海南省海南枫叶国际学校2019-2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

海南省海南枫叶国际学校 2019-2021 学年高二物理下学期期中试题 （含解析） （范围：选修 3-3、3-4） 一、单选题（本大题共 8 小题，共 24.0 分） 1. 关于热力学定律，下列说法中正确的是（） A. 随着高科技的不断发展，绝对零度是可以达到的 B. 热力学第二定律是热力学第一定律的推论 C. 因为第二类永动机不违反能量守恒定律，所以它将会被制造出来 D. 热量能自发地从高温物体传递到低温物体，不能自发地从低温物体传到高温物体 【答案】D 【解析】 【详解】A绝对零度是不可以达到的，A 错误； B热力学第二定律和热力学第一定律是两个不同的定律，分别解释不同方面的热力学的规 律，B 错误； C第二类永动机违反了热力学第二定律，所以它不会被制造出来，C 错误； D热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，不能自发地从低温物体传递到高温物体， 说明能量 的 转移具有一定的方向性，D 正确。 故选 D。 2. 关于晶体、液晶和饱和汽的理解，下列说法正确的是（） A. 晶体都有规则的几何外形 B. 液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点 C. 饱和汽压与温度和体积都有关 D. 相对湿度越小，空气中水蒸气越接近饱和 【答案】B 【解析】 【详解】A晶体分单晶体与多晶体，单晶体有规则的几何外形，而多晶体则不然，A 错误； B液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，B 正确； C饱和汽压与温度有关，而与体积无关，C 错误； D空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与同一温度时水的饱和蒸汽压之比，则 可知相对湿度越大，空气中水蒸气越接近饱和，D 错误。 故选 B。 3. “人造太阳”实验中的可控热核反应的聚变方程是 ，反应原料氘（ 2341120Hen ）富存于海水中，氚（ ）可以用中子轰击锂核（ ）得到，则关于中子轰击锂核（ 21H31H63Li ）产生一个氚核（ ）和一个新核，下列说法正确的是（） 63Li A. 该核反应方程为 6123041Line B. 核反应生成物中的 粒子具有很强的电离本领，但穿透能力较弱 C. 在中子轰击锂核（ ）的核反应生成物中有 粒子，故该核反应属于 衰变 63i D. 核聚变的条件是要达到高温高压的热核反应状态，故核聚变过程不能释放出核能 【答案】B 【解析】 【详解】A根据题意可知该反应的核反应方程式 61433021LinHe 故 A 错误； B核反应生成物中的 粒子具有很强的电离本领，但穿透能力较弱，故 B 正确； C在中子轰击锂核（ ）的核反应生成物中有 粒子，故该核反应属于人工核转变，故 63i C 错误； D核聚变的条件是要达到高温高压的热核反应状态，但是核聚变过程能释放出核能，故 D 错误。 故选 B。 4. 如图为氢原子的能级示意图，大量处于激发态（ n4）的氢原子，当向低能级跃迁过程 中辐射出 N 种不同频率的光子，用这些光子照射逸出功为 2.29eV 的金属钠，下列说法正确 的是（） A. N5 B. 其中从 n4 跃迁到 n3 所发出的光子频率最高 C. N 种频率的光子中，共有 4 种光子能使金属钠发生光电效应 D. 金属钠表面逸出的光电子最大初动能为 11.31eV 【答案】C 【解析】 【详解】A.大量氢原子向低能级跃迁时能辐射光子数 ，得 N6 条，故 A 2(1)nNC 错误； B.光子的频率由能级差决定，其中从 n4 跃迁到 n1 能级差最大，所发出的光子频率最高， 故 B 错误； C.由能级差可确定出 6 种光子的能量为： 0.66eV、1.89eV、2.55eV、10.2eV、12.09eV、12.75eV 有 4 种子能使金属钠发生光电效应， 故 C 正确； D.金属钠表面逸出的光电子最大初动能为 12.75-2.2910.46eV，故 D 错误. 5. 下列说法正确的是 A. 某元素的半衰期是 3 天,12g 该元素经过 6 天后还有 4g 未衰变 B. 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大轨道时,原子的总能量增大,电子的动 能增大 C. 紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应,若增加紫外线的照射强度,则从锌板表面 逸出的光电子的最大初动能也随之增大 D. 