2020-2021学年福建省莆田市某校下学期高二期中考试_（物理）试卷

这是一份2020-2021学年福建省莆田市某校下学期高二期中考试_（物理）试卷，共6页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。


1. 关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A.气体压强是由气体重力产生的
B.布朗运动就是液体分子的运动
C.气体吸收热量，内能一定增加
D.自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性

2. 对一定质量的理想气体，用p、V、T分别表示气体的压强、体积和温度，则有（ ）
A.若T不变，p增大，则分子热运动的平均动能增大
B.若p不变，V增大，则分子热运动的平均动能减小
C.若p不变，T增大，则单位体积中的分子数减少
D.若V不变，p减小，则单位体积中的分子数减少

3. 下列关于动量的说法中，正确的是（ ）
A.质量大的物体动量一定大
B.速度大的物体动量一定大
C.两物体动能相等，动量不一定相等
D.两物体动能相等，动量一定相等

4. 放在光滑水平面上的A、B两小车中间夹了一压缩轻质弹簧，用两手分别控制小车处于静止状态，已知A的质量大于B的质量，下面说法中不正确的是（ ）

A.两手同时放开后，两车的总动量为零
B.先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右
C.先放开左手，后放开右手，两车的总动量向右
D.两手同时放开，A车的速度小于B车的速度

5. A、B两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，A球的动量是8kg⋅m/s，B球的动量是5kg⋅m/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（ ）
A.pA=7kg⋅m/s，pB=6kg⋅m/s
B.pA=6kg⋅m/s，pB=7kg⋅m/s
C.pA=−2kg⋅m/s，pB=14kg⋅m/s
D.pA=3kg⋅m/s，pB=10kg⋅m/s

6. 水平推力F1和F2分别作用于水平面上的同一物体，分别作用一段时间后撤去，使物体都从静止开始运动到最后停下，如果物体在两种情况下的总位移相等，且F1>F2，则（ ）
A.F2的冲量大B.F1的冲量大
C.F1和F2的冲量相等D.无法比较F1和F2的冲量大小

7. ​90234Th原子核静止在匀强磁场中，某一时刻发生衰变，产生如图所示的1和2两个圆轨迹，由此可以判断（ ）

A.发生的是α衰变
B.衰变后新核的运动方向向右
C.轨迹1是衰变后新核的轨迹
D.两圆轨迹半径之比为R1:R2=90:1

8. 电荷之间的引力会产生势能．取两电荷相距无穷远时的引力势能为零，一个类氢原子核带电荷为+q，核外电子带电量大小为e，其引力势能E=−kqer，式中k为静电力常量，r为电子绕原子核圆周运动的半径（此处我们认为核外只有一个电子做圆周运动）．根据玻尔理论，原子向外辐射光子后，电子的轨道半径从r1减小到r2，普朗克常量为h，原子释放的光子的频率ν为（ ）
A.ν=kqeh(1r2−1r1)B.ν=kqe3h(1r2−1r1)
C.ν=kqe3h(1r1−1r2)D.ν=kqe2h(1r2−1r1)
二、多选题

根据热力学规律和分子运动理论，下列说法正确的是（ ）
A.悬浮在液体中微粒的无规则运动是分子运动
B.热量可以从低温物体传到高温物体而不引起其他变化
C.20​∘C的氢气和氧气，其氢分子和氧分子的平均动能相同
D.甲分子从相距很远的位置向着固定的乙分子运动，直到不能再运动时，分子力对甲分子先做正功再做负功

如图，在光滑水平面上有一质量为的m物体，在与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下运动，则在时间t内（ ）

A.重力的冲量为0B.拉力F的冲量为Ft
C.拉力F的冲量为Ftcsθ D.物体动量的变化量等于Ftcsθ

下列说法中正确的是（ ）
A.​92238U衰变为​86222Rn要经过4次α衰变和2次β衰变
B.​92235U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，其半衰期可能会变短
C.发生光电效应时，若入射光频率确定，则光的强度越大，形成的饱和光电流越大
D.已知氢原子的基态能量E1＝−13.6eV，一个处于基态的氢原子吸收了一个14eV的光子后被电离

