全国省级联考湖北省部分重点中学学年高二下学期期中考试物理A试题解析版.docx

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全国省级联考湖北省部分重点中学学年高二下学期期中考试物理A试题解析版

湖北省部分重点中学2017-2018学年度下学期高二期末考试

物理试卷A

一、选择题（1-8题只有一个正确选项，9-12题有多个正确选项，选对且选全的给4分，选对但没选全给2分，有错误的和不选的不给分）

1.原子核

经放射性衰变①变为原子核

，继而经放射性衰变②变为原子核

，再经放射性衰变③变为原子核

。

放射性衰变 ①、②和③依次为（）

A.β衰变、α衰变和β衰变B.α衰变、β衰变和β衰变

C.β衰变、β衰变和α衰变D.α衰变、β衰变和α衰变

【答案】B

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2.在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图1所示．则可判断出（　　）．

A.乙光的波长大于丙光的波长

B.甲光的频率大于乙光的频率

C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

【答案】A

【解析】由题图可知，甲、乙两光对应的反向截止电压均为Uc2，由爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W逸及-eUc2=0-Ekm可知，甲、乙两光频率相同，且均小于丙光频率，甲、乙两光波长相同，且均大于丙光波长，故A正确、BC错误；甲光频率小，则甲光对应光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，D错误．故选A．

点睛：

解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU截=

mvm2＝hv−W0.

3.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是（　　）．

A.

B.

C.

D.

【答案】A

【解析】试题分析：

黑体辐射的研究表明，随着温度的升高，辐射的强度最大值向波长小的方向移动，故选项A正确。

考点：

黑体辐射。

4.

与

的核聚变发电不产生温室气体，不产生放射性物质，是一种十分清洁、安全和环保的能源，开发月壤中蕴藏丰富的氦3资源，对人类社会今后的可持续发展具有深远意义．该核反应可表示为

（X表示某种粒子），若

、

和

的质量分别为m1、m2、m3，则下列选项正确的是（　　）．

A.X为质子

B.这种核反应在月球上可自发进行

C.高速的X粒子可以用来工业探伤

D.该反应释放的核能ΔE<（m1＋m2－m3）c2

【答案】D

【解析】根据质量数和电荷数守恒可知X的质量数为1，电荷数为0，所以X为中子，故A错误；聚变反应是在超高温和超高压的环境下进行的，因此这种核反应不可能在月球自发进行，故B错误；X是中子，不是γ射线，不可以用来工业探伤，故C错误；根据质能方程可知该反应放出的核能为△E=（m1+m2-m3-mX）c2，所以△E＜（m1+m2-m3）c2，故D正确。

故选D。

5.对于氮气分子在不同温度（0℃和100℃）下的速率分布，下列信息正确的是（）

A.随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大

B.同一温度下，氧气分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律

C.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例高

D.随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小

【答案】B

【解析】温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以温度越高，平均动能越大，平均速率越大，单不是所有分子运动速率变大。

故A错误；同一温度下，氧气分子速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点，故B正确。

随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占比例变低，故C错误；随着温度升高，速率较大的分子数增多，所以氧气分子的平均速率变大。

故D错误；故选B.

点睛：

本题考查了分子运动速率的统计分布规律，记住图象的特点，明确温度是分子平均动能的标志，知道分子运动统计规律对单个分子无意义．

6.下列说法中，正确的是（）

A.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大

B.布朗运动反映了固体小颗粒内分子的无规则运动

C.温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同

D.当两分子间的距离为平衡距离r0时，分子间既没有引力也没有斥力

【答案】C

【解析】分子间的作用力跟分子间的距离r有关，当r＞r0时，分子间表现为引力；当r＜r0时，分子间表现为斥力；分子间作用力表现为斥力时，分子间距离的增大时分子之间的作用力做正功，分子势能减小；故A错误；布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，不是固体颗粒分子的无规则运动，选项B错误；温度是分子平均动能的标志，则温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能相同，选项C正确；当两分子间的距离为平衡距离r0时，分子间的引力等于斥力，分子力表现为零，选项D错误；故选C.

7.用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔10s记下它的位置，得到了a、b、c、d、e、f、g等点，再用直线依次连接这些点，如图所示，则下列说法中正确的是（）

A.这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动的径迹

B.将该颗粒移到a点，重复观察，记录结果与图示相同

C.从a点计时，经36s，花粉颗粒可能不在de连线上

D.在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小相等

【答案】C

【解析】根据题意有：

每隔10s把观察到的花粉颗粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线；故此图象是每隔10s固体微粒的位置，而不是花粉颗粒的运动轨迹，故A错误。

颗粒的运动是无规则的，则将该颗粒移到a点，重复观察，记录结果与图示不相同，选项B错误；从a点开始计时，经36s，花粉颗粒可能在任一点，可能不在de连线上，故C正确；由图线的杂乱无章得到固体小颗粒运动的杂乱无章，在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小不一定相等，故D错误；故选C.

