2020-2021学年湖北省十堰市某校高二4月份月考_(物理)试卷

2020-2021学年湖北省十堰市某校高二4月份月考 (物理)试卷
一、选择题
1. 光电效应的实验结论是：对于某种金属（）
A.无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B.无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应
C.超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小
D.超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电流就越大
2. 下列说法正确的是（）
A.β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的
B.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的
C.卢瑟福的原子核式结构模型解释了α粒子散射实验
D.查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂的结构
3. 如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（）
A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象
B.一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光
C.一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为
8.75eV
D.用能量为10.3eV的光子照射，能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
4. 已知阿伏伽德罗常数为N A(mol−1)，某物质的摩尔质量为M(kg/mol)，该物质的密度为ρ(kg/m3)，则下列叙述中正确的是（）
A.1kg该物质所含的分子数是ρN A
B.1kg该物质所含的分子数是ρN A
M
C.该物质1个分子的质量是ρ
N A (kg)
D.该物质1个分子占有的空间是M
ρN A
(m3)
5. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关
系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处
静止释放，则（）
A.乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B.乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C.乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增加
D.乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加
6. 如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过M、N两点，历时1s，质点通过N点后再经过
1s又第2次通过N点，在这2s内质点通过的总路程为12cm，则质点的振动周期和振幅分别为（）
A.3s，6cm
B.4s，9cm
C.4s，6cm
D.2s，8cm
7. 图（甲）所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图（乙）为这个弹簧振子的振
动图像，由图可知下列说法中正确的是（）
A.在t=0.2s时，弹簧振子可能运动到B位置
B.在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同
C.从t=0到t=0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地增加
D.在t=0.2s与t=0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同
二、多选题
目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比
如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（）
A.β射线是由原子核外的电子电离后形成的高速电子流
B.铀核(92238U)衰变为铅核(82206Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变
C.γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱
D.已知氡的半衰期为3.8天，100个氡原子，经7.6天后未衰变的氡原子还有25个
如图所示，一定质量的理想气体从状态a经等容过程到达状态b，再经过等压过程到达状态c，最后经等温过程回到初态a．下列说法正确的是（）
A.在过程ca中，外界对气体做功
B.在过程ab中，气体对外界做功
C.在过程bc中，气体从外界吸收热量
D.在过程ca中，气体从外界吸收热量
如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景．打气前篮球内气压等于1.1atm，每次打入的气体的压强为1.0atm、体积为篮球容积的0.05倍，假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，球内气体可视为理想气体（）
A.打气后，球内每个气体分子对球内壁的作用力增大
B.打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大
C.打气6次后，球内气体的压强为1.4atm
D.打气6次后，球内气体的压强为1.7atm
装有两种不同气体的容积相同的两个容器A、B，用均匀的长直玻璃管水平连接，管内有一段水银柱，将两部分气体隔开，当A的温度低于B的温度17∘C时，水银恰好平衡，位于管中央，如图所示，为使水银柱保持在中央，则两容器的温度变化是（）A.升高相同温度
B.使A、B升高到相同温度
C.使两容器升温后的热力学温度之比等于它们的初状态的热力学温度之比
D.使两容器温度变化量之比等于它们的初状态的热力学温度之比
三、实验探究题
某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内
不断通入的压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的
摩擦而引起的误差．
（1）下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器并固定在滑块1的左端，调
节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑥先________（选填“接通电源再释放滑块1”或“释放滑块1再接通电源”），让滑块带动纸带一起运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图乙所示；
