河南省開封市蘭考縣等五縣聯考2020學年高二物理下學期期中試題（含解析）

1、河南省開封市蘭考縣等五縣聯考2020學年高二物理下學期期中試題（含解析） 一、單選題1.下列關于分子運動和熱現象的說法正確的是（ ）A.如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增加B.一定量氣體的內能等于其所有分子熱運動動能和分子勢能的總和C.一定量 的水變成 的水蒸氣，其分子平均動能增加D.氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在斥力【答案】 B【考點】分子動理論，物體的內能【解析】【解答】氣體溫度升高，分子的平均動能增大，但并不是所有分子的速率都增加，A不符合題意；根據物體內能的定義可知，一定量氣體的內能等于其所有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和。B符合題意； 一定量10

2、0的水變成100的水蒸氣，溫度不變，其分子平均動能不變，吸收的熱量轉化為分子勢能，C不符合題意； 氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子做永不停息的熱運動的結果，D不符合題意。故答案為：B【分析】物體的內能是分子動能和勢能之和；分子的平均動能只與溫度有關系，溫度高，分子的平均動能越大，分子運動的越劇烈。2.下列說法中正確的是（ ）A.黑體輻射電磁波的強度按波長分布與黑體的溫度無關B.釷的半衰期為24天，1g釷 經過120天后還剩 釷C.比結合能越大，原子核中核子結合的越不牢固，原子核越不穩(wěn)定D.放射同位素 經 、 衰變會生成 ，其中經過了3次 衰變和2次 衰變【答案】 D【考點】原

3、子核的衰變、半衰期【解析】【解答】一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關，還與材料的種類及表面情況有關；但黑體輻射電磁波的情況只與溫度有關，A不符合題意；釷的半衰期為24天，1g釷 經過120天后，發(fā)生5個半衰期，1g釷經過120天后還剩 ，B不符合題意；比結合能越大，原子核越穩(wěn)定，越牢固，C不符合題意；釷 衰變成氡 ，可知質量數少12，電荷數少4，因為經過一次衰變，電荷數少2，質量數少4，經過一次衰變，電荷數多1，質量數不變，可知經過3次衰變，2次衰變，D符合題意。故答案為：D【分析】原子核的衰變是隨機的，原子核的半衰期是指放射性元素的原子核有半數發(fā)生衰變時所需要的時間，只與原子核內部的結構有關

4、，與外界環(huán)境無關。3.2020年世界杯在俄羅斯舉行，牽動著無數球迷的心，梅西和C羅成為最受矚目的明星球員。某一運動員用頭顛球熱身，若足球被頭連續(xù)豎直頂起，每次上升的高度為1.25 m，足球的質量為400 g，每次與頭部作用時間t為0.1 s，則足球每一次在空中運動的時間及足球給頭部的作用力大小分別為（空氣阻力不計，g=10 m/s2）（ ）A. ； B.； C.； D.； 【答案】 A【考點】動量定理【解析】【解答】足球做豎直上拋運動，空中運動時間 。足球下落到頭部時的速度 ，等速反彈，與頭部作用時間t=0.1s。設豎直向上為正方向，由動量定理得：（FN-mg）t=mv-（-mv），解得：FN

5、=44N，A符合題意，BCD不符合題意。故答案為：A【分析】足球做豎直上拋運動，利用運動學公式求出足球的初速度和運動時間，利用動量定理求解頭對足球的作用力。4.用頻率為v的單色光照射陰極K時，能發(fā)生光電效應，改變光電管兩端的電壓，測得電流隨電壓變化的圖象如圖所示，U0為遏止電壓已知電子的帶電荷量為e，普朗克常量為h，則陰極K的極限頻率為（ ）A.B.C.D.v【答案】 B【考點】光電效應【解析】【解答】根據光電效應方程 ， ，得出 ，B符合題意。故答案為：B【分析】利用遏止電壓和最大初動能的關系，結合光電效應方程可以求出極限頻率的大小。5.關于下列四幅圖說法錯誤的是（ ）A.原子中的電子繞原子

