2021-2022学年河南省信阳市浉河区新时代学校高二（下）第三次月考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年河南省信阳市浉河区新时代学校高二（下）第三次月考物理试卷

1.  1897年英国物理学家约瑟夫约翰汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子。下列有关电子的说法，正确的是(    )

A. 电子的发现说明原子核是有内部结构的
B. 根据玻尔理论，原子从低能级向高能级跃迁时，核外电子动能增大
C. 光电效应中，入射光频率一定时，逸出光电子的最大初动能与入射光强度无关
D. 射线是原子核外电子电离形成的电子流

2.  幽门螺杆菌这种致病菌，很容易诱发胃肠疾病，近几年列入全民普查体检项目，碳14呼气试验是目前常用的检测方法之一，病人需要口服尿素碳14胶囊。碳14半衰期是5730年，而且大部分是衰变，其衰变方程为。则下列说法正确的是(    )

A. X比多一个质子
B. 粒子来自于原子核外部
C. 含的化合物比单质C衰变得慢些
D. 200个经过5730年会有100个发生衰变

3.  分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是(    )

A. 从到分子力的大小一直在减小
B. 从到分子力的大小先减小后增大
C. 从到分子势能先减小后增大
D. 从到分子动能先增大后减小

4.  如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过等容、等温、等压三个过程，先后达到状态b、c，再回到状态a。下列说法正确的是(    )

A. 在过程ab中气体对外做功 B. 在过程ab中气体的内能减少
C. 在过程bc中气体对外界放热 D. 在过程ca中气体的温度降低

5.  长为L的木板右端固定一立柱，其总质量为M，质量为m的人站在板的左端，脚与板间足够粗糙，板与地面间不光滑，开始时均静止。如图所示，人做匀加速直线运动从左端跑到右端，并立即紧紧抱住立柱，人和立柱的粗细均可忽略，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程木板运动的最大位移为(    )

A. ，向右 B. ，向左
C. ，向右 D. 与板和地面间的动摩擦因数有关

6.  氢原子的能级如图所示，下列说法正确的是(    )

A. 处于能级的氢原子可以吸收任意频率的光子
B. 氢原子从能级向能级跃迁时，发出的光子能量为
C. 大量处于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
D. 处于能级的氢原子可以吸收能量为10eV的电子的能量
 

7.  下列说法正确的是(    )

A. 不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化
B. 从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的
C. 熵值越大，表明系统内分子运动越无序
D. 热量是热传递过程中，内能大的物体向内能小的物体转移内能多少的量度

8.  如图所示为一定质量的理想气体在不同体积时的两条等容线，a、b、c、d表示四个不同状态，则(    )

A. 气体由状态b变到状态a，其内能减少，体积增加
B. 气体由状态a变到状态d，其内能增加，体积增加
C. 气体由状态d变到状态c，其内能增加，体积不变
D. 气体由状态a变到状态c，其内能减少，体积增加
 

9.  某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证动量定理，轻质细线把直径为d的小球悬挂在铁架台上，球心与P点等高，把光电门与光电计时器固定在铁架台上，其高度与M点等高，用刻度尺测出P、M两点的高度差为h，用螺旋测微器测量小球的直径d，对应的示数如图乙所示。剪断细线，小球由静止下落，测得小球通过光电门的时间为，已知重力加速度大小为g，回答下列问题。

乙图螺旋测微器所示的小球的直径______mm。
实验______测量小球的质量填“需要”或“不需要”，为了减小实验误差，P、M两点间的高度差要适当______些填“大”或“小”。
当方程式______用h、d、、g来表示成立时，可验证动量定理。

10.  某同学用两小球的碰撞验证动量守恒定律，所用装置如图所示。
实验中需要注意的事项，下列说法正确的是______。
A.入射小球质量要大于被碰小球的质量，且半径相等
B.需要测出小球抛出点距地面的高度H
C.需要测出每次实验过程小球做平抛运动的水平射程，分别记为、、
D.为完成此实验，天平和刻度尺是必需的测量工具
E.斜槽轨道末端应该保持水平
F.斜槽应尽量光滑
放置被碰小球前、后，入射小球的落点位置分别为图中的______和______。
若得到关系式______用题中正确步骤的相关物理量字母表示在误差充许的范围内成立，则可证明两小球碰撞前、后动量守恒。

