【物理】河北省唐山市玉田县第一中学2019-2020学年高二下学期月考试题（解析版） 13页

唐山市玉田县第一中学2019-2020学年高二下学期 月考物理试卷 本套试卷满分100分，考试时间90分钟，所有试题均在答题卡上作答。‎ 一、选择题（本题共12个小题，每小题4分共48分，选全得4分部分得2分）‎ ‎1. 机器人的使用开拓了我们的视野，延伸了我们的肢体，增强了我们的力量，提高了我们的工作效率，将人们从繁重的生产劳动中解救出来。如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是(　　)‎ A. 电动机消耗的总功率为EI B. 电动机消耗的热功率为UI C. 电源的输出功率为I2R D. 电源的效率为 ‎【答案】D ‎【解析】A．电动机恰好能正常工作，电动机消耗的总功率为P=IU，故A错误；‎ B．电动机消耗的热功率为P=I2R，而不是IU，P=IU是电动机消耗的总功率，故B错误；‎ C．电源的输出功率等于电动机的输入功率，得P出=UI，故C错误；‎ D．电源的总功率为IE，内部发热的功率为I2r，所以电源的效率为 故D正确。故选D。‎ ‎2. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 温度升高时，物体内每个分子的热运动速度都增大 B. 布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 C. 布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动 D. 扩散现象可以在液体、气体中进行，也可以在固体中发生 ‎【答案】D ‎【解析】A．温度升高时，物体内分子的平均速率增加，但非每个分子的热运动速度都增大，选项A错误；‎ B．布朗运动是在显微镜中看到的固体颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，选项B错误；‎ C．布朗运动虽不是分子运动，但它证明了液体分子在做无规则运动，选项C错误；‎ D．扩散现象可以在液体、气体中进行，也可以在固体中发生，选项D正确。故选D。‎ ‎3. 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与两分子间距离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，现把乙分子从a处由静止释放，若规定无限远处分子势能为零，则 A. 乙分子在b处势能最小，且势能为负值 B. 乙分子在c处势能最小，且势能为负值 C. 乙分子在d处势能一定为正值 D. 乙分子在d处势能一定小于在a处势能 ‎【答案】B ‎【解析】A、由于乙分子由静止开始，在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动，引力做正功，分子势能一直在减小，到达c点时所受分子力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，分子势能最小为负值，故选项A错误，B正确；‎ C、由于惯性，到达c点后乙分子继续向甲分子靠近，由于分子力为斥力，故乙分子做减速运动，斥力做负功，势能增加，但势能不一定为正值，故选项C错误；‎ D、在分子力表现为斥力的那一段cd上，随分子间距的减小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子势能随间距的减小一直增加，故乙分子在d处势能不一定小于在a处势能，故选项D错误．‎ ‎4. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 温度低的物体内能一定小 B. 温度低的物体分子运动的平均速率小 C. 温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大 D. 分子距离增大，分子势能一定增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A．温度低的物体分子平均动能小，但如果物质的量大，则内能也可能大，故A不符合题意； B．温度是分子平均动能的标志，温度低的物体若分子的质量小，平均速率不一定小，故B不符合题意； C．温度是分子平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律。温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大，故C符合题意；‎ D．分子距离增大，分子势能可能增大，也可能减小，故D不符合题意。故选C。‎ ‎5. 一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示，下列说法中正确的是（ ）‎ A. c→a过程中，气体压强增大，体积变小 B. c→a过程中，气体压强增大，体积变大 C. a→b过程中，气体体积增大，压强减小 D. b→c过程中，气体压强不变，体积增大 ‎【答案】C ‎【解析】AB．