6、核高速運轉時，運行軌道的半徑可以是任意的B.光電效應實驗說明了光具有粒子性C.電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了運動電子具有波動性D.發(fā)現少數粒子發(fā)生了較大偏轉，說明原子的質量絕大部分集中在很小空間范圍【答案】A【考點】波的干涉和衍射，光電效應，玻爾原子理論，粒子的散射【解析】【解答】解：A、由圖和玻爾理論知道，電子的軌道不是任意的，電子有確定的軌道故A錯誤B、光電效應實驗說明了光具有粒子性故B正確C、衍射是波的特有現象，電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了電子具有波動性故C正確D、少數粒子發(fā)生了較大偏轉，說明原子的幾乎全部質量和所有正電荷主要集中在很小的核上，否則不可能發(fā)生大角度偏轉故D正確本題選

7、錯誤的，故選：A【分析】根據玻爾理論分析電子的軌道；光電效應說明了光具有粒子性；衍射是波的特有現象；少數粒子發(fā)生了較大偏轉，說明原子的質量絕大部分集中在很小空間范圍6.“軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，即原子核俘獲一個核外電子，核內一個質子變?yōu)橹凶樱雍怂プ兂梢粋€新核，并且放出一個中微子（其質量小于電子質量且不帶電）若一個靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”（電子的初動量可不計），則( )A.生成的新核與衰變前的原子核質量數相同B.生成新核的核電荷數增加C.生成的新核與衰變前的原子核互為同位素D.生成的新核與中微子的動量大小相等【答案】 A【考點】原子核的衰變、半衰期【解析】【解答】

8、設母核質子數為a中子數為b，發(fā)生衰變后質子數為a-1，中子數為b+1，質量數仍為a+b，A符合題意；原子核俘獲一個核外電子，核內一個質子變?yōu)橹凶?，核電荷數減少，B不符合題意；生成的新核與衰變前的原子核質量數相同，質子數不同中子數不同，所以根據同位素概念判斷不是同位素，C不符合題意；以靜止原子核及被俘獲電子為系統，系統動量守恒，系統初動量為零，所以生成的新核與中微子的動量大小等，方向相反，D不符合題意故答案為：A【分析】原子核衰變時，遵循質量數守恒、能量守恒、電荷守恒，結合選項分析求解即可。二、多選題7.一定質量的理想氣體經歷如圖所示的一系列變化過程，ab、bc、cd和da這四個過程中在p-T圖

9、上都是直線段，其中ab的延長線通過坐標原點O，bc垂直于ab而cd平行于ab，由圖可以判斷（ ）A.ab過程中氣體體積不斷增大B.bc過程中氣體體積不斷減小C.cd過程中氣體體積不斷增大D.da過程中氣體體積不斷減小【答案】 B,C【考點】氣體的變化圖像P-V圖、P-T圖、V-T圖【解析】【解答】由理想氣體狀態(tài)方程 ，整理得： ，在p-T圖象中a到b過程斜率不變， 不變，則得氣體的體積不變，A不符合題意；由理想氣體狀態(tài)方程整理得： ，可以判斷圖象上的各點與坐標原點連線的斜率即為 ，所以bc過程中氣體體積不斷減小，cd過程中氣體體積不斷增大，BC符合題意；da過程中，od線的斜率大于oax線的斜

10、率， 減小，則氣體的體積變大，D不符合題意。故答案為：BC【分析】對于P-T圖像，從圖中得到氣體處在某種狀態(tài)的壓強和溫度，根據理想氣體物態(tài)方程求解體積的變化即可。8.如圖所示為氫原子能級的示意圖，現有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時輻射出若干種不同頻率的光。關于這些光，下列說法正確的是( )A.最容易表現出波動性的光是由n4能級躍遷到n1能級產生的B.這些氫原子最多可輻射出6種不同頻率的光C.若用n3能級躍遷到n2能級輻射出的光照射某金屬恰好發(fā)生光電效應，則用n4能級躍遷到n3能級輻射出的光照射該金屬一定能發(fā)生光電效應D.用n2能級躍遷到n1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 e

