1、山西省运城市芮城县2018-2019学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）一、选择题（共12小题，每小题4分，满分48分）1.下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（）A. 图（甲）：用紫外线照射到金属锌板表面时会发生光电效应，当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B. 图（乙）：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型C. 图（丙）：氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会吸收一定频率的光子D. 图（丁）：原有50个氡核，经过一个半衰期的时间，一定还剩余25个【答案】B【解析】【详解】A根据光电效应方程，光电子的最大初动能与入射光的强度无
2、关，A错误；B卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，B正确；C氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，能量减小，向外辐射一定频率的光子，C错误；D半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数的原子核不适用，D错误。2.关于热力学定律，下列说法正确的是（）A. 第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第一定律B. 对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”C. 可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D. 不可能使热量由低温物体传向高温物体【答案】C【解析】【详解】A第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，A错误；B自然界的能量不会减少，形成“
3、能源危机”的原因是能源的品质下降，可利用的能源不断减少，B错误；C根据热力学第二定律，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但必定会引起其它的一些变化，C正确；D根据热力学第二定律，可以使热量由低温物体传向高温物体，但必须引起其它一些变化，D错误3.在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上的某一点，蜡熔化的范围如图（甲）、（乙）、（丙）所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度T随加热时间t变化的图象如图（丁）所示，则（）A. 甲、丙为晶体，乙非晶体B. 甲、乙为非晶体，丙是晶体C. 甲、丙为非晶体，乙是晶体D. 甲为单晶体，乙为非晶体，丙为多晶体【答案】A【解析】【详解】晶体具
4、有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点；单晶体在导热性能方面表现为各向异性，多晶体和非晶体在导热性能方面表现为各向同性。甲表现为各向同性，且有一定的熔点，是多晶体；乙表现为各向同性，没有一定的熔点，是非晶体；丙表现为各向异性，有一定的熔点，是单晶体。A甲丙为晶体，乙为非晶体，故A正确；B甲丙为晶体，乙为非晶体，故B错误；C甲丙为晶体，乙为非晶体，故C错误；D甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体，D错误4.一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正.该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示.则Q方Q正等于()A. 1B. 1
5、C. 12D. 21【答案】D【解析】【详解】根据题述，正弦交变电流的电压有效值为，而方波交流电的有效值为u0，根据焦耳定律和欧姆定律， ，可知在一个周期T内产生的热量与电压有效值的二次方成正比，Q方Q正= u02（）2=21，故 D正确，ABC错误。5.用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光的频率一定小于b光的频率B. 增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C. 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cD. 只增加a光的强度可使通
6、过电流计G的电流增大【答案】D【解析】【详解】A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，知a光频率大于金属的极限频率。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，知b光的频率小于金属的极限频率，所以a光的频率一定大于b光的频率，A错误；B光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，增加b光的强度，仍然不能发生光电效应，电流计指针不偏转，B错误；C电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由c到d，C错误；D增加a光的强度，则单位时间内发出的光电子数目增多，通过电流计的电流增大，D正确。【点睛】发生光电效应的条件是入
7、射光的频率大于金属的极限频率，光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，即影响光电流的大小。6.氧气分子在0和100温度下单位速率间隔分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（）A. 图中两条曲线下面积相等B. 图中实线对应于氧气分子平均动能较小的情形C. 图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目D. 与0时相比，100时氧气分子速率出现在0400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大【答案】A【解析】【详解】A由题图可知，在0和100两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，A正确
