【物理】江苏省启东中学2019-2020学年高二下学期期初考试试题（解析版）

【物理】江苏省启东中学2019-2020学年高二下学期期初考试试题（解析版）

江苏省启东中学2019-2020学年度第二学期期初考试 高二物理 一、单项选择题 ‎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】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n=4能级跃迁到n=1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】A．大量氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时，氢原子会产生 种频率的光子，A错误；‎ B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，并发现了质子，是查德威克发现了中子，B错误；‎ C．经过一次衰变，变为，其中伴随产生的射线是由衰变后处于激发态的放出的，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，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】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．‎ ‎6.题图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是 A. 温度降低，压强增大 B. 温度升高，压强不变 C. 温度升高，压强减小 D. 温度不变，压强减小 ‎【答案】A ‎【解析】设玻璃泡中气体压强为p，外界大气压强为p′，则p′=p+ρgh，且玻璃泡中气体与外界大气温度相同，液柱上升，气体体积减小；由理想气体的状态方程可知，在V减小时，若p增大，则T可能增大、减小或不变，故A正确；若p不变，则T减小，故BD错误；若p减小，则T减小，故C错误。故选A。‎ ‎7.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】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。‎ 二、多项选择题 ‎8.下列说法正确的是（　　）‎ A. 布朗运动就是小颗粒分子的运动，反映了液体分子的无规则运动 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 D. 气体的温度越高，每个气体分子的动能越大 ‎【答案】BC ‎【解析】A．布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，不是小颗粒分子，它反映了液体分子的无规则运动，A错误；‎ B．分子间引力和斥力都随分子间距的增大而减小，斥力比引力减小得更快，B正确；‎ C．热力学温标的最低温度为绝对零度，热力学温度没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一，C正确；‎ D．温度是分子平均动能的标志，满足统计规律。气体的温度升高，分子平均动能增大，由于气体分子的运动是无规则的，所以个别气体分子运动的速率可能减小，D错误。故选BC。‎ ‎9.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=-54.4eV，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. 54.4eV（光子） B. 50.4eV（光子）‎ C. 48.4eV（电子） D. 42.8eV（电子）‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】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：‎ 可见，50.4eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁，故ACD正确，B错误。故选ACD。‎ ‎10.如图是氧气分子在不同温度（0和100）下的速率分布规律图，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　）‎ A. 同一温度下，氧气分子呈现出“中间多，两头少”的分布规律 B. 随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C. 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 D. 温度越高，氧气分子热运动的平均速率越大 ‎【答案】AD ‎【解析】A．同一温度下，中等速率的氧气分子数所占的比例大，即呈现出“中间多，两头少”的分布规律，A正确；‎ BD．温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不一定每一个氧气分子的速率都增大，B错误D正确；‎ C．温度越高，一定速率范围内的氧气分子所占的比例有高有低，C错误.故选AD。‎ ‎11.一定质量理想气体的压强p与摄氏温度t的变化如图所示，其状态经历了ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行。