1、2018-2019学年河北省衡水市安平中学实验班高二（上）期末物理试卷一、选择题：本题共19个小题，有的小题只有一项符合题目要求，有的小题有多项符合题目要求.全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.满分共76分.1（4分）关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是（）A不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性2（4分）用波长为和2的光照射同一种金属，分别产生的速度最快的光
2、电子速度之比为2：1，善朗克常数和真空中光速分别是h和c表示，那么下列说法正确的有（）A该种金属的逸出功为B该种金属的逸出功为C波长超过2的光都不能使该金属发生光电效应D波长超过4的光都不能使该金属发生光电效应3（4分）实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率v的关系如图所示。表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是（）金属钨钙钠截止频率0（1014）/Hz10.957.735.53逸出功W/eV4.543.202.29A如用金属钨做实验得到的Ekm图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大B如用金属钠做实验得到的Ekm图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大C
3、如用金属钠做实验得到的Ekm图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，Ek2），则Ek2Ek1D如用金属钨做实验，当入射光的频率1时，可能会有光电子逸出4（4分）在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的（）A最长波长为B最短波长为C最小频率为D最大频率为5（4分）一个德布罗意波波长为1的中子和另一个德布罗意波波长为2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为（）ABCD6（4分）在粒子散射实验中，电子
4、对粒子运动的影响可以忽略，这是因为与粒子相比，电子的（）A电量太小B速度太小C体积太小D质量太小7（4分）氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E154.4eV，氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的粒子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（）A54.4eV（光子）B50.4eV（光子）C48.4eV（电子）D42.8eV（光子）8（4分）红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光铬离子的能级如图所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出波长为1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受激发跃迁到E3，然
5、后自发跃迁到E2，释放波长为2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为（）ABCD9（4分）关于天然放射性，下列说法正确的是（）A所有元素都可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中，射线的穿透能力最强10（4分）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子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原来重核的结合能C铯原子核（Cs） 的结合能小于铅原子核（Pb） 的结合能D比结合能越大，原子核越不稳定11（4分）烟雾探
6、测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅Am来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅Am会释放出射线将它们电离，从而产生电流。烟尘一旦进入探测腔内，烟尘中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则下列说法不正确的是（）A镅Am发出的是射线B镅Am发出的是射线C镅Am发出的是射线D0.2 mg的镅Am经864年将衰变掉0.15 mg12（4分）一静止的铝原子核AI俘获一速度为1.0107m/s的质子P后，变为处于激发态的硅原子核Si下列说法正确的是（）A核反应方程为p+AlSiB核反应过程中系统动量不守恒C核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D硅原子核速度的
7、数量级105m/s，方向与质子初速度方向一致13（4分）对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（）A温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B温度越高，布朗运动越显著C当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小D当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大14（4分）下列叙述正确的是（）A扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动B布朗运动就是液体分子的运动C物体的温度越高，分子运动越激烈，每个分子的动能都一定越大D两个铅块压紧后能连在一起，说明分子间有引力15（4分）有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是（）A一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变B物体
