1、江苏省常州市第三中学2020-2021学年高二第二学期期中质量调研物理试题2021年4月注意事项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求：1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为80分钟。考试结束后请将本试卷和答题卡一并交回。2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名准考证号与本人是否相符。4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满涂黑；如需改动请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置
2、作答一律无效。5.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。一、 单项选择题：共11题，每题4分，共44分每题只有一个选项最符合题意。1. 气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外A.气体分子可以做布朗运动B.气体分子的动能都一样大C.相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D.相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大2. 下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是3. 某气体的摩尔质量为M，分子质量为m。若1摩尔该气体的体积为Vm，密度为，则该气体单位体积分子数不正确的是(阿伏伽德罗常数为NA)（ ）A. B.
3、C. D.4. 将质量相同的同种气体A、B分别密封在体积不同的两容器中，保持两部分气体体积不变，A、B两部分气体的压强随温度t的变化曲线如图所示则不正确的是（ ）AA部分气体的体积比B部分小 BA、B直线的延长线将相交于t轴上的同一点CA、B气体温度改变量相同时，压强改变量相同DA、B气体温度改变量相同时，A部分气体压强改变量较大5. 一定质量的理想气体从状态a开始，经ab、bc、ca三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a(V0， 2p0)、 b(2V0，p0)、c(3V0，2p0) 以下判断正确的是A气体在ab过程中对外界做的功小于在bc过程中对外界做的功
4、B气体在ab过程中从外界吸收的热量大于在bc过程中从外界吸收的热量C在ca过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D气体在ca过程中内能的减少量大于bc过程中内能的增加量6. 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TI，TII，TIII，则A.TTT B.TTT C.TT，TT D.T=T=T7. 如图4所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气A.体积不变，压强变小 B.体积变
5、小，压强变大C.体积不变，压强变大 D.体积变小，压强变小8. 如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子A.从n = 4能级跃迁到n = 3能级比从n = 3能级跃迁到n = 2能级辐射出电磁波的波长长B.从n = 5能级跃迁到n = 1能级比从n = 5能级跃迁到n = 4能级辐射出电磁波的速度大C.处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D.从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量9. 爱因斯坦因提出光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率。从图中可以确定的是A.逸出
6、功与有关B.Ekm与入射光强度成正比C.当=0时会逸出光电子D.图中直线斜率与普朗克常量有关10. 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11. 最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为A. 1.6102 kgB. 1.6103 kgC. 1.6105 kgD. 1.6106 kg二、非选择题：共5题，共
7、56分其中第13题第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12. （8分）某实验小组利用如图1所示的实验装置验证动量守恒定律实验的主要步骤如下：（1）用游标卡尺测量小球A、B的直径d，其示数均如图2所示，则直径d_ mm，用天平测得球A、B的质量分别为m1、m2.（2）用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上（3）将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时由静止释放，与球B碰撞后，测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为1，球B向右摆到最高点时其悬
8、线与竖直方向的夹角为2.（4）若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为_；若碰撞是弹性碰撞，则还应满足的表达式为_(用测量的物理量表示)13. （12分）如右图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体p0和T0分别为大气的压强和温度。已知：气体内能U与温度T的关系为UT，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。求(i)气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1： (ii)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q。14. （12分）如图所示为一个带有阀门K、容积为2dm3的容器(容积不可改变)。先打开阀门让其与
9、大气连通,再用打气筒向里面打气,打气筒活塞每次可以打进1105Pa、200cm3的空气,忽略打气和用气时气体的温度变化(设外界大气的压强po=1105Pa) (i)若要使气体压强增大到5.0105Pa,应打多少次气?(ii)若上述容器中装的是5.0105Pa的氧气,现用它给容积为0.7dm3的真空瓶充气,使瓶中的气压最终达到符合标准的2.0105Pa,则可充多少瓶? 15. （12分）如图所示，两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上，质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端，质量为2m且可以看作质点。P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2
10、发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起，P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)。P与P2之间的动摩擦因数为，求：(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2；(2)此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能Ep。16. （12分）图甲为观测光电效应的实验装置示意图，已知实验中测得某种金属的遏止电压与入射频率之间的关系如图乙所示，则根据图像可知，普朗克常量h=_，该金属的逸出功=_；如果实验中入射光的频率为（），则产生的光电子的最大初动能=_（已知电子的电荷量为e）。附加题17. （12分）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管，左管上
