高中江苏省常州市高二下学期期中物理试题[答案解析]

江苏省常州市【精品】高二下学期期中物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．阿伏伽德罗常数是-1A (mol )N ，铜的摩尔质量是(kg/mol)μ，铜的密度是3kg/m ρ（），
则下列说法不正确的是（ ）．
A ．31m 铜中所含的原子数为A N ρμ
B ．1kg 铜所含有的原子数目是A N ρ
C ．一个铜原子所占的体积是A N μ
ρ
D ．一个铜原子的质量是A
N μ 2．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（ ）
A ．有规则的几何外形的固体一定是晶体
B ．晶体在物理性质上一定是各向异性的
C ．晶体熔化时具有一定的熔点，所以晶体熔化时内能不变
D ．晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的
3．关于液体的表面张力，下列说法正确的是（ ）
A ．由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离小于0r
B ．液体表前张力的方向与液滴垂直并指向液体内部
C ．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力
D ．液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现
4．下列说法正确的是（ ）
A ．空气中的水蒸气压强越接近此时的饱和汽压，人感觉就越潮湿
B ．30
C ︒时水的饱和汽压大于40C ︒时水的饱和汽压
C ．只有液体浸润细管壁才能产生毛细现象，液体不浸润细管壁就不能产生毛细现象
D ．气体对容器的压强是大量分子对容器的碰撞引起的，它只跟气体分子平均动能有关 5．用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a 照射光电管阴极K ，电流计G 的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b 照射光电管阴极K 时，电流计G 的指针不发生偏转，那么（ ）
A ．a 光的波长一定大于b 光的波长
B ．增加b 光的强度可能使电流计G 的指针发生偏转
C ．只增加a 光的强度可使通过电流计G 的电流增大
D ．用a 光照射光电管阴极K 时通过电流计G 的电流是由d 到c
6．一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V 膨胀到V ′．如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W 1，传递热量的值为Q 1，内能变化为△U 1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W 2，传递热量的值为Q 2，内能变化为△U 2．则（ ） A ．12W W >，12Q Q <，12U U ∆>∆
B ．12W W <，12Q Q =，12U U ∆>∆
C ．12W W >，12Q Q >，12U U ∆>∆
D ．12W W =，12Q Q >，12U U ∆>∆
二、多选题
7．以下说法正确的是（ ）
A ．康普顿研究黑体辐射提出量子说
B ．爱因斯坦发现光电效应并提出著名的光电效应方程
C ．何一个运动着的物体都有一种波和它对应，这就是德布罗意波
D ．光的波粒二象性应理解为：个别光子的行为易表现为粒子性，大量光子的行为易表现为波动性
8．关于热现象的描述，下列说法正确的是（ ）
A ．夏天和冬天比，在相对湿度相同的情况下，夏天的绝对湿度较大
B ．破镜不能重圆是因为分子间没有引力
C ．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
D ．对于一定质量的理想气体，如果体积增大，就会对外做功，所以内能一定减少 9．下列说法中正确的是（ ）
A ．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
B ．扩散现象和布朗运动都和温度有关，所以都是分子的热运动
C ．各种原子的线状谱中的亮线和它的吸收光谱中的暗线是一一对应的
D ．为了保存玉米地的水分，可以锄松地面，破坏土壤里的毛细管
10．如图，甲分子固定在坐标原点0，乙分子位于x 轴上，两分子之间的相互F 作用力
与两分子间距离x 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 处由静止释放，则（ ）
A ．乙分子从a 到b 做加速运动，由b 到c 做减速运动
B ．乙分子从a 到c 做加速运动，经过c 点时速度最大
C ．乙分子由a 到c 的过程中，两分子的势能一直减少
D ．乙分子由a 到d 的过程中，两分子的势能一直减少
11．如图所示，A 、B 两点表示一定质量的理想气体的两个状态，气体自状态A 变化到状态B 时（ ）
A ．气体分子的速率分布曲线发生变化
B ．单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数国增多
C ．有可能经过体积减小的过程
D ．气体必然从外界吸热
12．下列说法中正确的是（ ）
A ．图1为氧气分子在不同温度下的速率分布图象，由图可知状态②的温度比状态①的温度高
B ．图2为一定质量的理想气体状态变化的P V -图线，由图可知气体由状态A 变化到B 的过程中，气体分子平均动能先增大后减小