8、；B由图可知，具有最大比例的速率区间，100时对应的速率大，故说明实线为100的分布图象，故对应的平均动能较大，B错误；C图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，C错误；D由图可知，0400m/s段内，100对应的占据的比例均小于与0时所占据的比值，因此100时氧气分子速率出现在0400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，D错误。7.如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a、b、c，频率，让这三种光照射逸出功为10.2eV的某金属表面，则（）A. 照射氢原子的光子能量为12.75eVB
9、. 从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光频率为C. 逸出的光电子的最大初动能为1.89eVD. 光a、b、c均能使金属发生光电效应【答案】C【解析】【详解】根据公式，可知n=3，因此受到激发后的氢原子处于第n=3能级；A根据氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光子能量与从n=1跃迁到n=3所吸收的光子能量相等可知，照射氢原子的光子能量为：，A错误；B频率大小关系为，从n=3跃迁到n=2辐射出的能量最小，即其对应的光频率为，B错误；C氢原子由n=2向n=1能级跃迁时辐射的光子能量为，而由n=3跃迁到n=1产生的光的能量12.09eV，依据光电效应方程，逸出的光电子的最大初动能为，C正确；D氢原子由
10、n=3跃迁到n=2能级时，辐射的光子能量为，所以不能使逸出功为10.2eV的金属能发生光电效应，D错误8.如图所示，在理想变压器原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，测出原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为九分之一，则副线圈两端的电压为（）A. 22VB. 66VC. 88VD. 110V【答案】B【解析】【详解】原线圈回路中的电阻的功率为：，副线圈回路中的电阻的功率为：，由题意可知：，解得：；因电流之比等于线圈匝数的反比，故，设副线圈两端的电压为U，则原线圈两端的电压为3U；与原线圈串联的电阻的电压为：，所以有：，解得：U=66V。AU=6
11、6V，A错误；BU=66V，B正确；CU=66V，C错误；DU=66V，D错误9.一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是可表示为，已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是（）A. 核反应方程中，X粒子是正电子B. 核反应方程中，X粒子是质子C. 、和相比，核的比结合能最大，它最稳定D. 、和相比，核的核子数最多，它的结合能最大【答案】D【解析】【详解】AB根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为0，质量数为1，X为中子，A,B错误；C由图可知，在附近原子核的比结合能最大，然后随核子数的增大，比结合能减小，、和相比，核的比结合能最大，它最稳定，C
12、错误；D、和相比，核的核子数最多，它的结合能最大，D正确，10.如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从a点处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲。图中b点合外力表现为引力，且为数值最大处，d点是分子靠得最近处。若两分子相距无穷远时分子势能为零，则下列说法正确的是（）A. 乙分子在a点的势能等于它在d点的势能B. 乙分子在b点势能最小C. 乙分子在c点动能最大D. 乙分子在c点的势能等于零【答案】AC【解析】【详解】A根据题意，乙分子在a、d两点的动能为零，乙分子从a到d，只有分子力做功，分子势能和动能之和不变，所以乙分子在a、d两点势能相等，A正确；BCD从a到c，分子力表现为引力，分子力做
13、正功，分子动能增大，分子势能减小，从c到d，分子力做负功，分子动能减小，分子势能增大。所以乙分子在c点势能最小，但不等于零，在c点动能最大，BD错误C正确11.如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a。下列说法正确的是（）A. 在过程ab中气体从外界吸收热量B. 在过程ca中气体向外界放出热量C. 在过程bc中气体对外界做功D. 在过程ca中气体的内能增加【答案】ABC【解析】【详解】A由图示图象可知，从a到b等容升压，根据可知，气体温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，由热力
14、学第一定律可知，气体从外界吸热，A正确；BD在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功；根据可知，气体温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知气体一定放出热量，B正确D错误；C在过程bc中气体温度不变，压强减小，根据根据，体积增大，气体对外界做功，C正确12.如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为1：m，降压变压器的原副线圈匝数比为n：1，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电机输出的电压恒为U，若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数减小了，则下列判断正确的是（）A. 电压表V1的示数减小了B. 电流表A1的示数增大了C. 输电线损失的功率