8、的温度越高，分子热运动越剧烈C物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和D布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的16（4分）如图所示，用F表示两分子间的作用力，用Ep表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中（）AF不断增大，Ep不断减小BF先增大后减小，Ep不断减小CF不断增大，Ep先增大后减小DF、Ep都是先增大后减小17（4分）如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（）Aab为斥力曲线，cd为引力曲线
9、，e点横坐标的数量级为1010mBab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为1010mC由分子动理论可知：温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同D若两个分子间距离增大，则分子势能也增大18（4分）近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是（）APM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当BPM2.5在空气中的运动属于布朗运动
10、C倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度DPM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈19（4分）已知阿伏加德罗常数为NA，某物质的摩尔质量为M，则该物质的分子质量和m kg水中所含氢原子数分别是（）A， mNA103BMNA，9mNAC， mNA103D，18mNA二.填空题（本题共有2题，共12分，把答案写在横线上）20（8分）如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为0，元电荷为e，普朗克常量为h。现将频率为（大于0）的光照射在阴极上，则：（1） 是阴极（填A或K），阴极材料的逸出功等于 。（
11、2）加在A、K间的正向电压为U时，到达阳极的光电子的最大动能为 ，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是 。（3）为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加上U反 的反向电压。（4）下列方法一定能够增加饱和光电流的是 A照射光频率不变，增加光强B照射光强度不变，增加光的频率C增加A、K电极间的电压D减小A、K电极间的电压21（4分）如图为氢原子的能级图，氢原子从某一能级跃迁到n2的能级，辐射出能量为2.55eV的光子。（1）最少要给基态的氢原子提供 eV的能量，才能使它辐射上述能量的光子？（2）请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图。三.计算题：（本题共2个小题，
12、共22分.要求写出必要的答题过程.）22（12分）用速度大小为v的中子轰击静止的锂核（Li），发生核反应后生成氚核和粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与粒子的速度之比为7：8中子的质量为m，质子的质量可近似看做m，光速为c（1）写出核反应方程；（2）求氚核和粒子的速度大小；（3）若核反应过程中放出的核能全部转化为粒子和氚核的动能，求出质量亏损23（10分）如图所示，两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱，气体温度为300K时，空气柱在U形管的左侧。（i）若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱，管内的空气柱长为多少？
13、（ii）为了使空气柱的长度恢复到15cm，且回到原位置，可以向U形管内再注入一些水银，并改变气体的温度，应从哪一侧注入长度为多少的水银柱？气体的温度变为多少？（大气压强P075cmHg，图中标注的长度单位均为cm）2018-2019学年河北省衡水市安平中学实验班高二（上）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：本题共19个小题，有的小题只有一项符合题目要求，有的小题有多项符合题目要求.全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.满分共76分.1（4分）关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是（）A不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B运动的微观粒子与光子一样，当它
14、们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性【分析】一切物质都具有波粒二象性，波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的；它们没有特定的运动轨道【解答】解：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性。光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显。而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性。故D选项是错误，ABC正确；本题选择错
