2017-2018学年辽宁省大连市高二下学期期末考试物理（选修3-3）试题 解析版 11页

辽宁省大连市2017～2018学年度高二第二学期期末考试 物理试题 一、选择题（12小题，每题4分，共48分。其中1—8题为单选；9～12题为多选，全部选对的得4分，对而不全的得2分，有选错的得0分。）‎ ‎1. 某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为，输电电压为U，输电导线的总电阻为R。则 A. 输电线上的电压为U B. 输电线上的电流I=‎ C. 输电线上损失的功率P= D. 输电线上损失的功率P=‎ ‎【答案】D ‎【解析】AB：输送的总功率为，输电电压为U，输电导线的总电阻为R，则输电线上的电流，输电线上的电压。故AB两项错误。‎ CD：输电线上损失的功率，故C项错误，D项正确。‎ 点睛：区分输电电压和输电线上损失的电压。‎ ‎2. 如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在“220 V，50 Hz”的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若电源电压保持不变，只是频率变大了，则 A. 三只灯泡亮度不变 B. 三只灯泡都将变亮 C. a亮度不变，b变亮，c变暗 D. a亮度不变，b变暗，c变亮 ‎【答案】D ‎【解析】电压频率降低，电阻不受影响，a亮度不变，电感线圈自感作用减弱，b变亮，电容充放电变慢，c变暗，C对。‎ ‎3. 某交流电的电流随时间变化图像如图所示，则此交变电流的有效值为 A. l A B. 3 A C. D. 2A ‎【答案】C ‎【解析】据有效值的定义可得：，代入数据解得：此交变电流的有效值。故C项正确，ABD三项错误。‎ 点睛：有效值是根据电流热效应来规定的，让一个交流电流和一个直流电流分别通过阻值相同的电阻，如果在相同时间内产生的热量相等，那么就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。计算电功率使用有效值，交流电表的读数是有效值。‎ ‎4. 一束绿光照射某金属发生了光电效应，下列说法中正确的是 A. 若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增大 B. 若改用紫光照射，则逸出光电子的最大初动能增大 C. 若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加 D. 若改用红光照射，则一定没有光电子逸出 ‎【答案】B ‎【解析】A：一束绿光照射某金属发生了光电效应，增加绿光的照射强度，光子的频率不变，逸出的光电子最大初动能不变。故A项错误。‎ B：一束绿光照射某金属发生了光电效应，改用紫光照射，光子的频率增大，逸出的光电子最大初动能增大。故B项正确。‎ C：一束绿光照射某金属发生了光电效应，改用紫光照射，光强不一定增加，单位时间内逸出的光电子数目不一定增加。故C项错误。‎ D：一束绿光照射某金属发生了光电效应，改用红光照射，光子的频率减小；有可能发生光电效应，有光电子逸出。故D项错误。‎ ‎5. 氢原子能级如图所示，一群处于n=4能级的氢原子在跃迁到n=l能级的过程中 A. 最多可放出三种频率不同的光子 B. 最多可放出五种频率不同的光子 C. 其中从n=4能级跃迁到n=l能级放出光子的波长最长 D. 放出光子的最大能量为12. 75 eV，最小能量为0.66 eV ‎【答案】D ‎【解析】AB：一群处于n=4能级的氢原子在跃迁到n=l能级的过程中，能放出光子频率的种数为。故AB两项错误。‎ C：从n=4能级跃迁到n=l能级放出光子能量最大；据可知从n=4能级跃迁到n=l能级放出光子的波长最短。故C项错误。‎ D：一群处于n=4能级的氢原子在跃迁到n=l能级的过程中，放出光子的最大能量，放出光子的最小能量。故D项正确。‎ ‎6. 在居室装修中常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石不同程度地含有放射性元素。下列说法正确的是 A. α射线的电离作用比β射线强 B. β射线穿透能力比γ射线强 C. β衰变的实质是核内质子转化成了一个中子和一个电子 D. 8个氡原子核经过两个半衰期后一定只剩下2个氡原子核 ‎【答案】A ‎【解析】A：α射线的电离作用比β射线强，故A项正确。‎ B：β射线穿透能力比γ射线弱，故B项错误。‎ C：β衰变的实质是核内中子转化成了一个质子和一个电子。故C项错误。‎ D：8个氡原子核经过两个半衰期后不一定只剩下2个氡原子核，原因是半衰期是一个统计规律，对少量原子核没有意义。故D项错误。‎ 点睛：半衰期是一个统计规律，对少量原子核没有意义。放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关。‎ ‎7. 关于核反应方程，下列说法正确的是 A. ，此反应是核裂变，吸收能量 B. ，此反应是核裂变，放出能量 C. ，此反应是核聚变，放出能量 D. ，此反应是核聚变，由方程可判断X是质子 ‎【答案】B ‎【解析】A：是α衰变，放出能量。故A项错误。‎ B：是核裂变，放出能量。故B项正确。‎ C：是原子核的人工转变，故C项错误。‎ D：是核聚变，由方程可判断X是中子。故D项错误。‎ ‎8. 下列说法正确的是 A. 液体表面张力的方向与液面相切 B. 单晶体和多晶体的物理性质都是各向异性，非晶体都是各向同性 C. 