河北省张家口市2020学年高二物理下学期6月月考试题（含解析） 17页

河北省张家口市2020学年高二物理下学期6月月考试题（含解析） ‎ 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一个选项正确，第9~12小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。‎ ‎1.关于物理学家的历史贡献下列说法中不正确的是 A. 康普顿在研究电子对X射线的散射时，证实了光既具有能量也具有动量 B. 查德威克发现了中子，根据粒子散射实验提出了原子核式结构模型 C. 贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂的内部结构 D. 巴尔末归纳总结了一些氢原子光谱的波长规律，推动了玻尔原子量子化轨道理论的建立 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.康普顿通过研究石墨对X射线散射，说明光子不仅具有能量，而且具有动量，‎ 故A正确；‎ B.查德威克在利用粒子轰击铍（Be）原子核的实验中发现了中子，卢瑟福根据粒子散射 实验的结果提出了原子核式结构模型，故B错误；‎ C.贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂的内部结构，故C正确；‎ D.巴尔末根据氢原子光谱分析，总结了一些氢原子光谱的波长规律，玻尔根据氢原子光谱分 立的特性，引入了量子观点，从而建立了玻尔原子量子化轨道理论，故D正确。‎ ‎2.2020年1月3日，“嫦娥四号”探测器完成了人类历史上的首次月背软着陆。“嫦娥四号”的核电池利用放射性同位素衰变供电；静止的衰变为铀核 和X粒子，并放出光子。下列说法中正确是 A. 由中子转变为质子时放出X粒子 B. X是粒子，具有很强的电离能力 C. 光子是处于高能级的核向低能级跃迁时产生的 D. 的平均结合能比大，比更稳定 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 若是由中子转变为质子时放出X粒子，则新核的电荷数要比原来原子核的电荷数大，‎ 而新核的电荷数小于的电荷数，故A错误；‎ B. 衰变为铀核和X，根据质量数守恒得，X的质量数为：238-234=4，根据电荷 数守恒得：X的电荷数为：94-92=2，所以X为，即为粒子，其有很强的电离能力，‎ 故B正确；‎ C.衰变后的铀核处于激发态，光子是铀核由高能级向低能级跃迁时放出的能级，故C错误；‎ D.衰变成核和粒子后，释放核能，将原子核分解为单个的核子需要的能量更大，原 子变得更稳定，所以的比结合能比的大，比更稳定，故D错误。‎ ‎3.下列关于原子核的衰变说法正确的是 A. 是衰变 B. 10000个氡核经过1个半衰期剩余5000个氡核 C. 衰变为要经过2次衰变和4次衰变 D. 弱相互作用是引起原子核衰变的原因 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.人工核反应方程，故A错误；‎ B.半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数的原子核不适用，故B错误；‎ C.衰变为质量数减小16，电荷数减小6,由于原子核经过一次衰变，电荷数减小2，质量数减 小4，经过一次衰变后电荷数增加1，质量数不变，所以，若经历2次衰变，电荷数 变为92-2×4+2=90=86，因此经过4次衰变、2次衰变，故C错误；‎ D.根据对衰变的本质的研究可知，弱相互作用力是引起原子核衰变的原因，故D正确。‎ ‎4.波粒二象性是微观世界粒子的基本特征，以下说法正确的有 A. 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有粒子性 B. 光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的 C. 粒子的动量越小，其波动性越易观察 D. 初速度均为0的质子和电子经过相同的电压加速后，它们的德布罗意波长也相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.衍射和干涉是波特有的现象，热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，故 A错误；‎ B.‎ 光的波粒二象性是光的内在属性，即使是单个光子也有波动性，跟光子的数量和光子之间 是否有相互作用无关，故 B错误；‎ C.根据，可知粒子动量小，则频率小，波长越大，则光的波动性越显著，故C正确；‎ D.经电压加速，则有：，解得：，则动量，根 据，得，由于质子和电子的质量不同，故经过相同的电压加速后，它 们的德布罗意波长不相等，故D错误。‎ ‎5.