下列说法正确的是（ ）
A.相同频率的光照射到不同的金属上，逸出功越大，出射的光电子最大初动能越小
B.钍核​90234Th，衰变成镤核​91234Pa，放出一个中子，并伴随着放出γ光子
C.根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子运动的加速度减小
D.比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢靠，原子核越稳定
三、填空题

油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL，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．

（1）若每一小方格的边长为25mm，则油酸薄膜的面积约为________m2；

（2）第一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为________m3；

（3）由以上数据，估算出油酸分子的直径________m．

某考古队发现一古生物骸骨，考古专家根据骸骨中的​614C的含量推断该生物死亡的年代．已知此骸骨中的​614C的含量为活着的生物体中的​614C的14，​614C的半衰期为5730年，该生物死亡时距今约________年．

玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图所示，当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出频率为________Hz的光子．用该频率的光照射逸出功为2.25eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为________eV．（电子电荷量e＝1.60×10−19C，普朗克常量h＝6.63×10−34J⋅s）

四、解答题

一个质量60kg的男孩从高处跳下，以5m/s的速度竖直落地．男孩落地时曲膝，用了0.1s停下来，求落地时受到的平均作用力？

平直的轨道上有一节车厢，车顶与另一平板车表面的高度差为1.8m．车厢以某一初速度v0做匀速运动，某一时刻正好与质量为车厢质量一半的平板车挂接，车厢顶上边缘处的一小球以速度向前抛出，如图所示，落到平板车上距车厢2.4m处，不计空气阻力，并设平板车原来是静止的．（g取10m/s2）试求：v0为多少？


如图所示，一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分足够深）．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L=21cm的气柱，气体的温度为t1=7​∘C，外界大气压取p0=1.0×105Pa（相当于75cm高的汞柱的压强）．

（1）若在活塞上放一个质量为m=0.1kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？(g=10m/s2)

