2019-2020学年江苏省扬州市邗江中学高二(下)期中物理试卷(含答案解析)

2019-2020学年江苏省扬州市邗江中学高二（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）
1.关于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是
A. 布朗运动是固体分子的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则运动
B. 当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大
C. 温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
D. 扩散现豫说明分子间存在斥力
2.放射性元素A经过2次衰变和1次衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位
置较元素A的位置向前移动了
A. 1位
B. 2位
C. 3位
D. 4位
3.关于天然放射现象，以下叙述正确的是
A. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大
B. 衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的
C. 在、、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强
D. 铀核衰变成新核和粒子，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能
4.用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图象如图所示，该实验表明
A. 光的本质是波
B. 光的本质是粒子
C. 光的能量在胶片上分布不均匀
D. 光到达胶片上不同位置的概率相同
5.如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，
此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，则
A. 若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变
B. 若将滑动触头P向A端移动时，电流表读数一定增大
C. 若用红外线照射阴极K时，电流表中一定没有电流通过
D. 若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，电流表读数不变
6.如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，顶端
与竖直墙壁接触．现打开尾端阀门，气体往外喷出，设喷口面积为S，气
体密度为，气体往外喷出的速度为v，则气体刚喷出时钢瓶顶端对竖直
墙的作用力大小是
A. B. C. D.
7.氢原子第n能级的能量为2，3，，其中是基态能量。

若氢原子从第k
能级跃迁到第p能级，辐射的能量为，第p能级比基态能量高，则
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
8.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F与两分
子间距离x的关系如图中曲线所示。

现把乙分子从a处逐渐向甲分子靠近，则
A. 乙分子从a到b过程中，分子力增大，分子间势能增大
B. 乙分子从a到c过程中，分子力先增大后减小，分子间势能先减小后增大
C. 乙分子从b到c过程中，分子力增大，分子间势能减小
D. 乙分子从b到d过程中，分子力先减小后增大，分子间势能先减小后增大
二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）
9.卢瑟福通过粒子散射现象的研究，提出了原子的核式结构模型，把
原子结构的研究引上了正确的轨道．下列说法正确的是
A. 在粒子散射实验中，大多数粒子在穿过金箔后几乎没有偏转
B. 在粒子散射实验中，有些粒子发生大角度偏转是受到了核外电子的引力
C. 玻尔将量子概念引入原子模型，比较圆满地解释了所有原子的光谱
D. 根据玻尔的原子理论，核外电子绕核运动不同的轨道与不同的能量状态对应
10.如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，
最后到D状态，下列判断中正确的是
A. 压强变大
B. 压强变小
C. 压强变大
D. D状态压强比A状态压强大
11.如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于的激发态，
当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。

关于这些光，下列说法正
确的是
A. 最容易表现出衍射现象的光是由能级跃迁到能级产生
的
B. 频率最小的光是由能级跃迁到能级产生的
C. 这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光
D. 用能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为的
金属铂能发生光电效应
12.如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能与入射光频率
的关系图象．由图象可知
A. 该金属的截止频率等于
B. 该金属的逸出功等于
C. 入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为E
D. 入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为
13.若以表示某气体的摩尔质量，V表示其摩尔体积，表示其密度，为阿伏加德罗常数，m、
分别表示每个气体分子的质量和体积，下列关系中正确的是
A. B. C. D.
14.2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德。

博伊尔和乔治。

史密斯的主要成就
是发明了电荷耦合器件图象传感器。

他们的发明利用了爱因斯坦
的光电效应原理。

如图所示电路可研究光电效应规律，图中标有A和K
的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。

理想电流计可检测通过光电管
的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。

现接通电源，用光子
能量为的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑
片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计
的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为；现保持滑片P的位置不变，以下判断正确的是
A. 光电管阴极材料的逸出功为
B. 若增大入射光的强度，电流计的计数不为零
C. 若用光子能量为12eV的光照射阴极K，光电子的最大初动能一定变大
D. 若用光子能量为的光照射阴极K，同时把滑片P向左移动少许，电流计的读数一定不
为零
三、实验题（本大题共2小题，共20.0分）
15.在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时，左侧滑块质量，右侧滑块质量
，挡光片宽度，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连在一起，如图所示。