⑧测得滑块1（包括撞针）的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为210g．
（2）纸带的________（选填“左”或“右”）侧和滑块1相连．
（3）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg⋅m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________kg⋅m/s（结果均保留三位有效数字）．
（4）试说明（3）中两结果不完全相等的主要原因可能是________．
油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中
的溶液体积增加1mL，若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后
形成单分子油膜的形状如图所示．（以下计算结果均保留2位有效数字）
（1）若每一小方格的边长为10mm，则油酸薄膜的面积为________m2．
（2）每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为________m3．
（3）根据上述数据，估算出油酸分子的直径为________m．
（4）为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的（）
A.油酸浓度适当大一些
B.油酸浓度适当小一些
C.油酸扩散后立即绘出轮廓图
D.油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
四、解答题
有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动，已知B、C间的距离为20cm，振子在2s内完成了10次
全振动，若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t=0)，经过1
4
周期振子有负向最大位移．
（1）求振子的振幅和周期；
（2）画出该振子的位移—时间图像；
（3）写出振子的位移公式．
在2018年冬奥会花样滑冰双人滑比赛中，中国选手隋文静韩聪组合获得亚军，如图所示为某次训练中情景，他们携手滑步，相对光滑冰面的速度为1.0m/s，韩聪突然将隋文静向原先运动方向推开，推力作用时间为
2.0s，隋文静的速度大小变为4.0m/s，假设隋文静和韩聪的质量分别为40kg和60kg，求：
（1）推开后韩聪的速度大小；（2）推开过程中隋文静对韩聪的平均作用力大小；
（3）推开过程中韩聪做的功．
如图所示，总长度为20cm的导热汽缸放置在水平面上，活塞的质量m=10kg，横截面积S=50cm2，可沿汽缸壁无摩擦地滑动但不漏气，活塞厚度不计，汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体温度为27∘C，活塞到汽缸底的距离12cm，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体缓慢加热，使活塞刚好与汽缸口相平，g取10m/s2，外界大气压强为1.0×105Pa，求：
（1）活塞刚好与汽缸口相平时气体的温度为多少；
（2）在竖直放置稳定后对汽缸内气体加热的过程中，气体的内能增加200J，求这个过程气体吸收的热量．
参考答案与试题解析
2020-2021学年湖北省十堰市某校高二4月份月考 (物理)试卷
一、选择题
1.
【答案】
A
【考点】
光电效应现象及其解释
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．每种金属都有它的极限频率，只有入射光子的频率大于极限频率时，才会发生光电效应，与光照强度无关，B错误，A正确；
C．由光电效应方程：
E k=ℎν−W0=ℎν−ℎν0，
可知入射光子的频率越大，产生的光电子的最大初动能也越大，与入射光的强度无关，C错误；
D．由光电效应方程：
E k=ℎν−W0=ℎν−ℎν0，
根据光电效应方程可知，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光子的初动能增大，光电流的强弱与入射光频率无直接关系，D错误．
故选A．
2.
【答案】
C
【考点】
α粒子散射实验
原子的核式结构
电子的发现
天然放射现象
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．β衰变中产生的β射线是原子核内部的中子转化为质子同时释放出的电子，故A错误；
B．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，是卢瑟福根据α粒子散射实验结果提出了原子的核式结构学说，故B错误；
C．卢瑟福的原子核式结构模型很好的解释了α粒子散射实验，故C正确；
D．贝克勒尔发现了天然放射现象，由于天然放射性是原子发生变化而产生的，则说明原子核是有内部结构的，故D项错误．
故选C．
3.
【答案】
C 【考点】
氢原子的能级公式和跃迁
【解析】
氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量与锌板的逸出功的关系判断是否发生光电效应现象．
要使处于基态的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从基态跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光
子能量应为：ℎγ＝0−E1．
【解答】
解：A．氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV，照射金属锌板一定能产生光电效应
现象，故A错误；
B．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，根据C32可知，能放出3种不同频率的光，故B错误；
C．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光子的能量最大为E＝−1.51+13.6＝12.09eV，因锌
的逸出功是3.34eV，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为E km＝12.09eV−3.34eV＝8.75eV，故C正确；D．用能量为10.3eV的光子照射，小于12.09eV，不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态，要正好等于
12.09eV才能跃迁，故D错误．
故选C．
4.
【答案】
D
【考点】
阿伏加德罗常数
【解析】
【解答】
解：1kg该物质的物质的量为1
M
，所含分子数为n=N A×1
M
=N A
M
，AB错误．
每个分子的质量m0=M
N A
(kg)，C错误．
每个分子所占体积为V0=V mol
N A
=M
ρN A
(m3)，D正确．
故选D．
5.
【答案】
B
【考点】
分子力曲线
分子势能
【解析】
【解答】
解：从a到c分子间的作用力都表现为引力，所以从a运动到c分子做加速运动，到达c时速度最大，故A错误，
B正确．
从a到b分子间引力做正功，所以分子势能减小，故C错误．
从b到c过程中，分子间的引力做正功，分子势能减小，从c到d分子间斥力做负功，分子势能增加，故D错误．故选B．
6.
