广西柳州市2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

广西柳州市2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

广西柳州市2020学年高二物理下学期期中试题（含解析） ‎ 一、选择题（本大题有12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12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.已知水的密度为1.0×‎103 kg/m3，水的摩尔质量为‎18 g/mol，阿伏加德罗常数为6.023×1023 mol-1，则‎1 cm3的水中的水分子数大约是 A. 3.0‎‎×1019个 B. 3.3×1019个 C. 3.0×1022个 D. 3.3×1022个 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】水的摩尔体积是，‎1cm3中的水含有的分子数为，故D正确。‎ ‎2.一个用绝热材料做的气缸内用绝热的活塞封闭着一定质量的理想气体，用力推动活塞，使气体体积减小为原来的一半，则后来气体的压强p2与原来气体的压强p1相比较，下列关系正确的是 A. p2 > 2p1 B. p2 = 2p‎1 ‎C. p2 < 2p1 D. 无法确定 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】若温度不变，由公式可知，体积变为原来的一半，压强变了原来的2倍，由于绝热材料做的气缸，外界对气体做功，由热力学第一定律可得：理想气体的内能增大，温度升高，所以气体的压增大即大于原来的2倍，故A正确。‎ ‎3.关于分子动理论，下列说法中正确的是 A. 布朗运动就是分子的运动 B. 分子动理论中的“分子”是组成物质的分子、原子或离子的统称 C. 气体向四周扩散的速度大小等于气体分子热运动的平均速度大小 D. 容器内气体对器壁的压力大小等于容器内气体受到的重力的大小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒无规则运动，是由于颗粒周围液体分子撞击引起的，所以布朗运动说明了液体分子不停的做无规则运动，故A错误；‎ B项：分子动理论中的“分子”是组成物质的分子、原子或离子的统称，故B正确；‎ C项：气体分子扩散的速率比气体分子运动的速率要慢得多，故C错误；‎ D项：由气体压强的定义可知，容器内气体对器壁的压力大小等于单位面积上产生的压强，故D错误。‎ ‎4.氘核（）和氚核（）聚合成氦核（）的核反应方程如下：设氘核质量为m1，氚核质量为m2，氦核质量为m3，中子质量为m4，则该核反应过程中释放的能量为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】核反应过程中质量亏损：由爱因斯坦的质能方程可知，核反应释放的能量：，故D正确。‎ ‎5.如图所示，当电键S断开时，光电子能量为2.6 eV一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．闭合电键S，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为 A. 0.6‎‎ eV B. 2.0 eV C. 2.6 eV D. 3.2 eV ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意光电子的初动能为：，根据爱因斯坦光电效应方程有：，故D正确。‎ ‎6.某放射性同位素样品，在21天里衰减掉，它的半衰期是 A. 3天 B. 5.25 天 C. 7 天 D. 10.5 天 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由，即 ，可得：，即天，故C正确。‎ ‎7. 下列说法正确的是（ ）‎ A. 热量不能由低温物体传递到高温物体 B. 外界对物体做功，物体的内能必定增加 C. 第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律 D. 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：根据热力学第二定律，热量不能自发地由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．在发生其他变化的前提下，热量可以由低温物体传递到高温物体。‎ 例如电冰箱制冷时，压缩机工作，消耗了电能，同时热量由冰箱内的低温物体传递到冰箱外的高温物体，所以A错．‎ 外界对物体做功的同时，物体可能放热，物体的内能不一定增加，所以B错．‎ 第二类永动机的效率为100%，并不违反能量守恒定律，但它违反了热力学第二定律中热机效率必小于1的表述，因此它不可能制成，所以C错．‎ 而D选项中的表述就是热力学第二定律的一种表述形式，‎ 所以D正确．‎ 考点：热力学第二定律 点评：热力学第二定律有几种表述方式：‎1克劳修斯表述热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物；2开尔文-普朗克表述不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响．‎ ‎8.如果在一薄片上涂上一层石蜡，然后拿烧热的金属的针尖去接触薄片的反面，石蜡以接触点的对称点为中心，逐渐向四周扩大熔成圆形，据此可以判定 A. 薄片一定为非晶体 B. 薄片一定为晶体 C. 薄片可能为多晶体 D. 薄片可能为单晶体 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 单晶体是各向异性的，熔化在晶体表面的石蜡是椭圆形。