广东省中山市2020学年高二物理下学期期末考试试题(含解析)

广东省中山市2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）一、选择题1.关于分子动理论，下列说法正确的是（）A. 布朗运动是液体或气体分子的无规则运动B. 若两分子间的距离增大，则两分子间的作用力也一定增大C. 在扩散现象中，温度越高，扩散得越快D. 若两分子间的作用力表现为斥力，则分子间距离增大时，分子势能增大【答案】C【解析】【详解】A. 布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动，只是液体或气体分子的无规则运动的表现，选项A错误；B. 分子间作用力为引力和斥力的合力；随着两分子间距离的增大，分子间的引力和斥力均减小，但当r>r0时合力随分子距离增大先增加后减小；当r<r时随分子距离增大合力减小，故B错误；C.不同物质相互进入对方的现象叫扩散，是由于分子无规则运动产生的，温度越高扩散进行得越快，故C正确；D.若两分子间的作用力表现为斥力，增大分子间的距离，分子力做正功，则分子势能减小，故D错误；2.根据学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是( )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. 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C. 尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293 ℃D. 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【答案】A【解析】【详解】A.机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；B.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B 错误；C.尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降到－293 ℃，只能无限接近－273.15 ℃，C错误；D.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，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D错误.3.电流i随时间t变化的图象如图所示，该电流的周期和有效值分别是（）A. 2×10-32AB. 3×10-3s 563AC. 3×10-32AD. 5×10-32A 【答案】B【详解】有图可知：电流的周期为3×10-3s；由有效值的定义可得I12R×23T＝I2RT。

代入数据解得I=56A．A. 2×10-3s2A，与结论不相符，选项A错误；B. 3×10-3s 56A，与结论相符，选项B正确；C. 3×10-3s2A，与结论不相符，选项C错误；D. 5×10-3s2A，与结论不相符，选项D错误；4.如图所示，匝数n=10匝、面积S=0.5m2的矩形闭合导线框ABCD(内阻不计)处于磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴OO’以角速度ω＝10rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入的一只标有“2.5V 1.5W”的小灯泡恰好正常发光，不计线框电阻，下列说法中正确的是（）A. 在图示位置时，线框中产生的感应电流为零B. 线框中产生电动势的最大值为2C. 变压器原副线圈的匝数比为202：D. 流过灯泡的电流方向每秒钟改变10次【解析】【详解】A.由图可知，此时线圈和磁场平行，此时线框的磁通量最小，感应电动势最大，感应电流最大不为0，故A错误；B.据Em =nBSω可得线框中产生电动势的最大值Em＝10×2×0.5×10V＝502V，故B错误；C.由B知，交变电流的最大值为Em＝502V，则其有效值为50V，变压器的输出电压为2.5V，则112250202.51n Un U＝＝＝，故C错误；D.产生交变电流的周期25Tππω=＝，一个周期内电流改变两次方向，故每秒电流方向改变次数1102nTπ⨯＝＝次，由于变压器不改变交变电流的频率，故流过灯泡的电流方向每秒钟改变10π次，故D正确。

5.如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道固定在水平面上，轨道的圆心处固定了一条形磁铁。

一半径为r，质量为m的金属球从半圆轨道的一端由静止释放（金属球紧贴轨道，其球心在半圆轨道的水平直径上），金属球在轨道上来回往复运动，重力加速度大小为g，空气阻力忽略不计。

下列说法正确的是（）A. 由于没有摩擦，金属球来回往复运动时，每次都能到达相同的高度B. 金属球第一次到达轨道最低点的速度是2()v g R r=-速度都小于2()v g R r-C. 金属球最终停在轨道最低点，运动过程中系统产生的总热量为mg（R-r）D. 金属球运动过程中有感应电动势产生，但因没有闭合回路，所以没有产生感应电流 【答案】C 【解析】【详解】A.金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球要产生的热量，机械能不断地减少，所以金属球能到达的最大高度不断降低，直至金属球停在半圆轨道的最低点，故A 错误； B.从开始到金属球第一次到达轨道最低点的过程，根据能量守恒定律得 mg （R-r ）=Q+12mv 2，可知，()2v g R r -＜，由于机械能不断减少，所以，后续每次到达最低点的速度都小于2()g R r -，故B 错误。

