哈师大附中2021年高二下学期期中考试：物理卷+答案

哈师大附中高二学年下学期期中考试物理试题

一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分。每题给出的四个选项中，1至8题只有一项符合题目要求，第9至14题有多项符合题目要求。全部选对得4分，漏选得2分，多选或错选不得分）

1．关于物理学家和他们的贡献，下列说法正确的是

A．汤姆孙发现电子，揭示了原子核内部具有复杂结构

B．爱因斯坦的光电效应说明光具有波动性

C．卢瑟福通过对阴极射线的研究提出了“枣糕模型”

D．玻尔的原子模型成功地解释了氢原子光谱的实验规律

2．下列说法中正确的是

A．黑体辐射强度与波长有关，温度升高，各种波长的辐射都有增加，且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

B．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性

C．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性

D．光波是一种概率波。光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质

3．下列四幅图涉及到不同的物理知识，图①为射线在场中的运动轨迹，图②为反应堆示意图，图③为光电效应实验中光电流与电压的关系，图④为链式反应示意图。关于这四幅图，下列说法正确的是

A．图①：根据射线的偏转方向可知容器上方区域可能存在垂直纸面向外的磁场

B．图②：镉棒吸收中子的能力很强，因此可通过调节镉棒的插入深度来控制反应速度

C．图③：同种光照射同种金属，入射光越强，饱和光电流越大，电子最大初动能也越大

D．图④：链式反应属于重核的裂变，入射的是快中子，生成的是慢中子

4．如图所示，三只完全相同的灯泡L1、L2、L3分别与电阻R、电感L、电容C串联，再并联到电压有效值不变、频率可调的交流电源上，当交变电流的频率为50Hz时，三只灯泡恰好正常发光。现仅将交变电流的频率降低到40Hz，则下列说法正确的是

A．三灯均变暗

B．三灯亮度均不变

C．L1亮度不变、L2变亮、L3变暗

D．L1亮度不变、L2变暗、L3变亮

5．下列关于核反应的说法正确的是

A．衰变为，经过3次衰变，6次衰变

B．是衰变方程，，是衰变方程

C．是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程

D．高速运动的粒子轰击铍核可从铍核中打出中子，其核反应方程为

6．关于原子和原子核的知识，下列说法正确的是

A．原子核的结合能越大，原子核中核子一定结合得越牢固，原子核就越稳定

B．铯原子核（）的结合能一定小于铅原子核（）的结合能

C．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

D．是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度后半衰期会缩短

7．下列说法不正确的是

A．扩散现象表明，分子在永不停息地运动

B．布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动

C．微粒越小、温度越高，布朗运动越明显

D．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙

8．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为－E0。若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是

A．乙分子在P点（x=x2）时，加速度最大     

B．乙分子在Q点（x=x1）时，其动能最大

C．乙分子在Q点（x=x1）时，处于平衡状态    

D．乙分子的运动范围为x≥x1

9．某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m0和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为

A．NA= B．NA=  C．NA= D．NA=

10．一定质量的气体，下列叙述中正确的是

A．气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大

B．密封在体积不变的容器中的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大

C．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大

D．气体的温度降低，体积减少，压强可能不变

11．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是

A．一群处于能级5的氢原子向基态跃迁时，能放出6种不同频率的光

B．一群处于能级5的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为9.72eV

C．用能量为10.45eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到能级2的激发态

D．用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离

12．如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程。则下列说法正确的是

A．D→A是一个等温过程           B．B→C气体内能变小

C．A→B气体分子平均速率变大     D．A→B体积增大，压强变大，内能不变

13．有一种调压变压器的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压，图中为交流电流表，为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是

A．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数不变

B．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大

C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大

D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大

14．图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶1000，降压变压器原、副线圈匝数比为1000∶1，输电线的总电阻为1000 Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220 V，下列说法正确的是

A．输电线中的电流为3 A

B．电站输出的功率为7500 kW

C．输电线路损耗功率为90 kW

D．用户端交变电流的频率为50 Hz

二、实验题（本题共3小题，共10分）

15．如图所示，一验电器与锌板相连，在处用一紫外线灯照射锌板，关灯后验电器指针保持一定偏角。

（1）现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针______（选填“有”或“无”）偏转。

（3）为了进一步研究光电效应的规律，设计了如图所示的电路，图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V，则光电管阴极材料的逸出功为______eV；现保持滑片位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数______（选填“为零”或“不为零”）。

16．实验中，1×104 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）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____mL。