非晶体和多晶体是各向同性，则熔化在表面的石蜡是圆形，这与水在蜡的表面呈圆形是同样的道理（表面张力）。非晶体各向同性的每个方向导热相同，所以是圆形，单晶体各向异性的在不同方向上按导热不同，但是为平滑过渡，是由于晶粒在某方向上按照一定规律排布，所以是椭圆形，这里所说的方向例如沿着晶体几何轴线，或与集合轴线成一定夹角等等，故C正确。‎ ‎9.关于空气湿度，下列说法正确的是 A. 当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大 B. 当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小 C. 空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示 D. 空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：人对空气潮湿程度的感觉取决于相对湿度，故有意义的是相对湿度的大小，空气中所含水蒸气的压强叫做空气的绝对湿度，所以A项错误；C项正确；相对湿度与绝对湿度都和温度有关系，在绝对湿度不变的情况下，温度越高，相对湿度越小，人感觉越干燥，所以B项正确；相对湿度定义为水蒸气的实际压强与同温度水的饱和气压之比，所以D项错误。‎ 考点：本题考查了空气湿度 ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎10.下图中画的是两分子间的作用力F与两分子间距离r的关系的图象，或者是两分子具有的分子势能EP与分子间距离r的关系图象．其中正确的是 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项：当时，两分子间的分子力为零，故A正确，B错误；‎ C、D项：当分子间r＞r0时，分子势能随分子间的距离增大而增大；当分子间r＜r0‎ 时，随距离减少而增大； 当r=r0时，分子势能最小，故C正确，D正确。‎ ‎11.图为卢瑟福和他的同事们做的α粒子散射实验装置示意图，以下说法中正确的是 A. 选择金箔的理由是“金”这种原子具有较大的核电荷数和优良的延展性能 B. 观察到α粒子多数进入A，少数进入B，没有进入C和D的 C. 原子的直径大小约为原子核的直径大小的10万倍 D. 实验装置可以不抽成真空 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：α粒子散射实验中,选用金箔是因为金具有很好的延展性,可以做成很薄的箔，α粒子很容易穿过，还有其原子序数大，粒子与金核间的库仑力大，发生偏转时明显，故A正确；‎ B项：大多数射线基本不偏折，少射线发生大角度的偏折，所以有α粒子进放C和D，故B错误；‎ C项：原子直径的数量级为，原子核直径的数量级为：，所以原子的直径大小约为原子核的直径大小的10万倍，故C正确；‎ D项：实验装置一定要抽成真空，原因主要是由于粒子的电离作用，若在空气中由于电离粒子只能前进几厘米，故D错误。‎ ‎12. Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成Pb(铅)。以下说法中正确的是 A. 铅核比钍核少8个质子 B. 铅核比钍核少16个中子 C. 共经过4次α衰变和6次β衰变 D. 共经过6次α衰变和4次β衰变 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 根据质量数和电荷数守恒可知，铅核比钍核少90-82=8个质子，少（232-208）-8=16个中子，故AB正确；发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0-1e，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错误，D正确．故选ABD.‎ 点睛：本题主要考查了质量数和电荷数守恒在衰变过程中的应用，是考查基础知识和规律的好题，理解α、β衰变的实质是解答的关键．‎ 二、实验题（本大题有2小题，共16分。）‎ ‎13.如图所示，一静电计与锌板相连，在A处用一弧光灯照锌板，关灯后，指针保持一定偏角。‎ ‎(1)现用一带负电金属小球与锌板接触，则静电计指针偏角将________.(填“增大”､“减小”或“不变”)‎ ‎(2)使静电计指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，静电计指针无偏转，那么，若改用强度更大的红外线照射锌板，可观察到静电计指针________(填“有”或“无”)偏转.‎ ‎【答案】 (1). 减小 (2). 无 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)‎ ‎ 弧光灯照锌板，锌板发生光电效应，光电子逸出，锌板带正电，用一带负电的金属小球与锌板接触，锌板所带正电减少，静电计指针偏角减小。‎ ‎(2)使静电计指针回到零，改用黄光照射锌板，静电计不发生偏转，则黄光频率低于截止频率；红外线的频率低于黄光频率，也低于锌板发生光电效应的截止频率，红外线照射锌板，锌板不发生光电效应，静电计指针不偏转。‎ ‎14.某同学用图甲所示电路测一电池组（两节新干电池）总电动势和总内电阻，除了电池组、电键S和导线，实验室还提供如下实验器材：‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ I/A ‎0.100‎ ‎0.200‎ ‎0.300‎ ‎0.400‎ ‎0.500‎ ‎0.600‎ U/V ‎3.00‎ ‎2.97‎ ‎2.95‎ ‎2.92‎ ‎2.89‎ ‎2.87‎ A．电压表（量程0 - 3 V，内阻约为3 kΩ）‎ B．电压表（量程0 - 15 V，内阻约为15 kΩ）‎ C．电流表（量程0 - ‎0.6 A，内阻约为0.17 Ω）‎ D．