C ．图3为分子间作用力的合力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离0r r >时，分子势能随分子间的距离增大而增大
D．当对密闭舱内气体加热时，气体的压强和内能均增大
13．利用如图所示的电路研究光电效应现象，其中电极K由金属钾制成，其逸出功为2. 25V．用某一频率的光照射时，逸出光电子的最大初动能为1. 50 eV，电流表的示数为I．已知普朗克常量约为6.6×10−34J s,下列说法正确的是( )
A．金属钾发生光电效应的截止频率约为5.5×1014Hz
B．若入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为3.00eV
C．若入射光频率加倍，电流表的示数变为2I
D．若入射光频率加倍，遏止电压的大小将变为5.25V
三、填空题
14．如图所示，硬质透明塑料瓶内放少许水，用橡皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气直到瓶塞跳出，此时可观察到瓶中出现白雾．在瓶塞跳出的瞬间，瓶内气体内能______，水蒸气饱和汽压______．（两空都选填“增大”、“减小”或“不变”）
四、实验题
15．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V.在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓，测得油膜占有的正方形小格个数为X.
(1)用以上字母表示一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为________．
(2)油酸分子直径约为________.
（3）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，发现计算的直径偏小，可能的原因是_________
A．痱子粉撒的过多
B．油酸未完全散开
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．计算每滴体积时，lmL的溶液的滴数多记了几滴
E．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间．
16．利用气垫导轨和光电门进行“探究碰撞中的不变量”这一实验，气垫导轨的左侧与一倾斜轨道平滑连接，滑块在水平气垫导轨上运动时可忽略阻力．让滑块A在左侧倾斜轨道的P点由静止释放，然后与静止在光电门C和光电门D之间的滑块B发生碰撞，如图所示．
（1）实验中滑块B备有甲乙两种：其中甲种滑块左端装有弹性圈，乙种滑块左端装有橡皮泥，与滑块A碰撞后会粘在一起．若要求碰撞时动能损失最大，则应选用______种滑块（填“甲”或“乙”），若要求碰撞时动能损失最小，则应选用______种滑块（填“甲”或“乙”）；
（2）某同学选取左端装有橡皮泥的滑块B进行实验，两滑块的质量分别为m A和m B，滑块A从P点释放后，通过光电门C的时间为t1，与滑块B粘在一起后通过光电门D 的时间为t2，则在误差允许的范围内，只需验证等式______成立即说明碰撞过程中m A 和m B系统动量守恒；
（3）在上一问的某次实验中，滑块通过光电门C和光电门D的时间分别为t1=0.05s和t2=0.15s，那么滑块A和滑块B的质量之比为m A：m B=______．
五、解答题
17．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V=1.6L，氙气密度ρ=6.0kg/m3．已知氙气摩尔质量M=0.131kg/mol，阿伏加德罗常数N A=6×1023mol-1．试估算：（结果保留一位有效数字）
（1）灯头中氙气分子的总个数N；
（2）灯头中氙气分子间的平均距离．
18．如图1所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞的厚度不计，在A 、B 两处设有限制
装置，使活塞只能在A 、B 之间运动，A 左侧汽缸的容积为V 0，A 、B 之间容积为0.1V 0．开
始时活塞在A 处，缸内气体压强为0.9p 0（p 0为大气压强），温度为297K ，现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B ，求：
（1）活塞移动到B 时，缸内气体温度T B ；
（2）在图2中画出整个过程的p -V 图线；
19．一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ，再变化到状态C ，其状态变化过程的p -V 图象如图所示．已知该气体在状态A 时的温度为27℃．则：
①该气体在状态B 、C 时的温度分别为多少℃？
②该气体从状态A 到状态C 的过程中内能的变化量是多大？
③该气体从状态A 到状态C 的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？
20．如图所示，质量为m ＝245g 的物块（可视为质点）放在质量为M ＝0.5kg 的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为 ＝0.4，质量为0m ＝5g 的子弹以速度0v ＝300m/s 沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），g 取210m/s 。

