1、甘肃省兰州市第一中学2018-2019学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）第卷（选择题共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中17题为单选，812题为多选。）1.关于近代物理的知识，下列说法正确的是A. 结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定B. 铀核裂变的一种核反应方程为C. 设质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是(m1+m2-m3)c2D. 若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应【答案】
2、D【解析】详解】A.比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，结合能大，原子核不一定越稳定，故A错误；B.铀核需要俘获一个慢中子才能发生裂变，其中的一种核反应方程：，故B错误；C.根据爱因斯坦质能方程可知，设质子、中子、粒子的质量分别为，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是，故C错误。D.根据玻尔理论可知，氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光子的能量大于氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光的能量，根据光电效应发生的条件可知，若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使
3、该金属发生光电效应，故D正确。2.十九世纪末到二十世纪初，一些物理学家对某些物理现象的研究直接促进了“近代原子物理学”的建立和发展，关于以下4幅图中涉及物理知识说法正确的是A. 图1是黑体辐射实验规律，爱因斯坦为了解释此实验规律，首次提出了“能量子”概念B. 强激光的出现使一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，这已被实验证实。如图2所示，若用波长为的光照射锌板，验电器指针不偏转；则换用波长也为的强激光照射锌板，验电器指针可能偏转C. 如图3所示，一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以放出10种不同频率的光D. 图4为天然放射现象中产生的三种射线在电场中偏转情况，其中线代表的射线【
4、答案】B【解析】【详解】A.黑体辐射实验规律，普朗克为了解释此实验规律，首次提出了“能量子”概念，故A错误；B.强激光的出现使一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，若用波长为的光照射锌板，验电器指针不偏转；则换用波长也为的强激光照射锌板，能吸收多个光子，从而可能发生光电效应，验电器指针可能偏转，故B正确；C.一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出4种不同频率的光，即n=5能级到n=4能级，n=4能级到n=3能级，n=3能级到n=2能级，n=2能级到n=1能级，故C错误；D.天然放射现象中产生的三种射线在电场中偏转情况，其中线带负电，则其代表的射线，故D错误。3.如图所示，是
5、研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转。则以下说法正确的是A. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大B. 将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零C. 将K极换成逸出功小金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大D. 如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数【答案】B【解析】【详解】A.滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A错误；B.电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移动一些，此时的电压仍小于反向截止电压，则电流表仍可能有示
6、数，故B正确；C.将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间里通过金属表面的光子数没有变化，则光子与金属中的电子碰撞次数也不变，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也不变，饱和电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，故C错误；D. 如果改用紫光照射该金属时，因频率的增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表示数不为零，故D错误。4.光子有能量，也有动量，它也遵守有关动量的规律。如图所示，真空中有一“”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO 在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片，右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片。当用平行白光垂直照射这两个圆面