点睛：

布朗运动图象的杂乱无章反映了固体小颗粒运动的杂乱无章，进一步反映了液体分子热运动的杂乱无章．

8.一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列描述中正确的是（）

A.只增大入射光的频率，金属逸出功将减小

B.只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增大

C.只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大

D.只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短

【答案】C

【解析】金属逸出功由金属材料决定，与入射光无关．故A错误．根据爱因斯坦光电效应方程得知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与光照射时间无关．故B错误，C正确．只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间不变．故D错误．故选C.

点睛：

此题关键要记住爱因斯坦光子说：

金属逸出功由金属材料决定，与入射光无关．光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大．只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多．

9.关于光的产生、本质和应用，下列说法正确的是（）

A.光是一份一份的，每一份叫做光子，每一个光子的能量是h

，光子打在金属板上，可能发生光电效应

B.光子被

吸收，

会裂变，发生链式反应，产生核能

C.当大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，会产生6种频率的光子

D.能量为11eV的电子能让处于基态的氢原子跃迁到较高能态

【答案】ACD

【解析】光是一份一份的，每一份叫做光子，每一个光子的能量是hν，光子打在金属板上，可能发生光电效应，故A正确；中子被

吸收，

会裂变，发生链式反应，产生核能，选项B错误；当大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，会产生

种频率的光子，选项C正确；n=1和n=2间的能级差为10.2eV，由于用电子撞击基态的氢原子，部分电子动能被吸收，则用能量为11eV的电子撞击处于基态的氢原子，可以使氢原子跃迁到n=2的能级，故D正确。

故选ACD.

点睛：

此题要注意：

能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，注意吸收的光子能量等于两能级间的能级差时才能被吸收，发生跃迁；而吸收电子时，电子的能量要大于等于能级差即可．

10.下列说法正确的是（）

A.查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子

B.卢瑟福提出了原子的核式结构模型并认为氢原子的能级是分立的

C.玻尔第一次把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统

D.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子的核式结构模型

【答案】AC

【解析】查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子，选项A正确；卢瑟福提出了原子的核式结构模型，波尔认为氢原子的能级是分立的，选项B错误；玻尔第一次把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统，选项C正确；汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，选项D错误；故选AC.

11.已知钚的一种同位素

Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为

Pu→X+

He+γ，下列有关说法正确的是（）

A.X原子核中含有92个质子。

B.100个

Pu经过24100年后一定还剩余50个。

C.由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2，衰变过程总质量增加。

D.衰变发出的

放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力。

【答案】AD

【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为92，原子核中含有92个质子。

质量数为235，则中子数为143．故A正确。

半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用。

故B错误。

由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2，衰变过程总质量减小。

故C错误。

衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力。

故D正确。

故选AD。

点睛：

此题关键要知道核反应中电荷数守恒、质量数守恒守恒，质量数等于质子数和中子数之和．半衰期具有统计规律，对于大量的原子核适用．

12.下列关于原子和原子核的说法正确的是

A.β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

B.玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化

C.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短

D.比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固

【答案】BD

考点：

β衰变；玻尔理论；半衰期；比结合能.

【名师点睛】此题考查了原子物理知识的几个知识点；要知道β衰变中放出的电子是核内中子转变为质子时放出的；原子总是处在一系列不连续的能量状态中，即能量量子化；放射性元素的半衰期与外界因素以及所处的化合状态无关；理解比结合能的概念.

视频

二、填空题（每空2分共18分）

13.下面介绍了两种测量分子大小的方法：

（1）先用移液管量取0.30mL油酸，倒入标注300mL的容量瓶中，再加入酒精后得到300mL的溶液。

然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入200滴溶液，溶液的液面刚好达到量筒中1mL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1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，如左图所示。

坐标格的正方形大小为1cm×1cm。

由图可以估算出油膜的面积是_________________cm2（保留两位有效数字），由此估算出油酸分子的直径是__________m（保留一位有效数字）。

（2）如右上图是用离子显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。

这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.45×l0-8m,的圆周而组成的。

由此可以估算出铁原子的直径约为___________m（结果保留两位有效数字）。

【答案】

（1）.64±2

（2）.8×10-10（3）.9.5×10-10

【解析】

（1）由图示油膜可知，油膜的面积：

S=65×1cm×1cm=65cm2；

两滴油酸溶液含纯油的体积为：

，

油酸分子的直径为：

（2）48个铁分子组成一个圆，圆的周长等于48个分子直径之和，则铁分子的直径

；

点睛：

计算油膜面积时，要注意，不到一个格但超过半个格的算一个格，不到半个格的忽略不计．记住分子直径的数量级10-10m.

14.

