2020-2021学年新疆昌吉教育共同体高二下学期期末质量检测物理试题 解析版

昌吉教育共同体2020－2021学年第二学期高二年级期末质量检测

物理学科试卷

考试时间：100分钟   分值：100分

一、单选题 （每小题4分，共48分，其中1至8题为单选，9至12为多选）

1．以下说法中不正确的是（　　）

A．玻尔的原子模型成功的解释了氢原子光谱    B．汤姆孙的电子衍射实验验证了德布罗意波的存在

C．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说

D．核反应堆中的隔棒是通过降低中子的速度来控制核反应速度的

2．下列说法正确的是（　　）

A．贝克勒尔发现天然放射现象，提出了原子核由质子和中子组成

B．核反应方程为衰变，方程中的X表示中子

C．一群处于能级的氢原子跃迁时最多辐射出6种频率的光子

D．原子核氡（）衰变成粒子和钋（），钋（）的比结合能小于氡（）的比结合能

3．医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为（　　）

A． B． C． D．

4．分子间存在着分子力，并且分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图像，取r趋近于无穷大时Ep为零。通过功能关系可以从此图像中得到有关分子力的信息，若仅考虑这两个分子间的作用，下述说法中正确的是（　　）

A．图中r1是分子间引力和斥力平衡的位置

B．假设将两个分子从r = r2处释放，它们将相互靠近

C．假设将两个分子从r = r1处释放，当r = r2时它们的加速度最大

D．假设将两个分子从r = r1处释放，当r = r2时它们的速度最大

5．下列说法正确的是（       ）

A．布朗运动是悬浮在液体中，固体颗粒分子的无规则运动

B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大

C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数

D．一定质量的气体，体积不变，温度越高，气体的压强就越大

6．2020年12月4日，我国自主设计建造的新一代“人造太阳”一一中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，标志着中国核聚变发展获得重大突破。关于核聚变和核能，下列说法正确的是（　　）

A．核聚变通常需要几百万开尔文以上的超高温，又称热核反应

B．太阳辐射的能量来源于核聚变，核聚变又称链式反应

C．一个氘核和一个氚核聚变的方程为：

D．核子平均质量越大，原子核越稳定

7．图甲是氢原子的部分能级图，图乙是光电效应演示装置，装置中金属锌的逸出功为3.4eV。用大量处于n=4能级的氢原子跃迁时发出的光去照射锌板，下列说法正确的的是（　　）

A．锌板不会发生光电效应    B．若发生光电效，则验电器内的金属片带负电

C．光电效应本质上是β衰变    D．从锌板打出来的光电子获得的最大初动能为9.35eV

8．下列说法正确的是（　　）

A．大气中PM2.5的运动是分子的无规则运动   B．理想气体的压强是由气体分子间斥力产生的

C．密闭在汽缸里一定质量理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少

D．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体

9．水平桌面上，一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于时，速度的大小为，此时撤去F，物体继续滑行的路程后停止运动，重力加速度大小为g，则（　　）

A．在此过程中F所做的功为       B．在此过中F的冲量大小等于

C．物体与桌面间的动摩擦因数等于  D．F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍

10．一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（    ）

A．时物块的速率为

B．时物块的动量大小为

C．时物块的动量大小为

D．时物块的速度为零

11．右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是

A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力

C．当r等于r2时，分子间的作用力为零

D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功

12．一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示，则（　　）

A．0~8s时间内水平拉力的冲量大小为零   B．0~6s时间内合外力的冲量大小为 4N·s

C．t=4s时物体的动量大小为4kg·m/s    D．0~8s时间内物体克服摩擦力所做的功30J

二、实验题（每空2分，共16分）

13．在暗室中用图示装置做“测定重力加速度”的实验实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪．具体实验步骤如下：

①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴的落下.

②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴.

③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度.

④采集数据进行处理.

（1）实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是：                              ．

（2）实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，某同学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的距离如图，根据数据测得当地重力加速度g =       m/s2；第8个水滴此时的速度v8=       m/s（结果都保留三位有效数字）.

（3）该实验存在的系统误差可能有（答出一条即可）：                             ．

14．（1）在“用单分子油膜法估测分子大小”实验中，在蒸发皿内盛一定量的水，正确操作的是______

A．在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定

B．先滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，再在水面上先撒上痱子粉

（2）实验中，104 mL油酸酒精溶液中有纯油酸6 mL．用注射器测得1 mL上述溶液中有50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的面积为4×10－4m2．

①油膜的面积____ m2；

②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____mL；

③根据①、②数据，估算出油酸分子的直径约_____m．

（①、③问保留一位有效数字，②问保留两位有效数字）

三、解答题 (共36分）

15．（8分）如图所示，一个开口向下内壁光滑的气缸竖直吊在天花板上。厚度不计的活塞横截面积，质量，活塞距汽缸底部，距缸口。气缸内封闭一定质量的理想气体。已知环境的温度为，大气压强，取，气缸与活塞导热性能良好。升高环境温度使活塞缓慢下降到缸口。