7、时，关于此装置开始时转动情况（俯视）下列说法中正确的是A. 逆时针方向转动B. 顺时针方向转动C. 都有可能D. 不会转动【答案】A【解析】【详解】白纸反射各种色光，故用平行白光垂直照射白纸片时光子会被反弹回去，而黑纸面会吸收各种色光，即光子与黑纸片碰撞后具有相同的速度方向，结合动量守恒知光子与白纸片碰撞后，白纸片会获得较大速度，故此装置会逆时针方向转动。A.通过分析可知此装置会逆时针方向转动，故A正确；B.通过分析可知此装置会逆时针方向转动，故B错误；C.通过分析可知此装置会逆时针方向转动，故C错误；D.通过分析可知此装置会逆时针方向转动，故D错误。5.关于热现象的描述，下列说法中正确的是A
8、. 随着低温技术的不断发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度B. 常温常压下，一定质量的气体被压缩后，气体分子的平均动能一定增加C. 1 kg 0 的水比1 kg 0 的冰具有更多的分子势能D. 用油膜法测出油分子的直径后，只要再知道油的摩尔质量，就能计算出阿伏伽德罗常数【答案】C【解析】【详解】A.绝对零度只能无限接近，不能达到，故A错误；B.常温常压下，一定质量的气体被压缩后，外界对气体做功，若同时气体对外放热，此时内能可能增大、不变或减小，所以温度可能升高、不变或降低，所以平均动能不一定增加，故B错误；C. 1 kg0冰变为1 kg0需吸热，内能增大，而温度相同则平均动能不变，
9、内能与平均动能作差可知水的分子势能增大，故C正确；D.用油膜法测出油分子的直径后，只要再知道油滴的摩尔体积，就能计算出阿伏加德罗常数，知道摩尔质量不能求出阿伏伽德罗常数；故D错误。6.利用金属晶格（大小约10-9 m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是A. 该实验说明了电子具有粒子性B. 实验中电子束的德布罗意波的波长为C. 加速电压U越大，电子的衍射现象越明显D. 若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将不明显【答案】D【解析】【详解】
10、A.该实验观察电子的衍射图样，衍射现象说明粒子的波动性，故A错误；B.电子束通过电场加速，由动能定理可得：，得：，则动量，所以实验中电子束的德布罗意波的波长为：，故B错误；C.由B可知：加速电压U越大，波长越小，衍射现象越不明显，故C错误；D.若用相同动能的质子替代电子，质量变大，则粒子动量变大，故德布罗意波的波长变小，故衍射现象将不明显，故D正确。7.如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管竖直固定，两段水银柱将空气柱B封闭在玻璃管左侧的竖直部分，A侧水银有一部分在水平管中。若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，稳定后A. 右侧水银面高度差h1增大B. 空气柱B的长度不变C. 空气柱B的压强
11、增大D. 左侧水银面高度差h2减小【答案】D【解析】【详解】ACD.向右管注入少量水银，左侧的压强就增大，左侧的水银就会向左移动，从而左侧的水银A向上运动，这时左侧水银的高度差h2就会减小，气体的压强减小，而空气柱B的压强为，得：，所以右管与B的水银面的高度差h1也减小，故AC错误，D正确；B.温度保持不变，气体的压强减小，根据玻意耳定律，气体的体积就会增大，长度变大，故B错误。8.下列说法正确的是A. 气体温度升高，则每个气体分子的动能都将变大B. 分子间距离增大时，分子间的引力和斥力先增大后减小C. 一定质量理想气体温度升高，则内能增大D. 在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能一定增加
12、【答案】CD【解析】【详解】A.温度是分子的平均动能的标志，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，不是每个气体分子的动能都将变大。故A错误；B. 根据分子力的特点可知，分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，故B错误；C. 气体的分子之间的距离比较大，分子之间的作用力可以忽略不计，所以一定质量理想气体温度升高，则内能增大。故C正确；D.在绝热过程中气体与外界没有热交换，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体的内能一定增加，故D正确。9.下列说法中正确的是A. 气体的扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行B. 晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度C. 钍衰变成氡一共经
13、过3次衰变和2次衰变D. 氡的半衰期是3.8天，16个氡原子核经过7.6天之后一定只剩下4个氡原子核【答案】ABC【解析】【详解】A.根据熵增加原理可知：气体的扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故A正确；B.晶体、非晶体的区别，晶体有固定的熔点，所以有一定的熔化温度，而非晶体没有固定的熔点，所以没有没有一定的熔化温度，故B正确；C.钍衰变成氡，可知质量数少12，电荷数少4，因为经过一次衰变，电荷数少2，质量数少4，经过一次衰变，电荷数多1，质量数不变，可知经过3次衰变，2次衰变，故C正确；D. 半衰期对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故D错误。10.下列说法中正确的是A