11、V的金屬鉑產生的光電子的最大初動能為3.86 eV【答案】 B,D【考點】氫原子光譜，玻爾原子理論【解析】【解答】A、最容易表現出波動性的光是波長較大，即頻率較小的光。根據 ，在所有輻射出的光中，只有從n=4能級到n=3能級躍遷的能量差 最小，波長最長，最滿足題意，A不符合題意；B、由于是一群氫原子處于n=4能級，故它們在向低能級躍遷過程中產生的光子種類為 種，B符合題意；C、根據 ，從n4能級躍遷到n3能級輻射出的光子的頻率 小于從n3能級躍遷到n2能級輻射出的光子的頻率 ，用頻率 的光恰好發(fā)生光電效應，則頻率 小于該種金屬的極限頻率（截止頻率），無論光多么強，都不能發(fā)生光電效應，C不符合題

12、意；D、用n2能級躍遷到n1能級輻射出的光子的能量為 ；又根據光電效應方程，最大初動能 ，D符合題意。故答案為：BD。【分析】當電子由低能級躍遷到高能級時，電子需要吸收能量，當電子由高能級躍遷到低能級時，電子需要釋放能量，結合公式求解產生或吸收光子的頻率。9.以下說法正確的是（ ）A.玻爾將量子觀點引入到原子模型中，成功解釋了氫原子的發(fā)光現象B.鈾核裂變的核反應是： C.湯姆孫在研究 射線時發(fā)現了電子D.原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為 的光子；原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長為 的光子，已知 ，那么原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時需要吸收波長為 的光子【答案】 A,D

13、【考點】核反應方程，玻爾原子理論【解析】【解答】根據物理學史可知，玻爾將量子觀點引入到原子模型中，成功解釋了氫原子的發(fā)光現象，A符合題意；鈾核在吸收一個慢中子后才能發(fā)生裂變，所以核反應前面的中子不能約掉，B不符合題意；湯姆遜通過對陰極射線的研究發(fā)現了電子，C不符合題意；原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為1的光子，知ac能級差 ，原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長為2的光子，知bc能級差為 ，因為12 ， 所以E2E1 ， 所以c能級高于a能級，從a能級躍遷到c能級需吸收光子，即為： ，解得： ，D符合題意。故答案為：AD【分析】氫原子的能級是分離的，不連續(xù)的，對應的氫原子中的

14、能級時分立的，不是連續(xù)的。三、填空題10.下列說法中正確的是( )A.溫度相同的氫氣和氮氣，氫氣分子比氨氣分子的平均速率大B.由阿伏加德羅常數、氣體的摩爾質量和氣體的密度，可以估算出理想氣體分子間的平均距離C.當理想氣體的體積增加時，氣體的內能一定增大D.將碳素墨水滴入清水中，觀察到布朗運動是碳分子的無規(guī)則運動E.容器內一定質量的理想氣體體積不變，溫度升高，則單位時間內撞擊容器壁的分子數增加【答案】 A,B,E【考點】分子動理論，布朗運動，物體的內能【解析】【解答】A：溫度相同的氫氣和氮氣，分子平均動能相同，但氫氣分子質量比氨氣分子質量小，則氫氣分子比氨氣分子的平均速率大。A符合題意。B：由氣

15、體的摩爾質量和氣體的密度可求出氣體的摩爾體積；氣體摩爾體積與阿伏加德羅常數之比等于每個氣體分子占據的空間大小，由氣體分子占據的空間大小可以估算出理想氣體分子間的平均距離。B符合題意。C：理想氣體的體積增加時，理想氣體的溫度可能降低，理想氣體的內能可能減小。C不符合題意。D：將碳素墨水滴入清水中，觀察到的布朗運動是固體顆粒的運動，并不是碳分子的無規(guī)則運動。D不符合題意。E：容器內一定質量的理想氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度升高，分子平均動能增大，則單位時間內撞擊容器壁的分子數增加。E符合題意。故答案為：ABE【分析】分子的平均動能只與溫度有關系，溫度高，分子的平均動能越大，分子運動的越劇烈