实验前要调节气垫导轨底座旋钮，使导轨水平，理由是______；
开始时两滑块静止，烧断细线后，两滑块分别向左、右方向运动。

挡光片通过光电门的时间分别为，，则两滑块的速度大小分别为______，______保留三位有效数字；
烧断细线前______，烧断细线后______，可得到的结论是______。

取向左为速度的正方向
16.某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验用油酸酒精溶液的浓度
为每1000mL溶液中含有纯油酸1mL，1mL上述溶液有50滴，实验中用
滴管吸取该油酸酒精溶液向浮有痱子粉的水面中央滴入一滴油酸酒精溶
液。

该实验中的理想化假设是______
A.将油膜看成单分子层油膜不考虑油分子间的间隙
C.不考虑油分子间的相互作用力将油分子看成球形
实验描出油酸薄膜轮廓线如图，已知每一个小正方形的边长为2cm，则该油酸薄膜的面积为
______结果保留一位有效数字
经计算，油酸分子的直径为______结果保留一位有效数字
实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，原因是______。

四、计算题（本大题共3小题，共24.0分）
17.如图所示，一可移动的绝热活塞M将一截面积为的气缸
分为A、B两个气缸，A、B两个气缸装有体积均为12L、压强均
为1atm、温度均为的理想气体．现给左面的活塞N施加一
推力，使其缓慢向右移动，同时给B气体加热，此过程中A气缸
的气体温度保持不变，活寒M保持在原位置不动．已知
不计活塞与气缸壁间的摩擦．当推力时，求：
活塞N向右移动的距离；
气缸中的气体升温到多少摄氏度．
18.如图所示，在光滑的水平面上有甲、乙两辆小车，质量为30kg的小孩乘甲车以的速度
水平向右匀速运动，甲车的质量为15kg，乙车静止于甲车滑行的正前方，两车碰撞前后的位移随时间变化的图象如图所示。

求：
乙车的质量；
为了避免甲、乙两车相撞，小孩至少要以多大的水平速度从甲车跳到乙车上？
19.一个静止的铀核原子质量为放出一个粒子原子质量为后衰变成
钍核原子质量为。

已知原子质量单位，1u相当于的能量
写出铀核的衰变反应方程；
算出该衰变反应中释放出的核能；
若释放的核能全部转化为新核的动能，则粒子的动能为多少？
五、简答题（本大题共1小题，共8.0分）
20.正电子发射计算机断层扫描，简称是一种核医学成像技
术，它的基本原理是：将放射性同位素氟注入人体参与人体的代谢过程．氟在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象如图根据PET原理，回答下列问题：
写出氟的衰变的方程式及正负电子发生湮灭的方程式．
设电子质量为m，电荷量为e，光速为c，普朗克常数为h，求探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长．
根据氟的衰变规律如图纵坐标表示任意时刻放射性元素的原子数与的原
子数之比，氟的半衰期为多长时间？经过5小时人体内氟的残留量是初时的百分之几？
-------- 答案与解析 --------
1.答案：C
解析：解：A、布朗运动是固体小颗粒的运动，它间接说明分子永不停息地做无规则运动，故A错误；
B、温度是分子平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，当温度升高时，物体内分子的平均动能增大，不是每一个分子热运动的速率一定都增大，故B错误；
C、物体的内能与温度、体积、物质的量等因素有关；温度高的物体内能不一定大，要看分子总数的多少，但分子平均动能一定大，故C正确；
D、扩散现象是指分子能够充满整个空间的过程，它说明分子永不停息地运动，与分子之间存在斥力无关，故D错误。

故选：C。

布朗运动是固体小颗粒的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则运动；温度是分子平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律．扩散现象是指分子能够充满整个空间的过程，它说明分子永不停息地运动．
本题考查了分子动理论的基本内容，特别是对于布朗运动，它不是分子的运动，而是间接反应了液体分子的无规则运动．
2.答案：C
解析：解：原子核经过一次衰变，电荷数减小2，所以经过2次衰变后电荷数减小4；同时，经过一次衰变，电荷数增加1；所以元素A经过2次衰变和1次衰变后电荷数减小3，则生成的新元素在元素周期表中的位置向前移3位，故C正确，A、B、D错误。

