【物理】山东省淄博市桓台第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】山东省淄博市桓台第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

物理试题 ‎（满分：100分时间：90分钟）‎ 第Ⅰ卷（选择题，共70分）‎ 一、单选题（本题10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有有一个选项符合题目的要求，选对4分，选错或不选的0分。将选择题答案填涂在答题纸上指定的区域内）‎ ‎1.下列哪组现象说明光具有波粒二象性（　　）‎ A. 光的色散和光的干涉 B. 光的衍射和光的干涉 C. 泊松亮斑和光电效应 D. 以上三组现象都不行 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．光的色散现象，说明太阳光是复色光、光的干涉说明了光的波动性，不能说明粒子性，故A错误；‎ B．光的衍射、干涉现象只说明了光的波动性，不能说明粒子性，故B错误；‎ CD．泊松亮斑是由于光的衍射形成的，能说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎2.颜色不同的a光和b光由某介质射向空气时，临界角分别为Ca和Cb，且Ca＞Cb ．当用a光照射某种金属时发生了光电效应，现改用b光照射，则（ ）‎ A. 不一定能发生光电效应 B. 光电子最大初动能增加 C. 单位时间内发射的光电子数增加 D. 入射光强度增加 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据sinC=1/n，Ca＞Cb．知a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，用a光照射某种金属时发生了光电效应，则b光照射一定能发生光电效应．故A错误．根据光电效应方程Ekm=hv-W0知，b光照射产生的光电子最大初动能大．故B正确．b光的频率大于a光的频率．频率的大小与光的强度无关，光的强度影响单位时间内光电子的数目，光的频率与光电子的数目无关．故CD错误．故选B．‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握光电效应的条件以及光电效应效应方程，注意临界角越大，折射率越小，频率越小；光的频率与光的强度无关．‎ ‎3.用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子。停止照射后，发现该容器内的氢原子能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为、、，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：①；②；③；④，以上表示式中（　　）‎ A. 只有①③正确 B. 只有②正确 C. 只有②③正确 D. 只有④正确 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】该容器的氢原子能够释放出三种不同频率的光子，说明这时氢原子处于第三能级。根据玻尔理论应该有 ‎，，‎ 可见 所以光照射光子能量可以表示为②或③。故C正确，ABD错误。故选C。‎ ‎4.大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是，已知的质量为，的质量为，的质量为，．氘核聚变反应中释放的核能约为（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】氘核聚变反应的质量亏损，则该反应释放的核能为．‎ A. 与上述计算结果不符，故A不符合题意； ‎ B. 与上述计算结果相符，故B符合题意； ‎ C. 与上述计算结果不符，故C不符合题意； ‎ D. 与上述计算结果不符，故D不符合题意．‎ ‎5.将‎1cm3油酸溶于酒精中，制成‎200cm3油酸酒精溶液。已知‎1cm3溶液中有50滴，现取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水后，油酸在水面上形成一单分子薄层。已测出这薄层的面积为‎0.2m2‎，由此估测油酸分子的直径为（　　）‎ A. 2×10‎-10m B. 5×10‎-10m C. 2×10‎-9m D. 5×10‎‎-9m ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为 油膜分子是单分子油膜，根据 故B正确，ACD错误故选B。‎ ‎6.若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状况下水蒸气的质量密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：其中（　　）‎ ‎① ② ③ ④ ‎ A. ①和②都是正确 B. ①和③都是正确的 C. ③和④都是正确的 D. ①和④都是正确的 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】摩尔质量等于分子质量乘以阿伏伽德罗常数，也等于等于摩尔体积乘以密度，即 变形后可得 故①正确；‎ 气体的摩尔质量等于摩尔体积乘以密度，所以 所以 故②错误；‎ 摩尔质量=分子质量阿伏伽德罗常数，即 故③正确；‎ ‎④由于气体分子间距远大于分子直径，因此 故④错误。‎ 综上所述，故ACD错误，B正确。故选B。‎ ‎7.下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是 A. 当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大 B. 当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小 C. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小 D. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．当分子力表现为引力时，分子力随着分子间距离的增大先增大后减小，分子势能随着分子间距离的增大而增大，选项AB错；‎ CD．