15、增大了D. 电流表A2的示数增大了【答案】BD【解析】【详解】A发电机输出的电压恒为U，而升压变压器原副线圈匝数比不变，所以电压表的示数不变，A错误；BD由于V2示数（）减小了，根据可得降压变压器原线圈的电压减小了，根据，故增大了，所以电流表A1的示数增大了，根据，可得A2的示数增大了，BD正确；C输电线损失的功率增大了，故C错误。二、填空题（共2小题，每小题6分，满分10分）13.在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，（1）某同学操作步骤如下：取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；在蒸发皿内盛一定量水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
16、；在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积改正其中的错误：（有两处）_（2）若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.810-3cm3，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为_m（保留1位有效数字）【答案】 (1). 步骤中应滴入N滴溶液，测出其体积，若在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积，误差较大；步骤中为了测量油膜的面积，应撒入痱子粉，再滴入油酸溶液 (2). 【解析】【详解】（1）1：步骤、中有错误步骤中应滴入N滴溶液，测出其体积，若在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积，误差较大；步骤中为了测量油膜的面积，应撒入痱子粉，再滴入油酸溶液
17、（2）2：一滴溶液中纯油酸的体积：；油酸分子的直径为：14.在某次光电效应实验中，得到的遏制电压与入射光的频率的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为和，电子电荷量的绝对值为，则普朗克常量可表示为，所用材料的逸出功可表示为。【答案】；【解析】光电效应中，入射光子能量，克服逸出功后多余的能量转换为电子动能，反向遏制电压；整理得，斜率即，所以普朗克常量，截距为，即，所以逸出功【考点定位】光电效应【名师点睛】根据光电效应写出数学表达式，按照数学里面的截距和斜率解决问题。数学的工具作用不可忽视。三、解答题（共4小题，满分42分）15.已知氘核()质量为2.0136 u，中子()质量为1.0087 u
18、，氦核()质量为3.0150 u，1 u相当于931.5 MeV(1)写出两个氘核聚变成的核反应方程；(2)计算上述核反应中释放的核能(保留三位有效数字)。【答案】（1） （2）3.26 MeV【解析】解析：(1)根据题中条件，可知核反应方程为 (2)质量亏损由于1 u的质量与931.5 MeV的能量相对应，所以核反应中释放的核能为16.如下图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n100匝，总电阻r1.0，所围成矩形的面积S0.040 m2，小灯泡的电阻R9.0 ，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变
19、化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的时间内，通过小灯泡的电荷量。【答案】(1) Em8.0V (2)P2.88W (3) Q4.0103C【解析】【详解】（1）由图象知，线圈中产生的交变电流的周期，所以（2）电流的最大值有效值小灯泡消耗的电功率；（3）在时间内，根据法拉第电磁感应定律得，电动势的平均值，平均电流流过灯泡的电荷量代入解得Q=4.010-3C。17.如图为某高压锅结构示意图，锅盖上有两个气孔，气孔1使锅内与外界
20、连通，此时锅内气体与外界大气压强相等。当锅内温度达到40时，气孔1会封闭，将锅内外隔离。若锅内温度继续升高，锅内气体压强增大，当压强增大到设计的最大值时，气体会顶起气孔2上的限压阀。已知限压阀的质量为20g，气孔2的横截面积为8mm2，锅的容积为0.04m3。现在锅内放入20、极少量的水，然后盖好锅盖加热，很快水完全汽化后气孔1封闭。求:（气体可视为理想气体，大气压强p0=1.0105Pa）(1)气孔2上的限压阀被顶起时，锅内气体的温度是多少？(2)从气孔1封闭到温度升到120，漏出的气体与气孔1封闭时锅内气体的质量比.【答案】（i）118.25C（ii）0.45%【解析】【详解】(1)气体在
21、气孔1封闭到气孔2上的限压阀被顶起的过程中，据查理定律：限压阀：p2s0=p0s0+mgT1=273+40=313K解得：T2=391.25K ,即t2=118.25C (2)密封的气体在限压阀顶起至升温到120C进行等压变化，据盖.吕萨克定律漏出气体： 漏出气体的质量占气孔1封闭后锅内气体的总质量的百分比解得：18.如图1所示，水平放置的汽缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，气体的温度为17 ，活塞与汽缸底的距离L112 cm，离汽缸口的距离L23 cm，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平为止，如图2所示。已知g10 m/s2，大气压强
22、为1.0105 Pa，活塞的横截面积S100 cm2，质量m20 kg，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，求：()活塞上表面刚好与汽缸口相平时气体温度为多少；()在对汽缸内气体逐渐加热的过程中，若气体吸收340 J 的热量，气体增加的内能为多少。【答案】()435 K；()280 J；【解析】试题分析：根据题意求出气缸内气体的状态参量，然后应用理想气体状态方程可以求出气体的温度；根据题意求出气体对外做的功，然后应用热力学第一定律求出气体内能的增量。（）当汽缸水平放置时，理想气体状态：p01.0105 Pa，V0L1S，T0(27317)K当汽缸口朝上，活塞到达汽缸口时，对活塞受力分析可得，p1Sp0Smg则理想气体状态：，V1(L1L2)S由理想气体状态方程得：解得T1435 K。()当汽缸口开口向上，稳定但未加热时，由玻意耳定律得p0L1Sp1LS解得L10 cm加热后，气体做等压变化，外界对气体做功为Wp0(L1L2L)Smg(L1L2L)60 J根据热力学第一定律UWQ得U280 J。点睛：本题主要考查了求气体的温度与内能的增量，分析清楚气体状态变化过程是解题的前提与关键，应用理想气体状态方程、玻意耳定律与热力学第一定律可以解题；应用热力学第一定律解题时要注意各量的正负号。