2021乌鲁木齐二十中高二下学期期末考试物理试卷含答案

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乌市第二十中学2020—2021学年第四学段高二年级物理学科模块考试试卷卷面分值：100分 考试时长：80分钟 适用范围：高二年级（理科）一、单选题（每题4分，共44分）下列关于分子热运动的说法中正确的是  A. 扩散现象表明，分子在做永不停息的热运动
B. 布朗运动就是液体分子的无规则热运动
C. 温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均速率相同
D. 微粒越大，液体温度越高，布朗运动就越明显关于温度和内能的理解，下列说法中正确的是A. 温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，则物体每一个分子的动能都增大
B. 不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
C. 水的内能小于水蒸气的内能
D. 做功和热传递对改变物体内能是等效的，也就是说做功和热传递的实质是相同的已知阿伏加德罗常数为，某物质的摩尔质量为，该物质的密度为，则下列叙述中正确的是A. 该物质所含的分子个数是 B. 该物质所含的分子个数是
C. 该物质1个分子的质量是D. 该物质1个分子占有的空间是如图所示，为分子力随分子间距离的变化关系图。设为A、B两分子间引力和斥力平衡时的位置，现将A固定在O点，将B从与A相距处由静止释放，在B远离A的过程中，下列说法正确的是A. B速度最大时，分子势能最小
B. B在运动过程中分子势能一直减小
C. B速度最大时，A对B的分子斥力为零
D. 引力和斥力均减小，但引力减小得更快
 封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，其中O、A、D三点在同一直线上。在状态变化的过程中，说法正确的是 A. 从A变化到B气体的压强增大
B. 从B变到C的过程中气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
C. 从B到C的过程，气体分子的平均动能增大
D. 从A经B到C的过程中气体的密度不断减小关于固体、液体和气体，下列说法正确的是A. 一定质量的理想气体放出热量，它的内能一定减小          B. 晶体一定具有规则形状，且各向异性
C. 单晶体的某些物理性质可能具有各向异性，而多晶体和非晶体一定是各向同性的
D. 的水和的冰具有相同的内能下列说法中正确的是A. 能量耗散说明自然界的总能量在不断减少        B. 物体的内能增加了，一定是物体吸收了的热量
C. 物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不    D. 从单一热库吸收热量，使之全部变成功是可以实现的质量为的木块静止在光滑的水平面上，先受到一个向东的拉力，后撤去，同时对木块施加一个向北的拉力，又经过，g =，则 A. 重力的冲量为0                   B. 整个过程木块受到拉力的冲量为
C. 末木块的动能为            D. 末木块的动量为一只爆竹竖直升空后，在高为h处达到最高点并发生爆炸，分为质量不同的两块，两块质量之比为，其中质量小的一块获得大小为v的水平速度，重力加速度为g，不计空气阻力，则两块爆竹落地后相距   A.          B. C.          D. 关于原子核的相关知识，下面说法正确的是  A. 原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核     B. 原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定
C. 温度越高放射性元素的半衰期越小           D. 射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子用如图甲所示的装置研究光电效应现象闭合开关S，用频率为的光照射光电管时发生了光电效应图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率的关系图象，图线与横轴的交点坐标为，与纵轴的交点坐标为，下列说法中正确的是        普朗克常量为B. 断开开关S后，电流表G的示数为零
C. 仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大
D. 保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持减小 二、多选题（每题4分，共12分；多选不得分，漏选得2分）中子活化是指将样品用中子照射后，样品中的原子经中子俘获而变得具有放射性的过程。俘获中子后的原子核通常会立即衰变，释放出粒子同时生成新的活化产物。经中子照射后发生反应，最终生成并释放一粒子X，若、、和X的质量分别为、、、。1u相当于，下列说法正确的是  A. 反应方程式 B. 具有放射性，能衰变成和X
C. 生成物的质量减少                D. 反应将吸收能量约氢原子能级示意图如图所示，已知大量处于能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光，用这些光照射逸出功为的金属绝。下列说法正确的是A. 能级氢原子受到照射后跃迁到能级
B. 能使金属铯逸出光电子的光子频率有4种
C. 氢原子由能级跃迁到能级产生的光的波长最短