根据（常量）‎ 可知图中c→a过程中，气体的体积不变，温度升高，压强变大，故AB错误；‎ C．根据（常量）‎ 可知图中a→b过程中，气体的温度不变，压强减小，体积增大，故C正确；‎ D．根据（常量）‎ 可知图中b→c过程中，气体压强不变，温度减小，体积减小，故D错误。故选C。‎ ‎6. 用绿光照射一光电管，产生了光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加，下列做法可取的是 （　　）‎ A. 改用红光照射 B. 增大绿光的强度 C. 增大光电管上的加速电压 D. 改用紫光照射 ‎【答案】D ‎【解析】根据光电效应方程知，Ekm=hv-W0‎ ‎，知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度以及加速电压无关。红光的频率小于绿光，则改用红光照射，可能不会发生光电效应，若能发生光电效应，最大初动能也是减小的；改用紫光照射，可增加光电子的最大初动能。故选D。‎ ‎7. 下列能揭示原子具有核式结构的实验是(　　)‎ A. 光电效应实验 B. 伦琴射线的发现 C. α粒子散射实验 D. 氢原子光谱的发现 ‎【答案】C ‎【解析】能揭示原子具有核式结构的实验是粒子散射实验，故C正确，ABD错误。‎ ‎8. 氢原子的部分能级如图所示，已知可见光的能量在1.62ev到3.11ev之间，由此可推知，氢原子 （ ）‎ A. 从高能级向n=1能级跃迁时发出的光的波长比可见光短 B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光 C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光高 D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光 ‎【答案】AD ‎【解析】A．从高能级向n=1能级跃迁时，辐射的光子能量最小为10.20eV，大于可见光的光子能量，则波长小于可见光的波长．故A正确．‎ B．从高能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量最大为3.40eV，大于可见光的能量．故B错误．‎ C．从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率最大为1.51eV，小于可见光的光子能量．故C错误．‎ D．从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光子能量为1.89eV，在可见光能量范围之内．故D正确． ‎ ‎9. 某核反应方程为。已知（1u=931Mev），的质量为2.0136u，的质量为3.018 0u，的质量为4.0026u，X的质量为1.0087u，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. X是中子，该反应释放能量，放出18.27×1016J能量 B. X是中子，该反应释放能量，放出18.90 MeV能量 C. X是质子，该反应吸收能量，吸收18.90 MeV能量 D. X是中子，该反应吸收能量，吸收18.27×1016J能量 ‎【答案】B ‎【解析】核反应方程为满足核电荷数守恒和质量数守恒，X的核电荷数为1+1-2=0‎ 质量数为2+3-4=1‎ 故X为中子，核反应释放能量且为 故选B。‎ ‎10. 美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系，描绘出图乙中的图象,由此算出普朗克常量h。电子电量用e表示,下列说法正确的是（ ）‎ A. 入射光频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片P应向M端移动 B. 增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大 C. 由图像可知，这种金属的截止频率为 D. 由图像可求普朗克常量表达式为 ‎【答案】CD ‎【解析】A．入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏制电压时，应使滑动变阻器的滑片P向N端移动，A错误；‎ B．根据光电效应方程知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，B错误；‎ CD．根据 解得 则 当遏止电压为零时，，故CD正确。故选CD。‎ ‎11. 一个10Ω的电阻，它两端的电压u随时间t的变化规律如图所示，则 （　　）‎ A. 流过电阻的最大电流是‎22 A ‎ B. 用交流电压表测量电阻两端的电压，其示数为220 V C. 电阻消耗的功率为9 680 W ‎ D. 