2021-2022学年新疆疏勒县实验学校高二（下）期末物理试题含解析

疏勒县实验学校2021-2022学年第二学期高二年级期末考试

物理试卷

考试范围：选修3-3和3-5；考试时间：90分钟；满分：100分

一、单选题（15*2分=30分）

1. 在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（　　）

A. 甲光的频率大于乙光的频率

B. 乙光的波长大于丙光的波长

C. 乙光对应的截止电压大于丙光对应的截止电压

D. 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图可知，甲、乙光的截止电压相同，逸出功相同，根据

，

可知，甲光的频率等于乙光的频率，故A错误；

BC．由图可知，乙光对应的截止电压小于丙光对应的截止电压，同A选项，可知乙光频率小于丙光频率，又

可知，乙光的波长大于丙光的波长，故B正确，C错误；

D．由图可知，甲光对应的截止电压小于丙光对应的截止电压，同A选项，可知，甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，故D错误。

故选B。

2. 质子、中子和氘核的质量分别为、和，一个质子和一个中子结合成氘核时，若放出的能量全部转变为一个光子的能量，已知普朗克常量为，真空中的光速为，则放出的光子的频率为（    ）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】一个质子和一个中子结合成氘核时的质量亏损，

聚变时释放的能量，即光子获得的能量为，

∵，∴光子的频率，故B正确，ACD错误．

故选：B

点睛：根据题意求出一个质子和一个中子结合成氘核时的质量亏损，然后由质能方程求出聚变时释放的能量，最后根据爱因斯坦的光子说求出光子的频率．

3. 放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中（  ）

A. C为氦核组成的粒子流

B. B的穿透能力最弱

C. A电离能力最强

D. B为比X射线波长更长的光子流

【答案】C

【解析】

【详解】从三束粒子在电场中运动可以看出，A为α粒子，B为γ光子，C为电子，γ光子的波长比X射线还短。

故C正确。

4. 能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。“振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍”，作出这一大胆假设的科学家是（　　）

A. 库仑 B. 普朗克

C. 密立根 D. 爱因斯坦

【答案】B

【解析】

【详解】能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。“振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍”，作出这一大胆假设的科学家是普朗克。

故选B。

5. 一个镭的原子核中有

A. 226个核子 B. 226个质子 C. 138个质子 D. 88个中子

【答案】A

【解析】

【详解】根据题意可知，镭原子核中含有质子88个，核子数226个，而核子数等于质子数加中子数，所以中子数为138个，A正确BCD错误．

6. 关于分子动理论下列说法不正确的是（　　）

A. 物体是由大量分子组成的

B. 组成物体分子在永不停息的做无规则运动

C. 组成物质的分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力

D. 布朗运动指的是液体分子的运动

【答案】D

【解析】

【详解】ABC．由分子动理论可知，物体是由大量分子组成的，组成物体分子在永不停息的做无规则运动，且分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力，故ABC正确；

D．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则的运动，不是分子的运动，故D错误。

本题选不正确的，故选D。

7. 卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是在用α粒子轰击金箔的实验中，发现粒子（　　）

A. 全部穿过或发生很小的偏转

B. 全部发生很大的偏转

C. 绝大多数发生偏转，甚至被弹回

D. 绝大多数穿过不发生偏转，只有少数发生很大偏转，甚至极少数被弹回

【答案】D

【解析】

【详解】卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是在用α粒子轰击金箔的实验中，发现α粒子绝大多数穿过不发生偏转，只有少数发生很大偏转，有的偏转超过90°，甚至极少数被弹回。

故选D

8. 以下宏观概念中，哪些是“量子化”的（　　）

A. 物体的带电荷量

B. 物体的质量

C. 物体的动量

D. 学生的温度

【答案】A

【解析】

【详解】物体的带电荷量只能是元电荷的整数倍，所以物体的带电荷量是量子化的．故A正确；物体的质量的数值可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的．故B错误；物体的动量的数值可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的．故C错误；学生的温度的数值的数量也能取分数或小数，因而是连续的，不是量子化的．故D错误．故选A.