D. 氢原子向低能级跃迁后核外电子的电势能和动能均减小质量为1kg的物体A，在光滑水平面上以的速度与质量为2kg、速度为发生碰撞，则碰后A、B两物体的速度可能值为， B. ，C. ， D. ，三、实验题（第1、2空各2分；第3空4分；共8分）某同学用如图所示装置来探究碰撞中动量是否守恒，让质量为的入射小球a从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为的被碰小球b发生碰撞，M、P、N是小球在水平面上落点的平均位置。
实验中必须要求的条件是______。A.斜槽必须是光滑的               斜槽末端的切线必须水平C.要测量槽口离地的高度         D．a与b的球心在碰撞瞬间必须在同一高度两小球的质量应满足_____。A.        B．         C．         对两球质量关系无要求若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式_______________________成立。用、、OP、OM、ON表示  四、计算题（共36分）（10分）质量的物体从高处自由下落，掉到沙面上后，经过停在了沙坑中，不考虑空气阻力作用，求：物体在空中下落过程，重力的冲量；物体陷入沙坑过程，沙对物体的平均作用力的大小。

  （12分）如图所示，将长度，粗细均匀导热性能良好的玻璃管竖直放置，上端开口；现用长为的一段水银柱封闭玻璃管内的气体，气柱的长度为，已知环境温度为300K，外界的大气压强，
若向玻璃管内缓慢地注入水银，求水银柱的上端刚好与玻璃管的开口处平齐时水银柱的长度；
若将玻璃管开口向下竖直放置，给管内气体加热，使水银柱的下端刚好与玻璃管的开口处平齐，求此时气柱的温度。
     （14分）如图所示，A、B两个物体粘在一起以的速度向右运动，物体中间有少量炸药，经过O点时炸药爆炸，假设所有的化学能全部转化为A、B两个物体的动能且两物体仍然在水平面上运动，爆炸后A物体的速度依然向右，大小变为，B物体继续向右运动进入光滑半圆轨道且恰好通过最高点D，已知两物体的质量，O点到半圆轨道最低点C的距离，物体与水平轨道间的动摩擦因数为，A、B两个物体均可视为质点，取，求：
炸药的化学能E；
半圆轨道的半径R。


 
乌市第二十中学2020—2021学年第四学段高二年级物理学科模块考试参考答案一、选择题1. A 2. C 3. D 4. A 5. A 6. C 7. D
8. D 9. D 10. B 11. D 12. BD 13. AB 14. AC二、实验题15. ；；  。  三、计算题16. 解：根据得出，物体在空中下落的时间为：
根据冲量的定义得出，物体在空中下落过程，重力的冲量为：
整个过程列出动量定理为：   
得出阻力为：  17. 解：设玻璃管横截面积为S，管内封闭气体为研究对象，设水银柱的长度为H，管内气体经等温压缩
初状态：，    末状态：，
由玻意耳定律有：     得：舍去
设玻璃管横截面积为S，管内封闭气体为研究对象，将玻璃管开口向下竖直放置，气体经等温变化，
初状态：，        末状态：，压强
由玻意耳定律有：           得：
给管内气体加热，气体等压膨胀：  初状态：，    末状态：，
由盖吕萨克定律：    解得此时气体的温度为：
答：环境的温度保持不变，向玻璃管内缓慢地注入水银，水银柱的上端刚好与玻璃管的开口处平齐时水银柱的长度20cm； 此时气体的温度345K。  18. 解：爆炸过程，A、B系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
，   代入数据解得：，
由能量守恒定律可知，炸药的化学能：  ；
恰好通过D点，在D点重力提供向心力，  由牛顿第二定律得：，
爆炸后从O点到D点过程，对B，由动能定理得：  ，
代入数据解得：；   非选择题部分解析：1.  A、扩散现象表明分子在做永不停息的热运动，故A正确；
B、布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，故B错误；
C、温度是分子平均动能的标志，温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均动能相同，由于分子质量不同，分子的平均速率不同，故C错误；
D、布朗颗粒越小，液体温度越高，布朗运动就越明显，故D错误。            故选：A。2. A、温度是分子平均动能的标志，物体温度升高分子的平均动能增加，则不是每一个分子的动能都增大，故A错误；
B、质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数多，则氢气的内能较大．故B错误；
C、水变成水蒸气要吸热，则同质量水的内能小于水蒸气的内能，故C正确；
D、做功和热传递对改变物体内能是等效的，但实质不同，做功是其他能和内能的转化，热传递是内能的转移，故D错误。                  故选C。3.  该物质的物质的量为；所含分子数目为：，故A，B错误；
C.每个分子的质量为：，故C错误；
D.每个分子所占体积为：，故D正确。                   故选D。4. AB、由到过程中，分子力表现为斥力，距离增大时，分子力做正功，B加速运动，分子势能减小；当时，分子力表现为引力，分子间距离增大，分子力做负功，B减速运动，分子势能增大，所以时，B速度最大，ab间的分子势能最小，故A正确，B错误；
C、根据动能定理，分子间的距离从增大到过程中，动能增加，从到无限远，动能减小，所以时B的动能最大，A对B的作用力为零，但是斥力和引力同时存在且不为零，故C错误；
D、B从与A相距处由静止释放，B远离A的过程中，距离增大，引力和斥力均减小，但斥力减小得更快，故D错误            故选：A。
当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力；根据图象分析答题。
