2019-2020学年广东省珠海一中高二下学期期中自我检测物理试题(解析版)

高二年级下学期期中物理自我检测题
一、单项选择题：本题包括7小题，每小题3分，共21分。

每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。

选对的得3分，选错或不答的得0分。

1. 下列关于内能的说法正确的是（ ）
A. 质量和温度都相同的理想气体，内能一定相同
B. 气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大
C. 铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能不变
D. 18g 的水、18g 的水蒸气在它们的温度都是100℃时，它们的分子数目相同，分子动能相同，水蒸气的内能比水大
『答案』D
『解析』A ．质量和温度都相同的气体，如果气体种类不同，则摩尔数不一定相同，内能不一定相同，故A 错误；
B ．内能与宏观的物体的运动无关；气体温度不变，内其分子平均动能不变，内能不变，故B 错误；
C ．在铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，分子的平均动能不变，但是由于吸收热量，则内能增加，故C 错误；
D ．18g 的水和18g 的水蒸气的物质的量相同，则分子数目相同，温度相同时，分子平均动能相同，由于分子数目相同，则分子总动能相同，100C ︒时，18g 的水变为水蒸气要吸热，故水蒸气的内能大，故D 正确。

故选D 。

2. 下列说法正确的是（ ）
A. 某气体的摩尔质量为M ，摩尔体积为V m ，密度为ρ，用N A 表示阿伏加德罗常数，则每个气体分子的质量0A M m N =，每个气体分子的体积为0A
m V V N = B. 布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
C. 扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
D. 悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显
『答案』C
『解析』A ．应用0m A
V V N =计算出的是每个气体分子所占空间的体积，由于气体分子间距较
大，所以0m A
V V N 并不是每个分子的实际体积，故A 错误； B ．布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，故B 错误；
C ．扩散现象是分子热运动引起的分子的迁移现象，可以在固体、液体、气体中产生，故C 正确；
D ．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，受力越趋于平衡，布朗运动越不明显，故D 错误。

故选C 。

3. 如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e 为两曲线的交点，则下列说法正确的是（ ）
A. ab 为斥力曲线，cd 为引力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10m
B. ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10m
C. 一个物体在分子间显引力时分子势能一定比显斥力时分子势能要大
D. 若两个分子间距离越来越大，则分子势能也越来越大
『答案』B
『解析』AB ．在F －r 图像中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力。

故e 点为平衡距离，数量级为10－10m ，故A 错误，B 正确；
C ．由分子势能随分子间距离变化图像如图，
其中2r 位置为平衡位置分子势能最小，由图像可知，一个物体在分子间显引力时分子势能不一定比显斥力时分子势能大，故C 错误；
D ．当分子间的距离小于r 0时，当距离增大时，分子力做正功，分子势能减小，故D 错误。

故选B。

4. 下列说法正确的是（）
A. 有确定熔点的固体一定是晶体，无规则外形及物理性质各向同性的固体一定是非晶体
B. 一定温度下的饱和汽压，随饱和汽的体积减小而增大
C. 附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润
D. 表面张力是分子力的宏观表现，方向与液面相切
『答案』CD
『解析』A．晶体（无论是单晶体还是多晶体）都有确定的熔点，物理性质各向同性的固体可能是非晶体，也可能是多晶体，故A错误；
B．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，饱和汽的压强也是一定的，与饱和汽的体积无关，故B错误；
C．附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，附着层内分子间作用表现为斥力，附着层有扩展趋势，液体与固体间表现为浸润，故C正确；
D．表面张力使液体表面有收缩的趋势，它的方向跟液面相切，故D正确。

故选CD。

5. 关于热力学定律，下列说法正确的是（）
A. 机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能
B. 第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来
C. 凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体
D. 不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
『答案』A
『解析』A．根据热力学第二定律可知，机械能可能全部转化为内能；在没有外界影响时，内能不能全部用来做功以转化成机械能，若受到外力影响，则可以全部转化为机械能，故A 正确；
B．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律，第二类永动机不可以制造出来，故B错误；
C．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量能自发从高温物体传递给低温物体，不能自发从低温物体传递给高温物体，故C错误；
D．热力学第二定律可以表示为：不可能制成一种循环动作的热机，从单一热源取热，使之
完全变为功而不引起其它变化，这句话强调的是不可能“不产生其它变化”；即在引起其他变化是可能的，故D 错误。