在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是48.4 J ‎【答案】BD ‎【解析】A．由图可知，电阻两端电压的最大值为 所以流过电阻的最大电流为 故A错误； B．电阻两端电压的有效值为 电压表示数为有效值，故B正确； C．电阻消耗的功率为 D．半个周期产生的热量为Q=Pt=4840×1×10-2=48.4J 故D正确。故选BD。‎ ‎12. 油膜法粗略测定分子直径的实验基础是(　　)‎ A. 把油酸分子视为球体，其直径即为油膜的厚度 B. 让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜 C. 油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸的体积除以油膜的面积 D. 油酸分子直径的数量级是10－‎‎15m ‎【答案】ABC ‎【解析】把油酸分子视为球体，其直径即为油膜的厚度；让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜； 油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸的体积除以油膜的面积；这些都是油膜法粗略测分子直径的实验基础，油酸分子直径的数量级是10－‎15m不是此实验的基础；故ABC正确，D错误。故选ABC。‎ 二、填空题：（共20分）‎ ‎13. 下列核反应方程的说法中正确的是（　　）‎ A. 是α衰变方程 B. 是核裂变方程 C. 是核聚变方程 D. 是原子核人工转变方程 ‎【答案】D ‎【解析】AD．人工转变是通过人工方法，使原子核发生转变，一般是用某种粒子作为“炮弹”轰击其它原子核，来达到目的，人们可以控制它的转变，所以AD选项是原子核人工转变方程，A错误，D正确。‎ B．两个较轻的原子核聚合成一个较大的原子核并放出粒子的过程是轻核的聚变，因此B选项是轻核聚变方程，B错误；‎ C．一个原子核自发地放出一个α粒子，生成其它一个核的过程是α衰变，因此C选项是α衰变方程，C错误。故选D。‎ ‎14. 某同学欲采用下列器材研究一个额定电压为2.5V的小灯泡的伏安特性曲线。 ‎ A．直流电源（3V，内阻不计）；B．电流表（0~‎3A，内阻约0.03Ω）；‎ C．电流表（0~‎0.6A，内阻约0.13Ω）；D．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）； ‎ E．电压表（0~15V，内阻约15kΩ）；F．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流‎2A）；‎ G．滑动变阻器（0~1000Ω，额定电流‎0.5A） H．开关、导线等；‎ ‎①为减小测量误差，电压表应选用______，滑动变阻器应选用______。（选填代号）‎ ‎②该同学选择安培表外接，且要求小灯泡两端电压变化范围尽量大些。请在下图虚线框中画出正确的实验电路图_____。‎ ‎③闭合开关，逐次改变滑动变阻器滑片的位置，在下表中记录与之对应的电流表的示数I、电压表的示数U。其中某组电流表、电压表的示数如图所示。请把下图中电流表、电压表示数填入表中的空格处。‎ I/A ‎0‎ ‎010‎ ‎0.13‎ ‎0.16‎ ‎0.18‎ ‎0.19‎ ‎0.20‎ ‎0.19‎ ‎0.23‎ ‎ ___‎ ‎0.25‎ ‎0.27‎ ‎0.28‎ ‎0.29‎ ‎0.30‎ U/V ‎0‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.40‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.40‎ ‎ __‎ ‎1.80‎ ‎2.00‎ ‎220‎ ‎2.40‎ ‎2.50‎ ‎④处理实验数据时，绘制了如图所示的I —U坐标图，请将表中空缺的数据对应的坐标点补画在图中，并在图中绘制出小灯泡的I-U图线_____。‎ ‎ ⑤某同学连接电路的实物图如图所示，请指出他电路接线中的错误：__________。‎ ‎【答案】 (1). D (2). F (3). (4). ‎0.24A (5). 1.60V (6). (7). 测量电路两端都接在变阻器的滑动端，没有接电源、安培表用了内接、滑动变阻器接入点错误（误接到变阻器的腿上了）‎ ‎【解析】①[1][2]根据小灯泡的额定电压为2.5V可知，电压表应选择D；测定伏安特性曲线实验要求电流从零调，所以变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器F以方便调节；‎ ‎②[3]要求小灯泡两端电压变化范围尽量大些，电路应是分压器电路且电流表外接电，如图所示 ‎ ‎ ③[4][5]电流表应选‎0.6A量程，由于每小格电流为‎0.02A，所以应估读到‎0.01A，电流表的示数为 I=‎‎0.24A 电压表每小格读数为0.1V，应估读到0.01V，电压表读数为 U=1.60V ‎④[6]画出的I-U图象如图所示 ‎ ‎ ‎⑤[7]从图中可看出有三处错误：1．