福建省福州市八校2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）

福建省福州市八校2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）

福建省福州市八校2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析） ‎ 一、选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，第1—5题只有一项符合题目要求，第6—8题有多项符合题目要求,全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1.物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是 （ ）‎ A. 汤姆孙发现了电子，并提出了“原子核式结构模型”‎ B. 卢瑟福用α粒子轰击获得反冲核，发现了质子 C. 查德威克发现了天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D. 普朗克提出的“光子说”成功解释了光电效应 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 汤姆孙发现了电子，卢瑟福提出了“原子的核式结构模型”，选项A错误；‎ B. 卢瑟福用α粒子轰击获得反冲核，，发现了质子，选项B正确；‎ C. 贝克勒尔发现了天然放射性现象，说明原子核有复杂结构，选项C错误；‎ D. 爱因斯坦提出的“光子说”成功解释了光电效应，选项D错误.‎ ‎2.下列说法正确的是（ ）‎ A. 原子核结合能越大，原子核越稳定 B. 光的波长越短，其波动性越明显；波长越长，其粒子性越显著 C. 氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个 D. 核力是一种强相互作用力，在其作用范围内，可能是引力也可能是斥力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 原子核比结合能越大，原子核越稳定，选项A错误；‎ B. 光的波长越短，其粒子性越明显；波长越长，其波动性越显著，选项B错误；‎ C. 半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核的衰变不适应，选项C错误；‎ D. 核力是一种强相互作用力，在其作用范围内，可能是引力也可能是斥力，选项D正确.‎ ‎3.根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（ ）‎ A. 某原子经过一次α衰变和两次β衰变后，核内质子数不变 B. 放射性元素与别的元素形成化合物后就不具有放射性 C. β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流 D. 在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最弱，电离能力最强 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 某原子经过一次α衰变核内质子数减小2，发生一次β衰变后，核内质子数增加1，则原子经过一次α衰变和两次β衰变后，核内质子数不变，选项A正确；‎ B. 放射性元素的放射性与元素所处的化合状态无关，选项B错误；‎ C. β射线是原子核内的中子转化为质子时放出的负电子后形成的电子流，选项C错误；‎ D. 在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，选项D错误.‎ ‎4.用中子轰击原子核产生裂变反应，可能的裂变方程为+→Y++3，方程中的单个原子核、Y、及单个中子的质量分别为m1、m2、m3、m4，‎ 的半衰期为T,核的比结合能比Y核的小，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是 A. Y原子核中含有56个中子 B. 若提高的温度，的半衰期将会小于T C. 方程中的核反应释放的能量为(m1－m2－m3－2m4)c2‎ D. 原子核比Y原子核更稳定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由质量数和电荷数守恒可得：Y原子核的质量数A=235+1-89-3=144，核电荷数Z=92-36=56，故中子数N=144-56=88，故A错误；‎ B、半衰期的大小与温度、压强等因素无关，由原子核内部因素决定，故B错误；‎ C、根据爱因斯坦质能方程知，裂变时释放的能量，故C正确；‎ D、原子核的比结合能小于Y原子核的比结合能，故Y原子核比原子核更稳定，故D错误。‎ ‎5.已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图所示，当大量氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电子的动能减少，氢原子系统的总能量减少 B. 氢原子可能辐射4种频率的光子 C. 有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应 D. 从n=4到n=1发出的光的波长最长 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，核外电子的半径减小，由可知，电子的动能变大，由于辐射光子，则氢原子系统的总能量减少，选项A错误；‎ B. 氢原子可能辐射种不同频率的光子，选项B错误；‎ C. 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，n=4跃迁到n=2辐射的光子能量为2.55eV，均小于逸出功，不能发生光电效应，其余3种光子能量均大于2.7eV，所以这群氢原子辐射的光中有3种频率的光子能使钙发生光电效应。故C正确；‎ D. 从n=4到n=1能级差最大，则发出的光的频率最大，波长最短，选项D错误.‎ ‎6.如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，能上升的最大高度为（不计空气阻力），则（　 　）‎ A. 小球和小车组成的系统动量守恒 B. 小车向左运动的最大距离为R C. 小球离开小车后做斜上抛运动 D. 小球落回B点后一定能从A点冲出 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，水平方向系统动量守恒，但由于小球有向心加速度，系统竖直方向的合外力不为零，所以系统动量不守恒，故A错误；‎ B.设小车向左运动的最大距离为x。系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：mv-mv′=0，即得，解得：x=R，故B正确；‎ C. 小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，则知小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度均为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故C错误；‎ D.小球第一次从静止开始上升到空中最高点过程，由动能定理得：mg（h-）-Wf=0，Wf为小球克服摩擦力做功大小，解得：Wf=mgh，即小球第一次在车中滚动损失的机械能为mgh，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于mgh，机械能损失小于mgh，因此小球从B点落回后一定能从A点冲出。