陕西省西安中学2020学年高二物理下学期期末考试试题(含解析)

陕西省西安中学2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）
1. 液体表面张力产生的原因是( )
A. 液体表面层分子较紧密，分子间斥力大于引力
B. 液体表面层分子较紧密，分子间引力大于斥力
C. 液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力
D. 液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力
【答案】C
【解析】
液体表面层分子间距离介于气体和液体之间．液体分子力可认为为零，则表面层分子力表现为引力，故C正确．
2.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为，则
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
因为对于给定的气体，当温度升高，分子热运动加剧，速率较大的分子所占百分比增高，分布曲线的峰值向速率大的方向移动即向高速区扩展，峰值变低，曲线变宽，变平坦，故B正确。

3.空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 L，现再充入1.0 atm的空气9.0
L ．设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为________．(填选项前的字母) A. 2.5 atm B. 2.0 atm
C. 1.5 atm
D. 1.0 atm
【答案】A 【解析】
将充气之前的两部分气体合起来作为初状态，压强都是，故初始体积为两部分
的和； 初状态：，
末状态：
根据玻意耳定律得：
代入数据解得
，故A 正确，BCD 错误。

点睛：该类题目属于充气问题，可以将充气之前的
两部分气体合起来作为初状态是解题的关键。

【此处有视频，请去附件查看】
4.下列关于“原子质量单位u”的说法中正确的有( ) A. 1u 就是一个氢原子的质量 B. 1u 就是一个中子的质量
C. 1u 是一个碳12原子的质量的十二分之一
D. 1u 就是931.5MeV 的能量 【答案】C 【解析】
【详解】原子质量单位 是在原子物理中常用的一个特殊的质量单位，规定一个碳 12 原子的质量的十二分之一为，，在计算核能时， 的质量跟 931.5MeV 的能量相对应，但不能认为 就是 931.5MeV 的能量，
故选项C 正确，A 、B 、D 错误。

5.下面列出的是一些核反应方程 , ,
其中（）
A. X是质子，Y是中子，Z是正电子
B. X是正电子，Y是质子，Z是中子
C. X是中子，Y是正电子，Z是质子
D. X是正电子，Y是中子，Z是质子
【答案】D
【解析】
【详解】根据质量数和电荷数守恒可得：X为：，即正电子；Y为：，即中子；Z为：，即质子，故ABC错误，D正确。

故选D。

【点睛】本题比较简单，直接利用核反应方程的质量数和电荷数守恒即可正确求解．记住基本粒子的符号.
6.现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。

为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为，其中。

已知普朗克常量h、电子质量m 和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( ) A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】物质波的波长，则有，解得，由动能定理可得，解得，故选项D正确，A、B、C错误。

7.下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是（）
A. 简谐振动的平衡位置一定是物体所受合外力为零的位置。

B. 横波在介质中的传播速度由波源本身的性质决定。

C. 当人向一个固定的声源跑去，人听到的音调变低了。

D. 当声波从空气进入水中时，声波的频率不变，波长变长。

【答案】D 【解析】
单摆运动的平衡位置合外力并不为零，传播速度由介质决定与波源无关，由波动图像可知AB 错，当人向一个固定的声源跑去，人听到的音调变高了，C 错；当声波从空气进入水中时，声波的频率不变，波速增大，由波长变长，D 对；
8.一列简谐横波沿x 轴负方向传播，如图甲是t ＝1 s 时的
波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)．则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线( )
A. x ＝0处的质点
B. x ＝1 m 处的质点
C. x ＝2 m 处的质点
D. x ＝3 m 处的质点
【答案】A 【解析】
【详解】图乙上t=1s 时质点经平衡位置向下。

图甲上，t=1s 时刻，x=0、2m 处质点
经过平衡位置。

简谐横波沿x 轴负方向传播，根据波形平移法可知，x=0m 处质点经平衡位置向下，与图甲中 t=1s 时刻质点的状态相同，而x=2m 处质点经平衡位置向上，与图甲中 t=1s 时刻质点的状态相反，故A 正确，BCD 错误。

9.由于放射性元素
半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，在使用人工的
方法制造后才被发现.已知经过一系列α衰变和β衰变后变成，下列论述中正确的是（）
A. 核比核少18个中子
B. 衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变
C. 衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变
D. 发生β衰变时，核内中子数不变
【答案】AB
【解析】
【详解】A．核的中子数为209−83=126，的中子数为237−93=144，可知
核比核少18个中子，故选项A正确；
BC．整个衰变的过程中电荷数少10，质量数少28，设经过次α衰变，次β衰变，则有，，解得，，故选项B正确，C错误；
D．β衰变的过程中，电荷数多1，质量数不变，则中子数少1，故选项D错误。