9. 一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，该气体体积V随摄氏温度t变化关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. A→B过程中，气体吸收热量

B. A→B过程中，气体压强增大

C. B→C过程中，气体压强不变

D. B→C过程中，气体分子的数密度减少

【答案】A

【解析】

【详解】A．A→B过程为恒温过程，体积增大，气体对外界做功，由可知，气体吸收热量。A正确；

B．结合A中分析，由可知，压强减小。B错误；

CD．B→C过程，根据

结合数学知识可知，B、C两点与—273.15℃点的连线为等压线，并且，斜率越大，压强越小，所以B→C过程压强增大，由题意，B→C分子数不变，体积减小，气体分子的数密度增大。CD错误。

故选A。

10. 如图所示，在U型管的封闭端A内有一部分气体，管中标斜线部分均为水银，则A内气体的压强p应为下述关系式中是

A. p＝h2

B. p＝p0－h2

C p＝p0－h1－h2

D. p＝p0＋h1

【答案】B

【解析】

【详解】设内气体的压强，由题意可知，解得：，故选项B正确，A、C、D错误．

11. 下列关于核反应方程、能级跃迁的说法正确的是（　　）

A. 是核裂变

B. 是α衰变

C. 氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时吸收光子

D. 放射性同位素的衰变遵守质量和电荷守恒

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．是核裂变，A正确；

B．是核聚变，B错误；

C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射光子，C错误；

D．放射性同位素的衰变遵守质量数守恒和电荷数守恒。D错误；

故选A。

12. 如图所示，质量为m1的木块甲静止在水平面上，质量为m2的木块乙以某一速度与木块甲发生正碰，已知碰后瞬间甲、乙两木块的动量大小之比为1：2，则可能为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】CD

【解析】

【详解】设甲、乙碰撞后动量的大小分别为p、2p，由图可知，甲乙碰撞后应该还是和乙碰前的方向相同，且碰撞前的总动量为3p，根据动量守恒可得

解得

碰撞的过程中机械能不增加，可得

故满足的条件是

AB错误，CD正确。

故选CD。

13. 关于光电效应，下列说法正确的是(　　)

A. 动能最大的光电子的动能与入射光的频率成正比

B. 光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率

C. 光电子的动能越大，光电子形成的电流强度就越大

D. 用紫光照射某金属发生光电效应，用绿光照射该金属一定不发生光电效应

【答案】B

【解析】

【详解】A. 根据光电效应方程Ekm=hv-W0知，动能最大的光电子的动能随入射光的频率增大而增大，但非成正比，选项A错误；

B. 根据E=hv可知光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率，选项B正确；

C.单位时间逸出光电子的个数越多，则光电子形成的电流强度就越大，与光电子的动能无关，选项C错误；

D. 紫光的频率大于绿光的频率，用紫光照射某金属发生光电效应，但是用绿光照射该金属不一定不发生光电效应，选项D错误；

14. 下列实验中，能证实光具有波动性的是（    ）．

①光电效应实验  ②光的双缝干涉实验  ③光的圆孔衍射实验  ④粒子散射实验

A. ①和② B. ②和③ C. ①和④ D. ③和④

【答案】B

【解析】

【详解】光电效应-认为光的能量是一份一份的，说明光具有粒子性，故①错误。双缝干涉，认为光会叠加产生增强或减弱的效果，说明光具有波动性，故②正确。衍射，认为光会绕过障碍物，说明光具有波动性，故③正确。α粒子散射，验证了原子模型，利用了带电粒子在电场中的运动，说明α射线（光）的粒子性，故④错误。

A. ①和②故A不符合题意。   

B. ②和③。故B符合题意。   

C. ①和④。故C不符合题意。   

D. ③和④。故D不符合题意。

故选B。

15. 不能说明分子间有间隙的是（　　）

A. 面包能被压缩

B. 水和酒精混合后体积变小

C. 高压密闭钢管内的油从管壁渗出

D. 气体被压缩

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．用手捏面包，面包体积减小，是因为面包本身内部有空隙，而不能说明分子间有间隙，故A错误，符合题意；