15、误的，故选：D。【点评】考查波粒二象性基本知识，掌握宏观与微观的区别及分析的思维不同2（4分）用波长为和2的光照射同一种金属，分别产生的速度最快的光电子速度之比为2：1，善朗克常数和真空中光速分别是h和c表示，那么下列说法正确的有（）A该种金属的逸出功为B该种金属的逸出功为C波长超过2的光都不能使该金属发生光电效应D波长超过4的光都不能使该金属发生光电效应【分析】根据爱因斯坦光电效应方程，结合，并依据发生光电效应现象的条件，即可求解。【解答】解：由题意可知，由爱因斯坦光电效应方程，与，可得：，列出两个方程，即为 解得：，故A正确，B错误；根据发生光电效应现象的条件，03，即可发生，故C错误，D
16、正确，故选：AD。【点评】考查爱因斯坦光电效应方程的应用，理解光电效应产生的条件，掌握公式的应用。3（4分）实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率v的关系如图所示。表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是（）金属钨钙钠截止频率0（1014）/Hz10.957.735.53逸出功W/eV4.543.202.29A如用金属钨做实验得到的Ekm图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大B如用金属钠做实验得到的Ekm图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大C如用金属钠做实验得到的Ekm图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，Ek2），则Ek2Ek1D如用金
17、属钨做实验，当入射光的频率1时，可能会有光电子逸出【分析】光电效应的特点：金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关；光电子的最大初动能Ekm与入射光的强度无关；光电子的最大初动能满足光电效应方程。【解答】解：A、由光电效应方程：EKmhW0hh0可知，EKm图线的斜率表示普朗克常量，横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，也可能知道极限波长，根据W0h0可求出逸出功。A、普朗克常量与金属的性质、与光电子的最大初动能、入射光的频率无关，如用金属钨做实验得到的Ekm图线也是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，故A错误；B、普朗克常量与金属的性质、与光电子的
18、最大初动能、入射光的频率无关，如用金属钠做实验得到的Ekm图线也是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，故B错误；C、如用金属钠做实验得到的Ekm图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，Ek2），由于钠的逸出功小于钨的逸出功，则Ek2Ek1，故C正确；D、如用金属钨做实验，当入射光的频率1时，不可能会有光电子逸出，故D错误；故选：C。【点评】只要记住并理解了光电效应的特点，只要掌握了光电效应方程就能顺利解决此题，所以可以通过多看课本加强对基础知识的理解。解决本题的关键掌握光电效应方程EKmhW0hh0，知道逸出功与极限频率的关系。4（4分）在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到
19、阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的（）A最长波长为B最短波长为C最小频率为D最大频率为【分析】根据光子的能量Ehh可知光子的能量越大，光的波长越短，而能量最大的光子的能量为EEKeU，该X射线管发出的X光有最短波长，且最短波长为。【解答】解：由阴极发射的电子被加速后打到阳极时电子的动能EKeU，由题意可知光子能量的最大值等于电子的动能，故能量最大的光子的能量为EEKeU，而光子的能量Ehh，显然光子的能量越大，光的波长越短，故该X射线管发出的X光有最短波长，且
20、有EheU，故最短波长为，故B正确。当波长最短时，光的频率最大，故最大频率故D正确。故选：BD。【点评】本题考查动能定理，光子的能量表达式，光子波长、频率和波速的关系式；发射的“光子能量的最大值等于电子的动能”是本题的突破口，故在学习过程中要努力学会挖掘隐含条件。5（4分）一个德布罗意波波长为1的中子和另一个德布罗意波波长为2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为（）ABCD【分析】任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有德布罗意波分别写出中子和氘核的动量的表达式，然后根据动量守恒定律得出氚核的动量，代入公式即可【解答】解：中子的动量P1，氘核的动量P2对撞
21、后形成的氚核的动量P3P2+P1所以氚核的德布罗意波波长为3故选：A。【点评】同一物质不同的速度，对应的德布罗意波的波长也不相同6（4分）在粒子散射实验中，电子对粒子运动的影响可以忽略，这是因为与粒子相比，电子的（）A电量太小B速度太小C体积太小D质量太小【分析】在粒子散射实验中，由于电子的质量较小，粒子与电子相碰，就像子弹碰到灰尘一样【解答】解：粒子的质量是电子质量的7000多倍，粒子碰到电子，像子弹碰到灰尘，损失的能量极少，几乎不改变运动的轨迹。故D正确，A、B、C错误。故选：D。【点评】该题考查对粒子散射实验的解释，解决本题的关键知道粒子散射实验，会解释粒子偏转的原因基础题目7（4分）氦