电流表采用了内接法；2．测量电路都接在了变阻器的滑动端，没有接电源；3．变阻器接入点错误，误接到了变阻器的腿上了。‎ 三、计算题（共32分，本题要求有必要的解题步骤或文字说明，只写结果不给分）‎ ‎15. 如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为，横截面积为，小活塞的质量为，横截面积为；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为，气缸外大气压强为，温度为．初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度取，求：‎ ‎（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；‎ ‎（2）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】（1）大活塞与大圆筒底部接触前气体发生等压变化，‎ 气体的状态参量：‎ ‎，‎ T1=495K，，‎ 由盖吕萨克定律得：，‎ 解得：T2=330K；‎ ‎（2）大活塞与大圆筒底部接触后到气缸内气体与气缸外气体温度相等过程中气体发生等容变化，大活塞刚刚与大圆筒底部接触时，由平衡条件得：‎ ‎ ，‎ 代入数据解得：p2=11×105Pa，T2=330K，T3=T=303K，‎ 由查理定律得：，解得：p3=1.01×105Pa；‎ 答：（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度为330K；‎ ‎（2）缸内封闭气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强为1.01×105Pa．‎ ‎16. 用速度大小为v的中子轰击静止的锂核（），发生核反应后生成氚核和α粒子。生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子的质量可近似看成m，光速为c。‎ ‎(1)写出核反应方程；‎ ‎(2)求氚核和α粒子的速度大小；‎ ‎(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损。‎ ‎【答案】(1) n＋Li→H＋He；(2)v，v；(3) ‎ ‎【解析】(1)根据质量数守恒与电荷数守恒，则有核反应方程为n＋Li→H＋He ‎(2)由动量守恒定律得mnv＝－mHv1＋mHev2‎ 由题意得v1∶v2＝7∶8 解得v1＝v v2＝v ‎(3)氚核和α粒子的动能之和为 ‎ 释放的核能为ΔE＝Ek－Ekn＝mv2－mv2＝mv2‎ 由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为Δm＝‎ ‎17. 如图所示的直角坐标系中，在直线x=‎-2l0到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向。在电场左边界上A（‎-2l0，-l0）到C（‎-2l0，0）区域内的某些位置，分布着电荷量+q。质量为m的粒子。从某时刻起A点到C点间的粒子，依次以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场。若从A点射入的粒子，恰好从y轴上的A′（0，l0）沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图所示。不计粒子的重力及它们间的相互作用。‎ ‎(1)求匀强电场的电场强度E；‎ ‎(2)若带电粒子通过电场后都能沿x轴正方向运动，请推测带电粒子在AC间的初始位置到C点的距离。‎ ‎(3)若以直线x=‎2l0上的某点为圆心的圆形区域内，分布着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，使沿x轴正方向射出电场的粒子，经磁场偏转后，都能通过直线x=‎2l0与圆形磁场边界的一个交点处，而便于被收集，求磁场区域的最小半径及相应的磁感应强度B的大小。‎ ‎【答案】(1)；(2)；；(3)；‎ ‎【解析】(1)从A点射出的粒子，由A运动到的运动时间为T，根据运动的轨迹和对称性得x轴方向 ‎ y轴方向 解得 ‎ ‎(2)设到C点距离为处射出的粒子通过电场后沿X轴正方向，粒子第一到达X轴用时，水平位移为，则 ‎ 若满足 则从电场射出时的速度方向也将沿轴正方向 解得 ，‎ ‎(3)当n=1时，粒子射出的坐标为 当n=2时，粒子射出的坐标为 当时，沿x轴正方向射出的粒子分布在到之间，如图，到之间的距离为 则磁场的最小半径为 若使粒子经磁场偏转后汇聚于一点，粒子的运动半径与磁场圆的半径相等（如图），（轨迹圆与磁场圆相交，四边形为棱形）‎ 由 得