故选A 。

6. 下列说法正确的是（ ）
A. 238
92U 衰变为22286
Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变 B. 衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
C. 查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素
D. 汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量
『答案』A
『解析』A ．经过4次α衰变和2次β衰变后，则质量数减小16，而质子减小6，因此23892U
衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变，故A 正确；
B ．衰变中产生的β射线实际上是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故B 错误；
C ．查德威克发现了中子,卢瑟福用α粒子轰击氮核首次实现了原子核的人工转变,故C 错误；
D ．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，密立根测出了电子的
电荷量，故D 错误。

故选A 。

7. 放射性同位素14C 在考古中有重要应用，只要测得该化石中14C 残存量，就可推算出化石的年代，为研究14C 的衰变规律，将一个原来静止的14C 原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相内切圆，圆的半径之比R ：r =7：1，如图所示，那么14C 的衰变方程式应是（ ）
A.
14104642C Be+He → B. 14140651C Be+e → C. 14
14
0671C N+e -→ D. 14
13
1651C B+H →
『答案』C
『解析』由图看出，原子核衰变后放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，而两者速度方向相反，则知两者的电性相反，新核带正电，则放出的必定是β粒子，发生了β衰变，β粒子是电子，故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

二、多项选择题：本题包括5小题,每小题5分,共25分。

每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。

全选对得5分,选不全得3分,有选错或不答的得0分。

8. 研究光电效应实验电路图如图a 所示，其光电流与电压的关系如图b 所示．则下列说法中正确的是（ ）
A. 若把滑动变阻器的滑动触头向右滑动，光电流一定增大
B. 图线甲与乙是同一种入射光，且入射光甲的强度大于乙光的强度
C. 由图可知，乙光的频率小于丙光的频率
D. 若将甲光换成丙光来照射锌板，其逸出功将减小
『答案』BC
『解析』A ．若把滑动变阻器的滑动触头向右滑动，若光电流没达到饱和电流，则光电流一定会增大，若已达到饱和电流，则光电流不会增大，故A 错误；
B ．由图可知，甲乙两光的截止电压相同，根据212
m eU mv h W γ==-截知频率相同，是同一种入射光；甲的饱和电流大于乙的饱和电流，而光的频率相等，所以甲光照射的强度大于乙光照射的强度，故B 正确；
C ．根据212
m eU mv h W γ==-截知入射光的频率越高，对应的遏止电压U c 越大。

乙光的截止电压小于丙光，所以乙光的频率小于丙光频率，故C 正确；
D ．同一金属，逸出功是相等的，与入射光无关，故D 错误。

故选BC 。

9. 如图所示是氢原子的能级图，处于n =4激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出不同频率的光子，则（ ）
A. 处于n =4激发态的一个氢原子向下跃迁，最多可以产生6种不同频率的光子
B. 从n =4能级跃迁到n =1能级释放的光子波长最小，康普顿效应最明显
C. 处于n =4能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离
D. 氢原子由n =4能级跃迁到n =3能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加
『答案』BCD
『解析』A ．处于n =4激发态的一个氢原子向下跃迁，最多可以产生(n －1)=3种不同频率的光子，故A 错误；
B ．根据氢光谱的特点可知，从n =4激发态跃迁到基态时产生光子的能量最大，根据c E h λ
=知，波长最短，粒子性最明显，康普顿效应最明显，故B 正确；
C ．由于E 4=－0.85eV ，紫外线光子的能量大于可见光光子的能量，即 40.85 eV
E E E ∞-=>紫
可以使氢原子电离，故C 正确； D ．由n =4能级跃迁到n =3能级过程中释放能量，氢原子的能量减少，库仑力做正功，核外电子的动能增加，故D 正确。

故选BCD 。

10. 如图所示，光滑固定金属导轨M 、N 水平放置，两根导体棒P 、Q 平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是( )
A. P 、Q 将相互远离
B. P 、Q 将相互靠近
C. 磁铁的加速度小于g
D. 磁铁的加速度仍为g
『答案』BC
『解析』AB ．当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，P 、Q 将互相靠拢，回路的面积减小一
高中物理月考(段考)试卷
点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，故A错误，B正确；CD．由楞次定律中的来去拒留可知，磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g，故C正确，D错误。