22、原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E154.4eV，氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的粒子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（）A54.4eV（光子）B50.4eV（光子）C48.4eV（电子）D42.8eV（光子）【分析】根据玻尔理论，能级间发生跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差。【解答】解：由玻尔理论知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量（光子能量不可分）应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收；而实物粒子（如电子）只要能量不小于两能级差，均可能被吸收。氦离子在图示的各激发态与基
23、态的能量差为：E1EE10（54.4 eV）54.4 eVE2E4E13.4 eV（54.4 eV）51.0 eVE3E3E16.0 eV（54.4 eV）48.4 eVE4E2E113.6 eV（54.4 eV）40.8 eV可见，42.4eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁，故AC正确，BD错误；故选：AC。【点评】解决本题的关键掌握玻尔理论，知道能级间跃迁所满足的规律，即EmEnhv。8（4分）红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光铬离子的能级如图所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出波长为1的绿光照射晶体，处于基态的
24、铬离子受激发跃迁到E3，然后自发跃迁到E2，释放波长为2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为（）ABCD【分析】根据离子跃迁要辐射能量，由的公式，即可求解【解答】解：由题意可知根据可得：E3E1E3E2设处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为，E2E1由以上各式可得，故A正确，BCD错误；故选：A。【点评】考查离子跃迁要辐射能量，掌握的应用，注意各波长的含义9（4分）关于天然放射性，下列说法正确的是（）A所有元素都可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中，
25、射线的穿透能力最强【分析】自然界中有些原子核是不稳定的，可以自发地发生衰变，衰变的快慢用半衰期表示，与元素的物理、化学状态无关【解答】解：A、有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，故A错误；B、放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，故B正确；C、放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C正确；D、和三种射线，射线的穿透力最强，电离能力最弱，故D正确；故选：BCD。【点评】本题关键是明确原子核衰变的特征、种类、快慢，熟悉三种射线的特征，基础问题10（4分）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）A原子核的结合能等于
26、使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子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原来重核的结合能C铯原子核（Cs） 的结合能小于铅原子核（Pb） 的结合能D比结合能越大，原子核越不稳定【分析】比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量用于表示原子核结合松紧程度 结合能：两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能根据平均结合能随原子序数的变化图线如图分析C选项【解答】解：A、分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能，它等于使其完全分解成自由核子所需的最小
27、能。故A正确；B、一重原子核衰变成粒子和另一原子核，该过程中要释放能量，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能。故B正确；C、铯原子核（Cs） 与铅原子核（Pb） 都是稳定的原子核，结合平均结合能随原子序数的变化图线的特点可知，铯原子核的平均结合能略大于铅原子核的平均结合能，而铅208的原子核比铯133的原子核的核子数目多接近一半，所以铯原子核（Cs） 的结合能小于铅原子核（Pb） 的结合能。故C正确；D、比结合能越大，原子核越稳定，故D错误；故选：ABC。【点评】本题考查了结合能的知识，知道当核子结合成原子核时有质量亏损，要释放一定能量，原子核的平均结合能越大，表示原子核的核子结合
28、得越牢固其中C选项要结合课本中的图线来分析，要知道11（4分）烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅Am来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅Am会释放出射线将它们电离，从而产生电流。烟尘一旦进入探测腔内，烟尘中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则下列说法不正确的是（）A镅Am发出的是射线B镅Am发出的是射线C镅Am发出的是射线D0.2 mg的镅Am经864年将衰变掉0.15 mg【分析】根据三种射线可知，电离能力大小，即可判定镅Am会释放出什么射线；再结合半衰期与外界因素无关，及半衰期的概念，即可求解。【解答】解：ABC、镅Am会释放出射线将它们电离，从而产生