B．水和酒精混合后的总体积变小，说明分子间存在间隙，故B正确，不符合题意；

C．高压密闭钢管内的油从管壁渗出，说明分子间存在间隙，故C正确，不符合题意；

D．气体分子间有大量的间隙，很容易被压缩，故D正确，不符合题意；

本题选择，不能说明分子间有间隙的，故选择：A。

二、多选题（5*5分=25分，全对得5分，漏选得3分，错选得0分，每题有2个选项符合题意）

16. 对于定量气体，可能发生的过程是（   ）

A. 等压压缩，温度降低 B. 等温吸热，体积不变

C. 放出热量，内能增加 D. 绝热压缩，内能不变

【答案】AC

【解析】

【详解】等压压缩，体积减小，根据PV/T=C可知，温度降低，A可能发生；根据∆E=W+Q可知，等温吸热，一定对外做功，体积变大，选项B不可能；根据∆E=W+Q可知，若外界对气体做功大于放出的热量，则气体的内能增加，C有可能；根据∆E=W+Q可知，绝热压缩，外界对气体做功，则内能一定增加，D不可能；故选AC.

点睛：此题关键是结合理想气体状态变化方程PV/T=C和热力学第一定律∆E=W+Q进行讨论；注意理解公式中各个量的物理意义.

17. 关于布朗运动，下列说法中正确的是（  ）

A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动

B. 温度越高，布朗运动越剧烈

C. 悬浮微粒越大，在某一瞬时撞击它的分子数越多，布朗运动越明显

D. 布朗运动反映了液体分子在做永不停息的无规则运动

【答案】BD

【解析】

【详解】AD．布朗运动就是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的反映，选项A错误，D正确；

B．温度越高，布朗运动越剧烈，选项B正确；

C．布朗运动形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，悬浮颗粒越小，温度越高，颗粒的受力越不均衡，布朗运动就越明显。故C错误。

故选BD。

18. 氢原子的能级如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出2种不同频率的光

B. 大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的光

C. 大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出5种不同频率的光

D. 大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时可以辐射出的光子种类为

种

故A错误，B正确；

CD．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时可以辐射出的光子种类为

种

故C错误，D正确。

故选BD。

19. 对某种金属的光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率v的关系图象如图所示．则由图象可知

A. 当入射光的频率为时，有光电子逸出

B. 入射光的光照强度增大时，遏止电压增大

C. 若已知电子电量e，就可以求出普朗克常量h

D. 入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为hv0

【答案】CD

【解析】

【详解】A.由图可知，只有当入射光的频率大于或等于极限频率v0时，才会发生光电效应现象．故A错误．

B.根据光电效应方程Ekm=hv-W0和eUC=EKm得遏止电压与入射光的强度无关．故B错误．

C.根据光电效应方程Ekm=hv-W0和eUC=EKm得，，知图线的斜率等于，从图象上可以得出斜率的大小，已知电子电量，可以求出普朗克常量，故C正确；

D.当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0=hv0．若入射光的频率为2v0时，根据光电效应方程，Ekm=hv-W0=hv0．即入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0，故D正确．

20. 图是粒子散射实验结果示意图，说法正确的是（    ）

A. 汤姆孙的原子模型能很好解释粒子散射实验的结果

B. 该实验证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里

C. 用该实验测算出，原子核直径的数量级为m

D. 该实验说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动

【答案】BC

【解析】

【详解】A. 汤姆生提出原子的葡萄干蛋糕模型，故A错误；

BC. α粒子散射实验现象为：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来。卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，且原子核直径的数量级为10-15m，故BC正确；

D. 玻尔提出原子中的电子只能在某些轨道上运动，故D错误。

三、填空题（每空1分共14分）

21. 一定量的气体从外界吸热的同时，其内能增加了，则其体积一定_______（选填“增大”或“缩小”），在这过程中_______（选填“气体”或“外界”）对_______（选填“外界”或“气体”）做功_______J.

