2017-2018学年贵州省铜仁市西片区高中教育联盟高二下学期期末考试物理试题 解析版 11页

铜仁市西片区高中教育联盟2017—2018学年度第二学期期末考试 高二年级 物理 试卷 一、选择题（本大共10题，每题4分，共计40分。第1—7题只有一个选项符合题目要求，第8—10题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全对得2分；有错选得0分）‎ ‎1. 一颗子弹水平射入置于粗糙水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示．则在子弹打入木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　）‎ A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能守恒 C. 动量守恒，机械能不守恒 D. 动量不守恒、机械能也不守恒 ‎【答案】C ‎【解析】在子弹打击木块A及弹簧压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统所受的外力之和为零，则系统的动量守恒。在此过程中，除弹簧弹力做功外还有摩擦力对系统做功，所以系统机械能不守恒。故C正确，ABD错误。故选C。‎ 点睛：本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力．动量是否守恒要看研究的过程，要细化过程分析，不能笼统．‎ ‎2. 质量为m速度为v的A球与质量为3m静止的B球发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，碰撞后B球的速度可能有不同的值，碰撞后B球的速度大小可能是（   ）‎ A. 0.6v B. 0.4v C. 0.2v D. v ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：若，由动量守恒得：，得，碰撞前系统的总动能为．碰撞后系统的总动能为，违反了能量守恒定律，不可能．故A错误．若，由动量守恒得：，得，碰撞后系统的总动能为 ‎，不违反了能量守恒定律，是可能的．故B正确．A、B发生完全非弹性碰撞，则有：，这时B获得的速度最大，所以，是不可能的．故C错误．若，由动量守恒得：，得，碰撞后系统的总动能必定大于碰撞前系统的总动能，违反了能量守恒定律，不可能．故D错误．‎ 考点：考查了动量守恒，能量守恒 ‎3. 太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳能。已知质子的质量mp=1.0073 u，α粒子的质量mα=4.0015 u，电子的质量me=0.0005 u。1 u的质量相当于931.5 MeV的能量，太阳每秒释放的能量为3.8×1026J，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 这个核反应方程是 B. 这一核反应的质量亏损是0.0277 u C. 该核反应释放的能量为 D. 太阳每秒减少的质量为 ‎【答案】D ‎【解析】这个核反应方程是 ，选项A错误；这一核反应的质量亏损是，选项B错误；该核反应释放的能量为,选项C 错误；太阳每秒减少的质量为，选项D正确；故选D.‎ ‎4. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法错误的是（  ）。‎ A. 图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B. 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的 C. 图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D. 图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性 ‎【答案】C ‎【解析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确。玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故B正确。卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故C错误。根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故D正确。本题选择错误的，故选C。‎ ‎5. 在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（  ）‎ A. 乙光的波长大于丙光的波长 B. 甲光的频率大于乙光的频率 C. 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D. 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 ‎【答案】A ‎【解析】根据eU截＝mvm2＝hγ−W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长；故A正确。甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故B错误。丙的频率最大，甲乙频率相同，且均小于丙的频率，但它们的截止频率都相等，故C错误。丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能。故D错误。故选A。‎ 点睛：解决本题的关键掌握截止电压、截止频率的物理意义，以及理解光电效应方程eU截＝mvm2＝hγ−W.‎ ‎6. 运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是（）‎ A. 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内的分子数有关 B. ‎ 生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其它元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成 C. 阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动 D. 