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，选项D正确；故选D。‎ ‎8.一定质量的理想气体经历下列哪些过程，其压强有可能回到初始压强的是（　　）‎ A. 先等温压缩，后等容升温 B. 先等容降温，后等温膨胀 C. 先等容升温，后等温膨胀 D. 先等容升温，后等温压缩 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据理想气体状态方程 可知等温压缩、等容升温过程中，气体压强增大，而等容降温、等温膨胀过程中，气体压强减小，当气体先等温压缩，后等容升温时，分析可知，气体压强一直增大，其压强不可能回到初始压强，故A错误；‎ B．气体先等容降温，后等温膨胀，同理分析可知，气体压强一直减小，其压强不可能回到初始压强，故B错误；‎ C．气体先等容升温，后等温膨胀，同理分析可知，气体压强先增大后减小，其压强有可能回到初始压强，故C正确；‎ D．气体先等容升温，后等温压缩，同理分析可知，气体压强一直增大，其压强不可能回到初始压强，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎9.两个弹簧振子甲的固有频率为f，乙的固有频率为‎10f。若它们均在频率为‎9f的驱动力作用下受迫振动（　　）‎ A. 振子甲的振幅较大，振动频率为f ‎ B. 振子乙的振幅较大，振动频率为‎9f C. 振子甲的振幅较大，振动频率为‎9f ‎ D. 振子乙的振幅较大，振动频率为‎10f ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】物体做受迫振动时，其频率等于驱动力的频率。当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，产生共振现象。驱动力频率与物体固有频率越接近，受迫振动的振幅越大。甲、乙都做受迫振动，它们的频率都等于驱动力频率‎9f。由于乙的固有频率为‎10f，与驱动力频率‎9f较接近，振幅较大。故ACD错误。B正确。故选B。‎ ‎10.如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c进入空气，则下列说法中错误是（　　）‎ A. 在水中a光的临界角比b光的临界角大 B. 在水中a光的速度比b光的速度大 C. a光的频率比b光的频率大 D. b光的折射率比a光的折射率大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．由图可知，单色光a偏折程度小于b的偏折程度，所以根据折射定律 可知，a光的折射率小于b光的折射率。由全反射临界角公式 可得，在水中a光的临界角大于b光的临界角，AD选项不合题意，故AD错误；‎ B．由 可知，在水中a光的速度大于b光的速度，B选项不合题意，故B错误；‎ C．根据折射率定义即得光的频率与折射率的关系：频率越高的光，折射率越大。所以a光的频率小于b光的频率，C选项符合题意，故C正确。故选C。‎ 二、多选题（本题6小题，每小题5分，共30分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目的要求，全部选对5分，选对而不全3分，有选错或不选的0分。将选择题答案填涂在答题纸上指定的区域内）‎ ‎11.关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有 A. 是α衰变 B. 是β衰变 C. 是轻核聚变 D. 是重核裂变 ‎【答案】AC ‎【解析】A、 方程是衰变方程，选项A正确；‎ B、方程是人工转变方程，选项B错误；‎ C、方程是轻核聚变方程，选项C正确；‎ D、方程是衰变方程，选项D错误．‎ 点睛：解答本题需要掌握：正确应用质量数和电荷数守恒正确书写核反应方程；明确裂变和聚变反应特点，知道衰变现象，并能正确书写其衰变方程．‎ ‎12.天然放射性元素 (钍)经过一系列衰变和衰变之后,变成 (铅)，下列论断正确的是( )‎ A. 铅核比钍核少24个中子 B. 铅核比钍核少8个质子 C. 衰变过程中共有4次衰变和8次衰变 D. 衰变过程中共有6次衰变和4次衰变 ‎【答案】BD ‎【解析】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错误，B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，所以衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C错误，D正确．所以BD正确，AC错误．‎ ‎13.下列说法正确的是（　　）（双选，填正确答案标号）‎ A. 天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构 B. 氢原子从n＝3的能级向低能级跃迁时只会辐射出两种不同频率的光 C. 比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量 D. 放射性元素每经过一个半衰期，其质量减少一半 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．天然放射现象的发现说明在原子的内部还存在着复杂的结构，A正确；‎ B．氢原子从n＝3能级向低能级跃迁时，可以从n=3到n=2，也可以从n=3到n=1，还可以n=2到n=1，有可放出3种不同频率的光，B错误；‎ C．比结合能大的原子结合和牢固，打开时吸收的能量多，因此比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量，C正确；‎ D．放射性元素每经过一个半衰期，有一半的质量发生衰变，并不是质量减小一半，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎14.以下关于玻尔原子理论的说法正确的是 (　)‎ A. 电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的 B. 电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射 C. 电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要辐射光子 D. 