14、. 一定量气体膨胀对外做功200 J，同时从外界吸收120 J的热量，则它的内能增大80JB. 在使两个分子间的距离由很远(r 10-9 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大C. 由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力D. 空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水饱和汽压，水蒸发越慢【答案】CD【解析】【详解】A.根据热力学第一定律知：U=W+Q=-200+120=-80J，表示内能减少80J，故A错误；B.在使两个分子间的距离由很远（m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能先减小后增大，故B错误；
15、C.由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存张力，故C正确；D.相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值，空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，故D正确。11.一定质量的理想气体，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。已知气体处于状态A时的温度为27 ，则下列判断正确的是A. 气体处于状态B时的温度是600 KB. 气体处于状态C时的温度是300 KC. 从状态A变化到状态C过程气体内能一直增大D. 从状态B变化到状态C过程气体放热【答案】BD【解析】【详解】A.体处于状态A时的温度（27
16、3+27）K=300K；气体AB过程为等压变化，则有，解得：K=900K，故A错误；B.气体BC过程是等容变化，则有，解得：K=300K，故B正确；C.从状态A变化到状态C过程，气体的温度先升高后降低，则气体的内能先增大后减小，故C错误；D.BC过程气体的体积不变，不做功，温度降低，气体的内能减小，由热力学第一定律U=W+Q知，气体放热，故D正确。12.一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图象如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是A. 图乙中的c光是氢原子由第2能级向基态
17、跃迁发出的B. 图乙中的b光光子能量为10.2 eVC. 动能为1 eV的电子不能使处于第4能级的氢原子电离D. 阴极金属的逸出功可能为W0=6.75 eV【答案】AD【解析】【详解】第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中可能的情况为：n=4n=1，n=4n=3，n=4n=2，n=3n=2，n=3n=1，n=2n=1，能发出6种不同频率的光，能量值的大小关系排列从大到小为：n=4n=1，n=3n=1，n=2n=1，n=4n=2，n=3n=2，n=4n=3；由图乙可知，a的遏止电压最大，其次为b和c，则a为n=4n=1，b为n=31，c为n=2n=1；A.由以上的分析可知，c的遏止电压最小，在三种
18、光中频率最小，故c光是从氢原子由第2能级向基态跃迁发出的，故A正确；B.由以上的分析可知，b为n=3n=1辐射的光子，其能量值：（-1.51eV）-（-13.6eV）=12.09eV，故B错误；C.由图并可知，第4能级的能量值为-0.85eV，由玻尔理论可知，动能为leV的电子能使处于第4能级的氢原子电离，故C错误；D.由能级2到1辐射的光子的能量值：（-3.4eV）-（-13.6eV）=10.2eV；能量值第4大的光子的能量值：（-0.85eV）-（-3.4eV）=2.55eV，由于只能测得3条电流随电压变化的图象，即只有三种光子能发生光电效应，则该金属的逸出功大于2.55eV，小于等于10
19、.2eV，可以等于6.75eV，故D正确。第卷（非选择题共52分）二、填空题（本题共12分。请把答案填在答题卡相应的横线上或按照题目的要求作答。）13.己知质子的质量为m1，中子的质量为m2，碳核（）的质量为m3，则碳核（）的比结合能为_，碳-14是碳的一种具有放射性的同位素，研究发现外来的宇宙射线与大气作用产生宇宙射线中子，宇宙射线中子和大气中氮核（）起核反应产生碳-14，请写出核反应方程_。【答案】 (1). (2). 【解析】此核反应方程为，故碳核（）的结合能为，因核子数为12，则比结合能为，根据电荷数守恒、质量数守恒，得核反应方程为【点睛】本题关键是掌握爱因斯坦质能方程以及比结合能的计
20、算公式，知道核反应过程中，电荷数守恒、质量数守恒；先求出质量亏损核反应中质量亏损等于反应前后质量之差，再根据爱因斯坦质能方程求结合能，结合能与核子数之比等于比结合能，根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程14.（1）测量分子大小方法有很多，如油膜法、显微法。在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用滴管吸取浓度为的溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下两滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜。如图所示，坐标格的正方形大小为20 mm20 mm 。图可以估算出油膜的面积