故D正确。‎ ‎7.如图甲所示，长木板A静止在光滑的水平面上，质量m＝2 kg的物体B以v0＝2 m/s的水平速度滑上A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法中正确的是 (　 　)‎ A. 木板获得的动能为1 J B. 系统损失的机械能为2 J C. 木板A的最小长度为1 m D. A、B间的动摩擦因数为0.2‎ ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】设木板的质量为M，由动量守恒得，木板获得的速度为，解得．木板获得的动能为．故A正确．由图得到：0-1s内B的位移为，A的位移为，木板A的最小长度为．故C正确．由斜率大小等于加速度大小，得到B的加速度大小为，根据牛顿第二定律得：，代入解得，．故D错误．系统损失的机械能为．故B正确．‎ ‎8.在光电效应实验中，某同学按如图a方式连接电路，利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流与A、K两极之间电压UAK的关系曲线（甲光、乙光、丙光）如图b所示，则下列说法正确的是 （ ）‎ A. 甲、乙两光的光照强度相同 B. 甲、乙两光的频率相同 C. 丙光照射阴极时，极板的逸出功最小 D. 乙光的波长大于丙光的波长 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】B.根据eUc=Ek=hv-W0，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大。甲光、乙光的遏止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，故B正确；‎ A. 甲光、乙光的频率相等，由图可知，甲光饱和光电流大于乙光，因此甲光的光强大于乙光的光强，故A错误；‎ C.极板的逸出功只与极板金属的材料有关，与入射光无关，选项C错误；‎ D. 丙光的遏止电压大于乙光的遏止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长，故D正确；‎ 二、选修3-3选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的五个选项中有三个正确答案．选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分,有选错的得0分。）‎ ‎9.关于分子动理论，下列说法中正确的是（ 　　）‎ A. 花粉颗粒的布朗运动反映了花粉分子在永不停息地做无规则运动 B. 悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越不明显 C. 物体的温度越高，分子平均动能越大 D. 一定质量的0℃冰变成同温度的水，内能一定增加 E. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 花粉颗粒的布朗运动反映了液体分子在永不停息地做无规则运动，选项A错误；‎ B. 悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，液体分子对悬浮微粒撞击的冲力趋于平衡，布朗运动越不明显，选项B正确；‎ C. 温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子平均动能越大，选项C正确；‎ D. 一定质量的0℃冰变成同温度的水，要吸收热量，则内能一定增加，选项D正确；‎ E. 当分子间作用力表现为斥力时，分子距离变大，则分子力做正功，分子势能减小，即分子势能随分子间距离的增大而减小，选项E错误.‎ ‎10.关于晶体及液晶，下列说法中正确的是（ 　　）‎ A. 晶体的导热性能一定是各向异性 B. 组成晶体的原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的 C. 单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 D. 在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 E. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 ‎【答案】BCE ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 晶体有单晶体和多晶体，多晶体物理性质各向同性，单晶体才各向异性，故A错误。‎ B. 组成晶体的原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。选项B正确；‎ C. 单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项C正确；‎ D. 在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能增加，选项D错误；‎ E. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，选项E正确.‎ ‎11.下列说法中正确的是（ 　　）‎ A. 在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力 B. 毛细管插入不浸润液体中管内液面会上升 C. 对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大 D. 当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小 E. 干湿泡温度计的示数差别越大，空气相对湿度越大 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 液体表面层内分子较为稀疏，分子力表现为引力，故在完全失重的宇宙飞船中，水的表面依然存在表面张力，故A正确。‎ B. 毛细管插入不浸润液体中管内液面会下降，选项B错误；‎ C. 对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大，选项C正确；‎ D. 当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，选项D正确；‎ E.干湿泡温度计的示数差别越大，空气越干燥，相对湿度越小，故E错误；‎ ‎12.下列说法正确的是（ 　　）‎ A. 夏季天旱时，给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管，防止水分蒸发 B. 给车轮胎打气，越打越吃力，是由于分子间存在斥力 C. 第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律 D. 若一定质量的理想气体等压膨胀，则气体一定吸热 E. 与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行 ‎【答案】ADE ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 夏季天旱时，给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管，防止水分蒸发，选项A正确；‎ B. 给车轮胎打气，越打越吃力，是由于气体压强作用的缘故，与分子间的斥力无关，选项B错误；‎ C. 