质子中子、 粒子的质量分别是 m1、m 2、m 3,2 个质子和 2 个中子结合成一个 粒子,释放 的能量是(2m 1+2m2-m3)c2 【答案】D 【解析】 A、由公式 ，知 12g 该元素经过 6 天后还有 3g 未衰变，故 A 错误；0 1()2tTm B、根据波尔理论可以知道,核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电场力做 负功，动能减少，电势能增大，而总能量随半径的增大而增大.，故 B 错误； C、据光电效应可以知道,紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线 的照射强度时,即光子个数增多,所以从锌板表面逸出的光电子的个数越多,但光电子的最大 初动能不变.故 C 错误; D、根据质能方程 知 2 个质子和 2 个中子结合成一个 粒子,释放的能量是Emc (2m1+2m2-m3)c2，故 D 正确； 综上所述本题答案是：D 点睛：库仑力对电子做负功,所以动能变小,电势能变大(动能转为电势能),因为吸收了光子, 总能量变大;根据光电效应发生条件,可以知道,光电子的最大初动能与入射频率有关,与入射 的强度无关 6. 如图所示，玻璃瓶 A，B 中装有质量相等、温度分别为 的热水和 的冷水，下列说60 法正确的是 () A. 温度是分子平均动能的标志，所以 A 瓶中水分子的平均动能比 B 瓶中水分子的平均动能 大 B. 温度越高，布朗运动愈显著，所以 A 瓶中水分子的布朗运动比 B 瓶中水分子的布朗运动 更显著 C. 因质量相等，故 A 瓶中水的内能与 B 瓶中水的内能一样大 D. A 瓶中水的体积跟 B 中水的体积一样大 【答案】A 【解析】 【详解】A、温度是分子平均动能的标志， 瓶的温度高，故 瓶水分子的分子平均动能大，AA 故选项 A 正确； B、布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是水分子的运动，两瓶中不存在布 朗运动，故选项 B 错误； C、温度是分子 的 平均动能的标志，因质量相等， 瓶中水的分子平均动能大，所以 瓶的AA 内能比 瓶中水的内能大，故选项 C 错误； D、分子平均距离与温度有关，质量相等的 60的热水和 0的冷水相比，60的热水体积 比较大，故选项 D 错误 7. 关于图中四幅图的有关说法中正确的是（） A. 图甲中的 粒子散射实验说明了原子核是由质子与中子组成 B. 图乙中若改用绿光照射，验电器金属箔片一定不会张开 C. 图丙一群氢原子处于 n=4 的激发态，最多能辐射 6 种不同频率的光子 D. 图丁原子核 C、 B 结合成 A 时会有质量亏损，要释放能量 【答案】C 【解析】 【详解】A 粒子散射实验说明了原子具有核式结构，A 错误； B 紫外线照射金属板时能产生光电效应，换用绿光照射金属板，若绿光的频率大于或等于 金属板的截止频率，也可以产生光电效应，验电器金属箔可能会张开，B 错误； C 一群氢原子处于 n=4 的激发态，最多能辐射 种不同频率的光子，C 正确； 264 D 原子核 C、 B 结合成 A 时，核子平均质量增大，质量增大，要吸收能量，D 错误。 故选 C。 8. 如图，匀强磁场中有一个静止 的 氡原子核( )，衰变过程中放出一个粒子，此粒子的 286nR 径迹与反冲核的径迹是两个外切的圆，大圆与小圆的半径之比为 42：1，则氡核的衰变方程 是 A. 22086871nRFre B. 42PoH C. 2086851nAte D. 2R 【答案】B 【解析】 【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有： ，故 ； 2vqBmrvqB 粒子衰变过程中不受外力，系统动量守恒，故生成的两个粒子的动量 mv 等大、反向，故： ；大圆与小圆的直径之比为 42：1，故生成的两个粒子的电荷量之比为 1：42； 1mvrqB 根据电荷数守恒守恒，生成物是 粒子；则衰变方程应该是 ； 2218486nRPoHe A.A 方程与结论不相符，选项 A 错误； B. B 方程与结论相符，选项 B 正确； C. C 方程与结论不相符，选项 C 错误； D. D 方程与结论不相符，选项 D 错误； 二、多选题（本大题共 5 小题，共 20.0 分） 9. 以下关于分子动理论的说法中正确的是 （） A. 物质是由大量分子组成的 B. 