（2）估算出油酸分子的直径约_____m。

（注：（1）（2）问保留两位有效数字）

（3）某同学在用油膜法估测分子大小实验中发现测量结果明显偏大，可能是由于

A．粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大

B．痱子粉撒得过多

C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

D．用注射器滴入小量筒0.5 mL油酸酒精溶液时多记了5滴

三、计算题（本题共4小题，共34分）

17．一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共n匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。

（1）线圈平面与磁感线夹角为30°时的感应电动势多大；

（2）设发电机由柴油机带动，若其他能量损失不计，则线圈转一周，柴油机做多少功；

（3）从图示位置开始，线圈转过30°的过程中通过R的电荷量是多少。

18．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。（真空中的光速为c）

(1)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求该等效环形电流的大小；

(2)设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。

19．如图，一粗细均匀的导热U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l＝10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0 cm。现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时将开关K关闭。已知大气压强p0＝75.0 cmHg，环境温度不变。

（1）求放出部分水银后A侧空气柱的长度；

（2）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度。

20．将横截面积分别为S1=1×10-3m2和S2=8×10-4m2两个气缸竖直连接。在两气缸连接处及其下方h=10cm处均固定有活塞销。整个气缸被活塞a和活塞b分割成三部分，两活塞用长l=12cm的轻绳连接，上下两部分均与大气直接连通，两活塞之间密闭有一定质量的理想气体。已知活塞a的质量为m1=2kg，活塞b的质量为m2=1kg。初始时，密闭气体的温度为27℃，压强为p0=1×105Pa，两活塞静止于如图所示的位置。外界大气压强恒为p0=1×105Pa，不计活塞和活塞销的厚度，不计活塞和气缸间的摩擦，取g=10m/s2，现在开始缓慢升高密闭气体的温度，求：

（1）轻绳刚好要被拉直时，密闭气体的温度；

（2）若轻绳能承受的最大拉力T=180N，至少需要将温度升高到多少，才能将绳拉断。

答案：

1.D

2.C

3.B

4.C

5.D

6.B

7.B

8.D

9.BC

10.BD

11.BD

12.AC

13.BC

14.BD

15.（1）减小………1分

（2）无………1分

（3）4.5………2分  为零………1分

16.（1）1.2×10-5………1分

（2）5.1×10-10——5.3×10-10………2分

（3）BC………2分

17.………7分

（1）根据e=nBSωcoswt

=nBL2ωcoswt

=nBL2ω………2分

（2）W=Q=

W=………2分

（3），，

………3分

18.………8分

(1)设α粒子在磁场中做圆周运动的周期

………1分

根据电流强度定义式，可得环形电流大小为

………1分

(2)根据洛伦兹力提供向心力

………1分

得………1分

设衰变后新核Y的速度大小为v′，核反应前后系统动量守恒，有

Mv′–mv=0………1分

可得………1分

根据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律有

………1分

解得………1分

19.………8分（1）以cmHg为压强单位,设A侧空气柱长度l＝10.0 cm时的压强为p；

当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1.

由玻意耳定律得pl＝p1l1………1分 由力学平衡条件得p＝p0＋h………1分        

打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止.由力学平衡条件有p1＝p0－h1………1分

联立，并代入题给数据得l1＝12.0 cm………1分

（2）当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2.

由玻意耳定律得pl＝p2l2………1分     

由力学平衡条件有p2＝p0 ………1分 联立，并代入题给数据得l2＝10.4 cm  

设注入的水银在管内的长度为Δh，依题意得h＝2(l1－l2)＋h1 ………1分   

联立式，并代入题给数据得Δh＝13.2 cm.………1分

20.………11分【答案】(1)450K；(2)1350K

【详解】

(1)初始时，密闭气体的温度T0=300K，压强p0=1×105Pa，体积

当绳刚好拉直时，压强、体积分别为

………1分

………1分

设此时温度为T1，由理想气体状态方程可得

………1分

代入数据解得

T1=450K………1分

(2)设绳子要拉断时，两活塞均与活塞销未接触，设此时气体压强为P2，对a、b活塞由平衡条件可得

………1分

………1分

联立可解得

p2=2.5×105Pa………1分

把T=180N代入

第一式可得气体压强为

p3=3×105Pa>p2………1分

故两活塞应呈如图所示状态

即b活塞应顶在上方的活塞销处，此时体积为

………1分

由理想气体状态方程可得

………1分

代入数据解得

T3=1350K………1分