（1）求此时环境温度；

（2）在此过程中气体从外界吸收的热量，求气体内能的增加量。

16．（9分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。求：

（1）气体在状态A时的热力学温度多少？

（2）该气体在状态B、C时的温度分别为多少？

（3）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？

17．（8分）道路千万条，安全第一条。行车不规范，亲人两行泪。近日，成新蒲快速路上某酒驾人员驾乘汽车A以的速度向右做匀速直线运动，同时后方相距处正以的速度同向运动的警车B开始做的匀加速直线运动，从此时开始计时，求：

（1）B追上A之前，A，B之间的最远距离是多少？

（2）经多长时间，警车B才能追上A车？

18．(11分) 如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为v0的子弹击中，子弹嵌在其中，已知物体A的质量是3m，B的质量是4m，子弹的质量是m。求：

(1) A物体获得的最大速度；

(2)弹簧压缩量最大时B物体的速度；

(3)弹簧压缩量最大时弹性势能是多少。

参考答案

1．D

【详解】

A．玻尔的原子模型成功的解释了氢原子光谱，A正确，不符合题意；

B．汤姆孙的电子衍射实验验证了德布罗意波的存在，B正确，不符合题意；

C．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，C正确，不符合题意；

D．核反应堆中的隔棒是通过吸收部分中子来控制核反应速度的，D错误，符合题意

故选D。

2．C

【详解】

A．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究揭示了原子核具有复杂的结构，但没能发现原子核由质子和中子组成，A错误；

B．核反应方程，根据在核反应中质量数和电荷数守恒，X为 ，属于人工转变， B错误；

C．一群处于能级的氢原子跃迁时，根据

最多辐射出6种频率的光子，C正确；

D．是氡的衰变产物，不稳定的原子核衰变生成较稳定的原子核，故的比结合能大于的比结合能，D错误。

故选C。

3．C

【详解】

由图可知从到恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为

故选C。

4．D

【详解】

A．由图可知，两个分子在处的分子势能最小，此处为分子之间的平衡位置，故A错误；

B．当分子间距离等于平衡距离时，分子作用力为零，分子势能最小，所以假设将两个分子从处释放，它们静止不动，故B错误；

C．由于，可知在之间分子作用力表现为斥力，随着分子之间的距离增大到r2时，合力减小，则加速度减小；当分子之间的距离大于r2时，分子之间的作用力表现为引力，随距离的增大，引力先增大后减小，所以加速度也先增大后减小，整个过程中，加速度最大的位置不在处，故C错误；

D．分子在之间分子作用力表现为斥力，从分子力做正功，分子的速度增大，当分子之间的距离大于r2时，分子之间的作用力表现为引力，随距离的增大，分子力做负功，分子的速度减小，所以当时，分子的速度最大，故D正确。

故选 D。

5．D

【详解】

A．布朗运动是悬浮在液体中，固体颗粒的无规则运动，不是分子的运动，所以A错误；

B．气体从外界吸收热量，并且对外界做功，根据热力学第一定律

则气体的内能不一定增大，所以B错误；

C．知道某物质的摩尔质量和分子质量可求出阿伏加德罗常数，所以C错误；

D．一定质量的气体，体积不变，温度越高，则气体的平均动能越大，单位时间内撞击气壁的分子数越多，冲量越大，所以气体的压强就越大，则D正确；

故选D。

6．A

【详解】

A．当物质的温度达到几百万开尔文时，剧烈的热运动使得一部分原子核具有足够的动能，可以克服库仑斥力，接近到而发生聚变，因此，核聚变又叫热核反应，A正确；．

B．太阳辐射的能量来源于核聚变，而链式反应发生在核裂变中，B错误；

C．一个氘核和一个氚核聚变的方程为

C错误；

D．原子核中核子平均质量越小，原子核越稳定，D错误。

故选A。

7．D

【详解】

AD．大量处于n=4能级的氢原子跃迁时发出的光的最大能量是由4到1的跃迁，能量为(-0.85eV)-(-13.6eV)=12.75eV，则照射锌板时能发生光电效应，且打出来的光电子获得的最大初动能为12.75eV-3.4eV=9.35eV，选项A错误，D正确；

B．若发生光电效，则锌板由于缺少电子而带正电，则验电器内的金属片带正电，选项B错误；

C．β衰变是原子核内的中子转化为质子时放出的电子，而光电效应打出的电子来自原子核外，则光电效应与β衰变的本质不同，选项C错误。

故选D。

8．C

【详解】

A．大气中的PM2.5的运动是悬浮在气体中的固体颗粒的无规则运动，这些固体颗粒是由大量的分子组成的，所以PM2.5的运动不是分子的无规则运动，故A错误；

B．气体的压强是大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生，与分子斥力无关。故B错误；

C．密闭在气缸里的一定质量理想气体发生等压膨胀时，根据理想气体的状态方程可知，气体的温度一定升高，气体分子的平均动能增大，则每一次对器壁的平均撞击力增大，而气体的压强不变，所以单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少，故C正确；