（2）若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2=77​∘C，此时气柱为多长？

（3）若在（2）过程中，气体吸收的热量为10J，则气体的内能增加多少？
参考答案与试题解析
2020-2021学年福建省莆田市某校下学期高二期中考试 (物理)试卷
一、选择题
1.
【答案】
D
【考点】
布朗运动
热力学第二定律
温度、气体压强和内能
【解析】
气体压强是由气体分子对器壁的正极产生的，布朗运动就是固体颗粒的运动，改变内能的方式有做功和热传递．
【解答】
解：A．气体压强是由气体分子对器壁的撞击产生的，故A错误；
B．布朗运动就是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的运动，故B错误；
C．改变内能的方式有做功和热传递，气体吸收热量，内能不一定增加，故C错误；
D．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故D正确．
故选：D．
2.
【答案】
C
【考点】
理想气体的状态方程
气体压强的微观意义
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．分子平均动能只与温度有关，故A错误；
B．若p不变，V增大，则T升高，分子平均动能增大，故B错误；
C．若p不变，T增大，则V增大，则单位体积中的分子数减小，故C正确；
D．若V不变，单位体积内的分子数不变，故D错误．
故选C．
3.
【答案】
C
【考点】
动量
动能
【解析】
根据动量的定义式与动量和动能的关系分析答题．
【解答】
解：物体的动量等于质量与其速度的乘积，p=mv；
A．质量m大，如果速度较小，则动量不一定大，故A错误；
B．如果速度v大而质量m很小，则动量不一定大，故B错误；
CD．p=2mEk，如果物体动能Ek相同而质量不同，则物体动量p不同，另外，动量是矢量，动能是标量，两物体动能相等，即使动量大小可能相等，但动量的方向可能不同，动量不一定相等，故C正确，D错误．
故选：C．
4.
【答案】
C
【考点】
动量
动量守恒定律的综合应用
【解析】
动量守恒的条件是：系统所受的合外力为零．通过分析系统所受的外力情况，判断动量是否守恒．
若先放开右边的B车，后放开左边的A车，放开A车时，B车已经有向右的速度，系统的初动量不为零，两车的总动量向右．
在两手同时放开后，水平方向无外力作用，只有弹簧的弹力（内力），故动量守恒，动量是矢量，有大小和方向．
【解答】
解：A．两手同时放开之后的过程中，水平方向无外力作用，竖直方向上水平面的支持力和重力相平衡，所以系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，两车的总动量为零，故A正确；
B．若先放开右手，后放开左手，在放开A车时，B车已经有向右的速度，系统的初动量不为零，放开左手后，系统的总动量守恒，所以两车的总动量向右，故B正确；
C．先放开左手，后放开右手，A车已经有向左的速度，后放开右手，此后两车的总动量向左，故C错误；
D．两手同时放开之后的过程中，系统的动量守恒，即有mAvA＝mBvB，已知mA>mB，所以vA本题选错误的，故选C．
5.
【答案】
B
【考点】
动量守恒定律的综合应用
能量守恒定律的应用
【解析】
两个物体组成系统动量守恒和机械能守恒，根据选项，利用动量守恒定律和机械能守恒列方程分析求解即可。
【解答】
解：设两球的质量均为m，当A球追上B球时发生碰撞，遵守动量守恒，
碰撞前总动量为：p=pA+pB=8+5kg⋅m/s=13kg⋅m/s，
碰撞前总动能为：Ek=pA22m+pB22m=822m+522m=892m．
A．碰撞后，总动量为p′=pA′+pB′=7+6kg⋅m/s=13kg⋅m/s，符合动量守恒定律，
碰撞后总动能为Ek′=722m+622m=852m由于两球的质量相等，碰撞后A的动量较大，速度较大，两者又同向运动，不符合实际运动情况，A不符合题意．
B．碰撞后，总动量为p′=pA′+pB′=6+7kg⋅m/s=13kg⋅m/s，符合动量守恒定律，
碰撞后总动能为Ek′=622m+722m=852mC．碰撞后，总动量为p′=pA′+pB′=−2+14kg⋅m/s=12kg⋅m/s，不符合动量守恒定律，不可能发生，C不符合题意．
D．碰撞后，总动量为p′=pA′+pB′=3+10kg⋅m/s=13kg⋅km/s，符合动量守恒定律，
碰撞后总动能为Ek′=322m+1022m=1092m>Ek，总动能增加，违反了能量守恒定律，不可能，D不符合题意．
故选B．
6.
【答案】
A
【考点】
冲量
动量定理的基本应用
【解析】
物体在水平推力作用力先做匀加速运动，撤去推力后做匀减速运动，作出速度时间图像，由图像明确物体的冲量大小关系．
【解答】
解：两次运动中，物体受到的摩擦力相同，水平推力F1>F2，根据牛顿第二定律得知，匀加速运动过程第一次物体的加速度大于第二次物体的加速度，
撤去推力后，由μmg＝ma，得加速度a＝μg，物体做匀减速运动时加速度大小相等，
作出速度时间图像如图，