11、端封闭，右管上端开口。右管中有高h0= 4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l= 12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283K。大气压强p0=76cmHg。(i)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？(ii)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？江苏省常州市第三中学2020-2021学年高二第二学期期中质量调研物理试题 解析版2021年4月注意事项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求：1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为80分钟。考试结束后请将本
12、试卷和答题卡一并交回。2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名准考证号与本人是否相符。4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满涂黑；如需改动请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。5.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。二、 单项选择题：共11题，每题4分，共44分每题只有一个选项最符合题意。18. 气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间
13、外A.气体分子可以做布朗运动B.气体分子的动能都一样大C.相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D.相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大【答案】C【解析】布朗运动是固体小颗粒的运动，A错误；气体分子的运动是杂乱无章的，表示气体分子的速度大小和方向具有不确定性，与温度的关系是统计规律，B错误；气体分子的相互作用力十分微弱，但是由于频繁撞击使得气体分子间的距离不是一样大，D错误；气体分子的相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动造成气体没有形状。答案C。19. 下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是【答案】B【解析】当分子间距离r等于平衡距离r
14、0时，分子间作用力f表现为零，分子势能Ep最小，故只有选项B正确。20. 某气体的摩尔质量为M，分子质量为m。若1摩尔该气体的体积为Vm，密度为，则该气体单位体积分子数不正确的是(阿伏伽德罗常数为NA)（ ）A. B. C. D.【答案】D【解析】根据题意，气体单位体积分子数是指单位体积气体分子的数量，选项A中NA是指每摩尔该气体含有的气体分子数量，Vm是指每摩尔该气体的体积，两者相除刚好得到单位体积该气体含有的分子数量，选项A正确；选项B 中，摩尔质量M与分子质量m相除刚好得到每摩尔该气体含有的气体分子数，即为NA，此时就与选项A相同了，故选项B正确；选项C中，气体摩尔质量与其他密度相除刚好
15、得到气体的摩尔体积Vm，所以选项C正确、D错误。21. 将质量相同的同种气体A、B分别密封在体积不同的两容器中，保持两部分气体体积不变，A、B两部分气体的压强随温度t的变化曲线如图所示则不正确的是（ ）AA部分气体的体积比B部分小 BA、B直线的延长线将相交于t轴上的同一点CA、B气体温度改变量相同时，压强改变量相同DA、B气体温度改变量相同时，A部分气体压强改变量较大【答案】C【解析】A、B两部分气体都发生等容变化，P-t图线都过回t轴上-273的点-绝对零度由理想气体状态方程答 PV T =c 知，图象的斜率越大， P T 越大，则气体的体积越小，故有A部分气体的体积比B部分小故A、B正确
16、C、D图中A图线的斜率较大，由数学知识可知温度改变量相同时，A气体压强改变量较大故C错误，D正确22. 一定质量的理想气体从状态a开始，经ab、bc、ca三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a(V0， 2p0)、 b(2V0，p0)、c(3V0，2p0) 以下判断正确的是A气体在ab过程中对外界做的功小于在bc过程中对外界做的功B气体在ab过程中从外界吸收的热量大于在bc过程中从外界吸收的热量C在ca过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D气体在ca过程中内能的减少量大于bc过程中内能的增加量【答案】C【解析】A根据气体做功的表达式可知图线和体积横
17、轴围成的面积即为做功大小，所以气体在过程中对外界做的功等于过程中对外界做的功，A错误；B气体从，满足玻意尔定律，所以所以，根据热力学第一定律可知，气体从，温度升高，所以，根据热力学第一定律可知，结合A选项可知，所以，过程气体吸收的热量大于过程吸收的热量，B错误；C气体从，温度降低，所以，气体体积减小，外界对气体做功，所以，根据热力学第一定律可知，放出热量，C正确；D理想气体的内能只与温度有关，根据可知从，所以气体从过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量，D错误。故选C。23. 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
18、别为TI，TII，TIII，则A.TTT B.TTT C.TT，TT D.T=T=T【答案】B【解析】温度越高分子热运动越激烈，分子运动激烈是指速率大的分子所占的比例大，图腰最粗，速率大的分子比例最大，温度最高；图虽有更大速率分子，但所占比例最小，温度最低，故B正确.24. 如图4所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气A.体积不变，压强变小 B.体积变小，压强变大C.体积不变，压强变大 D.体积变小，压强变小【答案】B【解析】由图可知空气被封闭在细管内，水面升高时
19、，根据玻马定律，气体压强增大，气体体积减小。25. 如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子A.从n = 4能级跃迁到n = 3能级比从n = 3能级跃迁到n = 2能级辐射出电磁波的波长长B.从n = 5能级跃迁到n = 1能级比从n = 5能级跃迁到n = 4能级辐射出电磁波的速度大C.处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D.从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量【答案】A【解析】由v和，可知，再根据，所以，A正确。所有电磁波的速度都相同，B错误。处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率不一样，出现不同形状的电子云，C错误。从高能级向低能级跃迁时，氢原子向外放出能量，
20、D错误。26. 爱因斯坦因提出光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率。从图中可以确定的是A.逸出功与有关B.Ekm与入射光强度成正比C.当=0时会逸出光电子D.图中直线斜率与普朗克常量有关【答案】D【解析】逸出功与0有关，选项A错误；Ekm与入射光频率有关，与入射光强度无关，选项B错误；当=0时入射光光子能量等于逸出功，不会逸出光电子，选项C错误；由爱因斯坦光电效应方程可知，图中直线斜率与普朗克常量有关，选项D正确。27. 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