分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小 C. -2时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动 D. 扩散和布朗运动的实质是相同的，都是分子的无规则运动 【答案】AB 【解析】 【详解】A物质是由大量分子组成的，故 A 正确； B分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小，B 正确； C-2时水已经结为冰，虽然水分子热运动剧烈程度降低，但不会停止热运动，C 错误； D扩散和布朗运动都是分子无规则运动的证据，但是实质不同，布朗运动是微粒在运动， 扩散现象是分子运动，故 D 错误。 故选 AB。 10. 关于光的波粒二象性，下列说法正确的是（） A. 光的频率越高，波动性越显著 B. 光的波长越长，粒子性越显著 C. 光的干涉、衍射现象说明光具有波动性 D. 光电效应和康普顿效应说明光具有 粒子性 【答案】CD 【解析】 【详解】A光的频率越高，粒子性越显著，A 错误； B光的波长越长，波动性越显著，B 错误； C光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，C 正确； D光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，D 正确。 故选 CD。 11. 由玻尔理论可知，下列说法中正确的是（） A. 电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波 B. 处于定态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量 C. 原子内电子的可能轨道是连续的 D. 原子内电子的轨道半径越大，原子的能量越大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB按照经典物理学的观点，电子绕核运动有加速度，一定会向外辐射电磁波，很 短时间内电子的能量就会消失，与客观事实相矛盾；而由玻尔理论可知，处于定态的原子， 其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量，A 错误，B 正确； C根据波尔理论，原子内电子的可能轨道是分立的，C 错误； D原子内电子的轨道半径越大，能级越高，原子的能量越大，D 正确。 故选 BD。 12. 用同一光电管研究 a、 b、 c 三束单色光产生的光电效应，得到光电流 I 与光电管两极间 的电压 U 的关系曲线如图所示，由此可判断（） A. a、 b、 c 光的频率关系为 a b c B. a、 b、 c 光的频率关系为 a= c b C. 用三束单色光照射光电管， a 光使其逸出的光电子最大初动能大 D. 用三束单色光照射光电管时， b 光使其逸出的光电子最大初动能大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB由 2mc1veU 由图象可看出 Uc2 Uc1 可得 22m1v 由爱因斯坦光电方程 2m01vhW 可得 2 1 则有 a= c b 故 A 错误，B 正确； CD由于 b 光的频率最大，由爱因斯坦光电方程可知，用三束单色光照射光电管时， b 光使 其逸出的光电子最大初动能大，故 C 错误，D 正确。 故选 BD。 13. 如图所示，带有斜面的小车 A 静止于光滑水平面上，现 B 以某一初速度冲上斜面，在冲 到斜面最高点的过程中 （ ） A. 若斜面光滑，系统动量守恒，系统机械能守恒 B. 若斜面光滑，系统动量不守恒，系统机械能守恒 C. 若斜面不光滑，系统水平方向动量守恒，系统机械能不守恒 D. 若斜面不光滑，系统水平方向动量不守恒，系统机械能不守恒 【答案】BC 【解析】 【详解】无论斜面是否光滑，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，但竖直方向物体 B 受力不平衡，竖直动量不守恒；斜面光滑情况下机械能守恒，斜面粗糙情况下机械能不守 恒，选项 BC 正确，AD 错误。 故选 BC。 三、实验题（本大题共 2 小题，共 18.0 分） 14. 碰撞一般分为弹性碰撞和非弹性碰撞，发生弹性碰撞时，系统的动量守恒，机械能也守 恒；发生非弹性碰撞时，系统的动量守恒，但机械能不守恒。为了判断碰撞的种类，某实验 兴趣小组用如图“碰撞实验器”设计了如下实验。