则气体体积在（　　）‎ A. ab过程中变小 B. bc过程中变大 C. cd过程中可能增加 D. da过程中可能保持不变 ‎【答案】BD ‎【解析】A．ab过程气体发生等温过程，压强减小，由玻意耳定律分析可知，气体的体积变大，A错误；‎ B．bc过程，b与绝对零度-273℃连线的斜率大于c与绝对零度-273℃连线的斜率，则b状态气体的体积小于c状态气体的体积，则bc过程中体积增大，B正确；‎ C．cd过程是等圧変化，温度降低，由盖-吕萨克定律分析可知体积减小，C错误；‎ D．若da过绝对零度，则体积不变，D正确。故选BD。‎ ‎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】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．‎ ‎14.利用金属晶格(大小约)作为障碍物观察电子的衍射图样,方法是让电子束通过电场加速后,照射到金属晶格上,从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为,电荷量为,初速度为0,加速电压为,普朗克常量为,则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 该实验说明了电子具有波动性 B. 实验中电子束的德布罗意波的波长为 C. 加速电压越大,电子衍射现象越明显 D. 若用相同动能的质子替代电子,衍射现象将更加明显 ‎【答案】AB ‎【解析】A．该实验观察电子的衍射图样，衍射现象说明粒子的波动性，A正确；‎ BC．电子束通过电场加速，由动能定理可得 故有 所以实验中电子束的德布罗意波的波长为 加速电压U越大，波长越小，那么，衍射现象越不明显，B正确C错误；‎ D．若用相同动能的质子替代电子，质量变大，那么粒子动量变大，故德布罗意波的波长变小，故衍射现象将不明显，D错误．故选AB.‎ 三、实验题 ‎15.如图所示是医院用于静脉滴注的示意图，倒置的输液瓶上方有一气室A，密封的瓶口处的软木塞上插有两根细管，其中a管与大气相通，b管为输液软管，中间又有一气室B，而其c端则通过针头接入人体静脉。‎ ‎（1）若气室A、B中的压强分别为pA、pB，外界大气压强p0，则三个压强的大小顺序应为_______；‎ ‎（2）在输液瓶悬挂高度与输液软管内径确定的情况下，药液滴注的速度是_______________（填“越滴越慢”、“越滴越快”或“恒定不变”）的。‎ ‎【答案】 (1). (2). 恒定不变 ‎【解析】(1)[1]设瓶内药液的高度h1，则A室的压强为 设a管口处到气室B的高度为h2，则气室B的压强为 故有 ‎(2)[2]设气室B到针头处的高度为h3，则针头处的压强为，此处压强不变、输液软管内径也不变，故药液滴注的速度恒定。‎ ‎16.对一定质量的气体，在等温条件下得出体积V与压强p的数据如下表：‎ V/m3‎ ‎1.00‎ ‎0.50‎ ‎0.40‎ ‎0.25‎ ‎0.20‎ p/×105Pa ‎1.45‎ ‎3.10‎ ‎3.95‎ ‎5.98‎ ‎7.70‎ ‎ (1)根据所给数据在坐标纸上（如图所示）画出图线_______，由画出的图线可得结论是___________________；‎ ‎ ‎ ‎(2)该图线斜率大小和温度关系是_________________。‎ ‎【答案】(1). 一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 (2). 斜率越大，该气体温度越高 ‎【解析】(1)[1]作图如图所示。‎ ‎[2]从图中可知一定质量的气体，图线过原点，即在温度不变的情况下，压强与体积的倒数成正比，所以压强与体积成反比。‎ ‎(2)[3]由数学知识可知，图象的斜率等于，根据根据气态方程可知，与T成正比，则有斜率越大，值越大，该气体温度越高。‎ ‎17.利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律。在图（a）中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块A质量m1=0.310kg，滑块B的质量m2=0.108kg，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用的交流电的频率为f=50Hz。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰；碰后光电计时器显示的时间为tB=3.500ms，碰撞前后打出的纸带如图（b）所示。‎ ‎(1)两滑块碰撞前A滑块的速度大小为________m/s，两滑块碰撞后B滑块的速度大小为_____m/s；（结果保留三位有效数字）‎ ‎(2)若实验允许的相对误差绝对值(×100%)最大为5%，试计算本实验相对误差绝对值为___________%。（结果保留二位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 2.00 2.86 (2). 1.7‎ ‎【解析】相邻计数点间的时间间隔为 ‎(1)[1]碰撞前A滑块的速度大小为 ‎[2]碰撞后B滑块的速度大小为。