C.金属球最终停在轨道最低点，根据能量守恒定律得系统产生的总热量 Q 总=mg（R-r ），故C 正确。

D.金属球运动过程中有感应电动势产生，在金属球内形成闭合回路，所以能产生感应电流，故D 错误。

6.如图所示，为氢原子能级图，现有大量氢原子从n=4的能级发生跃迁，并发射光子照射一个钠光管，其逸出功为2.29ev ，以下说法正确的是（ ）A. 氢原子可能发出6种不同频率的光B. 能够让钠光电管发生光电效应现象的有4种光子C. 光电管发出的光电子与原子核发生β衰变时飞出的电子都是来源于原子核内部D. 钠光电管发出的光电子轰击处于基态的氢原子只能使氢原子跃迁到n=2的能级 【答案】ABD 【解析】【分析】根据数学组合公式2n C 求出氢原子可能辐射光子频率的种数，能级间跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越高；【详解】A 、根据24 6C =知，这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子，故A 正确；B 、氢原子由4n =跃迁到2n =能级，辐射的光子能量为3.40.85 2.55eV eV eV -=，大于逸出功，能发生光电效应；而由4n =跃迁到3n =能级，辐射的光子能量为1.510.850.66eV eV eV -=，及3n =跃迁到2n =能级，辐射的光子能量为3.4 1.51 1.89eV eV eV -=，都小于逸出功，不能发生光电效应，因此让钠光电管发生光电效应现象的有4n =跃迁到2n =、4n =跃迁到1n =、3n =跃迁到1n =、2n =跃迁到1n =，共4种光子，故B 正确；C 、光电管发出的光电子是来自核外，而原子核发生β衰变时飞出的电子是来源于原子核内部的中子衰变成质子而放出的，故C 错误；E 、氢原子从4n =的能级向1n =发生跃迁，发射光子能量最大，当照射钠光管放出能量为13.60.85 2.2910.46E eV eV eV eV =--=，而氢原子从1n =的能级跃2n =的能级，需要吸收能量为13.6 3.410.2E eV eV eV '=-=，因10.4610.2eV eV ＞；氢原子从1n =的能级跃3n =的能级，需要吸收能量为13.6 1.5112.09?E eV eV eV '=-=，而12.0910.46eV eV ＞，所以钠光电管发出的光电子最多能够让氢原子从1n =的能级跃2n =的能级，故D 正确。

【点睛】解决本题的关键知道光电效应的条件，以及知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，并掌握光电效应方程的内容，注意光的强度影响光电流，而光的频率影响光电子的最大初动能。

7.14C 是碳元素的一种具有放射性的同位素，半衰期约为5700年。

在某次研究中，测得考古样品中14C 的含量大约是鲜活生命体中14C 含量的18，样品生活的年代约是( ) A. 11400年前B. 17100年前C. 22800年前D. 45600年前【答案】B 【解析】根据1 () 2tTm m =，可知570011()82t=，则t=17100年，故选B.二、多项选择题8.下列核反应方程属于衰变的是（）A. 23411120H+H He+n→B. 23423409091a-1Th P+e→C. 6662429272Cu Co+He→D. 235114489192056360U+n Ba+Kr+3n→【答案】BC 【解析】【详解】A.A是轻核的聚变反应，选项A错误；B.B是β衰变方程，选项B正确；C.C是α衰变方程，选项C正确；D.D是重核的裂变，选项D错误。

9.如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应.图乙为其中一个光电管的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的关系图象.对于这两个光电管，下列判断正确的是( )A. 因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压Uc 不同B. 光电子的最大初动能不同C. 因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同D. 两个光电管的Uc －ν图象的斜率可能不同 【答案】ABC 【解析】【详解】AB.根据光电效应方程E km ＝hν－W 0和eU c ＝E km 得，单色光的频率相同，金属的逸出功不同，则光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，选项A 、B 正确； C.虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流也可能相同，C 正确； D.因为0c W hv U e e =- ，知U c －ν图线的斜率为he，即只与h 和e 有关，为常数，D 错误.10.原子核的比结合能曲线如图所示。

根据该曲线，下列判断正确的有（ ）。

A. 42He核的结合能约为28MeVB. 42He核比63Li核更稳定C. 23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大D. 两个21H核结合成42He核时释放能量【答案】ABD【解析】【详解】A.结合能等于比结合能与核子数的乘积，所以42He核的结合能为7×4=28MeV，故A正确；B. 42He核比结合能为7MeV，63Li核为5MeV，比结合能越大的核越稳定，所以42He核比63Li核更稳定，故B正确.C.核子的平均结合能就是比结合能，23592U核比结合能比8936Kr核中的小，故C错误；D.两个21H核结合成42He核即为核聚变，核聚变会释放大量的能量，故D正确.11.如图所示，L是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略），a、b是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确的是（）。