图示为氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，受激的氢原子发出的所有光子中，频率最小的光子能量为0.66eV，则照射氢原子的单色光的光子能量为 A. 10.2‎eV B. 12.09eV C. 12.75eV D. 13.06eV ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由题知，受激的氢原子发出的所有光子中频率最小的光子能量为0.66eV，即光子从n=4到n=3，所以 基态（量子数n=1‎ ‎）的氢原子，最多跃迁到n=4能级上，则照射氢原子的单色光的光子能量为：‎ ‎-0.85ev-（-13.6ev）=12.75ev。‎ A.由上分析可知，故A错误；‎ B.由上分析可知，故B错误；‎ C.由上分析可知，故C正确；‎ D.由上分析可知，故D错误。‎ ‎6.已知钠、铂的极限波长为541nm、196nm。某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示。用该光源分别照射钠和铂金属的表面，则 A. 都能发生光电效应 B. 仅有铂能发生光电效应 C. 仅有钠能发生光电效应 D. 都不能发生光电效应 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由题图可知，该光源发出的光的波长大约在500nm到750nm之间，对比钠、铂的极限波长，可知仅有 钠能产生光电效应。‎ A.由上分析可知，故A错误；‎ B.由上分析可知，故B错误；‎ C.由上分析可知，故C正确；‎ D.由上分析可知，故D错误。‎ ‎7.下列关于扩散现象的说法不正确的是 A. 洗衣服时，洗衣粉撒入水中，发生了扩散现象 B. 扩散现象说明分子间有斥力作用 C. 利用扩散现象研究分子的运动采用了转换法 D. 在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.洗衣粉撒入水中，洗衣粉的分子渗透到水分子里面，因此是扩散现象，故A说法正确；‎ B.扩散现象是指分子能够充满整个空间的过程，它说明分子永不停息地运动，与分子之间存 在斥力无关，故B说法错误；‎ C.利用扩散现象来说明物体内部分子的热运动，采用的是转换法，故C说法正确；‎ D.扩散现象可发生在固体液体气体间，因为分子是运动的，分子间有间隙，故在真空、高温 条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素，故D正确。‎ ‎8.下列关于固体、液体和气体的说法中正确的是 A. 金属的物理性质表现出各向同性，所以金属是非晶体 B. 只有液体浸润玻璃管时才能产生毛细现象 C. 一定量的空气等容变化或等圧変化时，若吸热升高相同温度，则空气在定容下的比热容小于在定压下的比热容 D. 棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质一定呈液晶态 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.物理性质各向同性是非晶体的特性，但是常见的金属属于多晶体，多晶体表现为非晶体的 特性，故A错误；‎ B. 在玻璃试管中，不论液体是否浸润细管壁都能产生毛细现象，故B错误；‎ C. 一定量的空气等容变化或等压变化时，若吸热升高相同温度，则气体内能变化相同，等容 变化，气体不做功，△U=Q；等圧変化，温度升高，体积增大，气体对外做功，W＜0，故 ‎△U＜Q，根据Q=Cm△t可知，同一质量和升高的温度相同，吸热多的比热容大，故空气在定容下 的比热容小于在定压下的比热容，故C正确；‎ D. 棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质并不都是呈液晶态，故D错误。‎ ‎9.下列说法正确的是 A. 能量耗散和能量守恒是矛盾的 B. 热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化 C. 一定质量的理想气体放出热量，则分子平均动能一定减少 D. 自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空 产生，也不能凭空消失，但有方向性，所以能量耗散与能量守恒不矛盾，故A错误；‎ B.根据热力学第二定律得知热量不可能从低温物体传给高温物体而不引起其他变化，‎ 故B正确；‎ C.一定质量的理想气体放出热量，若同时外界对气体做功，则气体的内能不一定减小，温度 不一定降低，所以分子平均动能不一定减少，故C错误；‎ D.‎ 根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进 行，故D正确。‎ ‎10.如图所示，密闭容器内的氢气温度与外界空气的温度相同，现对该容器缓慢加热，当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时，则 A. 氢分子的平均动能增大 B. 氢分子的势能增大 C. 容器内氢气的内能增大 D. 容器内氢气的压强增大 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.温度是分子平均动能的标志，氢气的温度升高，则分子的平均动能一定增大，‎ 故A正确；‎ B.