实验步骤如下： 按照如图所示的实验装置图，安装实物图； 调整斜槽末端水平， O 为斜槽末端竖直投影； 在轨道上固定一挡板 S，从贴紧挡板 S 处由静止释放质量为 m1的小球 1，小球 1 落在 P 点， 用刻度尺测得 P 点与 O 点距离 2L； 在装置末端放置一个大小与小球 1 相同的小球 2，其质量为 m2.现仍从 S 处静止释放小球 1，小球 1 与小球 2 发生正碰，小球 2 落在 N 点，小球 1 落在 M 点，测得 OM 为 L， ON 为 3L； (1)若入射小球质量为 m1，半径为 r1；被碰小球质量为 m2，半径为 r2，则要求_； A m1m2； r1r2 B m1m2； r1m2； r1=r2 D m1m2； r1=r2 (2)小球 1 与小球 2的 质量之比 m1 m2=_； (3)若两小球均看作质点，以两球为系统，碰前系统初动能 Ek0=_，碰后系统末动能 Ek=_，则系统机械能_（选填“守恒”或“不守恒” ） ，可以得出两球的碰撞是_碰 撞。 （ Ek0、 Ek用题目中字母 H、 m2、 L 和重力加速度 g 表示。 ） 【答案】 (1). C (2). 3：1 (3). (4). (5). 守恒 23lH23mlg (6). 弹性 【解析】 【详解】(1)1在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，有 1012mvv 在碰撞过程中机械能守恒，有 222101 解得 120mvv 要碰后入射小球的速度 1v 即 120m 则 12 为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，所以 12r 故选 C； (2)2球 1 运动到 C 端的速度为 ，在空中做平抛运动，水平方向1v12lvt 竖直方向 2Hgt 解得 12vl 由于球 1 两次均从同一高度自由下滑，到 C 端速度均为 ，设球 1 与球 2 碰撞后速度分别为1v 和 ，碰后两球在空中均做平抛运动，根据平抛运动规律可得v 2 ， 12gvlH23gvl 碰撞前后球 1 和球 2 组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 112mvv 即 1123ll 解得 12:m (3)3以两球为系统，碰前系统初动能 22k013lgEvH 4碰后系统末动能 222k13mlgv 56通上面的计算可知，在碰撞过程中系统机械能守恒，两球碰撞是弹性碰撞 15. （1）如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们 按操作先后顺序排列应是_（用符号表示） （2）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径 d 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.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 C.计算油膜面积时，只数了完整的方格数 D.求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL 溶液的滴数多记了 10 滴 （3）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要直到油滴的 _ A.摩尔质量 B.摩尔体积 C.质量 D. 体积 【答案】 (1). cadb (2). AC (3). B 【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准备浅水盘形成油膜描绘油膜边缘测量 油膜面积计算分子直径所以在实验的步骤中，是“将 1 滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里 的水面上，等待形状稳定” ，因此操作先后顺序排列应是 cadb 第二空：根据 分析则有： VdS 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.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 B 错误； C.计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则面积 S 会减小，会导致计算结果偏大， 故 C 正确； D. 求每滴体积时，lmL 的溶液的滴数误多记了 10 滴，由 可知，纯油酸的体积将0 Vn 偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故 D 错误 第三空. 