广东省茂名市第一中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析） 15页

广东省茂名市第一中学2020学年高二物理下学期期中试题（含解析） ‎ 一、选择題(本大题共13小题，第1～8题只有一项是符合题目要求，选对的得4分，有选错的得0分；第9～13题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1.如图所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分．若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是图中的哪一个(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状。当把a部分液膜刺破后，在b部分液膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧，因液体表面有收缩到面积最小的趋势，而在同周长的几何图形中，圆面积最大，所以棉线被拉成凹的圆弧形状。正确选项为D。‎ ‎2.下列说法正确的是 A. 松香在熔化过程中温度不变 B. 扩散和布朗运动的实质是相同的，都是分子的无规则运动 C. 液体的饱和汽压与饱和汽的体积有关 D. 热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】只有晶体在熔化过程中吸收的热量全部用来破坏分子结构，增加分子势能，而熔化过程中温度不变，而松香是非晶体，松香在熔化过程中温度升高，故A错误；扩散运动是分子的无规则运动，而布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，则实质是不相同的，选项B错误；液体的饱和汽压与饱和汽的体积无关，只与温度有关，选项C错误；由热力学第二定律可知，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，选项D正确。‎ ‎3.关于近代物理的相关知识，下列说法正确的是　　‎ A. 根据玻尔原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能变小 B. 汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷 C. 玻尔大胆提出假设，认实物粒子也具有波动性 D. 玻尔将量子观念引入原子领域，成功地解释了所有原子光谱的实验规律 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 能级跃迁时，由于高能级轨道半径较大，速度较小，电势能较大，故氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，故A错误；汤姆孙通过研究求出了阴极射线的比荷，明确阴极射线是电子，故B正确；德布罗意大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，故C错误；玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，不能解释所有原子光谱的实验规律，故D错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎4.关于粒子散射实验，下列说法中正确的是 A. 绝大多数粒子经过金箔后，发生了角度很大的偏转 B. 粒子离开原子核的过程中,电势能增加 C. 粒子在接近原子的过程中，动能减少 D. 对粒子散射实验数据进行分析，可以估算出粒子的大小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】对α粒子散射实验数据进行分析可知，绝大多数α粒子经过金箔后，方向不发生改变，仍按原来方向运动，选项A错误；α粒子离开原子核的过程中，库仑力做正功，则电势能减小，选项B错误；α粒子在接近原子的过程中，库仑力做负功，则动能减少，选项C正确；对α粒子散射实验的数据分析，可以估算出原子核的大小数量级，但不能估算出α粒子的大小，故D错误；‎ ‎5.一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈内的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是(　　)‎ A. t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B. t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变 C. t2、t4时刻线圈中磁通量最大 D. t2、t4时刻线圈中感应电动势最小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ t1、t3时刻通过线圈的磁通量Φ的绝对值最大，磁通量变化率＝0，此时感应电动势、感应电流为零，线圈中感应电流方向改变，A错误，B正确；t2、t4时刻线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，C、D错误 ‎6.如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，为两曲线的交点，则下列说法正确的是 A. 为引力曲线，为斥力曲线 B. 若两个分子间距离增大，则引力和斥力的合力一定减小 C. 若两个分子间距离增大，则分子势能也一定增大 D. 若两个分子间距离大于点的横坐标表示的距离，则分子间作用力表现为斥力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】在F-r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，选项A正确；若两个分子间距离增大，则引力和斥力的合力可能减小，也可能变大，选项B错误；若两个分子间距离增大，则分子力可能做正功，也可能做负功，则分子势能可能增大，也可能减小，选项C错误；在e点分子力表现为零，若两个分子间距离大于点的横坐标表示的距离，则分子间作用力表现为引力，选项D错误。‎ ‎7.如图是一定质量的理想气体的图，气体从A→B→C→D→A完成一次循环，A→B图中实线)和c→D为等温过程，温度分别为和下列说法正确的是 A. A→B(图中实线)过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化 B. 在状态A和状态D，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数相同 C. 从C→D过程放出的热量等于外界对气体做的功 D. 