10.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与
.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近. r轴交点的横坐标为r
若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )
阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
A. 在r>r
阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小
B. 在r<r
C. 在r=r
时，分子势能最小，动能最大
D. 分子动能和势能之和在整个过程中不变
【答案】ACD
【解析】
试题分析： r
为分子间的平衡距离，大于平衡距离时分子间为引力，而小于平衡距
离时为斥力，故可知，当r大于平衡距离时，分子间表现为引力，相互靠近时做正功，分子动能增加，势能减小，所以选项A正确；反之，当r小于平衡距离时，分子间表现为斥力，相互靠近时做负功，分子动能减小，势能增加，所以选项B错误；故可知当r等于平衡距离时，分子势能最小，动能最大，所以选项C正确；由于没有外力做功，所以分子动、势能的总和不变，所以选项D正确。

考点：分子势能
11.一定质量的理想气体沿如图所示箭头方向发生状态变化，则下列说法正确的是( )
A. a到b过程放热，内能减少
B. b 到c过程吸收的热量多于做功值
C. c到a过程内能一直不变
D. 完成一个循环过程，气体吸收热量
【答案】AB
【解析】
【详解】A．到过程气体压强减小，体积不变，外界对气体不做功，根据可知气体温度降低，所以气体的内能减小，根据热力学第一定律可知到过程放热，故选项A正确；
B．到过程气体压强不变，体积增大，气体对外界做正功，根据可知气体温度升高，所以气体的内能增加，根据热力学第一定律可知到过程吸热，且吸收的热量多于做功值，故选项B正确；
C．根据图像的数据和可知到过程气体温度先升高后降低，所以气体的内能先增大后减小，故选项C错误；
D．完成一个循环过程，气体温度不变，气体的内能不变，在到过程中气体对外界做功小于到过程中外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体放出热量，故选项D错误。

12.如图所示为氢原子的能级示意图．现用能量介于10～12.9eV范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是（）
A. 照射光中只有一种频率的光子被吸收
B. 照射光中有三种频率的光子被吸收
C. 氢原子发射出三种不同波长的光
D. 氢原子发射出六种不同波长的光【答案】BD
【解析】
因为-13.6+10=-3.6eV，-13.6eV+12.9eV=-0.7eV，可知照射光中有三种频率的光子被吸收．氢原子跃迁的最高能级为n=4能级，根据知，氢原子发射出六种不同波长的光．故BC正确，AD错误．故选BC．
点睛：解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，即E
m -E
n
=hv；从高能态向基
态跃迁时能辐射的光子数为种.
13.在光电效应实验中，小强同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示.则可判断出( )
A. 甲光的频率大于乙光的频率
B. 乙光的波长大于丙光的波长
C. 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D. 甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据
截可知入射光的频率越高，对应的截止电压
截
越
大，甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，故选项A错误；B．丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长，故选项B正确；
C．截止频率是针对发生光电效应物体的，不是针对入射光的，故选项C错误；
D．丙光的截止电压大于甲光的截止电压，根据
截
可知甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，故选项D正确。

14.某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为(cm) ，则下列关于质点运动的说法中正确的是 ( )
A. 质点做简谐运动的振幅为10cm
B. 质点做简谐运动的周期为8s
C. 在t=4s时质点的速度最大
D. 在t=4s时质点的加速度最大
【答案】BC
【解析】
【详解】A、由位移的表达式可知质点做简谐运动的振幅为5cm，故选
项A错误；
B、由位移的表达式读出角频，则周期为，故选项B正确；
C、在时质点的位移，说明质点通过平衡位置，速度最大，故选项C正确；
D、在时质点通过平衡位置，加速度最小，故选项D错误。

15.某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中测量了一些数据，其中的一组数据如下所示。

（1）用毫米刻度尺测量摆线的长时，将摆线平放，如图所示，刻度尺读数是____cm
用游标卡尺测量摆球直径，卡尺游标位置如图所示，可知摆球直径是_____cm
如图所示测出的摆长________（偏大，偏小），正确的测量方法是_______________。

