【物理】山东省青岛市胶州市2019-2020学年高二下学期期中考试学业水平检测试题（解析版） 15页

胶州市2019—2020学年度第二学期期中学业水平检测 高二物理 一、单项选择题 ‎1.如图所示是显微镜下观察水中一个小炭粒的“运动轨迹”，以小炭粒在A点开始计时，图中的A、B、C、D、E、F、G…各点是每隔20s小炭粒所在的位置，用折线连接这些点，就得到了图中小炭粒的“运动轨迹”，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 图中记录的是炭粒分子无规则运动的情况 B. 小炭粒的运动说明了水分子的无规则运动 C. 在第30s末，小炭粒一定位于B、C连线的中点 D. 由实验可知，小炭粒越大，布朗运动越显著 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．根据题意，每隔20s把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，所以布朗运动图象反映每隔20s固体微粒的位置，而不是运动轨迹，只是按时间间隔依次记录位置的连线；由于微粒的运动是无规则的，所以在30s末时的位置小炭粒不一定位于C、D连线的中点，由图线的杂乱无章得到固体小颗粒运动的杂乱无章，反映了液体分子热运动的无规则运动，故AC错误；B正确；‎ D．悬浮小炭粒越小，同一时刻受到液体分子撞击的冲力越不平衡，布朗运动越显著。反之，悬浮小炭粒越大，布朗运动越不明显，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.下列说法中正确的是（　　）‎ A. 压缩气体也需要用力，这表明气体分子间存在着斥力 B. 若分子势能增大，则分子间距离减小 C. 分子间的距离增大时，分子间相互作用的引力和斥力都减小 D. 自然界中热现象的自发过程不一定沿分子热运动无序性增大的方向进行 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．压缩气体也需要用力是为了克服气体内外的压强的差。不能表明气体分子间存在着斥力。故A错误；‎ B．当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小，斥力做负功分子势能增大，当分子表现为引力时，分子力随距离增加先增大后减小，间距减小，引力做正功，分子势能减小，故B错误；‎ C．分子间同时存在引力和斥力，都随着距离的增加而减小，随着距离的减小而增加，故C正确；‎ D．热力学第二定律的内容可以表述为：一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场和电容器中的电场如图所示，则此时刻（　　）‎ A. 电容器正在充电 B. 振荡电流正在增大 C. 线圈中的磁场正减弱 D. 磁场能正在向电场能转化 ‎【答案】B ‎【解析】A．分析线圈中的磁场方向，根据安培定则可知，电流从向上向下流过线圈，分析电容器场强方向可知，上极板带正电，则电容器在放电，故A错误； B．根据电磁振荡规律可知，电容器放电，振荡电流正在增大，故B正确； CD．电容器放电，电场能向磁场能转化，磁场逐渐增强，故CD错误。 故选B。‎ ‎4.下列说法正确的是（　　）‎ A. 在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的表面张力有关 B. 在完全失重的情况下气体对器壁不再产生压强 C. 把一枚针轻放在水面上，它会静止浮在水面，这是由于针的重力与表面张力平衡 D. 晶体的物理性质表现为各向异性，非晶体的物理性质表现为各向同性 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，浸润液体一般会上升，不浸润的液体会下降，也就是说与液体的种类和毛细管的材质有关，浸润与不浸润现象取决于分子力作用，即与液体的表面张力有关，故A正确；‎ B．气体的压强是分子持续撞击器壁产生的，在完全失重的情况下，气体对器壁的压强不为零，故B错误；‎ C．针能静止浮在水面上，是由于水面分子间的作用力较大，形成了液体的表面张力的原因，故针的重力与液体表面提供的支持力平衡，故C错误；‎ D．根据多晶体与单晶体的特点可知，单晶体的某些物理性质表现为各向异性，多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性。故D错误。‎ 故选A。‎ ‎5.2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm（1 nm=10–‎9 m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.6×10–34 J·s，真空光速c=3×‎108 m/s）‎ A. 10–21 J B. 10–18 J C. 10–15 J D. 10–12 J ‎【答案】B ‎【解析】一个处于极紫外波段的光子的能量约为，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同，故选B．‎ ‎【名师点睛】根据题意可知光子的能量足以电离一个分子，因此该光子的能量应比该分子的电离能大，同时又不能把分子打碎，因此两者能量具有相同的数量级，不能大太多．