故选BC。

11. 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动。

则PQ所做的运动可能是（）
A.向右匀加速运动
B. 向左匀加速运动
C. 向右匀减速运动
D. 向左匀减速运动『答案』BC 『解析』MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手螺旋定则与楞次定律可知，PQ可能是向左加速运动或向右减速运动，故BC正确，AD错误。

故选BC。

12. 如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中A. 感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 B. 感应电流方向一直是逆时针C. 安培力方向始终与速度方向相反 D. 安培力方向始终沿水平方向『答案』AD 『解析』先看感应电流方向，铜制圆环内磁通量先向里并增大，由楞次定律可知，铜制圆环感应电流的磁场向外，依据右手安培定则得到，感应电流方向为逆时针；铜制圆环越过最
低点过程中，铜制圆环内磁通量向里的减小，向外的增大，所以铜制圆环感应电流的磁场向里，感应电流为顺时针；越过最低点以后，铜制圆环内磁通量向外并减小，所以铜制圆环感应电流的磁场向外，感应电流为逆时针，A正确；B错误；
再看安培力方向，由于圆环的电流是相等的，把圆环沿竖直方向看成两个半圆环，则这两个半圆环的电流相等、磁场不相同，则磁场强的半圆产生的安培力大于磁场弱的，故安培力的合力的方向是水平的，同理，当圆环摆过最下端的位置时，安培力的方向也是如此，C错误；D正确；故选AD．
三、实验题：本题共1小题，共计10分。

13. 测量分子的直径有很多方法，除一些有机物质的大分子除外，多数分子大小的数量级为10−10m。

在用油膜法估测分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到
250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上。

算出完整的方格有56个，大于半格的有14个，小于半格的有12个。

(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的科学依据是（）
A.将油膜看成单层油酸分子铺成的
B.不考虑各油酸分子间的间隙
C.考虑了各油酸分子间的间隙
D.将油酸分子看成球形
(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为________m3，膜面积为________m2，求得的油膜分子直径为_________m。

（结果全部保留两位有效数字）
(3)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，可能是由于（）
A.油酸未完全散开
B.油酸中含有大量的酒精
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
『答案』(1). ABD (2). 124.010-⨯ 37.010-⨯ 105.710-⨯ (3). AC 『解析』(1)『1』用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分
子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙，故ABD 正确，C 错误。

故选ABD ；
(2)『2』一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积1230.11mL 4.010m 250100
V -=⨯=⨯ 『3』据题意：完整的方格有56个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．根据大于半格算一个计算，超过半格的方格个数为n =56+14=70
则油膜面积为232701cm 1cm =70cm 7.010m S -=⨯⨯=⨯
『4』油酸在水面上形成单分子油膜，则油膜分子直径为12
1034.010m 5.710m 7.010
V d S ---⨯==≈⨯⨯ (3)『5』计算油酸分子直径的公式是V d S
=，V 是纯油酸的体积，S 是油膜的面积 A ．油酸未完全散开，S 偏小，则得到的分子直径d 将偏大，故A 正确；
B ．计算时利用的是纯油酸的体积，是按照溶液比例计算出来的，如果含有大量的酒精，只要比例正确。

则油酸的实际体积不变，则直径将不变，故B 错误；
C ．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S 将偏小，则得到的分子直径将偏大，故C 正确；
D ．求每滴体积时，lmL 的溶液的滴数误多记了10滴，由0V V n =
可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D 错误。

故选AC 。

四、计算题：本题共4小题，14题9分，15题9分，16题11分，17题15分，共计44分。

解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

14. 如图所示，一定质量的理想气体在状态A 时压强为52.010Pa ⨯，经历A B C A →→→的过程，整个过程中对外界放出61.4J 热量。

求该气体在A B →过程中对外界所做的功。

『答案』138.6J
『解析』整个过程中，外界对气体做功W=W AB +W CA
且由C →A 过程中，V T
=常量，故此过程为等压过程，体积减小，则C →A 外界对气体做功()–200J CA A C A W p V V ==
由热力学第一定律ΔU =Q +W ，得–((61.4J 200J 138.6J AB CA W Q W =+=--+=-)) 即气体对外界做的功为138.6 J 。