11.  2009年底的哥本哈根会议后各国更加重视新能源的开发，其中核能具有能量密度大，地区适应性强的优势．在核电站中，核反应堆释放的核能被转化成电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能．
以上的核反应方程是反应堆中发生的许多核反应中的一种，为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X和为多少？
以、、分别表示U、Ba、Kr核的质量，、分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则上述核反应过程中放出的核能

12.  用轻弹簧相连的质量均为1kg的A、B两物块都以的速度在光滑的水平地面上运动，弹簧处于原长，质量为2kg的物块C静止在前方，如图所示，B与C碰撞后两者粘在一起运动，碰撞时间极短。求：
、C碰撞后的瞬间B的速度大小；
弹簧压缩到最短时A的速度大小；
运动过程中弹性势能的最大值。

13.  如图所示，汽缸放置在水平桌面上，开口向上，用活塞将一定质量理想气体封闭在汽缸内，活塞距缸底，气体温度加热缸内气体至温度时，活塞距缸底。已知活塞横截面积，大气压强，重力加速度，活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气，活塞重力忽略不计。
求温度；
保持气体温度为，将一铁块放在活塞上，再次稳定后活塞回到初始位置，求铁块质量m。

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：A、电子的发现说明原子是有内部结构的，故A错误；
B、根据玻尔理论，原子从低能级向高能级跃迁时，电子的轨道半径增加，动能减小，故B错误；
C、根据爱因斯坦光电效应方程：可知，逸出光电子的最大初动能由入射光频率和逸出功决定，当频率一定时，最大初动能与入射光强度无关，故C正确；
D、射线是原子核内中子转化为质子的过程中释放出的，故D错误。
故选：C。
根据电子发现的意义分析；根据玻尔理论分析；根据光电效应方程分析；根据衰变的本质分析。
该题考查电子的发现、玻尔理论、光电效应以及衰变的本质等知识点的内容，属于对基础知识的考查，牢记这些知识点即可。
 

2.【答案】A 

【解析】解：A、根据质量数守恒与电荷数守恒可知，X为，有7个质子，比有6个质子的多一个质子，故A正确；
B：根据衰变的本质可知，粒子是原子核内的一个中子转化为一个质子和电子产生的，故B错误；
C、半衰期是由原子核本身决定的，与是否是化合物无关，含的化合物和单质衰变一样快，故C错误；
D、半衰期是大量原子核的统计规律，对少量原子核的衰变不适用，故D错误。
故选：A。
衰变中原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子；衰变的过程中质量数与电荷数守恒；半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关；半衰期是统计规律。
本题考查原子核衰变与对半衰期的理解，解答的关键是要知道半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关，同时要理解半衰期的统计意义。
 

3.【答案】D 

【解析】解：根据图，可知从到分子力的大小先增大后减小，故A错误；
B.由图可知，在时分子力为零，故从到分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；
C.分子势能在时最小，故从到分子势能一直在减小，故C错误；
D.从到分子力先做正功后做负功，故分子动能先增大后减小，故D正确。
故选：D。
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，当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力；根据分子力做功情况分析分析势能和动能的变化。
解决本题的关键是掌握分子力做功与分子势能的关系，知道分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小。
 

4.【答案】D 

【解析】A、在过程ab中气体体积不变，气体既不对外做功，外界也不对气体做功，故A错误；
B、在过程ab中气体的体积不变，压强变大，根据公式可知，则温度升高，则气体的内能增加，故B错误；
C、在过程bc中气体温度不变，内能不变，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知气体吸热，故C错误；
D、在过程ca中气体的压强不变，体积减小，根据公式可知，则温度降低，故D正确。
故选：D。
根据图像分析出气体的体积变化，从而分析出气体的做功情况；
根据一定质量的理想气体的状态方程分析出温度的变化，结合热力学第一定律完成分析。
本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，根据图像分析出压强和体积的变化，结合公式分析出温度的变化，同时结合热力学第一定律完成分析。
 

5.【答案】A 

【解析】解：假设板与地面地面光滑，则人与木板满足动量守恒，设人和立柱相遇时，人的速度大小为，木板速度大小，规定向右为正方向，则有
设此过程木板位移为，运动时间为t，由运动学公式有，
联立上式可得