若气体沿直线线由A→B，则气体的温度先降低后升高 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A→B(图中实线)过程中，气体的温度不变，则气体分子的速率分布曲线不发生变化，选项A错误；在状态A和状态D压强相等，D态的体积较小，则温度较低，分子平均速率较小，因气体分子的数密度较大，则在D态单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数较大，选项B错误；由热力学第一定律，从C→D过程为等温过程，气体的内能不变，气体体积减小，外界对气体做功等于放出的热量，选项C正确；若气体沿直线线由A→B，则气体的PV乘积先增大后减小，气体的温度先升高后降低，选项D错误。‎ ‎8.图为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1 : n2 = 1 : k，降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3 : n4 = k : 1，模拟输电导线的电阻r = 3 Ω，T2的负载是规格为“15 V，45 W”的灯泡L。当T1的输入电压为16 V时L正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则k的值为 A. B. 3 C. 4 D. 9‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据电压与匝数成正比，有即 得U2＝16k；灯泡的额定电流为， 降压变压器副线圈电流I4＝3A；根据，得U3＝KU4＝15k 根据电流与匝数成反比，得，得；电压关系：；代入数据16k＝15k+×3，解得：k=3，故选B.‎ 点睛：理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损.‎ ‎9.在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置，如图(a)所示，在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三电流表与电压表读数U之间的关系曲线，如图(b)所示，则下列说法正确的是 A. 乙光的频率大于甲光的频率 B. 丙光的光子能量小于甲光的光子能量 C. 乙、丙两种光对应的光电子的最大初动能相等 D. 若U不断增大，则电流表读数I一定不断增大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】乙丙两个的遏止电压相等，且大于甲光的遏止电压，根据mv2=eUC ‎，知乙丙两光照射产生光电子的最大初动能相等，大于甲光照射产生的光电子最大初动能。根据光电效应方程EKm=hv-W0，逸出功相等，知乙丙两光的频率相等，大于甲光的频率。所以乙丙两光的光子能量相等且大于甲光的光子能量。故A C正确，B错误。若U不断增大，则开始时电流表读数I不断增大，当达到饱和光电流时，电流不再增加，选项D错误。‎ ‎10.如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，由图象可知(　　)．‎ A. 该金属的逸出功等于E B. 该金属的逸出功等于hν0‎ C. 入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为E D. 入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 根据光电效应方程：，可知图线的斜率表示普朗克常量h，当γ=0时，，由图象知纵轴截距-E，所以，即该金属的逸出功E，故A正确；图线与γ轴交点的横坐标是，该金属的逸出功，故B正确；入射光的频率时，等于极限频率，恰能发生光电效应，最大初动能为0，故C错误；根据光电效应方程可知，入射光的频率变为原来的2倍，由于逸出功不变，最大初动能为E，故D错误。所以AB正确，CD错误。‎ ‎11.子与氢原子核(质子)构成的原子称为氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。如图为 氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为和的光子，且频率依次增大，则等于 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】μ子吸收能量后从n=2能级跃迁到较高m能级，然后从m能级向较低能级跃迁，若从m能级向低能级跃迁时如果直接跃迁到基态n=1能级，则辐射的能量最大，否则跃迁到其它较低的激发态时μ子仍不稳定，将继续向基态和更低的激发态跃迁，即1、2、3…m任意两个轨道之间都可以产生一种频率的辐射光，故总共可以产生的辐射光子的种类为，解得m=4，即μ子吸收能量后先从n=2能级跃迁到n=4能级，然后从n=4能级向低能级跃迁。辐射光子的按能量从小到大的顺序排列为4能级到3能级，能级3到能级2，能级4到能级2，能级2到能级1，能级3到能级1，能级4到能级1．所以能量E与hν3相等。故B正确，ACD错误。‎ ‎12.如图所示的电路中，开关S断开，电压表和电流表均为理想电表，在理想变压器的原线图输人端接入正弦交流电，当闭合开关S后,下列说法正确的是 A. 两端的电压增大 B. 通过的电流增大 C. 电压表示数变大 D. 电流表示数变大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】当闭合开关S后，次级电阻减小，因次级电压不变，可知次级电流变大，R1两端电压变大，选项A正确；次级电压不变，R1两端电压变大，可知R2电压减小，通过R2 的电流减小，选项B错误；因次级电压不变，可知电压表示数不变，选项C错误；因次级电流变大，由可知，初级电流变大，选项D正确.‎ ‎13.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比灯泡A、B完全相同，灯泡L与灯泡A的额定功率相同，但额定电压不，当输入端接上的交流电压后，三个灯泡均正常发光，图中两电流表均为理想电流表且电流表的示数为2A，则 A. 交变电流的频率是100Hz B. 电流数的示数约为1.33A C. 灯泡L额定电压为15V D. 灯泡A的额定电压为15V ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】交变电流的频率，选项A错误；因三个灯泡均正常发光，所以副线圈中总电流为I2=4 A，由变压规律可知原线圈中电流为，故B正确；令副线圈两端电压为U2，则由变压规律可知原线圈两端电压U1=U2=3U2，令灯泡L两端电压为UL，则ULI1=U2IA，即UL=U2，而U=UL+U1且U=45 V，联立可得U2=10 V，UL=15 V，故C正确，D错误；‎ 二、实验题(本题共2小题，共18分，不要求写出演算过程)‎ ‎14.