29、电流，而三种射线中，射线能使空气电离，故A正确，BC错误；D、半衰期为432年，当经864年，发生两次衰变，还剩下m0.05 mg没有衰变，则要衰变了0.15mg，故D正确；因选错误的，故选：BC。【点评】考查三种射线的电离能力大小，注意它们的穿透能力的大小，掌握半衰期的概念，注意半衰期与外界因素无关，只与自身元素性质有关。12（4分）一静止的铝原子核AI俘获一速度为1.0107m/s的质子P后，变为处于激发态的硅原子核Si下列说法正确的是（）A核反应方程为p+AlSiB核反应过程中系统动量不守恒C核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D硅原子核速度的数量级105m/s，方
30、向与质子初速度方向一致【分析】由质量数、电荷数守恒书写核反应方程核反应方程过程中系统动量守恒，能量也守恒，核反应过程中质量发生亏损，根据动量守恒定律求解硅原子核的速度【解答】解：A、由质量数守恒和电荷数守恒可知，核反应方程为为p+AlSi，故A正确；B、核反应方程过程中系统动量守恒，能量也守恒，故B错误；C、核反应过程中，要释放热量，质量发生亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，故C错误；D、设质子的质量为m，则铝原子原子核的质量约为27m，以质子初速度方向为正，根据动量守恒定律得： mv0（m+27m）v解得：v3.57105m/s，数量级为105m/s，方向与质子初速度方向一致，故D正确
31、。故选：AD。【点评】本题的关键要明确核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，核反应遵守系统动量守恒，能量守恒13（4分）对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（）A温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B温度越高，布朗运动越显著C当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小D当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大【分析】分子间同时存在引力和斥力，随着分子间距的增加，引力和斥力同时减小；温度是分子热运动平均动能的标志；热力学第二定律，热力学基本定律之一，内容为不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产
32、生其他影响；不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。【解答】解：A、温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大，故A正确；B、温度越高，布朗运动越显著，故B正确；C、当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，故C错误；D、当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，故D正确；故选：ABD。【点评】本题考查了温度的微观意义、分子力、分子势能、热力学第一定律、热力学第二定律，知识点多，难度不大，关键多看书。14（4分）下列叙述正确的是（）A扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动B布朗运动就是液体分子的运动C物体的温度越高，分子运动越激烈，每个分子的动能都一定越大D两
33、个铅块压紧后能连在一起，说明分子间有引力【分析】扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动；布朗运动是指悬浮在液体中颗粒的运动，不是液体分子的运动；温度是分子平均动能的标志；两个铅块压后能紧连在一起，说明分子间有引力。【解答】解：A、扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动，故A正确；B、布朗运动是指悬浮在液体中颗粒的运动，不是液体分子的运动，故B错误；C、气体温度升高，分子的平均动能增大，这是统计规律，具体到少数个别分子，其速率的变化不确定，因此仍可能有分子的动能较小，故C错误；D、两个铅块挤压后能紧连在一起，是由于分子之间的引力的作用，说明分子间有引力，故D正确；故选：AD。【点评】本题考查了分
34、子力、扩散现象和布朗运动、温度的微观意义和内能的概念，知识点多，要多看书，并要加强记忆和练习15（4分）有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是（）A一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变B物体的温度越高，分子热运动越剧烈C物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和D布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的【分析】明确内能包括分子动能和分子势能，明确温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子运动越剧烈；布朗运动是固体小颗粒受液体分子的碰撞而形成的。做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但方式不同。【解答】解：A、温度是分子平均动能的标志，温度不变时，分子的平均动能不变