21、是_m2，2滴油酸溶液中纯油酸的体积为_m3，由此估算出油酸分子的直径是_m（所有结果保留二位有效数字）。（2）某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于_。A. 油酸未完全散开B. 使用了纯油酸溶液C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D. 求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多计了10滴【答案】 (1). 0.03m2 (2). 2.010-11 m3 (3). 6.710-10 m (4). D【解析】【详解】第一空：由图示油膜可知，油膜的面积：S=7520mm20mm0.03m2；第二空：两滴油酸溶液含纯油的体积为：mLcm3=m3；第三空：油酸
22、分子的直径为：m。第四空：计算油酸分子直径的公式是m，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积A.水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故A错误；B.计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或挥发掉，使测量结果更精确，故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，故得到的分子直径将偏大，故C错误；D.计算时把向量筒中滴入1mL油脂酒精溶液时，滴数多数了10滴，浓度降低，则d偏小，故D正确。三、计算题（本题共4小题，满分40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算
23、的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15.如图是一太阳能空气集热器示意图，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0 ，开始时内部封闭气体的压强为p0 。经过太阳暴晒，气体温度由T0=300 K升至T1=360 K。（1）求此时气体的压强。 （2）保持T1=360 K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。【答案】（1）（2）【解析】【详解】（1）设升温后气体的压强为P，由于气体做等容变化，根据查理定律得，又T0=300K，T1=360K解得（2）根据克拉伯龙方程，得集热器内气体的体积不变，则得剩余气体的质量与原来总质量的比值
24、16.用能量为50 eV的光子照射到光电管阴极后，测得光电流与电压的关系如图所示，已知电子的质量m9.01031 kg、电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js。试求：光电管阴极金属的逸出功W；光电子的最大动量和对应物质波的波长。【答案】（1） (2) 【解析】【详解】(1)由图可知，遏止电压为-20eV，由动能定理可知， 由爱因斯坦光电效应方程可知，即代入数据解得：W=30eV；(2)由公式，整理得：；由公式17.如图所示，在温度为27 、大气压为p0=105 Pa的教室里，有一导热性能良好、内壁光滑的气缸，封闭着一定质量的某种理想气体。活塞密闭性良好，质量不计，横截面
25、积S=100 cm2，离气缸底部距离L1=0.6 m。现将此气缸移至温度为-53 的冷冻实验室中，并在活塞上方放置一质量为m=10 kg的铅块。冷冻实验室中气压也为p0=105 Pa。（取g=10 m/s2），求：（1）在冷冻实验室中，活塞稳定时距气缸底部的距离；（2）已知一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比，且在教室时气缸内气体内能为U1=45 J。已知在教室中稳定状态到实验室稳定状态变化过程中，活塞对气体做功W=250 J，求此过程中通过缸壁传递的热量Q。【答案】（1）0.4m（2）262J【解析】【详解】（1）根据气体状态方程，有 且解得在冷冻实验室中，活塞稳定时距气缸底部的距离；（
26、2）设气体在时的内能为，由题意有 气体状态变化过程中内能变化了 又，外界对气体做功W=250J 由热力学第一定律得 所以整个过程中通过缸壁传递的热量18.如图，粗细均匀U型玻璃管，高H=100 cm，横截面积S=1 cm2,管内水银柱高h=50 cm，现将左侧上端封闭，右端通过忽略粗细的软管与体积为V=9.95 L的导热容器相连接。设空气温度为27 保持不变，大气压强p0=75 cmHg，开始时容器阀门处于打开状态。（空气视为理想气体） （1）将容器开口与真空泵相接，抽气一段时间后达到真空，问U型管左侧的水银将下降多少。（2）现用打气筒（图中未画出）向抽成真空后的容器充气，每打一次可将压强为2p0、温度为3 、体积为1.5 L的空气压缩到容器内，需要打几次气才能使U型管中水银恢复到初始状态。【答案】（1）25cm（2）3次【解析】【详解】（1）对左端封闭气体，等温变化依题意知设左侧水银下降了x，则：解得x=25cm；（2）设充气N次，对打入气体依题意知解得N=3次。