不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收 E. 氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，但它的光谱不是连续谱 ‎【答案】ADE ‎【解析】‎ 电子绕原子核做圆周运动的轨道是量子化的，轨道半径不是任意的，故A正确．电子在绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有跃迁时才会出现，故B错误．氢原子在不同的轨道上的能级，电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要吸收光子，故C错误．不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，故D正确．氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，是特征谱线，但它的光谱不是连续谱，故E正确．故选ADE.‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道玻尔理论的两个假设：（1）轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是不连续的．（2）定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是不连续的．这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是稳定的，不向外辐射能量．‎ ‎15.下列叙述中，正确的是（　　）‎ A. 物体温度越高，每个分子的动能也越大 B. 布朗运动就是液体分子的运动 C. 气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈 D. 气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.物体温度越高，是分子的平均动能越大，并不是每个分子的动能都大，故A错误；‎ B.布朗运动并不是液体分子的运动，液体分子很小，在布朗运动中看到的并不是分子，而是微小的颗粒，由于液体分子对颗粒的不同方向的撞击是不平衡的，故颗粒会做无规则的运动，所以B错误；‎ C. 分子的热运动跟物体的温度有关，气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈，故C正确；‎ D.根据气体压强的微观解释，气体对容器的压强是由大量气体分子对容器壁不断碰撞而产生的，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎16.振动周期为T，振幅为A，位于x=0点的被波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是（ ）‎ A. 振幅一定为A B. 周期一定为T C. 速度的最大值一定为v D. 开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于他离波源的距离 E. 若P点与波源距离s=vT，则质点P的位移与波源的相同 ‎【答案】ABE ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD．在波传播过程中，各振动质点的振动周期、振幅、起振方向都和波源质点相同，故AB正确，D错误；‎ C．质点的振动速度大小跟波速无关，故C错误；‎ E．根据s=vT 可知s等于一个波长，即P点与波源质点相位相同，振动情况总相同，位移总相同，故E正确。故选ABE．‎ ‎【点评】本题考查了波动和振动的区别和联系，质点振动的速度是呈周期性变化的．‎ 第Ⅱ卷（非选择题，共30分）‎ 三、计算题：（本题有3个小题，共30分。解答应写出必要的文字说明。方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分，将答案写在答题纸上相应的题号位置)‎ ‎17.如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC 边上，并刚好能发生全反射．求该棱镜材料的折射率n．‎ ‎【答案】n=‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设在AC边发生全反射时的临界角为θ，则 射到AB边后的折射角r=90°–θ sinθ=‎ 由折射定律得 n=‎ 由以上三式联立解得 n=‎ ‎18.波源和振动方向相同，频率均为，分别置于均匀介质中轴上的、两点处，，如图所示．两波源产生的简谐横波沿轴相向传播，波速为．已知两波源振动的初始相位相同．求：‎ ‎(1)简谐横波的波长；‎ ‎(2)间合振动振幅最小的点的位置．‎ ‎【答案】(1)‎1m (2)距O点、、及 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设简谐横波波长，频率为f，则，代入已知数据得 ‎；‎ ‎(2)以O点为坐标原点，设P为OA间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差 ‎，；‎ 其中x、以m为单位，合振动振幅最小的点的位置满足 ‎，k为整数，‎ 所以 ‎，‎ 可得 ‎，‎ 故 ‎；‎ 解得：‎ ‎．‎ ‎19.一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了。若此后外界温度变为T。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。求 ‎(1)活塞的面积；‎ ‎(2)重新达到平衡后气体的体积。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设气缸的横截面积为S，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为，由玻意耳定律得 解得 即 解得 ‎(2)外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为，根据盖-吕萨克定律，得 解得 根据题意可得 气体最后的体积为 联立解得