15. 为了保护轮胎，一般4s 店会对到店汽车的新轮胎放气。

某天下午，气温27℃，某辆到店汽车新胎轮胎内气体压强为3.0个标准大气压，店员对轮胎放气，放完气静置一段时间后，测得轮胎内气体压强降至2.5个标准大气压。

不计轮胎内气体体积的变化。

求：
①放完气后，轮胎内剩余气体的质量为放气前气体质量的比值；（不计此过程中气温的变化）
②第二天清晨，店员到店检查时发现，轮胎内气压降为2.4个标准大气压，当时气温为15℃。

试通过计算分析，判断该轮胎有无漏气。

『答案』①5=6
m m 剩
总；②并无漏气 『解析』①对轮胎内原有气体，在放气的过程中温度不变，有1122PV PV = 解得1211265P V V V P == 所以115==665
m V m V 剩总 ②对放气后剩余在轮胎内的气体，从放气后到第二天清晨，有
3223P P T T = 解得3 2.4=P atm 所以轮胎并无漏气。

16. 如图，一粗细均匀的U 形管竖直放置，A 侧上端封闭，B 侧上侧与大气相通，下端开口
处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l=10.0cm，B侧水银面比A侧的高h=3.0cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h1=10.0cm时，将开关K关闭，已知大气压强p0=75.0cmHg．
（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两侧的水银达到同一高度,求注入水银在管内的长度．『答案』（1）12.0cm；（2）13.2cm
『解析』（1）以cmHg为压强单位．设A侧空气柱长度l=10.0cm时压强为p，当两侧的水银面的高度差为h1=10.0cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1，由玻意耳定律，有：
pl=p1l1①
由力学平衡条件，有：p=p0+h ②
打开开关放出水银的过程中，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着减小，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﹣h1③
联立①②③，并代入题目数据，有：l1=12cm ④
（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，有：pl=p2l2⑤
由力学平衡条件有：p2=p0⑥
联立②⑤⑥式，并代入题目数据，有：l2=10.4cm ⑦
设注入水银在管内的长度为△h，依题意，有：△h=2（l1﹣l2）+h1⑧
联立④⑦⑧式，并代入题目数据，有：△h=13.2cm
17. 如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口，卡口距缸底的高度h=20cm．汽缸活塞的面积S=100cm2，重量G=100N，其下方密封有一定质量的理想气体，活塞只能在卡口下方上下移动．活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦，竖直轻弹簧下端与缸底固定连接，上端与活塞固定连接，原长l0=15cm，劲度系数k=2000N/m．开始时活塞处于静止状
态，汽缸内气体温度T 1=200K ，弹簧的长度l 1=10cm ，现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体（大
气压P 0=1.0×105Pa ）．求
（i ）当弹簧恢复原长时时汽缸内气体的温度T 2；
（ⅱ）当汽缸中的气体温度T 3=500K 时汽缸内气体的压强P 3．
『答案』
（i ）330K ；（ⅱ）1.25×105P a ． 『解析』
（i ）对活塞受力分析，开始时气体的压强为： ()551020000.150.11001.010 1.0100.010.01
a a G F P P P P S S ⨯-=+-=⨯+-=⨯ 温度为：T 1=200K
体积为：V 1=lS=10S
弹簧恢复原长时，对活塞受力分析，根据平衡得封闭气体压强为： 55201001.010 1.1100.01
a G P P P S =+=⨯+=⨯P a 体积为：V 2=l 0S=15S 由理想气体状态方程得：112212
PV PV T T = 代入数据解得：T 2=330K （ii ）设温度为T 时，活塞恰好上移至卡口，此时有：
()00k h l G P P S S -=++=()520000.20.151001.0100.010.01a P ⨯-⨯++=1.2×105P a V=hS=20S 由理想气体状态方程得：111PV PV T T
= 代入数据解得：T=480K 由于T 3=500K ＞480K ，活塞以上移至卡口，有：V 3=hS=20S 由理想气体状态方程得：331113
PV PV T T = 代入数据解得：53 1.2510a P P =⨯。