方向向左，由题知板与地面不光滑，则其向左位移达不到，B错误；
板与地面不光滑，人与立柱抱住后，会获得向右的共同速度，随着板与地面动摩擦因数逐渐增大，木板向左的位移会逐渐减小，进而出现向右的位移。若板与地面间动摩擦因数增加至无穷大，则整个过程木板几乎不动，位移为零。由上述分析可得，当板与地面间动摩擦因数取一个临界值时，木板存在向右的一个最大位移，此临界值恰好能使在人运动过程中，板与地面间达到最大静摩擦力，即木板静止不动。设人与木板间动摩擦因数为，木板与地面间动摩擦因数为，在人运动过程中对木板受力分析则有

人在运动过程中，木板静止不动，则抱住立柱前木板速度，由运动学公式可得人的速度为

人抱住立柱后，由动量守恒定律可得

此后人和木板向右做匀减速运动，设位移为则有

联立上式可得

方向向右，故A正确，CD错误。
故选：A。
分析人和木板的运动过程，根据动量守恒定律结合运动学公式可分析解答。
本题是一道力学综合题，考查了动量守恒定律的应用，根据题意分析清楚人与木板的运动过程是解题的前提，应用牛顿第二定律、运动学公式、动量守恒定律即可解题。
 

6.【答案】BC 

【解析】解：A、当原子向高能级跃迁时，只能吸收特定频率的光子，故A错误；
B、氢原子从能级向能级跃迁时，发出的光子能量为，故B正确；
C、大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，发出光子频率的数量可以由公式来计算，，故C正确；
D、处于能级的氢原子不能吸收能量为10 eV的电子的能量，故D错误．
故选：BC。
原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足时，才能被某一个原子吸收；利用公式，解得光子的能量，发出光子频率的数量可以由公式来计算。
原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差。原子跃迁条件适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况。
 

7.【答案】AC 

【解析】解：A、根据热力学第二定律可知，不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化，故A正确；
B、根据热力学第二定律可知，从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功而不引起其他变化，是不可能的，故B错误；
C、根据熵增加原理可知，熵值越大，表明系统内分子运动越无序，故C正确；
D、热量是热传递过程中，温度高的物体向温度低的物体转移内能多少的量度，故D错误。
故选：AC。
根据热力学第二定律分析。
不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化。
熵值越大，表明系统内分子运动越无序。
热量是热传递过程中，温度高的物体向温度低的物体转移内能多少的量度。
该题考查的知识点较多，有分子动理论，温度是分子平均动能的标志，要掌握热力学第一、第二定律，并能用来分析实际问题，特别注意理解热力学第二定律的方向性，知道逆向过程在一定条件下也是可以实现的．
 

8.【答案】BD 

【解析】解：气体由状态b变到状态a，温度降低，其内能减少，ab连线过原点，表示体积不变，故A错误；
B.气体由状态a变到状态d，温度升高，其内能增加，根据，压强不变，温度升高，体积增加，故B正确；
C.气体由状态d变到状态c，温度降低，其内能减少，dc连线过原点，表示体积不变，故C错误；
D.根据a、c与坐标原点连线的斜率可知体积变化，斜率变小，体积增大，故D正确；
故选：BD。
一定质量的理想气体分子势能不计，只有分子动能，内能只与气体的温度有关，温度升高，内能就增大，反之，内能就减小。
解答本题的关键是掌握温度的微观含义：温度是分子平均动能的标志，一定质量的理想气体的内能只与温度有关。
 

9.【答案】不需要  大  

【解析】解：螺旋测微器的精确度为，需要估读到，故读数为皆可；
因为公式中小球质量消去了，故不需要测小球的质量；当P、M两点间距离适当大些时，小球经过光电门的速度大些，时间测量误差小，故为了减小误差，适当增大高度差；
小球下落的时间为，重力的冲量为，动量的改变量为，故两者相等消去公因式得。
故答案为：皆可；不需要，大；。
螺旋测微器的精确度为，需要估读到，换算成需要的单位；
根据动量定理表达式，小球质量消去了，故不需要测量质量，适当增大高度差可以减小误差；
根据自由落体运动求时间，代入动量定理表达式化简求解，小球通过光电门的瞬时速度约为平均速度。
本题考查验证动量定理表达式，利用小球自由落体运动中通过光电门的平均速度代替瞬时速度法，同学们要灵活运用动量定理解决相关问题。
 