【答案】
C
【考点】
简谐运动的振幅、周期和频率
【解析】
【解答】
解：简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过M、N两点，则可判定M、N两点关于平衡位置O点对称，所以质点由M到O时间与由O到N的时间相等，那么平衡位置O到N点的时间t1=0.5s，因过N点后再经过t= 1s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过N点，则有从N点到最大位置的时间t2=0.5s，因此，质点振
动的周期是T=4×(t1+t2)=4s，质点总路程的一半，即为振幅，所以振幅A=12
2
cm=6cm．
故选C．
7.
【答案】
A
【考点】
简谐运动的振动图象
【解析】
周期是振子完成一次全振动的时间，振幅是振子离开平衡位置的最大距离；由图像直接读出周期和振幅．根据振子的位置分析其速度和加速度大小．振子处于平衡位置时速度最大，在最大位移处时，加速度最大．【解答】
解：A．由图知，若从平衡位置计时，则在t=0.2s时，弹簧振子运动到B位置，故A正确．
B．在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，弹簧振子的速度大小相等，方向相反，故B错误．
C．从t=0到t=0.2s的时间内，弹簧振子的位移越来越大，弹簧的弹性势能越来越大，其动能越来越小，故C错误．
D．在t=0.2s与t=0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度大小相等，方向相反，故D错误．
故选A．
二、多选题
【答案】
B,C
【考点】
X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性
原子核衰变
衰变周期、衰变速度
【解析】
【解答】
解：β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的电子流，故A错误．
根据质量数守恒和电荷数守恒，铀核(92238U)衰变为铅核(82206Pb)的过程中，设发生x次α衰变，y次β衰变，衰变方程为92238U→82206Pb+xα+yβ，
则238=206+4x，解得x=8，又92=82+8×2−y，得y=6，即要经过8次α衰变和6次β衰变，故B 正确．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C正确．半衰期是对大量原子核在衰变时的统计规律，只适用于大量原子核的衰变，不适用于少原子核的衰变，故D 错误．
故选BC．
【答案】
A,C
【考点】
气体状态变化的图象问题
热力学第一定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：在过程ca中，是等温变化，内能不变，体积减小，外界对气体做功，
因此：W>0，ΔU=0，
由热力学第一定律ΔU=W+Q，可知Q<0，
故气体向外界放出热量，故A正确，D错误；
在过程ab中，是等容变化，气体不对外界做功，故B错误；
在过程bc中，是等压变化，体积增大，
由pV
T
=C可知，温度升高，外界对气体做负功而气体内能增大，
由ΔU=W+Q，
可知ΔU>0，W<0，Q>0，故气体从外界吸收热量，故C正确．
故选AC．
【答案】
B,C
【考点】
气体压强的微观意义
“变质量气体”模型
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．打气后，由于气体的温度不变，分子平均动能不变，球内气体分子对球壁的平均作用力不变，球内每个气体分子对球内壁的作用力不一定增大，A错误；
B．打气后，球内气体的压强变大，即球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大，B正确；CD．打气6次后，由玻意耳定律：
p1V0+p0×6×0.05V0=pV0，
解得p=1.4atm，
即球内气体的压强为1.4atm，C正确，D错误．
故选BC．
【答案】
C,D
【考点】
“玻璃管封液”模型
【解析】
【解答】
解：假设水银柱不动，对A ：
p T A
=
p A ′T A
′，Δp A =p A ′−p =p
T A
′
T A
−p =p
ΔT A T A
，
同理对B 得： Δp B =p
ΔT B T B
，
如果升高相同温度， 有ΔT A =ΔT B ，T A <T B ， 所以Δp A >Δp B ，
水银柱会向右移动，A 错误． 如果使A 、B 升高到相同温度， 有ΔT A >ΔT B ，T A <T B ， 所以Δp A >Δp B ，
水银柱会向右移动，B 错误．
如果两容器升温后的热力学温度之比等于它们的初状态的热力学温度之比， 即T A
T B
=T A
′T B
′，
而T A
T B
=T A ′T B
′⋅p B
′p A
′，
所以有
p B ′p A
′=1，
水银柱不会移动，C 正确．
如果使两容器温度变化量之比等于它们的初状态的热力学温度之比， 即ΔT B ΔT A
=T
B T A
，
据此有Δp B =Δp A ，
水银柱不会移动，D 正确． 故选CD ．
三、实验探究题
【答案】
（1）接通电源再释放滑块1 （2）右
（3）0.620,0.614
（4）纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦力的作用