子弹射入后，求
(1)子弹进入物块后一起向右滑行的最大速度1v ；
(2)木板向右滑行的最大速度2v ；
(3)物块在木板上滑行的时间t 。

参考答案
1．B
【详解】
A.31m 铜的质量为m V ρρ==，所以铜的原子数：A A N m
N N ρμμ
==，A 正确． B.1kg 铜所含有的原子数目A
A N m
N N μμ==，B 错误．
C.铜的摩尔体积μρ，所以一个铜原子所占的体积是A N μρ，C 正确．
D.一个铜原子的质量是A
N μ，D 正确． 2．D
【解析】
【详解】
A 、单晶体一定有规则的几何形状，而多晶体与非晶体没有天然的规则的几何形状。

故A 错误；
B 、晶体分为单晶体和多晶体，单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，故B 错误；
C 、晶体具有确定的熔点，晶体熔化时，温度不变，但内能不一定不变，故C 错误；
D 、在一定条件下，晶体可以转变为非晶体，非晶体也可以转化为晶体，故D 正确。

3．D
【解析】
【详解】
A 、C 项：与气体接触的液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，但由于分子间的距离大于分子的平衡距离r 0，分子引力大于分子斥力，分子力表现为引力，即存在表面张力，故AC 错误；
B 项：表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，故B 错误； D 项：液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现，故D 正确。

4．A
【解析】
【详解】
A 项：空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，人感觉就越潮湿。

故A 正确；
B 项：温度越高，水饱和气压越大，所以30℃时水的饱和汽压小于40℃时水的饱和汽压。

故B 错误；
C 项：在玻璃试管中，不论液体是否浸润细管壁都能产生毛细现象。

故C 错误；
D 、气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，它跟气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关。

故D 错误。

5．C
【解析】
【详解】
A 、用一定频率的A 单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，知γ＞γ0，a 光的波长小于b 光的波长；所以A 错．
B 、发生光电效应的条件：γ＞γ0，增加b 光的强度不能使电流计G 的指针发生偏转；B 错误．
C 、增加a 光的强度可使通过电流计G 的电流增大；C 正确．
D 、发生光电效应时，电子从光电管左端运动到右端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流表G 的电流方向是c 流向d ；故D 错误．
故选C ．
【点睛】
解决本题的关键是掌握光电效应的条件γ＞γ0以及光电流方向的确定．
6．C
【详解】
在p -V 图象作出等压过程和等温过程的变化图线，如图所示，根据图象与坐标轴所面积表示功，可知：W 1＞W 2．第一种情况，根据=PV C T
可知，气体压强不变，体积增大，因此温度升高，△U 1＞0，根据热力学第一定律有：△U 1=Q 1-W 1，第二种情况等温过程，气体等温
变化，△U 2=0，根据热力学第一定律有：△U 2=Q 2-W 2，则得：Q 2=W 2，由上可得：△U 1＞△U 2．
Q 1＞Q 2，C 正确．
7．BCD
【详解】
A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，并能很好地解释了黑体辐射的实验规律，故A错误；
B、爱因斯坦发现光电效应并提出著名的光电效应方程，故B正确；
C、根据德布罗意的理论，任何一个运动着物体都具有波动性，都有一种波对应，故C正确；
D、根据光的波粒二象性可知，大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，故D正确．
8．AC
【解析】
【详解】
A、根据相对湿度的定义：相对湿度=
绝对湿度
同温度下水的饱和气压
，可知在相对湿度相同的情
况下，夏天的气温较高，水的饱和汽压较大，则绝对湿度较大，故A正确；
B、“破镜不能重圆”。

这是因为镜破处分子间的距离太大了，超过分子直径10倍，分子间作用力几乎不存在了，故B错误；
C、根据热力学第二定律可知，能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性。

故C正确；
D、对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大对外做功，根据热力学第一定律结合理想气体状态方程可知，温度一定升高，内能增大，故D错误。

