2021-2022学年山东省滨州市沾化区实验高级中学高二（下）期中物理试题含解析

2021-2022学年山东省滨州市沾化区实验高级中学高二（下）期中物理试题一、选择题（本题共12小题，共40分，第1～8题只有一个选项符合题目要求，选对得3分，选错或不答得零分；第9～12题给出的选项中有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答得零分。

1. 关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（　　）

A. 甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果

B. 乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果

C. 丙图中毛细管中液面高于管外液面的毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象

D. 丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象

【答案】B

【解析】

【详解】A．因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故A错误；

B．将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确；

C．浸润液体情况下容器壁对液体的吸引力较强，附着层内分子密度较大，分子间距较小，故液体分子间作用力表现为斥力，附着层内液面升高，故浸润液体呈凹液面，不浸润液体呈凸液面都属于毛细现象，故C错误；

D．玻璃管裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是表面张力的原因，不是浸润现象，故D错误。

故选B。

2. 关于原子的核式结构模型，下列说法正确的是（　　）

A. 汤姆孙发现电子后提出了原子的核式结构模型

B. 根据α粒子散射实验，提出的核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性

C. α粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”

D. 玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说

【答案】C

【解析】

【详解】A．原子的核式结构模型最早是由卢瑟福根据α粒子散射实验提出的，故A错误；

BC．卢瑟福的α粒子散射实验说明（1）原子中绝大部分是空的；（2）α 粒子受到较大的库仑力作用；（3）α粒子在原子中碰到了比他质量大得多的东西，否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”，但也不能说明原子内部存在带负电的电子，也不能解释原子的稳定性，故B错误，C正确；

D．玻尔提出的原子模型，但并没有否定卢瑟福的原子核式结构学说，故D错误。

故选C。

3. 随着科技的发展，国家对物质的研究也越来越深入。关于物质结构和组成，下列说法正确的是（　　）

A. 布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒分子的无规则运动，扩散现象不能在固体中出现

B. 同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现

C. 单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点

D. 多晶体是由单晶体组合而成的，但单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性

【答案】D

【解析】

【详解】A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，扩散现象可以在固体、液体和气体中出现，故A错误；

B．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如石墨与金刚石，故B错误；

C．单晶体和多晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，故C错误；

D．根据多晶体与单晶体的特点可知，多晶体是由单晶体组合而成的，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正确。

故选D。

4. 下列说法正确的是（　　）

A. 气体难压缩是因为气体分子间的斥力大于引力

B. 任何物质，只要知道其摩尔体积和分子直径均能估算出阿伏伽德罗常数

C. 热量可以从低温物体传向高温物体

D. 当一定质量的理想气体压强增大、温度升高时，分子在单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数就一定增大

【答案】C

【解析】

【详解】A．气体难以压缩是因为压缩后压强增大，对外压力变大，故A错误；

B．气体分子间隙很大，故气体知道其摩尔体积和分子直径不能能估算出阿伏伽德罗常数，故B错误；

C．在产生其他影响的情况下，热量可以从低温物体传向高温物体，如空调，故C正确；

D．气体压强增大、温度升高时，可能体积会增大，故单位时间内对单位面积器壁碰撞次数不一定增大，故D错误。

故选C。

5. 有一段12cm长汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体。若管口向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上（如图所示），在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为p0=76cmHg）为（　　）

A. 76cmHg B. 82cmHg C. 88cmHg D. 70cmHg

【答案】A

【解析】

【分析】考查大气压强。

【详解】因玻璃管和水银柱组成系统，根据牛顿第二定律可得整体的加速度

a=gsinθ

所以对水银柱由牛顿第二定律得

p0S＋mgsinθ-pS=ma

解得

p=p0

故选A。

6. 如图所示，空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平。现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏(液体温度不变)。下列图像中能体现筒内气体从状态A到B变化过程的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】筒内气体发生等温变化，由玻意耳定律可知，气体的压强与体积成反比，金属筒从A下降到B的过程中，气体体积V变小，压强p变大。

