2020-2021学年某校下学期高二年级期中考试_（物理）试卷

这是一份2020-2021学年某校下学期高二年级期中考试_（物理）试卷，共7页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，实验探究题，解答题等内容，欢迎下载使用。


1. 下列说法正确的是（ ）
A.贝克勒尔研究确定阴极射线为电子流，使人们认识到原子核具有复杂结构
B.康普顿效应证明了德布罗意波的存在
C.比结合能越大，原子核就越稳定
D.氢原子光谱是核聚变产生的

2. 下列说法正确的是（ ）
A.布朗运动是液体分子的无规则运动
B.气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大
C.物体温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大
D.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比

3. 如图，卢瑟福进行的α粒子散射实验现象表明（ ）

A.在原子的中心有一个很小的核
B.原子核具有复杂结构
C.原子核集中了原子所有的质量
D.原子的枣糕模型的正确性

4. 下列有关放射性同位素​1530P的说法中，正确的是（ ）
A.​1530P与​1430X互为同位素
B.​1530P与其同位素具有不相同的化学性质
C.​1530P衰变产生的α射线可以应用到医疗上，对肿瘤患者进行放疗
D.含有​1530P的磷肥能释放正电子，可用来作示踪原子，以便观察磷肥对植物的影响

5. 线圈在匀强磁场中转动产生电动势e=10sin20πtV，则下列说法不正确的是（ ）
A.t=0时，线圈平面位于中性面
B.t=0时，穿过线圈的磁通量最大
C.t=0时，导线切割磁感线的有效速率最大
D.t=1120s时，线圈产生的电动势E=5V

6. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0Ω，现外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则（ ）

A.发电机线圈转过90∘线圈平均感应电动势大小为1102V
B.电路中的电流方向每秒钟改变50次
C.电压表V的示数为220V
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J

7. 如图所示为氢原子能级图，已知可见光的能量范围为1.62eV∼3.11eV，下列说法正确的是（ ）

A.氢原子从高能级跃迁到第2能级，辐射的光子均为可见光
B.处于基态的氢原子可吸收能量较强的可见光跃迁到高能级
C.处于第4能级的大量氢原子，向基态跃迁时只能释放出3种不同频率的光子
D.处于第3能级的氢原子可以吸收可见光的能量被电离

8. 关于衰变，以下说法正确的是（ ）
A.同种放射性元素衰变快慢是由原子所处化学状态和外部条件决定的
B.​92238U（铀）衰变为​86222Rn（氡）要经过4次α衰变和2次β衰变
C.β衰变的实质是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成高速电子流
D.氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个
二、多选题

如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2:1．电池和交变电源的电动势都为6V，内阻均不计，下列说法正确的是（ ）

A.S与a接通的瞬间，R中无感应电流
B.S与a接通稳定后，R两端的电压为0
C.S与b接通稳定后，R两端的电压为3V
D.S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2:1

甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“一”表示．则两图中负载电阻R上得到的电流特征是（ ）

A.图甲中R得到的是交流成分
B.图甲中R得到的是直流成分
C.图乙中R得到的是低频成分
D.图乙中R得到的是高频成分

分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示，曲线与横轴交点为r1，曲线最低点对应横坐标为r2（取无限远处分子势能Ep=0）．下列说法正确的是（ ）

A.分子间的引力和斥力都随着分子间距离r增大而减小
B.当rC.当r=r1时，分子间作用力为零
D.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离减小而增大

如图为黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则（ ）

A.各种波长的辐射强度都增加
B.只有波长短的辐射强度增加
C.波长较长的辐射强度减少，波长较短的辐射强度增加
D.辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
三、填空题

一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．没能通过铝箔的射线为________射线，在这三种射线中电离能力最强的是________射线．

四、实验探究题

如图所示是使用光电管的原理图，当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过．

（1）当变阻器的滑动端P向________滑动时（填“左”或“右”），通过电流表的电流将会增大．

（2）当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则阴极K的逸出功为________（已知电子电荷量为e，普朗克常量h）．

（3）如果增大入射光的频率，则光电子的最大初动能将________（填“变大”“变小”或“不变”）．

（4）用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，得到Uc−ν图象如图所示，根据图象求出该金属的截止频率νc=________Hz，普朗克常量h=________J⋅s．（已知电子电荷量e=1.6×10−19C）
五、解答题

水银气压计中混入了一个空气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空，因而气压计的读数比实际的大气压小些．当实际大气压为760mmHg的压强时，气压计的读数只有750mmHg．此时管中水银面到管顶的距离为70mm．那么，当气压计读数为740mmHg时，实际大气压为多少？（设温度保持不变）

如图所示，某水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V．若输电线上损失的功率为5kW，不计变压器的损耗．求：