空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快 D. 第二类永动机既违背能量守恒定律，又违背热力学第二定律 ‎【答案】A ‎【解析】液体表面张力有使液面的面积收缩到最小的趋势，其方向与液面相切，选项A正确；单晶体的物理性质是各向异性，多晶体和非晶体都是各向同性，选项B错误；空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，选项C错误；第二类永动机不违背能量守恒定律，但是违背热力学第二定律，选项D错误；故选A.‎ ‎9.‎ ‎ 如图所示，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是 A. 在自发扩散过程中，气体内能不变 B. 在自发扩散过程中，气体对外界做功 C. 气体在被压缩的过程中，分子平均动能增大 D. 气体在被压缩的过程中，外界对气体做功 ‎【答案】ACD ‎【解析】抽开隔板时，气体体积变大，但是右方是真空，气体不对外做功，又没有热传递，则根据△U=Q+W可知，气体的内能不变，A正确，B错误；气体被压缩的过程中，外界对气体做功，根据△U=Q+W可知，气体内能增大，气体分子平均动能变大，则CD正确；故选ACD。‎ 点睛：本题考查了热力学第一定律和理想气体变化过程分析，注意自由膨胀是不对外做功的，理想气体的内能只与温度有关．‎ ‎10. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，则 A. 乙分子由a到c的过程中，作用力F-直减小 B. 乙分子由a到c的过程中，作用力F先减小后增大 C. 乙分子由b到d的过程中，作用力F一直做负功 D. 乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能先减小后增大 ‎【答案】BC ‎【解析】乙分子由a到c的过程中，作用力F先是斥力后是引力，先减小后增大，选项A错误，B正确；乙分子由b到d的过程中，分子力是引力，则作用力F一直做负功，两分子间的分子势能一直变大，选项C正确，D错误；故选BC.‎ 点睛：解决本题的关键知道分子力的特点，知道分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大．‎ ‎11. 关于α粒子散射实验和原子结构模型，下列说法正确的是 A. α粒子散射实验完全否定了汤姆孙关于原子的“枣糕模型”‎ B. 卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了α粒子散射实验 C. 少数α粒子发生大角度散射是因为受到很强的引力作用 D. 大多数α粒子不发生偏转的原因是正电荷均匀分布在原子内 ‎【答案】AB ‎【解析】A：α粒子散射实验完全否定了汤姆孙关于原子的“枣糕模型”，故A项正确。‎ B：卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了α粒子散射实验，故B项正确。‎ C：原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，少数α粒子运动过程中靠近原子核时会受到很强的库仑斥力作用发生大角度偏转。故C项错误。‎ D：绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变。故D项错误。‎ ‎12. 矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，下列说法正确的是 A. 在t=0.2 s和t=0.4 s时线圈位于中性面 B. 在t=0.Is和t=0.3 s时感应电动势最大 C. 1 s内感应电流方向改变5次 D. 电动势的瞬时表达式为e= 50πcos5πt V ‎【答案】CD ‎【解析】A：在t=0.2 s和t=0.4 s时线圈中磁通量为零，处于与中性面垂直的位置。故A项错误。‎ B：在t=0.1s和t=0.3 s时线圈中磁通量最大，处于中性面位置，产生的感应电动势为零。故B项错误。‎ C：磁通量变化的周期即交流电的周期，由图得交流电的周期，交流电的频率 ‎，一个周期内交流电的电流方向改变2次，则1 s内感应电流方向改变5次。故C项正确。‎ D：磁通量变化的周期为，线圈转动的角速度，由图得线圈磁通量的最大值，线圈产生感应电动势的最大值，起始时，线圈中磁通量为零，感应电动势最大，则电动势的瞬时表达式= 50πcos5πt V。故D项正确。‎ 点睛：中性面位置时(线圈与磁场垂直)，磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势、感应电流为零，电流方向发生改变；垂直中性面位置时(线圈与磁场平行)，磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势、感应电流最大。从线圈平面与磁感线平行时开始计时，线圈电动势的表达式；从线圈平面与磁感线垂直时开始计时，线圈电动势的表达式。‎ 二、填空题（2小题，共14分。其中13题6分，14题8分。）‎ ‎13. 为了探究气体压强与体积的关系，实验装置如图所示。注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。实验中空气柱体积变化缓慢，可认为____保持不变。