气体分子之间的距离比较大，气体分子势能忽略不计，故B错误；‎ C.因气体分子势能忽略不计，所以气体的内能由分子动能决定，温度升高，则氢气的分子动 能增大，则内能增大，故C正确；‎ D.根据理想气体的状态方程：，可知，氢气的体积不变，温度升高则压强增大，‎ 故D正确。‎ ‎11.研究光电效应的实验装置如图甲所示，在阴极K和阳极A之间加上反向电压U，使光电子在K、A之间做减速运动。用不同频率的光源照射阴极K ‎，调节滑动变阻器，当电流表示数恰好为零时，记下所加反向电压U的值和对应照射光的频率，作出反向电压U随入射光频率变化的图线如图乙所示。下列说法正确的是 A. 图乙的斜率表示 B. 该金属的截止频率为Hz C. 甲图中阳极A应接电源负极，阴极K应接电源正极 D. 断开开关S，电流表的示数为0‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据，得：，则图象的斜率，故A正确；‎ B.电压为0时的频率为截止频率，则金属的截止频率为Hz，故B错误；‎ C.电子从K到A做减速运动，则电场力由A指向K，因负电荷所受电场力方向与电场强度方 向相反，所以电场强度由K指向A，即阳极A应接电源负极，阴极K应接电源正极，‎ 故C正确；‎ D.断开开关S，电压为零，则电子不受电场力作用，则光子能到达A极，又形成了闭合回 路，所以电流表的示数不为0，故D错误。‎ ‎12.如图所示，理想变压器的原线圈与在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈相连接，副线圈与电路相连接。电路中、为定值电阻，R为特殊材料制成的电阻，只有当两端的电压大于临界电压时才能有电流流过，L为小灯泡。当线圈转动的角速度为 时，小灯泡可以间歇性发光。下列说法正确的是 A. 若将滑片P向上移动少许，小灯泡可继续间歇性发光且闪光周期一定变大 B. 若将滑片P向上移动少许，小灯泡可继续间歇性发光且发光时间一定变长 C. 若增大线圈转动的角速度，小灯泡可继续间歇性发光且闪光周期一定减小 D. 若增大线圈转动的角速度，小灯泡可继续间歇性发光且发光时间一定变长 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.将滑动头P向上移动少许，根据变压器原理可得副线圈匝数增加则输出电压增大，小灯泡 可继续间歇性发光，变压器不改变频率，所以灯泡闪亮频率不变，周期不变，则在一个周期 内有更长时间的电压是大于其临界电压的，所以发光时间一定变长；故A错误；‎ B.由A分析知，故B正确；‎ C.若增大线圈转动的角速度，则交流电的频率增大，根据可知发 电机输出电压变大，根据变压器原理可知副线圈两端电压增大，小灯泡可继续间歇性发光，‎ 但闪亮频率变大，则周期减小，则发光时间有可能增加也可能减少；故C正确；‎ D.由C分析知，故D错误。‎ 二、非选择题：共62分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。‎ ‎13.（1）如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是____（用符号表示）。‎ ‎（2）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是_______。‎ A.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 B.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 C.计算油膜面积时，只数了完整的方格数 D.求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴 ‎（3）用油膜法测出油酸分子直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要直到油滴的________。‎ A.摩尔质量 B.摩尔体积 C.质量 D.体积 ‎【答案】 (1). cadb (2). AC (3). B ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空. “油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（教师完成，记下 配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量 油膜面积→计算分子直径．所以在实验的步骤中，是“将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里 的水面上，等待形状稳定”，因此操作先后顺序排列应是cadb．‎ 第二空：根据分析则有：‎ A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则计算时所用体积数值 偏大，会导致计算结果偏大，故A正确；‎ B.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，‎ 故B错误；‎ C.