故选C。

7. 用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示，实验中测得铷的遏止电压与入射光频率之间的关系如图乙所示，图线与横轴交点的横坐标为Hz。已知普朗克常量。则下列说法中正确的是（　　）

A. 欲测遏止电压，应选择电源左端为正极

B. 当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的示数持续增大

C. 增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大

D. 如果实验中入射光的频率Hz，则产生的光电子的最大初动能约为

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．遏止电压产生的电场对电子起阻碍作用，则电源的右端为正极，故A错误；

B．当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，加速度电场增强，电流增加但加速到一定值后不再增加，故B错误；

C．由可知，最大初动能与光的强度无关，则C错误；

D．由图可知，当时，由公式

代入数值求得

故D正确。

故选D。

8. 物体受热时会膨胀，遇冷时会收缩。这是由于物体内的粒子（原子）运动会随温度改变，当温度上升时，粒子的振动幅度加大，令物体膨胀；但当温度下降时，粒子的振动幅度便会减少，使物体收缩。气体温度变化时热胀冷缩现象尤为明显，若未封闭的室内生炉子后温度从7℃升到27℃，而整个环境气压不变，计算跑到室外气体的质量占原来气体质量的百分比（　　）

A. 3.3% B. 6.7%  C. 7.1% D. 9.4%

【答案】B

【解析】

【详解】以温度为7℃时室内的所有气体为研究对象，发生等压变化时，根据盖-吕萨克定律有

可得

则室内的空气质量减少了

故选B。

9. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图。现把乙分子从r3处由静止释放，则（　　）

A. 乙分子从r3到r1一直加速

B. 乙分子从r3到r2过程中呈现引力，从r2到r1过程中呈现斥力

C. 乙分子从r3到r1过程中，两分子间分子力先增大后减小

D. 乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间分子力先减小后增大

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．由题图知，乙分子从r3到r1，甲、乙两分子间作用力表现为引力，所以乙分子受的合力向左，由牛顿第二定律可知乙分子向左做加速运动，故A正确，B错误；

C．由题图知，乙分子从r3到r1过程中，两分子间分子力先增大后减小，故C正确；

D．乙分子从r3到r1过程中，两分子间分子力先增大后减小，从r1到O，甲、乙两分子间作用力表现为斥力，一直增大，故D错误。

故选AC。

10. 卡诺循环是由法国工程师尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺于1824年提出的，以分析热机的工作过程，卡诺循环包括四个步骤：等温吸热，绝热膨胀，等温放热，绝热压缩。即理想气体从状态1（p1，V1，T1）等温吸热到状态2（p2，V2，T2），再从状态2绝热膨胀到状态3（p3，V3，T3），此后，从状态3等温放热到状态4（p4，V4，T4），最后从状态4绝热压缩回到状态1。这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的循环称为卡诺循环。下图为“卡诺循环”的四个过程，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程（气体与外界无热量交换）。该循环过程中，下列说法正确的是（　　）

A A→B过程中，外界对气体做功

B. B→C过程中，气体分子的平均动能减小

C. C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

D. D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化

【答案】BC

【解析】

【详解】A．在A→B的过程中，气体体积增大，故气体对外界做功，故A错误；

B．B→C的过程中，气体对外界做功

W<0

且为绝热过程

Q=0

根据ΔU=Q＋W，知

ΔU<0

即气体内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B正确；

C．C→D的过程中，气体体积减小，单位体积内的分子数增多，故单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C正确；

D．D→A的过程为绝热压缩，故

Q=0

W>0

根据ΔU=Q＋W

ΔU>0

即气体的内能增加，温度升高，所以气体分子的速率分布曲线发生变化，故D错误。

故选BC。

11. 某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示，其中为极限频率。由图中可知（　　）

A. 时，不会逸出光电子

B. Ekm与入射光强度成正比

C. 逸出功与入射光的频率有关

D. 图中直线斜率为普朗克常量

【答案】AD

【解析】

【详解】A．要有光电子逸出，则光电子的最大初动能Ekm＞0，只有当入射光的频率大于金属的极限频率，即时才会有光电子逸出，所以时，不会逸出光电子，故A正确；

B．根据爱因斯坦光电效应方程

可知光电子的最大初动能Ekm与入射光的强度无关，但入射光越强，光电流越大，只要入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变，故B错误。