根据v−t像的“面积”等于位移，得知，推力F1作用的那次，全过程所用时间短，而推力为F2作用时，所用时间长，
则摩擦力的冲量第二次要大，由动量定理可知，两次摩擦力的冲量应等于推力的冲量，故第二次推力的冲量要大，即F2的冲量大．
故选A．
7.
【答案】
B
【考点】
带电粒子在匀强磁场中的运动规律
原子核衰变
【解析】
静止的原子核发生衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后α粒子与反冲核的运动方向相反，在根据粒子在磁场中运动的轨迹可以判断粒子的电荷的性质，确定是什么衰变．由半径公式r=mvqB=PqB，P是动量，分析两个粒子半径轨迹半径之比．
【解答】
解：A．原子核发生衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，由图可知粒子的运动的轨迹在同一侧，根据左手定则可以得知，衰变后的粒子带的电性相反，所以释放的粒子应该是电子，原子核发生的应该是β衰变，故A错误．
B．衰变后新核所受的洛伦兹力方向向上，由左手定则判断可知，新核的运动方向向右，故B正确．
CD．由半径公式r=mvqB=pqB，p是动量，分析得知，r与电荷量成反比，β粒子与新核的电量大小分别为e和91e，则半径之比为91e:e=91:1，所以轨迹1是衰变后β粒子的轨迹，故CD错误．
故选：B．
8.
【答案】
D
【考点】
玻尔理论
氢原子的能级公式和跃迁
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：电子在r轨道上圆周运动时，静电引力提供向心力：
kqer2=mv2r，
所以电子的动能为：
Ek=12mv2=kqe2r，
其引力势能E=−kqer，
则由波尔理论得：
hν＝E1−E2=(kqe2r1−kqer1)−(kqe2r2−kqer2)=kqe2(1r2−1r1)，
故辐射光子的频率为：
ν=kqe2h(1r2−1r1)．
故选D．
二、多选题
【答案】
C,D
【考点】
布朗运动
分子动能
热力学第二定律
分子间的相互作用力
【解析】
根据分子动理论内容和热力学第二定律解答．
【解答】
解：A．悬浮在液体中微粒的无规则运动是分子运动的反映，但不是分子运动，故A错误；
B．热量可以自发地从高温物体传到低温物体而不引起其他变化，但不能自发地从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，故B错误；
C．温度是分子平均动能的体现，温度相同，则分子的平均动能相同，故C正确；
D．分子之间存在相互作用力，当r=r0时，分子力合力为零，当rr0时，分子力表现为引力，故甲分子从相距很远的位置向着固定的乙分子运动，直到不能再运动时，分子力对甲分子先做正功再做负功，故D正确．
故选：CD．
【答案】
B,D
【考点】
冲量
动量定理的基本应用
【解析】
根据I=Ft求出各力的冲量大小，根据动量定理，结合合力的冲量求出动量的变化量．
【解答】
解：A．重力的冲量IG=mgt，故A错误；
BC．拉力F的冲量IF=Ft，故B正确，C错误；
D．合力的冲量I合=Ftcsθ，根据动量定理知，合力的冲量等于动量的变化量，则动量的变化量为Ftcsθ，故D正确．
故选BD．
【答案】
A,C,D
【考点】
氢原子的能级公式和跃迁
原子核衰变
【解析】
对于衰变，先判断α衰变，再判断β衰变．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的．半衰期的大小与温度、压强以及化学性质无关．入射光的能量大于或等于基态能量，即可发生电离．饱和光电流与入射光的强度成正比．
【解答】
解：A．因为β衰变时质量数不变，所以α衰变的次数n=238−2224=4，在α衰变的过程中电荷数总共少
4×2＝8，则β衰变的次数m=8−(92−86)1=2，故A正确；
B．半衰期由原子核内部因素决定，与温度、压强、化学性质无关，故B错误；
C．饱和光电流的大小与入射光的强度有关，能使金属发生光电效应的光，若保持其频率不变，入射光越强，饱和光电流越大，故C正确；
D．氢原子的基态能量为E1＝−13.6eV，一个处于基态的氢原子吸收了一个14eV(>13.6eV)的光子后，电子会被电离，故D正确．
故选ACD．
【答案】
A,D
【考点】
玻尔理论
爱因斯坦光电效应方程
原子核衰变
原子核的结合能
【解析】
根据光电效应方程分析A项。书写核反应方程式，可知放出一个电子。根据玻尔理论分析电子加速度的变化。由结合能的意义分析原子核的稳定性。
【解答】
解：A．根据光电效应方程Ek＝hν−W，ν相同，W越大，Ek越小，故A正确．
B．钍核​90234Th，衰变成镤核​91234Pa，放出一个电子，故B错误．
C．根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，轨道半径减小，库仑力增大，电子的加速度增大，故C错误．
D．比结合能越大，将核子分解需要的能量越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故D正确．