D．根据热力学第二定律可知，热量能够自发从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体，如电冰箱，故D错误；

故选C。

9．BC

【详解】

CD．外力撤去前，由牛顿第二定律可知

①

由速度位移公式有

②

外力撤去后，由牛顿第二定律可知

③

由速度位移公式有

  ④

由①②③④可得，水平恒力

动摩擦因数

滑动摩擦力

可知F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的3倍，

故C正确，D错误；

A．在此过程中，外力F做功为

故A错误；

B．由平均速度公式可知，外力F作用时间

在此过程中，F的冲量大小是

故B正确。

故选BC。

10．AB

【详解】

A．前两秒，根据牛顿第二定律

则0-2s的速度规律为：

v=at；

t=1s时，速率为1m/s，A正确；

B．t=2s时，速率为2m/s，则动量为

P=mv=4kg•m/s

B正确；

CD．2-4s，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律，a=-0.5m/s2，所以3s时的速度为1.5m/s，动量为3kg•m/s，4s时速度为1m/s，CD错误；

11．BC

【详解】

因为当分子间相互作用力为零时，分子势能最小，从图中可得分子势能最小时，分子间的距离为r2，故当r等于r2时分子间作用力为零，故C正确；当r小于r1时，随着距离的减小，分子势能增大，即减小分子间距离分子力做负功，所以表现为斥力，B正确；当r大于r1时，当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，故从当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功，大于r2时分子力为引力，故AD错误；

【点睛】

正确理解分子力、分子势能与分子之间距离的变化关系，注意分子力与分子势能变化的一个临界点为r= r2，注意将分子力与分子之间距离和分子势能与分子之间距离的图象比较进行学习

12．BCD

【详解】

A、由图象知，力F的方向恒定，故力F在0～8s内的冲量I=F1t1+F2t2+F3t3=3×4+2×2+0×2N•s=16N•s；方向向右，故A错误．B、由4~6s物体匀速直线运动可知，则0~6s的，故B正确．C、因0~4s的，根据动量定理可知动量变化为4N·s，而初动量为零，则4s末的动量为4kg.m/s，故C正确．D、由图象的面积代表位移，可求得0~8s的位移为，根据功的定义式可得，故D正确．故选BCD．

【点睛】

此题考查了学生对图象问题的分析能力，能从图象中得出相关的信息，然后结合动能定理和动量定理的计算公式进行计算求解，是高考的热点考题．

13．（1）频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率 （2） 9.72 ;2.27

（3）存在空气阻力

【详解】

（1）频闪仪频率等于水滴滴落的频率

（2）根据逐差法可得，求出；根据中间时刻的瞬时速度等于平均速度求出

（3）存在空气阻力

14．A    2×10－2    1．2×10－5    6×10－10   

【详解】

试题分析：（1）正确操作的是在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，故选A．

（2）①数轮廓包围方格约58个．则油酸膜的面积S=58×4×10-4m2=2×10-2 m2．

②每滴溶液中含纯油酸的体积．

③油酸分子直径为：

考点：用单分子油膜法估测分子大小

【名师点睛】

本题考查了油膜法测分子直径的实验数据处理，难度不大，是一道基础题；解题时要注意各物理量的单位．

15．（1）；（2）

【详解】

（1）气体发生等压变化则

所以

（2）由活塞受力平衡得

气体对外做功满足

由热力学第一定律得

16．（1）300K（2）100K、300K；（3）吸热，200J

【详解】

（1）气体在状态A时的热力学温度

TA=273+tA=300K

（2）由图像可知：A→B等容变化，由查理定律得

代入数据得

 B→C等压变化，由盖吕萨克定律得

代入数据得

（3）从A到C温度不变，则内能不变∆U=0气体体积变大，对外做功，由热力学第一定律得， A→C的过程中是吸热，吸收的热量等于对外做功

即吸热200J。

17．(1)25m；(2)6s

【详解】

(1)两车速度相等时，相距最远，则由

可得

A、B之间的最远距离是

(2)设经过时间t追上，则通过的位移关系为

即

则

18．(1) (2) (3)

【解析】

【详解】

(1)子弹刚射入物体A时，A具有最大速度，由动量守恒定律得：，

解得：；

(2)以子弹、A、B以及弹簧组成的系统作为研究对象，整个作用过程系统动量守恒，弹簧压缩量最大时，它们的速度相等，由动量守恒定律得：，

解得：；

(3)弹簧压缩量最大时，由能量守恒定律得：，

解得：弹簧压缩量最大时弹性势能。