C．金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，其大小

故C错误；

D．根据爱因斯坦光电效应方程

可知

即图中直线斜率为普朗克常量，故D正确。

故选AD。

12. 如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为1.5 × 105Pa，经历A→B→C→A的过程，已知B→C过程中气体做功数值是C→A过程中气体做功数值的3倍，下列说法中正确的是（   ）

A. C→A的过程中外界对气体做功300J

B. B→C的过程中气体对外界做功600J

C. 整个过程中气体从外界吸收600J的热量

D. 整个过程中气体从外界吸收450J的热量

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．在C→A过程中，气体体积减小，外界对气体做功，根据

WCA = pV

得

WCA = 300J

A正确；

B．由题知B→C过程中气体做功数值是C→A过程中气体做功数值的3倍，则B→C的过程中气体对外界做功900J，B错误；

CD．A→B→C→A整个过程中，温度不变，则内能U = 0，A→B过程，气体体积不变，做功为零；B→C的过程中气体对外界做功900J；C→A的过程中外界对气体做功300J，根据热力学第一定律

U = W + Q

表达式中的W表示外界对气体做的功，故

W = WCA - WBC = - 600J，Q = U - W = 600J

则整个过程中气体从外界吸收600J的热量，C正确、D错误。

故选AC。

二、实验题（共2题，共14分）

13. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5cm，根据以上信息，回答下列问题：

（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为___________mL；

（2）油膜的面积为___________cm2；

（3）油酸分子的直径约为___________m；（此小题保留一位有效数字）

（4）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏小的是___________。

A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些

B．乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小

C．丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些

【答案】    ①. 2.5×10-6    ②. 35    ③. 7×10-10    ④. A

【解析】

【详解】（1）[1]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为

（2）[2]由题图油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约140个，油膜的面积为

S=140×05×0.5cm2=35cm2

（3）[3]油酸分子的直径为

（4）[4]A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，由可知，所测的分子直径d偏小，A正确；

B．乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，则一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积S变小，但体积V还是按原来的计算的，可知所测的分子直径d偏大，B错误；

C．丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，可知所测的分子直径d偏大，C错误。

故选A。

14. 下图为某同学做“用研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验示意图，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如图所示的图线（其中实线是实验所得图线，虚线为一根参考双曲线）。

（1）在实验操作过程中，要采取以下做法：______________是为了保证实验的恒温条件。（填入相应的字母代号）

A．用橡皮帽堵住注射器的小孔    B．移动活塞要缓慢

C．实验时，不要用手握注射器    D．在注射器活塞一周涂润滑油

（2）仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是：___________。（填入相应的字母代号）

A．环境温度逐渐升高        B．环境温度逐渐降低

（3）实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小．过程中该同学发现，环境温度逐渐降低，则实验得到的图象应是______________。

A．B．C．   D．

【答案】    ①. BC    ②. B    ③. A

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1] AD．本实验需要研究的问题是“一定质量气体在温度不变时，压强与体积的关系”，实验中为证气体的质量不变，用橡皮帽堵住注射器的小孔，并在注射器光滑活塞一周涂润滑油，即封闭气体的容器密封良好，故AD错误；

BC．为保证气体的温度不变，实验时，移动活塞一定要缓慢，同时不要用手握注射器，否则不能保证实验条件，故BC正确。

故选BC。

(2)[2]仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是：实验时环境温度降低了，故B正确，A错误。

故选B。

(3)[3]根据理想气体状态方程

整理可得

所以随着环境温度逐渐降低，图象的斜率会逐渐变小，故A正确，BCD错误。

故选A。

三、计算题（本题共4小题，共46分。解答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。）

15. 轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，叠氮化钠（亦称“三氮化钠”，化学式NaN3）受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊的容积V=56L，气囊中氮气的密度ρ=1.25kg/m3，已知氮气的摩尔质量M=28g/mol，阿伏加德罗常数NA=6×1023mol－1请估算：（结果保留一位有效数字）