35、，故A正确；B、物体的温度越高，分子的热运动越剧烈，故B正确；C、任何物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能和分子势能的总和，故C正确；D、布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒受液体分子的碰撞而引起的，故D错误；故选：ABC。【点评】本题考查内能的组成，要注意明确做功和热传递均可以改变物体的内能，同时明确内能的宏观表现为温度和体积，注意理解温度是分子平均动能的标志。16（4分）如图所示，用F表示两分子间的作用力，用Ep表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中（）AF不断增大，Ep不断减小BF先增大后减小，Ep不断减小CF不断增大，Ep先增大后减小DF、Ep都是
36、先增大后减小【分析】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，分子力做正功分子势能减小，分子力做负功分子势能增大【解答】解：当rr0时，分子的引力与斥力大小相等，分子力为F0。在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中，由图看出，分子力F先增大后减小。此过程分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能Ep减小。故B正确。故选：B。【点评】本题虽在热学部分出现，但考查内容涉及功和能的关系等力学知识，能够读懂图象的物理意义是基础17（4分）如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的
37、变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（）Aab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为1010mBab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为1010mC由分子动理论可知：温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同D若两个分子间距离增大，则分子势能也增大【分析】在Fr图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力温度是分子平均动能的标志分子势能与分子间距离的关系可分子力做功来判断【解答】解：AB、在Fr图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力。
38、所以e点的横坐标可能为1010m故A错误，B正确；C、温度是分子平均动能的标志。温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同，故C正确。D、两个分子间距离增大，若分子间作用力表现为斥力，分子力做正功，分子势能减小，故D错误。故选：BC。【点评】本题主要考查分子间的作用力，要明确Fr图象的含义，知道斥力变化的快另一分子从无穷远向O运动过程中，分子势能先减小后增大18（4分）近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃
39、烧的排放是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是（）APM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当BPM2.5在空气中的运动属于布朗运动C倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度DPM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈【分析】“PM2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，PM2.5尺度大于空气中氧分子的尺寸的数量级；PM2.5在空气中的运动是固体颗粒、是分子团的运动，不是分子的热运动；导致PM2.5增多的主要原因是环境污染，故应该提倡低碳生活。【解答】解：A“PM2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，PM2.5
40、尺度远大于空气中氧分子的尺寸的数量级。故A错误；BPM2.5在空气中的运动是固体颗粒、是分子团的运动，属于布朗运动。故B正确；C导致PM2.5增多的主要原因是环境污染，故应该提倡低碳生活，有效减小PM2.5在空气中的浓度。故C正确；DPM2.5中颗粒小一些的，空气分子对颗粒的撞击越不均衡，其颗粒的运动比其它颗粒更为剧烈。故D正确。故选：BCD。【点评】本题考查了PM2.5的有关问题，涉及的知识点较多，是一道综合题，但难度不大，其考点与环境保护相结合，正是眼下人们最关注的空气污染问题，可能是考查的热点之一。19（4分）已知阿伏加德罗常数为NA，某物质的摩尔质量为M，则该物质的分子质量和m kg水
41、中所含氢原子数分别是（）A， mNA103BMNA，9mNAC， mNA103D，18mNA【分析】分子质量等于摩尔质量与阿伏伽德罗常数的比值，根据水的质量求出水的物质的量，结合阿伏伽德罗常数求出原子数【解答】解：物质分子的质量，mkg的水物质的量为，则mkg水中氢原子数为：N故A正确，B、C、D错误。故选：A。【点评】解决本题的关键知道分子质量与摩尔质量的关系，知道阿伏伽德罗常数是联系宏观和微观物理量的桥梁二.填空题（本题共有2题，共12分，把答案写在横线上）20（8分）如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为0，元电荷为e，普朗克常量为
42、h。现将频率为（大于0）的光照射在阴极上，则：（1）K是阴极（填A或K），阴极材料的逸出功等于h0。（2）加在A、K间的正向电压为U时，到达阳极的光电子的最大动能为hh0+eU，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是逐渐增大，直至保持不变。（3）为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加上U反的反向电压。（4）下列方法一定能够增加饱和光电流的是AA照射光频率不变，增加光强B照射光强度不变，增加光的频率C增加A、K电极间的电压D减小A、K电极间的电压【分析】K是阴极，A是阳极，根据光电效应方程，最大初动能为零时，材料的逸出功等于入射光的能量；依据光电效应方程：EkmhW0，吸