电流表（量程0 - ‎3 A，内阻约为0.03 Ω）‎ E．滑动变阻器（阻值范围0～10 Ω，额定电流‎2 A）‎ F．滑动变阻器（阻值范围0～50 Ω，额定电流‎1 A）‎ ‎（1）该同学选取了恰当的实验器材，接好电路并正确操作，测出6组数据填入上面表格中．由表格中数据可知实验中用的电压表是_______，电流表是_______，滑动变组器是_______．（填字母符号）‎ ‎（2）该同学改用图乙所示的电路，重做一次实验，并由实验数据画出图丙所示的U - I图象．已知R0=2.30 Ω，由图象可求得该电池组的电动势为_________V，内阻为_________Ω．‎ ‎（3）定值电阻R0的主要作用是_________‎ A．保护电池组，无论如何调节R，电流都不超过‎3 A B．保护电流表，无论如何调节R，电流都不超过量程 C．保护滑动变阻器，无论如何调节R都不超额定电流 D．相当于增大电池组的内阻，使端电压改变量增大，方便实验数据的读取和处理 ‎【答案】 (1). A (2). C (3). F (4). 3.02～3.04 (5). 0.23～0.27 (6). D ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由表格数据可知，电压表的最大值为3.00V，所以电压表选：A，电流表的最大值为：‎0.600A，所以电流表应选：C，由于实验中应使流过电源的电流小些，因为电流越大，电源的内阻变化较大，故滑动变阻器应选：F；‎ ‎(2)由图丙可，图线与纵轴的交点即为电动势为：，图线的斜率等于，解得：；‎ ‎(3)由于实验时所用的电池为新电池，内阻较小，由原理可知，图线的斜率较小，不方便数据的处理和读取，为了方便可以等效“增大电池组的内阻”，故D正确。‎ 三．计算题（本大题有4小题，共46分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎15.将竖直放置的上端封闭的长L=‎100 cm的玻璃管，开口向下缓慢地插入水银槽中，求玻璃管插入水银槽的深度H=‎50 cm时，封闭在管中的气体压强p．（已知大气压强p0=75 cmHg，环境温度不变，不计玻璃管厚度，．）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】玻璃管插入前后情况如右图所示，设管内外水银面高度差为h，玻璃管截面为S，对管内气体，根据 p0V0=pV，压强单位用cmHg时，得 代入数据简化得 ‎ 解得 h2=‎25cm ； h2=‎-150cm（舍去）‎ 故 cmHg ‎16.一定质量的理想气体从状态A→B，再从状态B→C，最后从状态C→A完成一次循环，如图所示．已知状态A时气体的温度TA = 900 K，问：‎ ‎（1）求气体在状态B时的温度TB；‎ ‎（2）求气体从状态B→C的过程中，气体做的功WBC；‎ ‎（3）已知气体从状态C→A的过程中，外界对气体做的功WCA= 3.6×105 J，试说明该过程中气体是吸热还是放热，求吸（或放）了多少热量QCA．‎ ‎【答案】（1）（2） （3）放热 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）A→B是等容变化，根据查理定律得 ‎ 解得 ‎ ‎（2）B→C是等压变化，且体积增大，所以气体对外做功，根据功的公式 解得 ‎ ‎（3）C→A，是等温变化，由理想气体内能只与温度有关，知其内能不变，即△U=0‎ 由热力学第一定律 ，结合内能不变，知外界对气体做的功全部由热放出 故放热 ‎ ‎17.已知氢原子基态的电子轨道半径r1=5.30×10‎-11 m，量子数为 n的能级值为，静电力常量k=9.0×109 N·m2/C，元电荷e=1.60×10‎-19 C，普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，1eV=1.60×10-19 J．问：‎ ‎（1）求电子在基态轨道上做匀速圆周运动时的动能Ek1；（计算结果取3‎ 位有效数字）‎ ‎（2）处于量子数n = 3激发态的一群氢原子能发出几种频率的光，画一能级图在图上用带有箭头的线表示出来（要求能级图上要标出量子数及所对应的能量值，能量单位要用eV）；‎ ‎（3）求（2）问中频率最高的光的频率νm．（计算结果取2位有效数字）‎ ‎【答案】（1）或 ‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）电子绕核做匀速圆周运动，由圆周运动规律得 解得 ‎ 或 ‎ ‎（2）画图如图 ‎（3）从3激发态跃迁至基态发出的光频率最高，由玻尔理论得 解得 ‎ ‎18.一容器的容积为V，里面原有空气的压强等于外界大气压p0．现用一容积为V0、长度为L的圆柱形气筒对其打气，如图所示，每次打气，活塞移动距离均为L．设温度始终不变，不计连接管的体积．问：‎ ‎（1）求第1次打气后，V中气体压强p1；‎ ‎（2）求第n次打气后，V中气体压强pn；‎ ‎（3）在第n+1次打气时需将活塞推到距排气口的距离为x时，打气筒里的气体才刚要冲开K向容器充气，求x．（注：当活塞向右运动时，在气压作用下阀门K会自动关闭，而K0会自动打开，让大气进入打气筒内；当活塞向左运动时，阀门K0会自动关闭，而K会在打气筒内气压作用下打开，使气体进入容器V中.）‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由于是等温变化，把V和V0中气体作为一定质量 气体，根据玻意耳定律得 解得 ‎ ‎（2）在上问基础上，由克拉伯龙方程，考虑温度不变，两部分气体质量之和不变，设打第2次气后V中压强为p2，得关系式 解得 ‎ 依次类推，打第n次气后 解得 ‎ ‎（3）打第n+1次气过程中，当打气筒内压强从p0增大到容器内pn时，阀门K才刚要被冲开，气体准备进入容器V中. 对打气筒内气体，由玻意耳定律 p0V0=pnVx 得 解得 ‎