5.  A、从A变化到B气体做等容变化，温度升高，根据可知压强增大，故A正确；
B、从B变到C的过程中气体做等温变化，分子平均动能不变，气体体积增大，数密度减小，根据可知压强减小，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少，故B错误；
C、气体分子的平均动能与温度有关，温度不变，则分子的平均动能不变，由图可知，从B变到C的过程中气体做等温变化，气体分子的平均动能不变，故C错误；
D、气体的密度，质量一定，从A到B的过程中气体的体积不变，则气体的密度不变，B到C过程中气体的体积增大，则密度减小，故D错误。             故选：A。6.   A.一定质量的理想气体放出热量的同时如果外界对它做功，则它的内能可能不变，A项错误；
晶体分为单晶体和多晶体，只有单晶体具有规则形状，而多晶体没有规则形状，单晶体的某些物理性质可能是各向异性的，多晶体和非晶体的物理性质一定是各向同性的，B项错误，C项正确；
D.水结冰时需要放热，故在相同质量下的水的内能大于的冰的内能，同时内能与物质的量有关，如果不能明确质量大小，则无法比较内能的大小，D项错误。    故选C。7. A.能量耗散仍遵循能量守恒定律，自然界的总能量是不变的，故A错误；
B.物体的内能增加了，根据热力学第一定律可知，可能是物体吸收了的热量，而物体对外界不做功，外界也不对物体做功；也可能是物体放出了热量同时外界对物体做了功，也有可能物体吸收了热量，同时外界对物体也做了功，所以物体不一定吸热，也可能放热，而吸收热量时，可能等于20J，也可能小于20J，也可能大于20J，故B错误；
C.物体放出热量，即，同时对外做功，即，根据热学第一定律可知，，即物体的内能一定减小，故C错误；
D.根据热力学第二定律可知，在引起其他变化的前提下，可以从单一热库吸收热量，使之全部变成功，故D正确。              故选D。8.  A.重力的作用时间不为零，根据可知，重力的冲量不为零，故A错误；
B.水平向东的冲量为，水平向北的冲量为，则整个过程木块受到拉力的冲量为，故B错误；
根据动量定理可知，2s末木块的动量；2s末木块的动能，
故C错误，D正确。                 故选D。9.  设其中一块质量为m，另一块质量为爆炸过程系统水平方向动量守恒，以速度v的方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得 ；设两块爆竹落地用的时间为t，则有：  ，得 ，落地点两者间的距离为：，联立各式解得： ，   故D正确．10. A、原子核内相邻质子之间存在核力，核力除表现为引力之外，在某些情况下表现为斥力，故A错
B、原子核比结合能越小，拆开原子核越容易，说明原子核越不稳定，故B正确；
C、放射性元素的半衰期是原子核的衰变规律，由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，故C错误；
D、射线是原子核内中子转变为质子时产生的，不能说明原子核内有电子，故D错误。  故选：B。
11.  A.由，变形得，可知图线的斜率为普朗克常量，即，故A错误；
B.断开开关S后，初动能大的光电子，也可能达到阳极，所以电流表G的示数不为零，故B错误；
C.只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C错误；
D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表G的示数要减小，故D正确。     故选D。12. A、反应方程为，故A错误；
B、由题意知，俘获种子后，生成的具有放射性，故B正确；
C、反应前后生成物质量变化为，说明生成物的质量增加，故C错误；
D、生成物质量增加，所以吸收的能量为，故D正确。              故选：BD。
13. A、受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光，根据可知氢原子是从向低能级跃迁的，所以能级氢原子受到照射后跃迁到能级，故A正确；
B、能级间跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，则从能级跃迁到能级，氢原子辐射的能量为：；同理从能级跃迁到能级，氢原子辐射的能量为：；从能级跃迁到能级，氢原子辐射的能量为：，其它从跃迁到，跃迁到，跃迁到辐射的光子能量大于，可知能使金属铯逸出光电子的光子频率有4种，故B正确；
C、根据光子能量方程得可知，辐射的光子能量越小，波长越长，所以从能级到能级跃迁，辐射的光子波长最长，故C错误；
D、氢原子向低能级跃迁后核外电子在较低的轨道运动，库仑力做正功，电势能减小，根据和可得：，可知电子的动能增大，故D错误。   故选：AB。
14.  A、B在光滑水平面上，系统所受的外力的矢量和为零，动量守恒；题中未知速度的方向，在二维平面上的动量守恒定律遵循平行四边形定则，但不能列出动量守恒的表达式。碰撞前的动能。 碰撞后A选项的动能为；碰撞后B选项的动能为57J； 碰撞后C选项的动能为18J；碰撞后D选项的动能为； 根据碰撞过程中动能不增加，符合要求的选项为AB。 故选：AC。
15. 本实验是用平抛的水平位移来代替碰撞前后的速度，所以对碰撞之前的轨道是否光滑无要求，末端水平才保证小于是平抛运动，故A错误，故B正确；
C.由于两个小球平抛时间相等，所以槽口的高度不必测量，故C错误；
D.只有两个球的球心在同一高度，才保证是对心碰撞，故D正确。
为保证碰撞后，入射球不致于反弹，所以要求入射小球的质量大于被碰撞小球的质量，故A正确，BCD错误；  根据落点的分布，M点是入射球不发生碰撞的落点，N点是碰撞后入射球的落点，P是被碰撞球的落点，所以入射球碰撞前后的速度分别分：，，被碰球碰撞后的速度，根据动量守恒定律，则需要验证的表达式为：。
故答案为：；；  。