‎ ‎(2)[3]碰撞后A滑块的速度大小为 碰撞前A滑块的动量m1v0=0.310×2.00 kg•m/s2=0.62 kg·m/s2‎ 碰撞后A滑块的动量m1v1=0.310×0.97 kg•m/s2=0.3007 kg·m/s2‎ 碰撞后B滑块的动量m2v2=0.108×2.86 kg•m/s2=0.30888 kg·m/s2‎ 实验允许的相对误差绝对值：×100%‎ 四、计算题 ‎18.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)辐射出光子的动量；‎ ‎(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】(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 解得光子的频率=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 ‎19.在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL。用注射器得1mL上述溶液中有液滴50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形小方格的边长为20mm。求：‎ ‎(1)油酸膜的面积是多少？‎ ‎(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？‎ ‎(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？（保留一位有效数字）‎ ‎【答案】(1) 2.32×10-2m2 ；(2) 1.2×10-5mL ；(3) 5×10-10m ‎【解析】(1)数轮廓包围方格约58个，则油酸膜的面积S=58×（2×10-2）2m2=2.32×10-2m2‎ ‎(2)每滴溶液中含纯油酸的体积V=mL=1.2×10-5mL ‎(3)油酸分子直径m=5×10-10m ‎20.两个动能均为0.35MeV的氘核对心正碰，聚变后生成氦3，同时放出一个中子。已知氘核的质量为3.3426×10-27kg，氦3的质量为5.0049×10-27kg，中子的质量为1.6745×10-27kg。假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能。求：‎ ‎(1)写出上述核反应方程；‎ ‎(2)核反应中释放的核能（单位用MeV，保留三位有效数字）；‎ ‎(3)核反应中产生的氦3的动能（单位用MeV）。‎ ‎【答案】(1)；(2)3.26MeV；(3)0.99 MeV ‎【解析】(1)核反方程为：。‎ ‎(2)反应中释放的核能为：‎ ‎(3)核反应前后动量守恒，反应前两个动能相同的氘核的动量等大反向，总动量为0，设反应后和的质量和速度分别为、和、，则有 题设已假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能，因此反应后的总动能满足 氦3和中子的质量比 利用以上三式和(2)的结果可求得氦3的动能为 ‎21.如图所示，圆柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上，汽缸内被活塞封闭有一定质量的空气。汽缸质量为M=10kg，缸壁厚度不计，活塞质量m=5.0kg，其圆面积S=50cm2，与缸壁摩擦不计。在缸内气体温度为27℃时，活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力。已知大气压强p0=1×105Pa，g取10m/s2。‎ ‎(1)求此时封闭气体的压强；‎ ‎(2)现设法使缸内气体温度升高，问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时，汽缸对地面恰好无压力？‎ ‎【答案】(1)0.9×105Pa；(2)127℃‎ ‎【解析】(1)在缸内气体温度为27℃时，即T1=300K①，活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力。有 解得②‎ ‎(2)当温度升为T2时气缸对地面无压力，对气缸 解得③‎ 对缸内气体：等容变化，由查理定律得④‎ ‎①②③④联立求解得T2=400K 即t2=127℃‎ ‎22.如图所示，质量mA=3.0kg的木板A放在光滑水平面C上，木板右端放着质量mB=1.0kg的小物块B（视为质点），它们均处于静止状态。木板A的上表面右一半是光滑的，木板A的上表面左一半与小物块B间的动摩擦因数μ=0.2。现木板A突然受到水平向右的的瞬时冲量I作用开始运动，最终小物块B恰好没有滑离木板A，g取10m/s2，求：‎ ‎(1)瞬时冲量作用结束时木板A的速度v0；‎ ‎(2)木板A的长度L；‎ ‎(3)整个过程中木板A运动的时间tA。‎ ‎【答案】(1)4m/s；(2)6m；(3)2.25s ‎【解析】(1)根据动量定理可得 解得 即瞬时冲量作用结束时木板A的速度为4m/s。‎ ‎(2)最终小物块B恰好没有滑离木板A，瞬时冲量结束以后，AB组成的系统，动量守恒，则有 解得最后两者一起运动的速度为 根据动能定理可得 解得 即木板的长度为6m。‎ ‎(3)木板A右一半光滑，所以从开始运动到相对地面运动位移为的过程中，做匀速直线运动，时间为 在以后的运动过程中，水平方向上只有B给的摩擦力，所以根据动量定理可得 解得 故木板A运动时间为