【考点】
利用气垫导轨和光电门验证动量守恒定律 【解析】
使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带；本实验为了验证动量守恒定律设置滑块在气垫导轨上碰撞，用打点计时器纸带的数据测量碰前和碰后的速度，计算前后的动量，多次重复，在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证。

【解答】 解：（1）使用打点计时器时，为了减小误差尽量多的利用纸带，要接通电源再释放滑块1．
（2）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，碰撞前的速度大于碰撞后
的速度，故纸带的右侧与滑块相连．
（3）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：
碰撞前滑块1的动量为：p 1＝m 1v 1＝0.310×
0.200.1
kg ⋅m/s =0.620kg ⋅m/s ，
滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kg ⋅m/s ， 碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为： p ′＝(m 1+m 2)v 2＝(0.310+0.210)×
0.1180.1
kg ⋅m/s =0.614kg ⋅m/s ．
（4）结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用． 【答案】
（1）7.8×10−3到8.5×10−3 （2）1.0×10−11
（3）1.2×10−9或1.3×10−9 B,D
【考点】
用油膜法估测分子的大小 【解析】
【解答】 解：（1）每个正方形的面积为， S 1=(10−2)2=1×10−4m 2，
面积超过正方形面积一半的正方形的个数为80个，
则油酸膜的面积约为S =80S 1=80×10−4m 2=8.0×10−3m 2． （2）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积， V =
0.5×11000×50
mL =1.0×10−11m 3．
（3）把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙， 则分子的直径为， d =V
S =
1.0×10−118.0×10−3
m ≈1.3×10−9m ．
（4）为能形成单分子油膜，油膜浓度应适当小些，绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行，故BD 正确，AC 错误．
故选BD ． 四、解答题
【答案】
（1）振子的振幅为10cm ，周期为0.2s ； （2）如解答图所示．
（3）振子的位移公式x =10sin (10πt +π)cm ．
【考点】
简谐运动的振幅、周期和频率 【解析】 此题暂无解析 【解答】
解：（1）振子的振幅为：A =
BC 2
=10cm ，振子的周期为T =
210
s =0.2s ．
（2）振子在1
4周期时具有负向最大位移，振子的位移—时间图像如图所示：
（3）设振动方程为x =A sin (ωt +φ)， ω=
2πT
=10π rad/s ，
当t =0时，x =0，则sin φ=0，得φ=0或φ=π， 当再过较短时间，x 为负值，故φ=π， 所以振动方程为x =10sin (10πt +π)cm ．
【答案】
（1）推开后韩聪的速度大小为1m/s ；
（2）推开过程中隋文静对韩聪的平均作用力大小为60N ； （3）推开过程中韩聪做的功为300J ． 【考点】
动量守恒定律的综合应用 动量定理的基本应用 动能定理的应用 【解析】
【解答】 解：（1）以原来运动方向为正，由动量守恒定律， (m 1+m 2)v =m 1v 1+m 2v 2，
解得v 2=−1m/s ，速度大小为1m/s ，负号表示方向． （2）由动量定理Ft =m 2v 2−m 2v ，
解得F =−60N ，即大小为60N ，负号表示方向． （3）推开过程中韩聪做的功，
W =1
2m 1v 12+1
2m 2v 22
−1
2(m 1+m 2)v 2=300J ．
【答案】
（1）活塞刚好与汽缸口相平时气体的温度为600K ； （2）这个过程气体吸收的热量为260J ． 【考点】
“汽缸活塞类”模型 热力学第一定律 【解析】
【解答】 解：（1）以封闭气体为研究对象，当汽缸水平放置时，气体初态参量： p 0=1.0×105Pa ， V 0=LS ， T 0=300K ，
当汽缸口朝上活塞到达汽缸口时，活塞受力分析如图所示：
有p 1S =p 0S +mg ， 则p 1=p 0
+
mg
S
，
解得p 1=1.2×105Pa ，
气体的末状态参量：V 1=L 1S ， 由理想气体状态方程得：
p 0V 0T 0
=
p 1V 1T 1
，
代入数据得T 1=600K ．
（2）当汽缸向上竖直放置时，未加热稳定时， 设气体的长度为L ′， 则p 0LS =p 1L ′S ，
代入数据得：L ′=10cm ，
加热后，气体做等压膨胀，外界对气体做功W =−p 1S (L 1−L ′)， 解得：W =−60J ，
由热力学第一定律ΔU =W +Q ， 代入数据得Q =260J ．。