计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则面积S会减小，会导致计算结果偏大，‎ 故C正确；‎ D. 求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴，由可知，纯油酸的体积将 偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D错误。‎ 第三空. 设一个油酸分子的体积为，则，由可知，要测定阿伏 加德罗常数，还需要知道油滴的摩尔体积．‎ A.由上分析可知，故A错误；‎ B.由上分析可知，故B正确；‎ C.由上分析可知，故C错误；‎ D.由上分析可知，故D错误。‎ ‎14.A、B是质量相同的同种气体，它们可视为理想气体，两部分气体的V-t图象如图所示。‎ ‎（1）A、B两部分气体都做____（填“等圧変化”、“等容变化”或“等温变化”）；‎ ‎（2）当时，___；当m3时，____；‎ ‎（3）当t=‎273℃‎时，气体的体积A比B大______m3。‎ ‎【答案】 (1). 等压变化 (2). 3:1 (3). 1:3 (4). 0.4‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空.根据理想气体的状态方程，所以当P一定时，V与T成正比，所以A、B两条直线 表示对应的压强是一定的，即A、B两部分气体都做等圧変化；‎ 第二空.根据V-t图象可知，，； 当时，‎ ‎；‎ 第三空.根据V-t图象可知，，；当m3‎ 时，则；‎ 第四空.根据V-t图象可知，，；当t=‎273℃‎时，‎ m3，m3，所以A气体的体积比 B气体的体积大（0.6-0.2）m3=‎0.4m3‎。‎ ‎15.如图所示，一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管长为L=‎80cm，玻璃管内用高h=‎12cm的水银柱封闭着长为cm的理想气体，大气压强cmHg，环境温度不变。‎ ‎（1）若把玻璃管绕底端在竖直面内缓慢顺时针旋转至与水平方向成30°，求此时管中气体的长度；‎ ‎（2）若让玻璃管和水银柱做自由落体运动，求此时管中气体的长度。（计算结果均保留1位小数）‎ ‎【答案】（1）cm；（2）cm ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设玻璃管的横截面积为S，由玻意耳定律得 其中 ‎ 解得：cm ‎（2）若玻璃管和水银柱做自由落体运动，则 假设水银柱未溢出玻璃管，由玻意耳定律得 解得：cm 由于cmcm 水银柱未溢出玻璃管，管中气体注的长度为cm ‎16.在方向垂直纸面的匀强磁场中，静止的核沿与磁场垂直的方向放出核后变成Pb的同位素粒子。已知原子核质量为209.98287u，Pb的同位素粒子的质量为205.9746u，原子核的质量为4.00260u，1u相当于931.5MeV。求：（普朗克常量Js，1eVJ，真空中光速m/s，计算结果均保留三位有效数字）‎ ‎（1）请写出核反应方程并计算该核反应释放的核能；‎ ‎（2）若释放的核能以电磁波的形式释放，求电磁波的波长；‎ ‎（3）若释放的核能全部转化为机械能，求Pb的同位素粒子和核在磁场中运动的半径之比。‎ ‎【答案】（1），MeV；（2）m；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据质量数和核电荷数守恒可知该核反应方程为 该核反应的质量亏损为 根据爱因斯坦质能方程得释放的能量为 MeV ‎（2）若释放的核能以电磁波的形式释放，光子能量为 代入数据得：‎ m ‎（3）该衰变过程遵循动量守恒定律 洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 Pb的同位素粒子和核在磁场中运动的半径之比为 ‎17.如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有两个固定卡口M和N，卡口N距缸底的高度H，卡口M距缸底的高度2H。横截面积为S、质量为的活塞下方密封有一定质量的理想气体。开始时活塞处于卡口N处静止，汽缸内气体温度为，压强为。活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦，大气压强为。现用电阻为R的电热丝缓慢加热汽缸中的气体，电热丝中的电流为I。重力加速度为g。求：‎ ‎（1）活塞开始上升时气体的温度；‎ ‎（2）活塞恰好上升到卡口M时气体的温度；‎ ‎（3）气体的温度升为的过程持续了时间t，不计电热丝由于温度升高而吸收的热量，试计算气体增加的内能。‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当活塞开始上升时，对活塞由平衡条件得 对气体由查理定律得 解得：‎ ‎（2）活塞从卡口N开始上升到恰好升高到卡口M处的过程中，气体发生等圧変化，由盖·吕萨克定律得 解得：‎ ‎（3）活塞从卡口N开始上升到恰好升高到卡口M处的过程中，气体对外界做功 气体吸收的热量为 由热力学第一定律得 解得：‎