故选：C。

根据原子核经过一次衰变，电荷数减小2，质量数减小4；经过一次衰变，电荷数增加1，质量数不变，分析求解即可．
该题从一个比较特殊的角度考查对两种衰变的本质的理解，在解答中要根据衰变与衰变的实质，分析质子数和中子数的变化即可．注意元素在元素周期表中的位置的变化与质子数的变化有关．3.答案：D
解析：解：A、半衰期的长短与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将不变，故A错误；
B、衰变所释放的电子是从原子核内的中子转变为质子时产生的，故B错误；
C、在、、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强，故C错误；
D、衰变后的产物相对于衰变前要稳定，所以铀核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能，故D正确。

故选：D。

半衰期的长短与元素的物理状态、化学状态无关；衰变所释放的电子是从原子核内释放出的电子；
、、这三种射线的穿透能力依次增强，电离能力依次减弱，结合爱因斯坦质能方程比较结合能的大小。

本题考查了天然放射现象的知识点，衰变的实质，及影响半衰期的因素，知道三种射线的属性和产生原理，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点。

4.答案：C
解析：解：AB、据爱因斯坦的“光子说”可知，单个光子表现为粒子性，而大量光子表现为波动性；故AB错误；
CD、时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，说明了单个光子表现为粒子性，光子到达的多的区域表现为亮条纹，而光子到达的少的区域表现为暗条纹，说明光的能量在胶片上分布不均匀，光到达胶片上不同位置的概率不相同；故C正确，D错误；
故选：C。

根据爱因斯坦的“光子说”可知，单个光子表现为粒子性，而大量光子表现为波动性，并且单个光子通过双缝后的落点无法预测，而光子到达的多的区域表现为亮条纹，而光子到达的少的区域表现为暗条纹
本题主要考查了光的波粒二象性及其表现形式，其实这类题目往往考查的内容很基础，故只要注意基础知识的积累，就能顺利解决此类题目
5.答案：A
解析：解：A、光电管所加的电压，使光电子到达阳极，则电流表中有电流流过，且可能处于饱和电流，若将滑动触头P向B端移动时，电流表读数有可能不变，故A正确；
B、若将滑片向A端移动时，光电管所加的电压减小，但也可能处于饱和电流，故电流表读数可能减小或者不变。

故B错误；
C、若用红外线照射阴极K时，因红外线频率小于可见光，因此可能不发生光电效应，也可能会发生光电效应，电流表不一定没有电流通过。

故C错误；
D、若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时，紫外线的频率大于红外线的频率，则光子数目减小，电流表读数减小。

故D错误；
故选：A。

发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，当单位时间内通过的电子数多，则光电流大。

照射的光频率越高，光子数目越少，从金属中逸出的光电子也会减少。

解答本题的关键知道光电效应的条件，以及知道影响光电流的因素，同时掌握相同能量的频率越高的，光子数目越少。

6.答案：D
解析：解；对喷出气体分析，设喷出时间为t，则喷出气体质量为，由动量定理有，
其中F为瓶子对喷出气体的作用力，可解得根据牛顿第三定律，喷出气体对瓶
子作用力大小为F，再对瓶子分析，不难由平衡条件和牛顿第三定律求得钢瓶对左端竖直墙壁的作用力大小是故D正确，A、B、C错误。

故选：D。

本题关键是寻找研究对象为喷出气体，写出质量的表达式，再利用动量定理求解．
分析实际问题的关键是建立物理模型，然后运用相应规律求解．
7.答案：A
解析：【分析】
解决本题的关键知道能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差。

【解答】
根据第n能级的能量为：2，3，
第p能级比基态能量高，则：，所以
根据玻尔理论有：
当氢原子由第k能级跃迁到第2能级时，辐射的能量为：
可得：
故A正确，BCD错误
故选A。