（1）升压变压器的输出电压U2；

（2）降压变压器的匝数比；

（3）若要将输电线上损失的功率降低到原来的1100，在其他条件不变的情况下，应将升压变压器的匝数比改为多少？

一个静止的铀核​92232U（原子质量为232.0372u）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核​90228Th（原子质量为228.0287u）．已知原子质量单位1u=1.67×10−27kg，1u相当于931MeV．
①写出核衰变反应方程；
②求该核衰变反应中释放出的核能；
③假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？
参考答案与试题解析
2020-2021学年某校下学期高二年级期中考试 (物理)试卷
一、选择题
1.
【答案】
C
【考点】
物理学史
原子核的结合能
氢原子光谱
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：贝克勒尔研究确定有些重核具有天然放射性，故A错误．
康普顿效应证明了波具有粒子性，故B错误．
比结合能越大，原子核就越稳定，故C正确．
氢原子光谱是电子跃迁产生的，故D错误．
故选C．
2.
【答案】
C
【考点】
布朗运动
阿伏加德罗常数
物体的内能
分子的热运动
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故A错误．
气体的温度升高，分子热运动平均动能增大，单个气体分子运动的速率不一定增大，故B错误．
温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，但内能还包括分子势能，故内能不一定增大，故C正确．
气体摩尔体积与与阿伏伽德罗常数之比为一个气体分子所占据的空间而非一个气体分子的体积，故D错误．
故选C．
3.
【答案】
A
【考点】
α粒子散射实验
原子的核式结构
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：B．汤姆孙发现了电子标志原子结构研究的开始，卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，而天然放射现象，说明原子核具有复杂的结构，故B错误．
AC．当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小，只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，因此为了解释α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型，推翻了汤姆逊原子枣糕模型，在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故A正确，CD错误．
故选A．
4.
【答案】
D
【考点】
放射性同位素的应用
X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：具有相同质子数、不同质量数的元素互为同位素，​1530P与​1430X不是同位素，故A错误；
同位素的化学性质完全相同，故B错误；
放疗是利用了γ射线的穿透能力，从而摧毁病变的细胞，故C错误．
含有​1530P的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，故D正确．
故选D．
5.
【答案】
C
【考点】
交变电流的图象和三角函数表达式
【解析】
首先明确交流电的描述，根据交流电的表达式，可知其最大值，以及线圈转动的角速度等物理量，然后进一步求出其它物理量，如有效值、周期、频率等．
【解答】
解：ABC．t=0时，瞬时电动势为e=10sin20πtV=0，则线圈平面位于中性面，此时通过线圈的磁通量最大，导线切割磁感线的有效速率最小，故AB正确，C错误；
D．当t=1120s时，瞬时电动势为e=10sin20π×1120V=5V，故D正确．
本题选错误的，故选C．
6.
【答案】
D
【考点】
焦耳定律
交变电流的图象和三角函数表达式
交变电流的有效值
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：发电机线圈转过90∘线圈平均感应电动势大小为E=nΔΦΔt=nBSπ2ω=2nBSωπ=4402πV，故A错误．
由图甲知交流电的周期T=0.02s，每个周期电流方向改变两次，电路中的电流方向每秒钟改变100次，故B错误．
感应电动势最大值为2202V，电压有效值为E=220V，电压表V的示数为95E100=209V，故C错误．
发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q=(220V100Ω)2×5Ω×1s=24.2J，故D正确．
故选D．
7.
【答案】
D
【考点】
氢原子的能级公式和跃迁
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．氢原子从无穷远处向n=2能级跃迁时发出的光子能量为3.4eV，则从高能级跃迁到第二能级时，辐射的光子不是均为可见光，选项A错误；
B．处于基态的氢原子至少要吸收10.2eV的光子才能跃迁到高能级，则处于基态的氢原子不能吸收能量较强的3.11eV的可见光跃迁到高能级，选项B错误；
C．处于第四能级的大量氢原子，向基态跃迁时只能释放出C42=6种不同频率的光子，选项C错误；
D．处于第三能级的氢原子至少吸收1.51eV的光子就能电离，则处于第三能级的氢原子可以吸收可见光的能量被电离，选项D正确．
故选D．
8.
【答案】
B
【考点】
原子核衰变
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件都没有关系，故A错误．
​92238U（铀）衰变为​86222Rn（氡），设经过x次α衰变，y次β衰变，
根据质量数守恒238=222+4x，x=4，
根据电荷数守恒92=86+2x−y，y=2，
所以要经过4次α衰变和2次β衰变，故B正确．
β衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故C错误．
半衰期是对大量原子核在衰变时的统计规律，只适用于大量原子核的衰变，故D错误．
故选B．
二、多选题
【答案】
B,C
【考点】
变压器的动态分析
变压器的构造和原理
【解析】
变压器对于交流电起作用，接在直流电中是不起作用的，在根据最大值和有效值之间的关系以及电压与匝数成正比即可求得结论。
【解答】
解：A．在S与a接通的瞬间，由于电流由零突然变大，所以线圈中的磁通量会发生变化，副线圈中的R会有感应电流，故A错误；
B．在S与a接通稳定后，电路中的电流稳定，磁通量不会发生变化，所以副线圈中不会有感应电流产生，电阻R两端的电压为0，故B正确；
C．在S与b接通稳定后，由于b是交流电源，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为3V，故C正确；
D．变压器不会改变交流电源的频率，所以原、副线圈中电流的频率是相同的，故D错误．
故选：BC．
【答案】
A,C
【考点】
电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：当交变电流加在电容器上时，有“通交流、隔直流，通高频、阻低频”的特性，甲图中电容器隔直流，R得到的是交流成分，A正确，B错误；
乙图中电容器通过交流高频成分，阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确，D错误．
故选AC．
【答案】
A,B,D
【考点】
分子间的相互作用力
分子势能
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，故A正确；
BC．当r=r2时，分子间作用力为零，分子势能最小，当rD．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离减小而增大，故D正确．
故选ABD．
【答案】
A,D
【考点】
黑体与黑体辐射
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：由图象可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故BC错误，AD正确．
故选AD．
三、填空题
【答案】
γ,β,α,α
【考点】
X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：α射线穿透能力很弱，铝箔可以挡住α射线，由于γ射线不带电，在电场中不会偏转，射线b偏向带电极板，是β射线，所以射线a为γ射线，射线b为β射线．没能通过铝箔的射线为α射线，在这三种射线中电离能力最强的是α射线．
四、实验探究题
【答案】
（1）左
（2）hν−eU
（3）变大
（4）5.0×1014,6.4×10−34
【考点】
爱因斯坦光电效应方程
【解析】
光电管两端所加的电压为反向电压，根据动能定理求出光电子的最大初动能，根据光电效应方程判断光电子最大初动能的变化．
根据光电效应方程得出最大初动能与入射光频率的关系，结合图线的斜率和截距进行分析．