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验岁骤：‎ ‎①往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；‎ ‎②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定；‎ ‎③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；‎ ‎④将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液。用注射器油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴油酸酒精溶液的体积约为1‎ ‎⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。‎ 完成下列填空:‎ ‎(1)上述步骤中,正确的顺序是______________(填写步骤前面的数字)；‎ ‎(2)若测得所形成的油膜的面积是由此估算出油酸分子的直径为______m(结果保留一位有效数字0.‎ ‎【答案】 (1). （1）④①②⑤③。 (2). （2）5×10-10m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）“油膜法估测油酸分子大小”实验步骤为：准备油酸酒精溶液（④）→准备水槽，撒上痱子粉（①）→形成油膜（②）→描绘油膜边缘（⑤）→测量油膜面积，计算分子直径（③），故正确的顺序为：④①②⑤③。‎ ‎（2）每滴油酸酒精溶液中含油酸的体积： ；油酸膜的面积为0.13m2；油酸分子的直径 ‎15.为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随看光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强，光越强照度越大，照度单位为):‎ ‎(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表：‎ 根据表中已知数据，在下图坐标系中描绘出了阻值随照度变化曲线，由图象可求出照度为时的电阻约为______kΩ.‎ ‎(2)如下图所示是街通路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件________。‎ ‎(3)图中电磁铁线圈的电阻为140Ω，直流电源的电动势E=6V，内阻为5Ω，已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁被吸合。要求天色渐暗照度降低至时点亮路灯,应调节电阻箱的电阻为______Ω，为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地______(选填“增大”或“减小”)电阻箱的电阻.‎ ‎【答案】 (1). 2.8kΩ (2). 图见解析 (3). 1055Ω (4). 减小 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据图象直接读出对应的照度为0.6Ix时的电阻约为 2.8kΩ。‎ ‎（2）根据光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住；静触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与B接通。所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在AB之间。电路图如图；‎ ‎（3）天色渐暗照度降低至1.2Ix时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值是1.8kΩ，电路中的电流是2mA，．由于光变暗时，光敏电阻变大，分的电压变大，所以为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地减小电阻箱的电阻。‎ 三、解答题 ‎16.如图所示，内壁光滑的导热汽缸竖面放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的气体，现在气体缓慢吸收热量280J使活塞从A运动到B的过程中，气体对外做功120J.‎ ‎(1)求气体的内能的改变量；‎ ‎(2)若气体的摩尔质量为M，用表示阿伏加德罗常数，活塞在B处时气体的密度为ρ，求此时气体分子间的平均距离。‎ ‎【答案】（1）气体内能增加160J（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题意可知：W=-120J，Q=280J，由∆E=W+Q，则∆E=280J-120J=160J ‎，即气体内能增加160J；‎ ‎（2）气体的摩尔体积为；一个气体分子占据的空间的体积：；将一个气体分子占据的体积看做正方体，可得分子间的平均距离：‎ ‎17.圆柱形喷雾器高为h，内有高度为 的水，上部封闭有压强为Po、温度为To的空气。将喷雾器移到室内，一段时间后打开喷雾阀门K，恰好有水流出。已知水的密度为ρ，大气压强恒为Po，喷雾口与喷雾器等高。忽略喷雾管的体积，将空气看作理想气体。‎ ‎（1）求室内温度。‎ ‎（2）在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气，直到水完全流出，求充入空气与原有空气的质量比。‎ ‎【答案】（1） ；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）设喷雾器的截面积为S，室内温度为T1，气体压强为p1：‎ ‎，‎ 气体做等容变化：‎ 解得：‎ ‎（2）以充气结束后喷雾器内空气为研究对象，排完液体后，压强为p2，体积为V2。若此气体经等温变化，压强为p1时，体积为V3：‎ 则，‎ 即：‎ 同温度下同种气体的质量比等于体积比，设打进气体质量为Δm 代入得 ‎18. 如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm，先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：‎ ‎①稳定后右管内的气体压强p；‎ ‎②左管A端插入水银槽的深度h(大气压强p0=76cmHg)‎ ‎【答案】(1)78 cmHg　(2)7 cm ‎【解析】‎ ‎(1)设均匀玻璃管的横截面积为S，插入水银槽后对右管内气体，由玻意耳定律得：‎ p0l0S＝p(l0－Δh/2)S，‎ 所以p＝78 cmHg.‎ ‎(2)插入水银槽后左管内气体压强：‎ p′＝p＋ρgΔh＝80 cmHg，‎ 左管内、外水银面高度差h1＝＝4 cm，‎ 对中、左管内气体有p0lS＝p′l′S，‎ 得l′＝38 cm，‎ 左管插入水银槽深度 h＝l＋Δh/2－l′＋h1＝7 cm. ‎