8.答案：D
解析：解：A、乙分子从a到b过程中，分子力增大且做正功，分子间势能减小，故A错误；
B、乙分子从a到c过程中，分子力先增大后减小，分子力一直做正功，分子间势能一直增大，故B 错误；
C、乙分子从b到c过程中，分子力增大且做正功，分子间势能增大，故C错误；
D、乙分子从b到d过程中，分子力先减小后增大，分子力先做正功后做负功，分子间势能先减小后增大，故D正确。

故选：D。

根据图象可以直接判断分子力大小的变化，当分子力做正功时，分子势能减小，当分子力做负功时，分子势能增大。

本题考查了分子力、分子势能等知识点。

本题考查了分子势能、分子力等知识点。

利用图象及图象，可以快速解决分子力及分子势能变化的问题，我们平时训练时一定要结合图象来记忆。

9.答案：AD
解析：解：A、卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，在粒子散射实验中，大多数粒子在穿过金箔后几乎没有偏转。

故A正确；
B、在粒子散射实验中，有些粒子发生大角度偏转是受到了原子核的作用力，故B错误；
C、玻尔将量子概念引入原子模型，比较圆满地解释了氢原子的光谱，不能圆满地解释了所有原子的光谱。

故C错误；
D、根据玻尔的原子理论，核外电子绕核运动不同的轨道与不同的能量状态对应。

故D正确。

故选：AD。

解答本题要掌握：核式结构提出的历史背景；根据玻尔理论分析从高能级向低能级跃迁，释放光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子．电子在绕原子核运动的过程中原子是稳定的并不向外辐射能量．对于原子物理部分知识，大都属于记忆部分，要注意加强记忆和积累．基础题目．
10.答案：BC
解析：解：根据理想气体的状态方程可知，图象中某点与原点连线的斜率越大，
则压强越小。

A 、由图象可知，由过程中图象的斜率不变，所以气体压强不变，是等压变化，故A错误；
B 、由图象可知，在过程中，气体体积不变温度降低，由可知，气体压强变小，故B 正确；
C、由图象可知，在过程中，气体温度不变体积减小，由可知，压强变大，故C正确；
D、由图象可知，D点与O点连线的斜率大于A点与O点连线的斜率，所以D点压强小于A点压强，故D错误。

故选：BC。

图示是图象，由图象判断出气体体积与温度如何变化，根据理想气体的状态方程可知，由此分析压强的变化。

本题主要是考查了理想气体的状态方程之图象问题，解答关键是根据图象分析理想气体发生的是何种变化，利用理想气体的状态方程进行分析图象斜率表示的物理意义，要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化。

11.答案：CD
解析：解：A、B、光波的波长越长，最容易表现出衍射现象。

根据玻尔理论分析得知能级跃到能级产生的光子能量最大，频率最大，波长最短，最不容易产生衍射。

故AB均错误。

C、大量的氢原子处于的激发态，当向低能级跃迁时是随机的，氢原子总共可辐射出种不同频率的光子。

由玻尔理论可知，产初末能级差越大，产生的光子频率越大，则
而且有：，，，则由三式得，故C正确。

D、由能级图得，能级跃迁到能级辐射出的光子的能量为
，大于金属的逸出功，故产生光电效应。

故D正确。

故选：CD。

光波的波长越长，最容易表现出衍射现象。

根据玻尔理论，分析哪种跃迁产生的光波波长最长、分析哪种跃迁产生的光波频率最小。

氢原子总共可辐射出六种不同频率的光子。

由能级图求出能级跃迁到能级辐射出的光子的能量，若大于金属的逸出功，即可产生光电效应。

解决本题的关键知道光子能量与能极差的关系，即，以及知道光电效应产生的条件。

12.答案：ABC
解析：解：A、根据得，金属的截止频率等于故A正确；
B、纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，逸出功等于E，则，故B正确；
C、根据光电效应方程有：，其中W为金属的逸出功：；
所以有：，由此结合图象可知，该金属的逸出功为E，或者，当入射光的频率为时，带入方程可知产生的光电子的最大初动能为E，故C正确．
D、入射光的频率时，小于极限频率，不能发生光电效应，故D错误．
故选：ABC．
根据光电效应方程得出最大初动能与入射光频率的关系，结合图线的斜率和截距进行分析．
解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系．
13.答案：AC
解析：解：A、表示摩尔质量单个分子的质量表示阿伏加德罗常数，故A正确；
B、密度等于摩尔质量处于摩尔体积即：，故B错误；
C 、单个分子的质量摩尔质量阿伏伽德罗常数，故C正确；
D、对水蒸气，由于分子间距的存在，摩尔体积处于阿伏加德罗常数等于每个分子占据的空间体积，
但并不等于分子体积，故D错误；
故选：AC。