‎ ‎6.一列简谐横波沿x轴负方向传播，图a是t＝1 s时的波形图，图b是某振动质点的位移随时间变化的图像，则图b可能是图a中哪个质点的振动图像（　　）‎ A. x=‎1m处的质点 B. x=‎2m处的质点 C. x=‎3m处的质点 D. x=‎4m处的质点 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】图b上t=1s时质点经平衡位置向下。图a上，t=1s时刻，只有x=0处质点、x=‎2m处质点、x=‎4m处质点、x=‎6m处质点、x=‎8m处质点经过平衡位置。简谐横波沿x轴负方向传播，根据波形平移法可知，x=‎2m处和x=‎6m处质点经平衡位置向下，与图b中t=1s时刻质点的状态相同，故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎7.1905年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理学奖，下列关于光电效应的说法正确的是（　　）‎ A. 只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应 B. 电子脱离某种金属所做的功叫这种金属的逸出功，其与入射光的频率和强度无关 C. 用不同频率的光照射同种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能都相同 D. 发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，单位时间内射出的光电子数将减少 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．要有光电子逸出，则光电子的最大初动能，即只有入射光的频率大于金属的极限频率，即波长小于极限波长时，才会有光电子逸出，故A错误； B．逸出功就是使电子脱离金属所做功的最小值，金属的逸出功是金属的固有属性，与入射光的频率和强度无关，故B错误； C．根据爱因斯坦光电效应方程 可知光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，不同频率的光照射发生光电效应时，逸出的光电子的最大初动能不同，故C错误；‎ D．发生光电效应时，对于一定频率的光，减弱入射光的强度，则单位时间内入射的光子的数目越少，所以单位时间内发出光电子的数目越少，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎8.氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（　　）‎ A. 真空中，光a的波长大于光b的波长 B. 氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时可能会辐射出紫外线 C. 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线 D. 用可见光a照射处于n=2能级的氢原子，其一定跃迁到n=4能级 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出的光子能量大于从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出的光子能量，故a光的频率大于b光的频率，则有在真空中，a光的波长小于b光的波长，故A错误；‎ B．氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时，光子能量小于从n=4的能级向n=2的能级跃迁时的光子能量，知光子频率小于可见光的光子频率，不可能是紫外线，是红外线。故B错误；‎ C．γ射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才产生的，故C错误；‎ D．n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a，故用可见光a照射处于n=2能级的氢原子，其一定跃迁到n=4能级，故D正确。‎ 故选D。‎ 二、多项选择题 ‎9.如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系），则下列说法正确的是（　　）‎ A. 此单摆的固有周期约为2s B. 此单摆的摆长约为‎2m C. 若摆长变小，共振曲线的峰将右移 D. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图可知该单摆的周期为 故A正确；‎ B．由单摆周期公式 得 代入数据解得 故B错误；‎ C．由单摆周期公式可知摆长减小，则单摆周期减小，故固有频率增大，共振曲线向右移动，故C正确；‎ D．由单摆周期公式可知摆长增大，则单摆周期增大，故固有频率减小，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎10.如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为cm，则下列说法正确的是（　　）‎ A. MN间距离为‎6cm ‎B. 