【解答】
解：（1）当变阻器的滑动端P向左滑动时，光电管两端的反向电压减小，光电流增大，通过电流表的电流将会增大．
（2）当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能Ekm=eU，据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν−W0可得，逸出功W0=hν−eU．
（3）如果增大入射光的频率，据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν−W0可得，光电子的最大初动能变大．
（4）据Ekm=hν−W0、Ekm=eUc，W0=hνc，
可得eUc=hν−hνc，则Uc=heν−heνc，
据图象横轴截距的绝对值等于金属的截止频率，则νc=5.0×1014Hz，
据图象斜率可得he=5−2(17.5−10)×1014，
则普朗克常量h=6.4×10−34J⋅s．
五、解答题
【答案】
当气压计示数为740mmHg时，实际的大气压是748.75mmHg．
【考点】
“玻璃管封液”模型
【解析】
气压计示数是根据管内外水银面的高度差得到，如气压计示数为700mmHg，说明管内水银面比管外高700mm，对管中封闭气体进行研究，根据玻意耳定律列式求解．
【解答】
解：以管中封闭气体为研究对象，设玻璃管的横截面积为S，
初态：p1=760−750mmHg=10mmHg，V1=70S，
末态：p2=p−740mmHg，V2=70S+750−740S=80S，
根据玻意耳定律得： p1V1=p2V2，
代入得：10×70S=p−740×80S，
解得：p=748.75mmHg．
【答案】
（1）升压变压器的输出电压U2为4000V；
（2）降压变压器的匝数比为190:11；
（3）将升压变压器的匝数比n1:n2改为1:160．
【考点】
远距离输电
【解析】
（1）应用远距离输电损失功率P损=I2R ，由输送功率P=UI计算输送电压U2；
（2）由U3=U2−IR及n3n4=U3U4计算匝数之比；
（3）根据P损=PU22R求出U2′ ；由n1n2=U1U2得出n1:n2．
【解答】
解：（1）由P损=IR2知输电线上的电流：I=P损R=5×1038A=25A，
升压变压器的输出电压：U2=PI=100×10325V=4000V．
（2）降压变压器的输入电压：U3=U2−IR=3800V，
降压变压器的匝数比:n3n4=3800V220V=19011．
（3）由P损=PU22R可知：P损变为原来的1100，则U2变为原来的10倍，即U2′=40000V，
则：n1n2=U1U2′=250V40000V=1160．
【答案】
①铀核的衰变反应方程​90232U→90228Th+24He；
②该衰变反应中释放出的核能5.50MeV；
③若释放的核能全部转化为新核的动能，钍核获得的动能有0.09MeV．
【考点】
核能的计算
动量守恒定律的综合应用
【解析】
(1)根据电荷数守恒、质量数守恒写出核衰变方程．
(2)根据质量亏损，结合爱因斯坦光电效应方程求出释放的核能．
(3)根据动量守恒定律得出两粒子的动量大小关系，结合动能和动量的关系求出动能．
【解答】
解：①根据电荷数守恒、质量数守恒有：
​90232U→90228Th+24He．
②质量亏损为：Δm=mU−mα−mTh=0.0059u，
ΔE=Δmc2=0.0059×931MeV=5.50MeV．
③系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，
即根据动量守恒定律得：pTh=pα，
根据动能与动量的关系：Ek=p22m，
ΔE=EkTh+Ekα，
所以钍核获得的动能EkTh=mαmα+mTh，
代入数据得：EkTh=0.09MeV．