某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏伽德罗常数为 ‎【答案】B ‎【解析】气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度都有关，选项A错误；生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其它元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，选项B正确；布朗运动是肉眼看不到的，阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是固体颗粒在气流作用下的运动，不是布朗运动，选项C错误；某气体的摩尔体积为V，若每个气体分子运动占据的空间的体积为V0，则阿伏伽德罗常数为，选项D错误；故选B.‎ ‎7. 某压缩式喷雾器储液桶的容量是.往桶内倒入的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出．如果每次能打进的空气，要使喷雾器内药液能全部喷完，且整个过程中温度不变，则需要打气的次数是(　　)‎ A. 17次 B. 18次 C. 19次 D. 20次 ‎【答案】A ‎...............‎ ‎8. 下列说法正确的是(  )‎ A. 温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同 B. 在完全失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁也有压强 C. 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 D. 气体若失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故 ‎【答案】BC ‎【解析】温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均动能相同，因为氢和氧的分子质量不同，则分子速率不同，选项A错误；气体的压强产生是由于大量分子对容器的器壁的频繁的碰撞而产生的，则在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁也有压强，选项B正确；晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体，故C正确；气体分子间的作用力很小，可以忽略不计，气体分子不停地做无规则运动，气体分子可以充满整个容器，如果没有约束，气体将散开，故D错误；故选BC.‎ ‎9. 一定量的理想气体的状态经历了如图所示的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和bc平行。则气体在（ ）。‎ A. ab过程中体积不断增加 B. da过程中体积保持不变 C. cd过程中内能保持不变 D. bc过程中内能不断减少 ‎【答案】AD ‎【解析】从P-T图象知道ab过程中，温度不变，压强减小，根据气体状态方程PV/T=C，所以体积不断增加，故A正确。根据PV/T=C可知可知，因d点与O点连线的斜率大于a点与O点连线的斜率，可知d点对应的体积小于a点的体积，选项B错误；cd过程中，压强不变，温度降低，则内能减小，选项C错误；气体在bc过程中，温度降低，内能减小，故D正确。故选AD。‎ 点睛：能够运用控制变量法研究多个物理量变化时的关系．知道P-T图象中某一点与原点连线的斜率的物理意义．知道理想气体的内能只与温度有关.‎ ‎10. 将分子a固定在x轴上的O点，另一分子b由无穷远处只在分子间作用力作用下沿x轴的负方向运动，其分子势能随两分子的空间关系的变化规律如图所示。则下列说法正确的是　　　　。‎ A. 分子b在x =x2处时的分子势能最大 B. 分子b由x =x2处向x =x1处运动的过程中分子势能减小 C. 分子b在x =x2处受到的分子力为零 D. 分子b由无穷远处向x =x2处运动的过程中，分子b的加速度先增大后减小 ‎【答案】CD ‎【解析】由图像可知，分子b在x =x2处时的分子势能最小，选项A错误；分子b由x =x2处向x =x1处运动的过程中分子势能增加，选项B错误；分子力做功等于分子势能的变化，即EP=W=fx，则图像的切线的斜率反映分子力的大小，分子b在x=x2处EP-x图像的斜率为零，则受到的分子力为零，选项C正确；分子b由无穷远处向x =x2处运动的过程中，分子b受到的分子力先增加后减小，则分子b的加速度先增大后减小，选项D正确；故选CD.‎ 点睛：此题关键是理解势能变化图线，知道分子力做功与分子势能变化的关系，知道EP-x图像的斜率反映分子力的大小.‎ 二、填空题（每空2分，共计16分）‎ ‎11. 核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，是常用的核燃料。受一个中子轰击后裂变成 和两部分，并产生 ______ 个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要 ______ （选填“大于”或者“小于”）它的临界体积．‎ ‎【答案】 (1). 10 (2). 大于 ‎【解析】受一个中子轰击后裂变成 和两部分，根据根据电荷数和质量数守恒有：92=54+38，235+1=136+90+x×1，解得x=10，所以中子个数为10．链式反应的条件：大于临界体积． 点睛：裂变和聚变是在原子物理中学习的两种重要反应，要明确它们的特点以及应用，熟练应用质量数和电荷数守恒解答有关问题．‎ ‎12. 如图所示为氢原子的能级图.用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子,可能观测到氢原子发射的不同波长的光有______种;其中最长波长为______m(已知普朗克常量 ‎)‎ ‎【答案】 (1). 10 (2). 4.144×10-6m ‎【解析】设氢原子吸收该光子后能跃迁到第n能级，根据能级之间能量差可有：13.06eV=En-E1 其中E1=-13.61eV，所以En=-0.54eV，故基态的氢原子跃迁到n=5的激发态．所以放出不同频率光子种数为：=10种．波长最长的光子，频率最小，光子能量最小，根据Em-En=hv得：从n=5跃迁到n=4辐射的光子能量最小，波长最长．所以△E=E5-E4=0.30eV=0.30×1.6×10-19J=4.8×10-20J；即4.8×10-20J=hc/λ 解得：λ=4.144×10-6m． 