故选AD．
三、填空题
【答案】
（1）4.4375×10−2
（2）1.2×10−11
（3）2.7×10−10
【考点】
用油膜法估测分子的大小
【解析】
（1）采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积；
（2）根据浓度按比例算出纯油酸的体积；
（3）把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由d=VS可以求出直径大小．
【解答】
解：（1）面积超过正方形一半的正方形的个数为71个，
则油酸膜的面积约为S=71×2.5×2.5cm2=443.75cm2=4.4375×10−2m2．
（2）一滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积：V=0.61000×50cm3=1.2×10−5mL=1.2×10−11m3．
（3）把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，因此其直径为：
d=VS=1.2×10−11m34.4375×10−2m2≈2.7×10−10m．
【答案】
11460
【考点】
原子核衰变
【解析】
根据半衰期的物理意义以及剩余质量和总质量之间的关系可正确求解。
【解答】
解：设原来​614C的质量为M0，衰变后剩余质量为M则有：
M＝M0×(12)n，其中n为发生半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的14，故n＝2，所以死亡时间距今约为：2×5730＝11460年．
【答案】
6.2×1014,0.3
【考点】
氢原子的能级公式和跃迁
【解析】
根据Em−En＝hv求出辐射光子的频率，结合光电效应的条件，判断能使哪种金属发生光电效应，结合光电效应方程求出最大初动能．
【解答】
解：根据E4−E2＝hν知，辐射的光子频率为：
ν=E4−E2h=(3.4−0.85)×1.6×10−196.63×10−34Hz＝6.2×1014Hz，
氢原子由n＝4的能级直接跃迁到n＝2的能级时，辐射的光子能量为：
hν＝−0.85eV+3.4eV＝2.55eV，
可知可以使金属铯发生光电效应，根据光电效应方程得：
Ekm＝hν−W0＝2.55eV−2.25eV＝0.3eV．
四、解答题
【答案】
落地时受到的平均作用力大小为3600N，方向向上．
【考点】
动量定理的基本应用
【解析】
结合男孩的初末速度，根据动量定理求出落地时受到的平均作用力．
【解答】
解：规定向上为正方向，根据动量定理得：
(F−mg)t=0−(−mv)，
解得：F=mvt+mg=(60×50.1+600)N=3600N．
【答案】
v0为12m/s．
【考点】
动量守恒定律的综合应用
平抛运动基本规律及推论的应用
【解析】
两车挂接时，因挂接时间很短，可以认为小钢球速度不变，两车组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律求出两车的共同速度，而小球以以前的速度做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间，从而求出在这段时间内车子和小球在水平方向上的位移，然后求出车厢的初速度．
【解答】
解：两车挂接时，因挂接时间很短，可以认为小钢球速度不变，
两车挂接过程中，两车组成的系统动量守恒，以车厢的初速度方向为正方向，
由动量守恒可得：mv0=(m+12m)v，
两车挂接后，小球做平抛运动，
h=12gt2，代入数据解得：t=0.6s，
t时间内平板车移动距离：s1=vt，
t时间内小球水平飞行距离：s2=v0t，
小球距平板车左端距离：x=s2−s1=2.4m，
代入数据解得：v0=12m/s．
【答案】
（1）若在活塞上放一个质量为m=0.1kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为20cm；
（2）若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2=77​∘C，此时气柱为25cm．
（3）气体的内能增加8.95J．
【考点】
“玻璃管封液”模型
热力学第一定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）被封闭气体的初状态为：
p1=p0=1.0×105Pa=75cmHg，V1=LS，T1=280K，
末状态为：p2=p0+mgS=1.05×105Pa=78.75cmHg，V2=L2S，T2=T1=280K，
根据玻意耳定律，有：p1V1=p2V2，
得L2=p1p2L1=20cm；
（2）对气体加热后，气体的状态变为：
p3=p2，V3=L3S，T3=350K ，
根据盖—吕萨克定律，有：
V2T2=V3T3，
即：L2T2=L3T3，
得L3=T3T2L2=25cm；
（3）气体对外做功为：W=p2Sh=p2S(L3−L2)=1.05J，
根据热力学第一定律可知：ΔU=−W+Q=8.95J．