【答案】    ①. 增大    ②. 气体    ③. 外界    ④. 1200

【解析】

【详解】[1][2][3]由热力学第一定律可得，吸热，但是内能只增加了，气体一定对外做功，体积增大，对外做功为1200J。

22. 氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤。它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一，其衰变方程是____ 已知的半衰期约为3.8天，则约经过_____天，16g的衰变后还剩1g。

【答案】    ①.     ②. 15.2

【解析】

【详解】[1]根据电荷数守恒、质量数守恒，知未知粒子的电荷数为2，质量数为4，该粒子为；

[2]根据

知

则衰变的次数为4，则衰变的天数

23. 完成下列核反应方程，并指出核反应的类型．

①He+_____→He+ 2H，是_____变．

②Na→Mg+_____，是_____变．

③F+_____→Ne+H，是_____变．

④U+n→Ba+Kr+3_____，是_____变．

【答案】    ①. He    ②. 聚    ③.     ④. 衰    ⑤. He    ⑥. 人工转    ⑦.     ⑧. 裂

【解析】

【分析】

【详解】①[1][2]He+He→He+ 2H，是聚变。

②[3][4]Na→Mg+，是衰变。

③[5][6]F+He→Ne+H，是人工转变。

④[7][8]U+n→Ba+Kr+3n，是裂变。

四、解答题（共31分）

24. 如图，一足够长粗细均匀的玻璃管，开口向上，竖直放置．在玻璃管内，由长为h＝15cm的水银柱封闭了一段空气柱．空气柱的长度l1＝30cm，气体温度t＝27℃．（大气压强p0＝75cmHg）

（1）用热力学温标表示气体的温度T．

（2）求玻璃管内气体的压强p1．

（3）缓慢地将玻璃管转至水平，求空气柱的长度l2．

【答案】（1）T＝300K     （2）p1＝90cmHg    （3）l2＝36cm   

【解析】

【详解】试题分析：根据公式T=t+273表示热力学温度；被封闭的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强之和；将玻璃管再转到水平位置，气体发生等温变化，根据玻意耳定律列式，分析末状态的状态参量，列方程可求管内气体的长度．

（1）热力学温度：T=t+273=（27+273）K=300K
（2）玻璃管内气体压强为：p1=p0+ph=（75+15）cmHg=90cmHg
（3）缓慢地将玻璃管转至水平，玻璃管内气体等温变化，管内气体压强为：p2=p0=75cmHg
由波意耳定律p1V1=p2V2

可得：p1l1S=p2l2S
其中S为玻璃管横截面积，代入数据得到：l2=36cm

点睛：本题主要考查了气体的状态方程的应用，解题的关键是分析清楚气体变化的过程，确定气体的状态，分析状态参量，利用对应的气体状态方程进行求解．确定被封闭气体的压强是重点．

25. 如图，质量为m2=1 kg的滑块静止于光滑的水平面上，一质量为m1=5.0×10-2 kg的小球以1 000 m/s的速率碰到滑块后又以800 m/s的速率被弹回，试求滑块获得的速度大小。

【答案】90 m/s

【解析】

【分析】

【详解】对小球和滑块组成的系统，在水平方向上不受外力，竖直方向上所受合力为零，系统动量守恒，以小球初速度方向为正方向，则有v1=1 000 m/s，v1′=-800 m/s，v2=0

又m1=5.0×10-2 kg，m2=1 kg由动量守恒定律有

m1v1=m1v1′＋m2v2′

代入数据解得

v2′=90 m/s

26. 如图所示，内壁光滑的导热气缸固定在水平面上，横截面积S＝0.01m2，质量可忽略的光滑活塞与气缸之间封闭了一定质量的理想气体，外界温度为300K时，缸内压强p1＝1.0×105Pa，气柱长L0＝0.6m．现用F＝500N的拉力缓慢向上拉活塞，已知气缸内高为H＝1.5m，大气压强p0＝1.0×105Pa．

（i）求活塞静止时，气柱长度为多少?

（ii）保持拉力不变，当外界温度为多少时，拉力恰好可以把活塞拉出?（假设大气压强不变）

【答案】（i）1.2m；（ii）保持拉力不变，当外界温度为375K时，拉力恰好可以把活塞拉出．

【解析】

【详解】（i）状态1：压强p1=1.0×105Pa，体积V1=L0S，T1=300K，状态2：Pa，V2=L2S，T2=300K

根据玻意耳定律可得：

解得：L2=1.2m

（ii）状态3：p3=0.5×105Pa，V3=HS，T2=？，

从2到3，根据盖-吕萨克定律可得：

解得：T3=375K．