（2）该同学用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图所示，则秒表所示读数为_______s。

单摆的周期是_______s。

（保留三位有效数字）
（3）为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长L，测出相应的周期Ｔ，从而得出一组对应的L与T的数值，再以L为横坐标，T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图所示，与L的关系式=____，利用图线可求出图线的斜率k=____，再由k可求出g=____。

(4) 如果他测得的g值偏小，可能的原因是_____
A．未挂小球就测量绳长，然后与小球半径相加作为摆长
B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C．开始计时，秒表过迟按下
D．实验中误将29次全振动数记为30次
【答案】 (1). 99.00 (2). 1.940 (3). 偏小 (4). 将系小球的摆线悬挂后测量 (5). 57.1 (6). 1.90 (7). (8). 4 (9).
9.86 (10). AB
【解析】
【详解】（1）由图示游标卡尺可知，其示数为：19mm+8×0.05mm=19.40mm=1.940cm。

（2）由图示秒表可知，其示数为：56.9s，单摆的周期：。

（3）由单摆周期公式：，可得：，由图示图象可知：，又有：，重力加速度：。

（4）由单摆周期公式：，可得：，未挂小球就测量绳长，然后与小球半径相加作为摆长，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故A 正确；摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故B正确；开始计时，秒表过迟按下，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故C错误；实验中误将29次全振动数记为30次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故D错误。

所以选AB。

16.气缸长为L=1 m，固定在水平面上，气缸中有横截面积为S=100 cm2的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度为t=27 ℃，大气压为p0=1×105 Pa时，气柱长度为l=0. 9 m，气缸和活塞的厚度均可忽略不计。

求：
①如果温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸右端口，此时水平拉力F的大小?
②如果气缸内气体温度缓慢升高，使活塞移至气缸右端口时，气体温度为多少摄氏度?
【答案】①F=100N ②
【解析】
试题分析: ①由玻意耳定律得：（2分）
F=100N （1分）
②由盖—吕萨克定律得：
（2分）
（1分）
考点：本题考查了理想气体状态方程、做功的概念。

17.已知氘核(21H)质量为 2.0136u,中子(10n)质量为 1.0087u,氦核(32He)质量为3.0150u ，1u 相当于931.5MeV.
(1)写出两个氘核聚变成32He 的核反应方程；
(2)计算上述核反应中释放的核能(保留三位有效数字)；
(3)若两个氘核以相同的动能0.35MeV 做对心碰撞即可发生上述反应,且释放的核能全部转化为机械能,则反应后生成的氦核(32He)和中子(10n)的速度大小之比是多少? 【答案】（1）核反应方程为：2H→He+n； （2）上述核反应中释放的核能为3.26MeV ．
（3）反应后生成的氦核和中子的速度大小之比是1：3． 【解析】
【详解】（1）核反应方程为：2H→He+n；
（2）由题给条件得核反应中质量亏损为：△m=2.0136u×2-（3.0150+1.0087）u=0.0035u 所以释放的核能为：△E=△mc 2=931.5×0.0035MeV=3.26 M eV ；
（3）因为该反应中释放的核能全部转化为机械能--即转化为He 核和中子的动能． 设氦3和中子的质量分别为m 1、m 2，速度分别为v 1、v 2， 则由动量守恒及能的转化和守恒定律，得： m 1v 1-m 2v 2=0 E k1+E k2=2E k0+△E 解方程组，可得：
因为氦3和中子的质量比为3：1，则
答：：（1）核反应方程
：2H→He+n；
（2）上述核反应中释放的核能为3.26MeV ．
（3）反应后生成的氦核和中子的速度大小之比是1：3．
18.如图所示，实线为简谐波在时刻的图线，虚线为波在时刻的图线．
（）若波向左传播，求它可能传播的距离．
（）若波向右传播，求它的最大周期．（）若波速为，指出简谐波的传播方向．【答案】(1)ΔX1=3+4n （n=0，1，2……）(2) 0.04s(3)波向右传播【解析】
试题分析：若波向左传播，则波传播的距离为个波长；根据波的周期性写出周期的表达式，即可求得最大周期．假设波的传播方向，根据波速的定义，求出波速的一般表达式，根据图象判断波长，计算波速，判断波的传播方向．
（）若波向左传播时，，．得
（）向右传播时，传播的时间为，得
当时，有最大值．
（）假设向右传播时，若波速为，则传播的距离
当时满足．故波向右传播．。