21、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【答案】C【解析】粒子是，粒子是，因此发生一次衰变电荷数减少2，发生一次衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位。故选项C正确。28. 最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为A. 1.6102 kgB. 1.6103 kgC. 1.6105 kgD. 1.6106 kg【答案】B【
22、解析】设该发动机在ts时间内，喷射出的气体质量为m，根据动量定理，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B。二、非选择题：共5题，共56分其中第13题第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。29. （8分）某实验小组利用如图1所示的实验装置验证动量守恒定律实验的主要步骤如下：（1）用游标卡尺测量小球A、B的直径d，其示数均如图2所示，则直径d_ mm，用天平测得球A、B的质量分别为m1、m2.（2）用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上（3）将球A向左
23、拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时由静止释放，与球B碰撞后，测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为1，球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为2.（4）若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为_；若碰撞是弹性碰撞，则还应满足的表达式为_(用测量的物理量表示)【答案】 22.0 m1cos m1cos 1m2(1cos 2)【解析】（1）直径 d=2.2cm+0.10=2.20cm=22.0mm（2）设悬线长度为 L，则 A 球到达最低点时的速度v=2gL（1-cos）;碰后 A 球的速度 v1=2gL（1-cos1）;碰后B球的速度vz=2gL（T-cos2）。;若两球碰撞前后的动量
24、守恒，则其表达式 为 m1v=m2v2-m1v1，即 m2gI（I-cos）=m22gI（1-cos2）-m2gI（1-cos1）;即 m,(1-cos） = m2/(1- cos2)- m./(1- cos1）碰撞是弹性碰撞，则还应满足的表达式为，即：，即：m1cos m1cos 1m2(1cos 2)点睛：此题关键是要搞清实验的原理，注意碰撞前后的速度方向；知道弹性碰撞所满足的能量关系即可列式.30. （12分）如右图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体p0和T0分别为大气的压强和温度。已知：气体内能
25、U与温度T的关系为UT，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。求(i)气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1： (ii)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q。【答案】(2) () ；() 【解析】(2) ()在气体由压缩下降到的过程中，气体体积不变，温度由变为，由查理定律得 在气体温度由变为的过程中，体积由减小到，气体压强不变，由着盖吕萨克定律得 由式得 ()在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为在这一过程中，气体内能的减少为由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为由式得31. （12分）如图所示为一个带有阀门K、容积为2dm3的容器(容积不可改变)。先打开阀门让其与大气连通,再用
26、打气筒向里面打气,打气筒活塞每次可以打进1105Pa、200cm3的空气,忽略打气和用气时气体的温度变化(设外界大气的压强po=1105Pa) (i)若要使气体压强增大到5.0105Pa,应打多少次气?(ii)若上述容器中装的是5.0105Pa的氧气,现用它给容积为0.7dm3的真空瓶充气,使瓶中的气压最终达到符合标准的2.0105Pa,则可充多少瓶? 【答案】(1)40次 (2)4瓶【解析】(1)设需要打气n次，因每次打入的气体相同，故可视n次打入的气体一次性打入，则气体的初状态：， 末状态：，其中： 由玻意尔定律： 代入数据解得：；(2)设气压为时气体的体积为，则由玻意尔定律有：代入数据解
27、得： 真空瓶的容积为 因： 故可充4瓶。32. （12分）如图所示，两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上，质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端，质量为2m且可以看作质点。P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起，P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)。P与P2之间的动摩擦因数为，求：(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2；(2)此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能Ep。【答案】(1) ， (2)，【解析】(1) P1、P2碰撞过程，动量守恒，解得。对
28、P1、P2、P组成的系统，由动量守恒定律 ，解得(2)当弹簧压缩最大时，P1、P2、P三者具有共同速度v2，对P1、P2、P组成的系统，从P1、P2碰撞结束到P压缩弹簧后被弹回并停在A点，用能量守恒定律解得对P1、P2、P系统从P1、P2碰撞结束到弹簧压缩量最大，用能量守恒定律最大弹性势能考点：考查了动量守恒定律和能量守恒定律33. （12分）图甲为观测光电效应的实验装置示意图，已知实验中测得某种金属的遏止电压与入射频率之间的关系如图乙所示，则根据图像可知，普朗克常量h=_，该金属的逸出功=_；如果实验中入射光的频率为（），则产生的光电子的最大初动能=_（已知电子的电荷量为e）。【答案】、【解
29、析】由图象可知，知图线的斜率，那么普朗克常量当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以；如果实验中入射光的频率为（），根据光电效应方程考点：考查了光电效应方程附加题34. 如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高h0= 4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l= 12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283K。大气压强p0=76cmHg。(i)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？(ii)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？【答案】(i)12.9cm；(ii)363K【解析】(i)设密封气体初始体积为V1，压强为p1，左、右管的截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为V2，压强变为p2。由玻意耳定律有设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为，按题设条件有，联立以上式子并代入题中数据得h=12.9cm(ii)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3，温度变为T2，由盖一吕萨克定律有按题设条件有代入题中数据得T2=363K