（1）一个氮气分子的质量m；

（2）气囊中氮气分子的总个数N；

（3）气囊中氮气分子间的平均距离r。

【答案】（1）5×10－26kg；（2）2×1024；（3）3×10－9m

【解析】

【分析】

【详解】（1）一个氮气分子的质量

m=

解得

m=5×10－26kg

（2）设气囊内氮气的物质的量为n，则有

n=

N=nNA

解得

N=2×1024（个）

（3）气体分子间距较大，可以认为每个分子占据一个边长为r的立方体，则有

r3=

解得

r=3×10－9m

16. 大量处于n=5激发态的氢原子跃迁时会辐射出不同频率的光子，若这些光子照射到逸出功为3.26eV的光电管上，如图所示，电流表中指针会发生偏转。求：

（1）大量处于n=5激发态的氢原子跃迁时最多能发出多少种频率不同的光子；

（2）辐射光子的最大能量；

（3）若改变滑动变阻器的阻值，使得电流表恰好无示数，电压表的示数是多少。

【答案】（1）10种；（2）13.06eV；（3）9.80V

【解析】

【详解】（1）大量氢原子从n=5激发态跃迁，最终都会跃迁到n=1的基态，但路径不同，辐射出的光子能量不同，可能辐射出的光子能量共计

（种）

（2）频率最大的光子即能极差最大时辐射出的光子，即从n=5直接跃迁到n=1，辐射光子能量

（3）若用此光照射到逸出功为3.26eV的光电管上，逸出光电子最大初动能

要遏制具有最大初动能的光子，根据

得需要的反向遏止电压

17. 绝热的活塞与汽缸之间封闭一定质量的理想气体，汽缸开口向上置于水平面上，活塞与汽缸壁之间无摩擦，缸内气体的内能Up=72J，如图甲所示。已知活塞面积S=5×10-4m2，其质量为m=1kg，大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2如果通过电热丝给封闭气体缓慢加热，活塞由原来的P位置移动到Q位置，此过程封闭气体的V-T图像如图乙所示，且知气体内能与热力学温度成正比。求：

（1）封闭气体最后的体积；

（2）封闭气体吸收的热量。

【答案】（1）；（2）60J

【解析】

【分析】

【详解】（1）以气体为研究对象，根据盖—吕萨克定律，有

解得

（2）由气体的内能与热力学温度成正比

解得

活塞从P位置缓慢移到Q位置，活塞受力平衡，气体为等压变化，以活塞为研究对象有

解得

外界对气体做功

由热力学第一定律

得气体变化过程吸收的总热量为

18. 新冠疫情期间，武汉市医疗物资紧缺，需要从北方调用大批钢瓶氧气（如图），每个钢瓶内体积为40 L，在北方时测得钢瓶内氧气压强为，温度为7℃，长途运输到武汉方舱医院检测时测得钢瓶内氧气压强为。在方舱医院实际使用过程中，先用小钢瓶（加抽气机）缓慢分装，然后供病人使用，小钢瓶体积为10 L，分装后每个小钢瓶内氧气压强为，要求大钢瓶内压强降到时就停止分装。不计运输过程中和分装过程中氧气的泄漏，求：

（1）在武汉检测时钢瓶所处环境温度多少摄氏度？

（2）一大钢瓶可分装多少小瓶供病人使用？

【答案】（1）；（2）124

【解析】

【分析】

【详解】（1）钢瓶的容积一定，从北方到武汉对钢瓶内气体，有

得

（2）在武汉时，设大瓶内氧气由等温变化为不分装时的状态，则

，，

根据

得

可用于分装小瓶的氧气

，

分装成小钢瓶的氧气

，

其中小钢瓶体积为

根据

得

即一大钢瓶氧气可分装124小瓶。