体的温度为多少？‎ ‎（2）在（1）问的条件下，保持温度不变，往右管缓慢加入水银直到左管气柱恢复原长，问此时两管水银面的高度差。‎ ‎【答案】（i）342.9K（ii）4cm ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 利用平衡求出初末状态封闭气体的压强，过程中封闭气体压强体积温度均变化，故对封闭气体运用理想气体的状态方程，即可求出当U形管两边水面等高时，左管内气体的温度；保持温度不变，气体发生等温变化，对封闭气体运用玻意耳定律结合几何关系，即可求出左管气柱恢复原长时两个水银面的高度差。‎ ‎【详解】（i）当初管内气体压强p1= p-Δp=70 cmHg，‎ 当左右两管内水银面相等时，气体压强p2=76 cmHg 由于右管截面积是左管的两倍，所以左管水银面将下降4 cm，右管中水银面将上升2 cm，管内气柱长度l2=80 cm，‎ 根据 代入数据解得： T2=342.9 K ‎（ii）设气柱恢复原长时压强为p3‎ 根据：p2V2=p3V3‎ 解得：p3=80 cmHg 又Δp=p3-p2=4 cmHg 所以高度差为4 cm ‎【点睛】本题考查气体定律与力学平衡的综合运用，解题关键是要利用平衡求出初末状态封闭气体的压强，分析好压强P、体积V、温度T三个参量的变化情况，再选择合适的规律解决。‎ ‎20.用速度大小为v的中子（）轰击静止的锂核（），发生核反应后生成氚核和α粒子。已知氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，质子与中子的质量近似相等为m，光速为c。‎ ‎（1）写出核反应方程；‎ ‎（2）求氚核与α粒子的速度大小；‎ ‎（3）若核反应过程中放出的核能也全部转化为氚核和α粒子的动能，求该过程中的质量亏损。‎ ‎【答案】(1) (2), (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据质量数和电荷数守恒，书写核反应方程；‎ ‎（2）根据动量守恒定律求解α粒子速度；‎ ‎（3）根据爱因斯坦质能方程求解核质量亏损；‎ ‎【详解】（1）根据质量与电荷数守恒，则有：； ‎ ‎（2）由动量守恒定律得；‎ 由题意得，解得：，‎ ‎（3）氚核和α粒子的动能之和为 释放的核能为；‎ 由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为；‎ ‎【点睛】核反应遵守两大基本规律：能量守恒定律和动量守恒定律，注意动量守恒定律的矢量性。 ‎