点睛：原子的能级跃迁是原子物理中的基础知识，要熟练掌握，同时明确能级和产生光子种类之间关系．知道能级间跃迁所满足的规律，即Em-En=hv．‎ ‎13. “用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下：‎ ‎①向体积V油=1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总=500mL；‎ ‎②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n=100滴时，测得其体积恰好是V0=1mL；‎ ‎③先往边长为30cm～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将什么均匀地撒在水面上； ‎ ‎④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ‎ ‎⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l=20mm． ‎ 根据以上信息，回答下列问题： ‎ ‎（1）步骤③中应填写：_____________； ‎ ‎（2）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是______________； ‎ ‎（3）油酸薄膜的面积S为___________（结果保留两位有效数字） ‎ ‎（4）油酸分子直径d是____________m．（结果保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 痱子粉或细石膏粉 (2). (3). (4). ‎ ‎【解析】（1）为了显示水分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉． （2）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为： ‎ ‎（3）根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为115个，故面积为：S＝115×20cm×20cm＝4.6×104mm2 （4）油酸分子的直径为： ‎ 点睛：本题考查了油膜法测分子直径是实验步骤、求分子的直径；要熟悉实验步骤与实验注意事项，求分子直径时，求油的体积是易错点，一定要注意所求的体积是纯油的体积．解题结果还要保留有效数字 三、计算题（本大题共4小题，共44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）‎ ‎14. 细线下吊一个质量为的沙袋,构成一个单摆,摆长为,单摆原来静止;一颗质量为m的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中,随沙袋一起摆动.已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是,求子弹射入沙袋前的速度.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】子弹射入沙袋后，与沙袋一起从最低位置摆至最高位置的过程中，机械能守恒.设在最低位置时，子弹和沙袋的共同速度为v0，则由机械能守恒定律可得:‎ ‎  ‎ 得: ‎ 设射入沙袋前子弹速度为v，子弹和沙袋一起的瞬间速度为 该过程中,系统动量守恒，选子弹的初速度方向为正，由动量守恒定律可得: ‎ 则得: ‎ 点睛：本题考查了动量守恒定律和机械能守恒的基本运用，知道子弹和沙袋组成的系统，在子弹射入沙袋的过程中动量守恒，系统摆动过程中机械能守恒．‎ ‎15. 如图所示，在光滑桌面上放着长木板，其长度为，在长木板的左上端放一可视为质点的小金属块，它的质量和木板的质量相等，最初它们是静止的。现让小金属块以的初速度向右滑动，当滑动到长木板的右端时，滑块的速度为，取，‎ 求：(1)滑块与长木板间的动摩擦因数；‎ ‎ (2)小金属块滑到长木板右端经历的时间t ‎【答案】（1） （2）1s ‎【解析】（1）设小金属块和木板的质量均为m，‎ 系统动量守恒：‎ 系统能量守恒： ‎ 解得：‎ ‎（2） 对木板：‎ ‎ ‎ 解得：t=1s.‎ ‎16. 如图所示，一圆柱形气缸沿水平方向固定在桌面上，一定质量的理想气体被活塞封闭其中。已知气缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦的滑动。开始时气体压强为P，活塞内表面相对气缸底部的长度为L，外界温度为T0，现用一质量为m的重锤通过绳子跨过滑轮连接活塞，重新平衡后，重锤下降h。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) 活塞的横截面积。‎ ‎(2) 若此后外界的温度变为T，则重新达到平衡后气缸内气柱的长度变为多少?‎ ‎【答案】（1） （2）‎ 设绳中张力大小为F,根据活塞在水平方向受力平衡可得：P1S+F=PS. ‎ 重锤受重力和绳的张力，根据其受力平衡平衡可得： F=mg. ‎ 联立以上各式解得： . ‎ ‎(ii) 根据活塞的平衡 P1S+T=PS ‎ 以及重锤的平衡T=mg可知：封闭气体在温度变化的过程中发生等压变化，‎ 根据盖−吕萨克定律可得： ‎ 解得： .‎ ‎17. 如图所示，玻璃管粗细均匀，竖直管两封闭端内理想气体长分别为上端30cm、下端27cm，中间水银柱长10cm。在竖直管如图位置接一水平玻璃管，右端开口与大气相通，用光滑活塞封闭5cm长水银柱。大气压p0＝75cmHg。‎ ‎(1)求活塞上不施加外力时两封闭气体的压强各为多少？‎ ‎(2)现用外力缓慢推活塞恰好将水平管中水银全部推入竖直管中，求上下两部分气体的长度各为多少？‎ ‎【答案】（1）， （2） ，‎ ‎【解析】解：（1）上端封闭气体的压强：‎ P上=P0﹣Ph=75﹣5=70cmHg，‎ 下端封闭气体的压强：‎ P下=P0+Ph=75+5=80cmHg；‎ ‎（2）设玻璃管横截面积为S，‎ 气体发生等温变化，由玻意耳定律得：‎ 对上端封闭气体，P上L上S=P上′L上′S，‎ 对上端封闭气体，P下L下S=P下′L下′S，‎ P上′+15=P下′，‎ L上′+L下′=52，‎ 解得：L上′=28cm，L下′=24cm；‎ 答：（1）活塞上不施加外力时两封闭气体的压强各为70cmHg、80cmHg．‎ ‎（2）上下两部分气体的长度各为28cm、24cm．‎ ‎【点评】本题关键分析出各部分气体的压强，然后运用玻意耳定律分析求解．‎ ‎ ‎ ‎ ‎