设一个油酸分子的体积为 ，则 ，由 可知，要测定阿伏1V 36d1molANV 加德罗常数，还需要知道油滴的摩尔体积 A.由上分析可知，故 A 错误； B.由上分析可知，故 B 正确； C.由上分析可知，故 C 错误； D.由上分析可知，故 D 错误 四、计算题（本大题共 3 小题，共 38.0 分） 16. 如图所示，在长为 L=57cm 的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内， 用 4cm 高的 水银柱封闭着 51cm 长的理想气体，管内外气体的温度均为 33，大气压强 p0 =76cmHg （1）若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度为多少 摄氏度； （2）若保持管内温度始终为 33，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平， 求此时管中气体的压强 【答案】 （1） （2）245Ct 85cmHgP 【解析】 【详解】 （1）设玻璃管横截面积为 S;以管内封闭气体为研究对象，开始时管内气体的体积为5VS 管内气体的温度为 1(273)K06T 缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，管中气体的体积为 2(54)VS 温度为 T2 由盖一吕萨克定律 12 解得: 238KT 45Ct （2）设玻璃管黄截面积为 S:以管内封闭气体为研究对象，开始时管内气体的体积为1iVS 压强为 1(764)cmHg80P 若保持管内温度始终为 33 C，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，此时 管中水银的高度为 H，气体的体积为2(57)VS 气体的压强为 P2:2(6)cmg 由玻意耳定律 12PV 解得: 9cH ，285mg 17. 蹦床运动有空中芭蕾之称，某质量 m=45kg 的运动员从空中 h1=1.25m 落下，接着又能 弹起 h2=1.8m 高度，此次人与蹦床接触时间 t=0.40s，取 g=10m/s2，求： （1）运动员与蹦床接触时间内，所受重力的冲量大小 I； （2）运动员与蹦床接触时间内，受到蹦床平均弹力 的 大小 F 【答案】 （1）180Ns（2）1687.5N 【解析】 【详解】 （1）重力的冲量大小 ；180NsImgt （2）设运动员下落 h1高度时的速度大小为 v1，弹起时速度大小为 v2，则2h2vg 由动量定理有 21()()Fmtv 代入数据解得 F=1687.5N 18. 如图所示，质量为 M=1kg 的小木块随水平传送带一起以 v=2m/s 的速度向左匀速运动， 传送带两端 A、B 间距为 L=0.8m，小木块与传送带的动摩擦因数 =0.5当木块运动到最左 端 A 点时，一颗质量为 m=20g 的子弹，以 v0=300m/s 的水平向右的速度射入木块，并在极短 的时间内穿出，穿出速度 vm=50m/s，重力加速度 g 取 10m/s2求： （1）子弹穿出小木块时小木块的速度 vM； （2）子弹射穿小木块过程中产生的热量 Q； （3）小木块在传送带上运动的时间 【答案】(1)3m/s；(2)872.5J；(3)0.4s 【解析】 【分析】 （1）子弹射过小木块过程，子弹和木块组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律求解出子 弹穿出小木块时小木块的速度 ；（2）子弹射穿小木块过程中产生的热量 Q 等于系统机械Mv 能的损失，根据能量守恒定律求解；（3）根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出木块在 传送带上速度减到 0 时的位移，判断小木块从哪端离开传送带，再由位移时间公式求解时 间 【详解】 （1）子弹和木块组成的系统动量守恒，以向右为正方向 由动量守恒定律有： 0Mmvuv 代入数据解得木块的速度： ，方向水平向右3/s （2）根据能量守恒定律得： 子弹射穿小木块过程中产生的热量 2222011MQmvuv 代入数据解得： 872.5J （3）设木块在传送带上速度减到 0 时的位移为 s 由牛顿第二定律得： Mga 解得： 25/ams 由速度与位移关系式得： Mvs 解得： 0.9sL 所以木块会在右边离开传送带，设在传送带上的时间为 t 则有： 21Mvta 解得： （不合题意舍去）120.4,.8tst