第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，选项C错误；‎ D. 若一定质量的理想气体等压膨胀，则气体对外做功，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知气体一定吸热，选项D正确；‎ E. 根据熵原理，与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行，选项E正确.‎ 三、实验题（本题共10分，第1、2小题每题3分，第3小题4分，漏选得2分、错选不得分）‎ ‎13.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40cm的浅盘里倒入约2cm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____________。（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l 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l位有效数字）‎ ‎（3）某同学做完实验后，发现自己所测的分子直径明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。‎ A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C．计算油膜面积时，将不完整的方格均视为完整方格处理 D．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 ‎【答案】 (1). ④①②⑤③ (2). 5×10-10 (3). AB ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空. “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v＝V/N（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），则正确的顺序是④①②⑤③ ；‎ 第二空.计算步骤：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=＝5×10−10m．‎ 第三空. 根据d=V/S，则有：‎ A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则计算时所用体积数值偏大，会导致计算结果偏大，故A正确；‎ B. 水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故B正确；‎ C. 计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则计算所用的面积S偏大，会导致计算结果偏小，故C错误；‎ D.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D错误.‎ 四、选修3-3计算题，共16分,答案必须按照小题号写在答题卡指定区域 ‎14.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的P—V图象如图所示，已知该气体在状态A时的温度为27℃ 求：‎ ‎（1）该气体在状态C时的温度是多少；‎ ‎（2）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热，传递的热量是多少．‎ ‎【答案】（1）TC=300 K (或tC=27℃)（2）Q=20 J 吸热 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）从A到C由：.‎ 得：TC=300 K (或tC=27℃) .‎ ‎（2）由TA = TC知 △U = 0.‎ 从A到C：W=－P△V=-(1×103×2×10-2)J=-20 J.‎ 由热力学第一定律：△U = Q+W 得：Q=20 J，吸热.‎ ‎15.如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S=50 cm2。活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，A的质量m=50 kg，物块与平台间的动摩擦因数为μ，开始时活塞距缸底L=10 cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105 Pa，温度t1=27℃ 。现对汽缸内的气体缓慢加热，当汽缸内的温度升为177 ℃时，物块A开始移动，继续加热，并保持A缓慢移动。(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10 m/s2)，求：‎ ‎（1）物块A与平台间的动摩擦因数μ；‎ ‎（2）A向右运动距离为d=2 cm时汽缸内的温度。‎ ‎【答案】（1）μ=0.5（2）T3=540 K ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由查理定律：.‎ 得P2=1.5×105 Pa.‎ 由题意可知：p2S= p0S+μmg.‎ 得μ=0.5.‎ ‎（2）V2=LS，V3=（L+d）S.‎ 由盖吕萨克定律：.‎ 得T3=540 K 五、计算题(该部分为 3-5 计算题,共2小题，共18分。解答应写出必要的文字说明.方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎16.一静止的氡核Rn发生α衰变转变成钋核Po，已知放出的α粒子的质量为m，速度为v0。假设氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能。‎ ‎（1）试写出氡核衰变的核反应方程。‎ ‎（2）求出氡核发生衰变时的质量亏损。（已知光在真空中的速度为c）‎ ‎【答案】（1）Rn→Po+He.；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）衰变的核反应方程：Rn→Po+He.‎ ‎（2）由动量守恒定律：0=mv0－Mv 其中 由 .‎ 得 ‎17.如图所示，光滑曲面AB与粗糙水平轨道BC相切于B点，一质量m1=0.1 kg的小滑块1从离BC高H=0.8 m处静止开始滑下，与静止在B处的质量m2=0.3 kg的小滑块2发生弹性碰撞，碰撞后滑块2恰好运动到C处停止。已知BC间距离s=1 m，O在C的正下方，C离水平地面高h=0.45 m，（两滑块均可看作质点，不计空气阻力，g=10 m/s2）。‎ ‎（1）求两物块碰撞前瞬间物块1的速度大小v0；‎ ‎（2）求物块2与水平轨道BC间的动摩擦因数μ；‎ ‎（3）若增加物块1 的质量，碰撞后物块2从C点水平飞出后落在水平地面上的D点，求D与C的水平距离最大不会超过多少？‎ ‎【答案】（1）4m/s；（2）0.2；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）物块1从A到B，由动能定理： ‎ 得v0=4 m/s.‎ ‎（2）物块1、2发生弹性碰撞，则 m1v0=m1v1+m2v2‎ 联立以上两式得：v2==2 m/s 从B到C由动能定理： ‎ 得μ=0.2‎ ‎（3）由可知当m1远大于m2时，发生弹性碰撞后物块2速度最大vm=2v0=8 m/s.‎ 从B到C由动能定理： ‎ 离开C后做平抛运动，由 则 联立上式解得 ‎