空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度L可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，若空气柱的横截面积为S，则空气柱的体积V= ___。为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出 ___（选填“p-V”或“p一 ”）图像。‎ ‎【答案】 (1). 温度 (2). SL (3). ‎ ‎【解析】实验中空气柱体积变化缓慢，可认为温度保持不变。若空气柱的横截面积为S，则空气柱的体积V=SL。因pV=C，则为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出 ‎ “p-1/V ”图像，这样得到的图像为直线。‎ ‎14. 油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸2 mL，用滴管向量筒内滴100滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL，若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示（以下结果均保留两位有效数字）。‎ ‎(1)油膜在坐标纸上约占____个格（不足半个舍去，多于半个的算一个）；‎ ‎(2)若每一小方格的边长为25 mm，则油酸薄膜的面积约为___ m2；‎ ‎(3)一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为____m3；‎ ‎(4)由以上数据，估算出油酸分子的直径约为 ___m。‎ ‎【答案】 (1). (1) 70 (68～72都给分) (2). (2)4.4×10-2 (4.3×10-2-4.5×10-2都给分) (3). (3)2.0×10-11 (4). (4) 4.5×10-10(4.4×10-10-4.7×10-10都给分)‎ ‎【解析】（1）由图中方格可知，面积超过正方形面积一半的正方形的个数约占70个格； ‎ ‎（2）每个正方形的面积为 S1=（25×10-3m）2=6.25×10-4m2 则油酸膜的面积约为 S=70S1=70×6.25×10-4m2=4.4×10-2m2； （3）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积： ‎ ‎（4）把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则分子的直径为： 点睛：本题关键要理解并掌握实验原理，建立物理模型：油酸分子呈球型分布在水面上，且一个靠着一个，油膜的厚度等于油酸分子的直径，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度．‎ 三、计算题（3小题，共38分。其中15题12分，16题12分，17题14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能得分。有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎15. 如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2 =2：1，电阻R1=R2 =110 Ω，原线圈接在电压U1=220 V的交变电流上，电流表、电压表均为理想电表。求：‎ ‎(1)电压表的读数U2；‎ ‎(2)电流表的读数I1；‎ ‎(3)原线圈的输入功率Pl。‎ ‎【答案】(1)110V (2)1A (3)220W ‎【解析】本题考查变压器的原理。‎ ‎(1)据理想变压器原副线圈电压关系 代入数据得 ‎(2) 电阻并联 据欧姆定律 据理想变压器原副线圈电流与匝数关系 ‎ 代入数据得 ‎ ‎(3) ‎ ‎16. 如图所示装置处于静止状态，粗细均匀的玻璃管内水银柱比槽内水银面高h1=71 cm。已知大气压强Po =76 cmHg，被封闭气体的长度L1 =9 cm，假设温度保持不变。求：‎ ‎(1)此时封闭气体的压强P1；‎ ‎(2)假如把玻璃管竖直向上缓慢提起一段距离，玻璃管下端仍浸在水银中，管内气体长度变为L2=15 cm，则封闭气体的压强P2是多少？玻璃管内外水银面的高度差h2是多少？‎ ‎【答案】(1)5cmHg (2)73cmHg ‎【解析】（1）由 ‎ 代入数据得 ‎ ‎（2）玻意耳定律 ‎ 代入数据得 ‎ ‎ ‎ 代入数据得 ‎ 此时管内水银面比槽内水银面高h2=73cm ‎ ‎17. 如图所示，一竖直放置的足够长汽缸内有两个活塞用一根轻质硬杆相连，上面小活塞面积S1=2 cm2，下面大活塞面积S2=8 cm2，两活塞的总质量为M=0.3 kg;汽缸内封闭温度T1=300K的理想气体，粗细两部分长度相等且L=5 cm；大气压强为Po=1.01×l05Po，g=10m／s2，整个系统处于平衡，活塞与缸壁间无摩擦且不漏 气。求：‎ ‎(1)初状态封闭气体的压强Pi；‎ ‎(2)若封闭气体的温度缓慢升高到T2 =336 K，气体的体积V2是多少；‎ ‎(3)上述过程中封闭气体对外界做功W。‎ ‎【答案】(1)9.6×104Pa (2)56cm3 (3)0.567J ‎【解析】（1）平衡条件 ‎ 代入数据得 ‎ ‎（2）初态体积 ‎ 等压膨胀，根据盖吕萨克定律 ‎ 代入数据得 ‎ ‎（3）封闭气体对外界做功 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