振子的运动周期是0.4s C. t=0时，振子位于N点 D. t=4.3s时，振子具有最大速度 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．MN间距离为 故A错误；‎ B．因，可知振子的运动周期是 故B正确；‎ C．由cm可知时，，即振子位于M点，故C错误；‎ D．由cm可知时，，此时振子在点，振子加速度为零，速度最大，故D正确。故选BD。‎ ‎11.如图所示分别是a光、b光各自通过同一双缝干涉仪器形成的图样（黑色部分表示亮纹），则下列说法正确的是（　　）‎ A. 在同一均匀介质中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B. 两种光通过同一狭缝时，a光产生的中央亮条纹的宽度比b光的大 C. 光由同一介质射入空气，发生全反射时，a光的临界角比b光大 D. a光和b光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据 得 光的条纹间距较大，则光的波长较大，折射率较小，根据得，光在均匀介质中的速度较大，故A错误；‎ B．波长越长波越容易发生明显的衍射现象，故a光比b光更容易发生明显的衍射现象，则a光、b光通过同一狭缝发生衍射时，a光的中央亮纹更宽，故B正确；‎ C．光的折射率较小，根据 可得光从某一介质射向空气全反射的临界角较大，故C正确；‎ D．a光和b光由玻璃棱镜进入空气后，频率都不变，故D错误。故选BC。‎ ‎12.气闸舱是载人航天航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置；其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员由太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　）‎ A. 气体并没有对外做功，气体内能不变 B. 气体体积膨胀，对外做功，内能减小 C. 气体体积增大，压强减小，温度减小 D. 气体分子单位时间内对座舱A舱壁单位面积的碰撞次数将减少 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．气体自由扩散，没有对外做功，又因为整个系统与外界没有热交换，根据 可知内能不变，气体的温度也不变。故A正确，BC错误； D．因为内能不变，故温度不变，平均动能不变，因为气闸舱B内为真空，根据玻意耳定律可知 可知扩散后压强p减小，体积V增大，所以气体密集程度减小，根据气体压强的微观意义可知气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，故D正确。故选AD。‎ 三、非选择题 ‎13.(1)用油膜法估测分子的大小时有如下步骤：‎ A．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形态用彩笔画在玻璃板上；‎ B．将油酸和酒精按一定比例配制好；把酒精油酸溶液一滴一滴的滴入量筒中，当体积达到1mL时记下滴入的滴数，算出每滴液滴的体积；把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直至薄膜形态稳定；‎ C．向浅盘中倒入约‎2cm深的水，向浅盘中的水面均匀地撤入石膏粉（或痱子粉）；‎ D．把玻璃板放在方格纸上，数出薄膜所占面积；‎ E．计算出油膜的厚度；‎ 把以上各步骤按合理顺序排列如下：____________；‎ ‎(2)若油酸酒精溶液的浓度为每104ml溶液中有纯油酸4mL，用注射器测得1mL上述溶液有液滴50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，最后油酸膜的形状和尺寸如图所示，坐标中正方形小方格的边长为‎1cm，按以上数据可知每一液油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__________m3；估算出油酸分子的直径是__________m。（本题结果均保留1位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). CBADE (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液例测定一滴酒精油酸溶液的体积（前期准备工作）准备浅水盘滴入酒精油酸溶液，形成油膜描绘油膜边缘测量油膜面积计算分子直径，故实验步骤为CBADE。‎ ‎(2)[2][3]油酸膜的面积是 每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 油酸分子的直径约为油膜的厚度 ‎14.某实验小组在实验室中用如图甲所示的装置完成“用单摆测定重力加速度”的实验。‎ ‎(1)下表是该实验小组记录的3组实验数据，并做了部分计算处理。