9．CD
【解析】
【详解】
A、液体中的扩散现象是液体分子做永不停息的热运动的结果，故A错误；
B、扩散现象和布朗运动都和温度有关，扩散现象是分子的热运动，布朗运动是小颗粒的无
规则运动，不是分子的热运动，故B错误；
C、各种原子的线状谱中的亮线和它的吸收光谱中的暗线是一一对应的，故C正确；
D、为了保存玉米地水分，可以锄松地面，破坏土壤里的毛细管，可有效减小水分蒸发，故D正确。

10．BC
【详解】
根据图象可以看出分子力的大小变化，在横轴下方的为引力，上方的为斥力，把乙分子沿x 轴负方向从a处移动到d处过程中，在C位置分子间作用力最小．乙分子由a到c一直受引力，随距离减小，分子力做正功，分子势能减小；从c到d分子力是斥力且不断增大，随距离减小分子力做负功，分子势能增大，故在c位置分子势能最小，动能最大．故BC正确，AD错误．
11．ACD
【详解】
A、因为气体温度升高，分子的平均动能增加，气体分子的速率分布曲线发生变化，故A正确；
B、温度升高会导致压强增大，而B状态的压强小于A状态的压强，故单位体积内的气体分子数目应减小，故B错误；
C、由于没有限制自状态A变化到状态B的过程，所以可以是先减小气体的体积再增大气体的体积到B状态，故C正确；
D、从A到B气体体积增大，气体对外界做功，而气体的温度升高，内能增大，根据热力学第一定律，气体一定从外界吸热，故D正确．
12．ABCD
【详解】
A、由图可知，①中速率大分子占据的比例较大，则说明①对应的平均动能较大，故①对应的温度较高，故A正确；
B、直线AB的斜率
1
2
k=，直线AB的方程2
11
5,5
22
P V P V
=+=+可知V=5时，PV乘
积最大，根据pV=CT，可知C不变，pV越大，T越高．状态在（5，2.5）处温度最高，在A 和B状态时，pV乘积相等，说明在AB处的温度相等，所以从A到B的过程中，温度先升高，后又减小到初始温度，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中，气体分子的平
均动能先增大后减小，故B 正确；
C 、由分子间作用力的合力与分子间距离的关系图象知，r ＞r 0时分子力表现为引力，分子间的距离增大，分子力做负功，分子势能增加，所以当分子间的距离r ＞r 0时，分子势能随分子间的距离增大而增大，故C 正确；
D 、当对舱内气体加热时，气体温度升高，内能增加；由于气体体积不变，根据理想气体状态方程可知压强增加，故D 正确．
13．AD
【解析】
设金属的截止频率为C ν，由0C W h ν=解得145.510Hz C ν=⨯，A 正确；由光电效应方程
0k E h W ν=-，若入射光的频率加倍，0W 不变，所以光电子的最大初动能并不加倍， B 错误；若入射光的频率加倍，电流表的示数不一定是原来的2倍，C 错误；由0k E h W ν=-知入射光的能量为hv =3.75eV ，若入射光的频率加倍，则02 5.25eV k E h W ν=-=，而C k eU E =，所以遏止电压U C =5.25V ，D 正确；故选AD ．
14．减小 减小
【解析】
给瓶内打气，瓶内气压增大，当气压把瓶塞从瓶口推出时，瓶内气体对瓶塞做功，使气体自身的内能减少，温度降低；水蒸气饱和汽压减小．
15．AV N
； 2VA NXa ； DE ； 【分析】
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．油膜面积由正方形小格个数乘以每个方格的面积．
【详解】
（1）实验时做的假设为：将油膜看成单分子膜；将油分子看作球形；认为油分子是一个紧挨一个的．由题意可知，一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为0VA V N
= （2）每一滴所形成的油膜的面积为S=Xa 2，所以油膜的厚度，即为油酸分子的直径为02
V VA d S NXa ==
（3）A 、若撒的痱子粉过多，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由V d S =可知，实验测量的油酸分子的直径偏大；A 错误．
B 、油酸未完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由V d S =