密度等于摩尔质量除以摩尔体积，阿伏加德罗常数个原子的质量之和等于摩尔质量。

而对水蒸气，由于分子间距的存在，并不等于摩尔体积。

本题主要考查气体阿伏加德罗常数的计算，阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，解题时要注意区分是对气体还是液体的计算。

14.答案：AC
解析：解：A、该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为，
根据光电效应方程，故A正确。

B、现保持滑片P位置不变，增大光的强度时仍然发生了光电效应，但光电子的最大初动能不变，所以不会有电流流过电流表。

故B错误。

C、若用光子能量为12eV的光照射阴极A，入射光的频率增大，根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能一定增大，故C正确；
D、改用能量为的光子照射，入射光的频率减小，根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能一定减小，此时的额定电压小于6V，若把滑片P向左移动少许时，电子仍然可能不能到达K极，所以电流计的读数可能为零。

故D错误。

故选：AC。

A、该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为，根据光电效应方程，求出逸出功。

B、电键S断开，只要有光电子发出，则有电流流过电流表。

CD、改用能量为12eV和的光子照射，通过光电效应方程，结合遏止电压判断电路中是否有电流。

解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及光电效应方程。

15.答案：使系统所受合外力为零0 在实验误差允许范围内，碰撞前后两滑块质量与各自的速度乘积之和是不变量
解析：解：滑块质量，，遮光片的宽度
；
系统所受合外力为零，系统动量守恒，为使系统所受合外力为零，实验前要调节气垫导轨底座旋钮，使导轨水平。

两滑块的速度大小分别为，
；
烧断细线前两滑块静止速度都为零，烧断细线前，
烧断细线后，
由实验数据可知：在实验误差允许范围内，碰撞前后两滑块质量与各自的速度乘积之和是不变量。

故答案为：使系统所受合外力为零；；；；；在实验误差允许范围内，碰撞前后两滑块质量与各自的速度乘积之和是不变量。

系统所受合外力为零时系统动量守恒，实验前应调节气垫导轨水平。

根据遮光片的宽度与遮光片通过光电门的时间求出滑块的速度。

根据实验数据求出滑块质量与速度的乘积，然后根据实验数据得出实验结论。

本题考查了实验注意事项与实验数据处理，根据遮光片的宽度与滑块经过光电门的时间可以求出滑
块的速度，解题时注意单位换算。

16.答案：ABD油酸酒精溶液中的酒精溶于水中
解析：解：用油膜法测量分子的直径，不考虑分子间的减小，将油膜看成单分子油膜层，以及将油分子看成球形。

故选：ABD。

由于每格边长为2cm，则每一格就是，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出75格，则油酸薄膜面积为：。

滴酒精油酸溶液中含油酸的体积：，
由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为：
，
实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，原因是油酸酒精溶液中的酒精溶于水中。

故答案为：，，，油酸酒精溶液中的酒精溶于水中。

掌握估算油膜面积的方法：所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去。

在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径。

掌握该实验的原理是解决问题的关键，该实验中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，从而求出分子直径。

17.答案：解：对A气缸中的气体进行状态分析有：
A气缸中的气体为等温变化，根据玻意耳定律，有：
解得：
活塞N向右移动的距离为：
解得：
对B气缸中的气体进行状态分析有：
B气缸中的气体为等容变化，有：
解得：
即：
答：活塞N向右移动的距离10cm；
气缸中的气体升温到177摄氏度．
解析：由题意知，A中气体发生等温变化，B中发生等容变化，活塞M保持在原位置不动，A、B 两部分气体的压强相等，根据玻意耳定律列式，即可求得稳定时A气体的体积，得到A气体的长度，。