10.【答案】 

【解析】解：、为保证一维碰撞，入射小球的半径与被碰小球半径相等；为避免碰后反弹，入射小球质量要大于被碰小球质量，故A正确；
BC、此实验用代入验证，时间可以消去，由知不需要测下落高度，故C正确，B错误；
D、由动量守恒有，即，约掉时间t，即为。可知，为验证动量守恒，只需要测量两个小球的质量，以及小球的落点到O点之间的距离即可，可知为完成此实验，天平和刻度尺是必需的测量工具，故D正确；
E、为了保证小球平抛，斜槽轨道末端应该保持水平，故E正确；
F、斜槽光滑与否不影响小球相邻两次抛出时的速度，只要入射球都从同一位置由静止释放即可，故F错误。
故选：ACDE
开始时不放被碰小球，让入射小球从某一位置由静止释放，平抛落到P点；然后放上被碰小球，让入射小球从同一位置由静止释放，碰撞后，入射小球做平抛运动落在M点，被碰小球做平抛运动落在N点。
由动量守恒有，即为。在误差充许的范围内成立，由此可证明两小球碰撞前、后动量守恒
故答案为：；，M；
在验证动量守恒定律的实验中，运用平抛运动的知识得出碰撞前后两球的速度，因为下落的时间相等，则水平位移代表平抛运动的速度。根据本实验中的数据事项及数据处理的方法进行作答。
解决本题的关键掌握实验的原理，以及实验的步骤，在验证动量守恒定律实验中，无需测出速度的大小，可以用位移代表速度，要注意掌握本实验的基本方法。
 

11.【答案】解：根据电荷数守恒，质量数守恒，知aX的总电荷数为0，总质量数为3，可知X为中子，
该核反应质量亏损为，根据爱因斯坦质能方程知，释放的核能
答：为中子，a等于3；
上述核反应过程中放出的核能是 

【解析】根据电荷数守恒和质量数守恒确定X的种类以及a的大小．
根据爱因斯坦质能方程求出核反应过程中放出的核能．
解决本题的关键知道核反应中电荷数守恒、质量数守恒，掌握爱因斯坦质能方程，并能灵活运用．
 

12.【答案】解：设B、C碰后瞬间一起运动的速度大小为，碰撞过程，B、C组成的系统满足动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得：
解得B、C碰撞后的瞬间B的速度大小为：；
弹簧压缩到最短时，A、B、C三物块速度相等，设此时三者速度大小为，从B、C碰撞后到三者共速，A、B、C三个物块组成的系统满足动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得：

代入数据解得：
故弹簧压缩到最短时A的速度大小为；
弹簧压缩到最短时，弹性势能最大，从B、C碰后到三者共速，A、B、C及弹簧组成的系统满足机械能守恒，则有：

代入数据解得：。
答：、C碰撞后的瞬间B的速度大小为；
弹簧压缩到最短时A的速度大小为；
运动过程中弹性势能的最大值为6J。 

【解析】根据动量守恒定律求解B、C碰撞后的瞬间B的速度大小；
根据动量守恒定律求解弹簧压缩到最短时A的速度大小；
、B、C及弹簧组成的系统满足机械能守恒，根据机械能守恒定律求解弹性势能的最大值。
本题主要是考查了动量守恒定律和机械能守恒定律；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用或合外力为零；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程，再根据机械能守恒定律列方程求解。
 

13.【答案】解：气体被加热过程中压强不变，由盖吕萨克定律可得

初态：，
末态：，？
解得，
故
设活塞再次稳定后气体压强p
由平衡条件可知：
由波意耳定律可知：
其中，
联立解得
答：温度为；
铁块质量m为4kg。 

【解析】在加热过程中，被封闭气体做等压变化，找出初末状态参量，根据盖吕萨克定律求得温度；
气体做等温变化，同样找出初末状态参量，利用波意耳定律求得质量。
本题考查了气体的等容和等压变化，注意应用公式时，温度为热力学温度。难度不大，属于基础题。