可知，实验测量的油酸分子的直径偏大，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，由V d S =
可知，实验测量的油酸分子的直径偏大，C 错误．
D 、求每滴体积时，lmL 的溶液的滴数误多记了几滴，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．D 正确 E 、计算时利用的是纯油酸的体积，如果油酸溶液浓度低于实际值，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小．E 正确
故选DE
【点睛】
本题需要对油膜法估测分子大小的细节很了解，才能正确解答．
16．乙 （2） 甲 （m A +m B ）t 1 = m A / t 1或（m A +m B ）/ t 2 1：2
【解析】
(1) 若要求碰撞时动能损失最大，则应选用左端装有橡皮泥的乙种滑块．
若要求碰撞时动能损失最小，则应选用左端装有弹性圈的甲种滑块．
(2)设遮光条宽度为d ，滑块A 从P 点释放后，通过光电门C 的时间为t 1，则滑块A 通过光电门C 的速度11
d v t =；与滑块B 粘在一起后通过光电门D 的时间为t 2，则滑块A 与滑块B 粘在一起后通过光电门D 的速度22d v t =
；若碰撞过程中m A 和m B 系统动量守恒，则()12=+A A B m v m m v ，即()12A A B d d m m m t t =+，整理得：12
A A
B m m m t t +=或()21A A B m t m m t =+．
(3) 某次实验中，滑块通过光电门C 和光电门D 的时间分别为t 1=0.05s 和t 2=0.15s ，则0.050.15
A A
B m m m +=，解得：:1:2A B m m =．
17．（1）N 22410≈⨯个；（2）3×
10-9m ． 【详解】
(1) 设疝气的物质的量为n ，则V
n M ρ= 疝气分子的总数：3
23226.0 1.6106104100.131A V
N N M ρ-⨯⨯==⨯⨯≈⨯个； (2) 每个分子所占的空间为：0V V N
= 设分子间平均距离为a ，则有：30V a = 则3
9221.61033m 310m 410
V a N --⨯=⨯=⨯≈⨯⨯． 18．（1）363K （2）见解析
【分析】
（1）缓慢加热汽缸内气体，气体先发生等容变化，当压强等于外界大气压时，活塞缓慢向右移动，气体发生等压变化．根据查理定律，求解T B ．
（2）根据气体经过三个状态变化过程，结合三个状态的P 、V 值，画出图象．
【详解】
（1）活塞离开A 处前缸内气体发生等容变化
初态：P 1=0.9P 0 T 1=297K
末态：P 2=P 0 根据查理定律得：0102
0.9 P T P T = 解得：活塞刚离开A 处时的温度：01202973300.90.9
PT T K K P === 活塞由A 移动到B 的过程中，缸内气体作等压变化，由气态方程得：0021.1
B V T V T = 解得：T B =1.1T 2=1.1×
330K=363K （2）P-V 图线如图．
19．(1)B t =-173ºC ，C t =27 ºC （2）0 （3）吸热，200J
【详解】
①对于理想气体：
A→B ，由于T A =300K ，根据
A B A B
p p T T = 可得
100K B T =
即
o 173C B t =-
B→C 由
C B B C
V V T T = 可得
300K C T =
即
27C =C t
②由于AC 两态温度相同，则
0U ∆=
③A→C 的过程中是吸热.
吸收的热量
533110(310110)J=200J Q W p V --==∆=⨯⨯⨯-⨯
20．(1) 6m/s ；(2) 2m/s ；(3)1s
【详解】
(1)子弹射入物块的过程，以子弹和物块组成的系统为研究对象，取向右为正方向，由动量守恒定律得
00m v ＝01m m v +（）
代入数据解得
1v =6m/s
所以子弹进入物块后一起向右滑行的最大速度1v 是6m/s
(2)当子弹、物块、木板三者同速时，木板的速度最大，由动量守恒定律可得
01)m m v +(＝02)m m M v ++(
代入数据解得
2v =2m/s
(3)对木块在木板上滑动时，由动量定理得
0()m m gt μ-+＝021)()m m v v +⨯-(
代入数据解得
t =1s。