‎ 组次 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 摆长L/cm ‎80.00‎ ‎90.00‎ ‎100.00‎ ‎50次全振动所用的时间t/s ‎90.0‎ ‎95.5‎ ‎100.5‎ 振动周期T/s ‎1.80‎ ‎1.91‎ 重力加速度g/（m·s-2）‎ ‎9.74‎ ‎9.73‎ 请计算出第3组实验中的T=________s，g=___________；（保留三位有效数字）‎ ‎(2)若实验测出的加速度与真实值相比偏大，则可能的原因是____________（至少写出一条）；‎ ‎(3)某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图乙所示。由于家里只有一根量程为‎40cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为l1和l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2，由此可得重力加速度g=__________（用l1、l2、T1、T2表示）。‎ ‎【答案】 (1). 2.01 (2). 9.76 (3). 计算摆线时加入了小球直径使摆长测量值偏大或者记录全振动次数时多记录一次使周期偏小 (4). ‎ ‎【解析】 (1)[1][2]由表中实验数据可知，第三组实验中，周期 代入数据有 ‎(2)[3]根据重力加速度的表达式 可知，计算摆线时加入了小球直径使摆长测量值偏大或者记录全振动次数时多记录一次使周期偏小，这都可能使实验测出的加速度与真实值相比偏大。‎ ‎(3)[4]设点到铁锁重心的距离为。根据单摆的周期公式 得 ‎，‎ 联立以上两式解得重力加速度 ‎15.一列简谐横波沿x轴负方向传播，频率为10Hz，某时刻的波形如图所示，介质中质点A的平衡位置在x1＝‎7.5cm处，质点B的平衡位置在x2＝‎16cm处，从图示对应的时刻算起，求：‎ ‎(1)波传播速度；‎ ‎(2)质点A、B到达平衡位置的时间差。‎ ‎【答案】(1)‎2m/s；(2)‎ ‎【解析】 (1)由图像可知波长 λ=‎20cm=‎‎0.2m 可得 v=λf=‎2m/s ‎(2)简谐横波沿x轴负方向传播，设A、B第一次到达平衡位置的时间为tA，tB，则有 ‎=1.25×10-2s ‎=2×10-2s 得 s ‎16.某些建筑材料可产生放射性气体——氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康。原来静止的氡核（）发生一次α衰变生成新核钋（），并放出一个能量为E0=0.039MeV的光子。已知放出的α粒子动能为Eα=5.45MeV；忽略放出光子的动能，但考虑其能量；1u=931.5MeV。‎ ‎(1)写出衰变的核反应方程；‎ ‎(2)衰变过程中总的质量亏损为多少？（结果用u表示）‎ ‎【答案】(1)；(2)0.006u ‎【解析】 (1)根据电荷数守恒和质量数守恒，衰变方程为 ‎(2)衰变过程动量守恒，忽略放出光子的动能及动量，则 释放出新核的动能 α粒子动能 故有 可得释放出的总能量 代入数据解得衰变过程中的质量亏损为 ‎17.如图，某玻璃砖的截面由半圆和正三角形ABC组成，半圆的直径为d，一束单色光a从AB边的中点P垂直于BC射入玻璃砖中，结果折射光线刚好通过半圆的圆心O ‎。另一束同种色光b的方向与光线a方向相同，从AB边上的D点（图中未画出）折射进入玻璃砖后从圆的最底部Q射出，两束光线射出玻璃砖后相交于E点（图中未画出），光在真空中的传播速度为c，求：‎ ‎(1)光线a在玻璃砖中传播的时间；‎ ‎(2)DP间的长度；‎ ‎(3)OE间的长度。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】 (1)如图 由几何关系可知，a光在AB面上的入射角为60°，折射角为30°，根据折射率公式有 由几何关系可知，a光在玻璃砖中传播的路程 光在玻璃砖中传播的时间 ‎(2)由几何关系可知 求得 ‎(3)由几何关系Q点入射角为30°，根据折射率公式有 解得Q点出射角 可得 ‎18.如图甲，用细管连接的两个完全相同的竖直气缸a、b内装有理想气体，气缸长均为L，将两气缸隔开的薄活塞的质量为m、横截面积为S，此时活塞恰好没有与气缸a底部接触（图甲中所示位置）。现将气缸缓慢转动至图乙位置，转动后重新平衡时活塞在气缸a中向下移动的距离为。重力加速度大小为g，整个装置均由导热性能良好的材料制成，活塞可在气缸a内无摩擦地滑动，不计活塞的厚度以及连接两气缸的细管容积，转动过程中气体的温度恒为T0。‎ ‎(1)求转动前气缸a中气体的压强pa；‎ ‎(2)若转动时环境温度同时改变，使得再次平衡时活塞恰好位于气缸a的正中间位置，则此时温度为多少？‎ ‎(3)请计算判断转动后能否通过改变环境的温度，使得再次平衡时活塞回到气缸a与细管连接处且恰未接触。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)不能实现 ‎【解析】 (1)图甲状态下对活塞分析 图乙状态下对活塞分析 从图甲状态到图乙状态，由玻意耳定律可得，对a气缸内气体 对b气缸内气体 联立方程解得 ‎(2)由气体状态方程可得，对a气缸内气体 对b气缸内气体 联立方程解得 ‎(3)若从图甲状态到最终状态，两气缸体积没有变化，根据查理定律可得，对a气缸内气体 对b气缸内气体 解得 因此该过程不能实现。‎