16、；壓強的微觀解釋是大量分子對容器壁的碰撞的平均值。四、實驗題11.在“用單分子油膜估測分子大小”實驗中（1）某同學操作步驟如下取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積在蒸發(fā)皿中盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明的方格紙測量油膜的面積改正其中的錯誤_（2）若油酸酒精溶液濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.810-3mL，其形成的油膜面積為40cm2 ， 則估測出油酸分子的直徑為_?！敬鸢浮?（1）在量筒中滴入N滴溶液 在水面上先撒上痱子粉（2）1.210-9m【考點】估測分子大小【解析】

17、【解答】實驗原理為通過量筒測出N滴油酸酒精溶液的體積，然后將此溶液1滴在有痱子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，按不足半個舍去，多于半個的算一個，統計出油酸薄膜的面積則用此溶液的體積除以其的面積，恰好就是油酸分子的直徑；根據濃度和一滴溶液的體積相乘得到純油酸的體積，用此純油酸的體積除以其的面積，就是油酸分子的直徑（1）要測出一滴油酸酒精溶液的體積，即在量筒中滴入N滴溶液，測出其體積為V，則一滴該溶液的體積為 ；為了使一滴油酸酒精溶液散開后界面比較清晰，要在水面上先撒上痱子粉（2）1滴酒精油酸溶液的體積為V0

18、=4.810-3ml，由油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，可得1滴酒精油酸溶液中純油酸的體積為V=0.1%V0；在水面上形成的油酸薄膜輪廓面積 S=4010-4m2 ， 所以油酸分子直徑 【分析】（1）一滴油酸溶液中的油酸太少，測量起來誤差比較大；在水面上薩珊痱子粉，目的是使油酸的邊界更清晰；（2）利用油酸估計分子的大小，利用油酸的體積除以油酸的底面積即可。12.某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗氣墊導軌裝置如圖(a)所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成（1）下面是實驗的主要步驟：安裝好氣墊導軌，調節(jié)氣墊導軌的調節(jié)旋鈕，使導軌水平；向氣墊導軌通入壓縮空氣；把打

19、點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導軌的中間；先_，再_，讓滑塊1帶動紙帶一起運動；在中間與滑塊2相撞并粘在一起運動；取下紙帶，重復步驟，選出理想的紙帶如圖(b)所示；測得滑塊1的質量310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質量205g（2）已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統的總動量為_ kgm/s；兩滑塊相互作用以后系統的總動量為_ kgm/s(保留三位有效數字)（3）試說明(2)中兩結果不完全相等的主要原因是

20、_【答案】 （1）接通打點計時器的電源；放開滑塊 1（2）0.620；0.618（3）紙帶與打點計時器限位孔有摩擦【考點】驗證動量守恒定律【解析】【解答】(2)放開滑塊1后，滑塊1做勻速運動，跟滑塊2發(fā)生碰撞后跟2一起做勻速運動，根據紙帶的數據得，碰撞前滑塊1的動量為： ，滑塊2的動量為零，所以碰撞前的總動量為0.620kgm/s.碰撞后滑塊1、2速度相等，所以碰撞后總動量為： (3)結果不完全相等是因為紙帶與打點計時器限位孔有摩擦力的作用【分析】（2）通過紙帶上點的距離和時間求出兩個物體的速度，利用公式p=mv求解動量；（3）兩個物體碰撞時動量守恒，由于水平方向的摩擦力使得實驗結果與理想實驗

21、有略微的差異。13.如圖甲所示，氣缸左右側壁導熱，其它側壁絕熱，平放在水平面上。質量為m、橫截面積為S的絕熱活塞將氣缸分隔成A、B兩部分，每部分都封閉有相同質量的同種理想氣體，此時兩部分氣體體積相等。外界溫度T0保持不變，重力加速度為g（不計活塞和氣缸間的摩擦）。（1）若將氣缸緩慢轉動，直到氣缸豎直如圖乙所示，穩(wěn)定后A、B兩部分氣體體積之比變?yōu)?：1，整個過程不漏氣，求甲圖中A、B氣體壓強和乙圖中A、B氣體的壓強。（2）將丙圖中B的底端加一絕熱層，并通過電熱絲對B部分氣體緩慢加熱，使A、B兩部分氣體體積再次相等，求此時B部分氣體的溫度T。【答案】 （1）解：假設開始時，AB兩部分體積均為V此時