43、收光子的能量一部分克服逸出功，剩下的转化为电子的动能，根据最大初动能公式和动能定理求解。当光电子的动能恰好能克服电场力做功时的电压即为遏止电压。【解答】解：（1）由图可知，K是阴极，A是阳极，依据光电效应方程：EkmhW0，当Ekm0时，入射光的能量等于阴极材料的逸出功，则有：阴极材料的逸出功等于h0；（2）电子的最大初动能EKhh0由动能定理eUEKmEK所以EKmhh0+eU将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是先渐渐增大，当达到饱和电流时，则不变，（3）由动能定理得eU反0EK所以U反；（4）A照射光频率不变，增加光强，则入射光的光子数目增多，导致光电流的饱和值增
44、大，故A正确；B照射光强度不变，增加光的频率，则入射光的光子数目减少，导致光电流的饱和值减小，故B错误；C增加A、K电极间的电压，会导致光电流增大，但饱和值不变，故C错误；D减小A、K电极间的电压，会导致光电流减小，但饱和值不变，故D错误；故选：A。故答案为：（1）K，h0； （2）hh0+eU，逐渐增大，直至保持不变； （3）；（4）A。【点评】本题考查了产生光电效应的原理和电子的最大初动能公式，掌握光电效应方程的应用，理解光电流与饱和电流的不同，注意正向电压与反向电压的区别。21（4分）如图为氢原子的能级图，氢原子从某一能级跃迁到n2的能级，辐射出能量为2.55eV的光子。（1）最少要给基
45、态的氢原子提供12.75eV的能量，才能使它辐射上述能量的光子？（2）请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图。【分析】能级间跃迁时，辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，根据该关系求出该激发态的能量，确定出在第几能级。从而求出从基态跃迁到该能级所需吸收的能量。【解答】解：（1）氢原子从某一能级跃迁到n2的能级，辐射光子的频率应满足：hEnE22.55 eVEnh+E20.85 eV 所以，n4基态氢原子要跃迁到n4的能级，应提供的能量为EE4E112.75 eV。（2）该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图，如图所示：故答案为：（1）12.75；（2）跃迁图如上图所示。【点评】解决本题
46、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，即EmEnhv。三.计算题：（本题共2个小题，共22分.要求写出必要的答题过程.）22（12分）用速度大小为v的中子轰击静止的锂核（Li），发生核反应后生成氚核和粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与粒子的速度之比为7：8中子的质量为m，质子的质量可近似看做m，光速为c（1）写出核反应方程；（2）求氚核和粒子的速度大小；（3）若核反应过程中放出的核能全部转化为粒子和氚核的动能，求出质量亏损【分析】（1）根据质量数和电荷数守恒，书写核反应方程；（2）根据动量守恒定律求解氦核的速度；（3）求出质量亏损，再根据爱因斯坦质能
47、方程求解核反应释放出的能量【解答】解：（1）根据质量与电荷数守恒，则有： n+LiH+He； （2）由动量守恒定律得mnvmHv1+mHev2；由题意得v1：v27：8 解得：v1v，v2v （3）氚核和粒子的动能之和为Ek3mv+4mvmv2释放的核能为EEkEknmv2mv2mv2；由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为m；答：（1）核反应方程n+LiH+He；（2）氚核和粒子的速度大小分别为：v1v，v2v；（3）则质量亏损【点评】核反应遵守两大基本规律：能量守恒定律和动量守恒定律注意动量守恒定律的矢量性23（10分）如图所示，两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15c
48、m的空气柱，气体温度为300K时，空气柱在U形管的左侧。（i）若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱，管内的空气柱长为多少？（ii）为了使空气柱的长度恢复到15cm，且回到原位置，可以向U形管内再注入一些水银，并改变气体的温度，应从哪一侧注入长度为多少的水银柱？气体的温度变为多少？（大气压强P075cmHg，图中标注的长度单位均为cm）【分析】（1）由于下面的一部分水银柱总长只有45cm，所以在左侧缓慢加入25cm长水银柱后，左侧竖直管中只可能保留45cm长的水银柱。分析封闭气体的初态和末态的压强和体积，由玻意耳定律列方程求解稳定时管内的空气柱长度。（2）再从右侧加25
49、cm高的水银柱可以使空气柱回到A、B之间；根据理想气体状态方程列式求解即可。【解答】解：（）由于气柱上面的水银柱的长度是25cm，所以右侧水银柱的液面的高度比气柱的下表面高25cm，所以右侧的水银柱的总长度是25+530cm，试管的下面与右侧段的水银柱的总长45cm，所以在左侧注入25cm长的水银后，设有长度为x的水银处于底部水平管中，则 50x45解得 x5cm即5cm水银处于底部的水平管中，末态压强为75+（25+25）5120cmHg，由玻意耳定律p1V1p2V2代入数据，解得：L212.5cm （）由水银柱的平衡条件可知需要也向右侧注入25cm长的水银柱才能使空气柱回到A、B之间。这时空气柱的压强为：P3（75+50）cmHg125cmHg由查理定律，有：解得T3375K答：（1）管内空气柱长度为12.5cm；（2）应从右侧管口注入25cm的水银柱，气体的温度变为375K。【点评】本题是玻意耳定律和查理定律的综合应用，容易产生的错误就是认为左管中水银的长度为50cm。