（1）按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量________（选填“越大”或“越小”）．有一群处于基态的氢原子被波长为λ0的单色光照射以后，还检测到波长不同于λ0的另外两种光，其中波长较长的一种波长为λ1，另一种波长是_____（用λ0、λ1表示）。

已知氢原子的基态能量为-13.6eV，该光光子能量是____eV

（2）有些核反应过程是吸收能量的．例如，在X＋14N―→17O＋1H中，核反应吸收的能量Q＝[（mO＋mH）－（mx＋mN）]c2.在该核反应方程中，X表示______粒子）？

X粒子以动能Ek轰击静止的147N核，若Ek＝Q，则该核反应_________（填“能”或“不能”）发生？

请简要说明理由．___________________________________________

【答案】

（1）.越大

（2）.

（3）.10.2（4）.α（5）.不能（6）.生成的O和H还有动能

【解析】

（1）氢原子中的电子离原子核越远，则能级越高，氢原子能量越大．由波尔理论可得：

解得

；由题意可知，在单色光的照射下，原子跃迁到了n=3的激发态，从n=3到低能台的跃迁中，从3到2的跃迁对应的波长较大，即为λ1；另一种是从2到1的跃迁，能级差为（-3.4eV）-（-13.6eV）=10.2eV，则此单色光的能量为10.2eV；

（2）由电荷数守恒可知，X质量数为4，表示α粒子；X粒子以动能Ek轰击静止的147N核，若Ek＝Q，则该核反应不能发生；理由：

生成的O和H还有动能；

三、计算题（本大题共4小题，共44分）

15.用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，得到Uc-ν图象如图所示，根据图象求出该金属的截止频率和普朗克常量各为多少？

.（已知电子电荷量e＝1.6×10-19C）

【答案】1.0×1015　6.4×10－34J·s

【解析】根据光电效应方程得，Ekm=hv-W0=hv-hv0

又Ekm=eUC

解得

．

知图线的斜率

，

解得h=6.4×10-34J．s

当Uc=0，v=v0=1.0×1015Hz．

点睛：

此题要根据光电效应方程得出遏止电压与入射光频率的关系，通过图线的斜率求出普朗克常量．遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率．

16.

（1）写出两个氘核聚变成

的核反应方程。

（2）若两氘核以相等的动能E0=0.50MeV作对心碰撞而发生上述核反应，且释放的核能全部转化为动能，则反应中生成的

核和中子的动能各是多少？

已知

核的质量为

，中子质量为

，氘核质量为

。

1u=931.5MeV/c2

【答案】

（1）

（2）3.17Mev，1.09Mev

【解析】

（1）

（2）依题意：

系统动量守恒mnv1=mHev2可得

系统能量守恒2E0+ΔE=Ekn+EkH3

其中释放的核能ΔE=Δmc2

可得Ekn=3.17Mev，EkH3=1.09Mev

17.两个侧壁绝热、底面积均为S=10cm2的圆柱形容器下端由可忽略容积的细管连通组成。

左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。

容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。

大气的压强p0=1×105pa，温度为T0=280K，两个活塞质量均为m=1kg。

系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。

h=10cm。

现将系统的底部浸入恒温热水槽中，并在活塞A上加一质量为M的重物再次达到平衡使A回到图中初始位置，此时活塞B上升，氢气柱高度为8cm。

氮气和氢气均可视为理想气体。

（g=10m/s2）求：

（1）求此时B活塞上方氢气压强；

（2）所加重物的质量M；

（3）水的温度。

【答案】

（1）

（2）2.5kg（3）378K

【解析】考虑氢气的等温过程。

该过程的初态压强为

，体积为hS，末态体积为0.8hS。

设末态的压强为P，由玻意耳定律得

氮气的初态压强为P2=P0+mg/S=1.1p0，体积为V=2hS；末态的压强为P′2，体积为V′，则P2′=P+mg/S=1.35P0

又P2′=p0+（M+m）/S

解得M=2.5kg

V′=2.2hS

由理想气体状态方程得

得T=378K

18.有一下粗上细且上端开口的薄壁玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中大小截面积分别为S1＝3cm2、S2＝1cm2，粗细管内水银长度分别为h1＝h2＝2cm，封闭气体长度为L＝22cm。

大气压强为p0＝76cmHg，气体初始温度为57℃。

求：

（1）若缓慢升高气体温度，升高至多少K方可将所有水银全部挤入细管内；

（2）若温度升高至504K，液柱下端离开玻璃管底部的距离；

（3）在图（乙）中作出全过程的p-V图像。

【答案】

（1）378K

（2）48cm（3）

【解析】

（1）由于水银总体积保持不变设水银全部进入细管水银长度为x

P1＝p0＋ρg（h1+h2）＝80cmHg

P2＝p0＋ρgx＝84cmHg

从状态1到状态2由理想气体状态方程

代入数据

=378K

（2）从状态2到状态3经历等压过程。

设水银下表面离开粗细接口处的高度为y

=24cm

所以水银下表面离开玻璃管底部的距离h=y+L+h1=48cm。

（3）全过程的p-V图像如图；

点睛：

此类题目一是要确定气体的状态，二是要找出各个状态下的参量，熟练应用理想气体状态方程即可正确解题；知道p-V线的特征．