22、pA=pB=p、TA=TB=T0將氣缸緩慢轉動，直到氣缸豎直如圖乙所示時設A部分壓強為pA則pB=pA+ 由玻意耳定律得：對A：pAV=pA 對B：pBV=pB 聯立解得：p= ，pA= ，pB= （2）解：對B部分氣體緩慢加熱，使A、B兩部分氣體體積再次相等，A回到最初狀態(tài)，此時pB=p+ = 從乙到丙過程，對B由理想氣體狀態(tài)方程得： 聯立解得：T= T0【考點】理想氣體的狀態(tài)方程【解析】【分析】（1）氣缸由水平變?yōu)樨Q直狀態(tài)，里邊的氣體會重新分布，氣體做等溫變化，結合氣體初狀態(tài)和末狀態(tài)的壓強和體積，利用波意爾定律列方程求解末狀態(tài)的壓強即可；（2）結合氣體初末狀態(tài)的溫度、壓強和體積，利用理想氣

23、體物態(tài)方程求解末狀態(tài)氣體的溫度。五、解答題14.如圖所示，在一端開口、一端封閉粗細均勻的足夠長玻璃管內，一段長為h=25cm的水銀柱封閉著一定質量的理想氣體，當玻璃管水平放置時，管內封閉的氣柱長度為L1=20cm（如圖甲），這時的大氣壓強P0=75cmHg，室溫是t1=27將玻璃管緩慢地轉過90角，使它開口向上，并豎直浸入熱水中（如圖乙），待穩(wěn)定后，測得玻璃管內氣柱的長度L2=17.5cm。（1）求此時管內氣體的溫度t2；（2）保持管內氣體的溫度t2不變，往玻璃管內緩慢加入水銀，當封閉的氣柱長度L3=12.5cm時，加入的水銀柱長度h是多少？【答案】 （1）解：根據理想氣體狀態(tài)方程得： = ，

24、代入數值解得：t2=77；（2）解：根據玻意耳定律得：（p0+h）SL2=（p0+h+h）SL3 ，代入數值解得：h=40cm【考點】理想氣體的狀態(tài)方程【解析】【分析】（1）結合氣體初末狀態(tài)的溫度、壓強和體積，利用理想氣體物態(tài)方程求解末狀態(tài)氣體的溫度；（2）氣體做等溫變化，結合氣體初狀態(tài)和末狀態(tài)的壓強和體積，利用波意爾定律列方程求解末狀態(tài)的體積即可。15.兩個氘核聚變產生一個中子和氦核(氦的同位素)已知氘核的質量mD2.01360 u，氦核的質量mHe3.0150 u，中子的質量mn1.0087 u .（1）寫出聚變方程并計算釋放的核能（2）若反應前兩個氘核的動能均為0.35 MeV.它們正面

25、對撞發(fā)生聚變，且反應后釋放的核能全部轉化為動能，則產生的氦核和中子的動能各為多大？【答案】 （1）解：聚變的核反應方程： 核反應過程中的質量虧損為 釋放的核能為 （2）解：對撞過程動量守恒，由于反應前兩氘核動能相同，其動量等值反向，因此反應前后系統的動量為0，即： 反應前后總能量守恒，得： 解得： ， 【考點】核裂變與核聚變，核反應方程，質能方程【解析】【分析】（1）原子核發(fā)生核裂變或核聚變，前后發(fā)生質量虧損，虧損的質量轉變成了能量釋放出來，利用E=mc2求解即可；（2）對撞時，系統動量守恒和能量守恒，利用動量守恒定律和能量守恒列方程分析求解即可。16.如圖所示，一輕質彈簧的一端固定在滑塊B上，另一端與滑塊C接觸但未連接，該整體靜止放在離地面高為H=5 m的光滑水平桌面上，現有一滑塊A從光滑曲面上離桌面h=1.8 m高處由靜止開始滑下，與滑塊B發(fā)生碰撞并粘在一