辽宁省实验中学2019-2020学年高二物理下学期第一次阶段性考试试题.doc

辽宁省实验中学2019-2020学年高二物理下学期第一次阶段性考试试题

辽宁省实验中学2019-2020学年高二物理下学期第一次阶段性考试试题

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辽宁省实验中学2019-2020学年高二物理下学期第一次阶段性考试试题（含解析）
一、单选：共10题（每题4分，共40分）
1. 下列说法中正确的是（　　）
A. 当分子间的相互作用表现为引力时，其分子间没有斥力
B. 一定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强一定变大
C. 热量不能自发从高温物体传给低温物体
D. 多晶体和非晶体都没有固定的熔点
【答案】B
【解析】
【详解】A．分子间同时存在引力和斥力，表现为引力时，是分子引力大于分子斥力，故A错误；
B．一定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，说明温度升高，根据可知，压强一定变大，故B正确；
C．热量可以自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体，故C错误；
D．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故D错误。
故选B。
2. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）

A. 汤姆孙通过分析甲图中的α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型
B. 乙图为光电效应实验：只要有光射到金属板上，就一定有光电子射出
C. 丙图表示的是磁场对α、β和γ射线的作用情况，其中①是α射线，②是γ射线
D. 丁图表示的核反应属于重核裂变，是人工无法控制的核反应
【答案】C
【解析】
【详解】A．卢瑟福通过分析甲图中的α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故A错误；
B．根据光电效应发生的条件可知，并不是所有光射到金属板上，都一定有光电子射出，需要入射光的频率大于金属的极限频率，故B错误；
C．磁场的方向向里，根据左手定则可知，射线①带正电，所以①是α射线，②不偏转，②是γ射线，故C正确；
D．由图可知，丁图表示的核反应属于重核裂变，是人工可以控制的核反应，故D错误。
故选C。
3. 如图（甲）所示，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极K，发现电流表的读数不为零，调节滑动变阻器，发现当电压表的读数小于0.8V时，电流表的读数仍不为零，当电压表的读数大于等于0.8V，电流表的读数为零。把电路改成（乙）所示，当电压表的读数为2V时，电子到达阳极时的最大动能为（　　）

A. 1.7eV B. 2.8eV C. 3.7eV D. 4.5eV
【答案】B
【解析】
【详解】设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，当反向电压达到U=0.80V以后，电流表读数为零说明具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此
Ekm=eU=0.80eV
把电路改为图乙，电场力做正功2eV，则电子到达阳极时的最大动能
EK=2eV+Ekm=2.8eV
故B正确，ACD错误。
故选B。
4. 1933年至1934年间，约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔时，发生的核反应方程为，反应生成物像天然放射性元素一样衰变，放出正电子e，且伴随产生中微子，核反应方程为。则下列说法错误的是（　　）
A. 当温度、压强等条件变化时，放射性元素30P半衰期不变
B. 中微子的质量数A=0，电荷数Z=0
C. 正电子产生的原因可能是核外电子转变成的
D. 核反应过程中存质量亏损
【答案】C
【解析】
【详解】A．半衰期由核内部本身的因素决定，不会随着温度、压强等条件变化而变化，故A正确；
B．根据质量数和电荷数守恒可知，中微子的质量数为

电荷数为

故B正确；
C．正电子产生的原因是核内的质子转化为中子时放出的，故C错误；
D．核反应过程中要释放能量，存在质量亏损，故D正确；
说法错误的故选C。
5. 如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是（　　）

A. 过程①中气体的压强逐渐减小
B. 过程②中气体对外界做负功
C. 过程④中气体从外界吸收了热量
D. 状态c、d内能相等
【答案】D
【解析】
【详解】A．过程①中气体作等容变化，温度升高，根据查理定律知气体的压强逐渐增大，故A错误；
B．过程②中气体的体积增大，气体对外界做正功，故B错误；
C．过程④中气体作等容变化，气体不做功，温度降低，气体的内能减少，根据热力学第一定律△U=W+Q知气体向外界放出了热量，故C错误；
D．状态c、d的温度相等，根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，可知状态c、d的内能相等，故D正确。
故选D。
6. 关于光在传播过程中所表现的现象，下列说法不正确的是（　　）
A. 用光导纤维束传输图像和信息，利用了光的全反射原理
B. 白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是光的色散现象
C. 光的偏振现象说明光是一种横波
D. 涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色光的透色程度
【答案】D
【解析】
【详解】A．光导纤维束传输图像和信息是利用了光的全反射原理，故A正确，不符合题意；
B．白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是由于不同色光折射率不同而产生光的色散现象，故B正确，不符合题意；
C．偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故C正确，不符合题意；
D．在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消，这时光谱中其它频率的光将大部分抵消，因此进入镜头的光有很多，但以抵消绿光为主，这样照相的效果更好。对于增透膜，有约1.3%的光能量会被反射，再加之对于其它波长的光，给定膜层的厚度是这些光在薄膜中的波长的倍，从薄膜前后表面的反射绿光相互抵消，镜头呈淡紫色，故D错误，符合题意。
故选D。
7. 如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是（　　）

A. 这群氢原子能发出3种频率不同的光，都可以使钠发生光电效应
B. 这群氢原子能发出的光，从n=3跃迁到n=1所发出的光波长最小
C. 可见光能量范围为1.62eV～3.11eV，跃迁产生的光子都不是可见光
D. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11eV
【答案】B
【解析】
【详解】A．一群氢原子处于的激发态，可能发出3中不同频率的光子，根据玻尔理论得知，从能级跃迁到能级所发出的光能量最小，且为

由于，根据发生光电效应的条件可知从能级跃迁到能级所发出的光不能使钠发生光电效应，故A错误；
B．根据玻尔理论得知，从能级跃迁到能级所发出的光能量最大，根据可知得知，从能级跃迁到能级所发出的光的光子频率最高，波长最短，故B正确；
C．根据玻尔理论得知，从能级跃迁到能级所发出的光能量为1.89eV，属于可见光，故C错误；
D．从能级跃迁到能级发出的光子频率最高，发出的光子能量为

根据光电效应方程可知最大初动能

故D错误；
故选B。
8. 下列说法中正确的是（　　）
A. 天然放射现象中产生的α射线速度与光速相当，穿透能力很强
B. 玻尔原子模型引入了量子理论，能很好地解释各种原子光谱的实验规律
C. 高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为
D. 德布罗意提出了实物粒子具有波粒二象性，且物质波的波长与动量有关
【答案】D
【解析】
【详解】A．天然放射现象中产生的α射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱，故A错误；
B．玻尔原子模型引入了量子理论，只能解释氢原子光谱的实验规律，故B错误；
C．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为，故C错误；
D．德布罗意提出了实物粒子具有波粒二象性，且物质波的波长与动量有关，故D正确。
故选D。
9. 如图所示，足够长U型管内分别由水银封有L1、L2两部分气体，则下列陈述中正确是（　　）

A. 只对L1加热，则h减小，气柱L2长度变大
B. 只对L1加热，则h减小，气柱L2长度减少
C. 若在右管中注入一些水银，L1将增大
D. 使L1、L2同时升高相同的温度，则L1增大、h减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．只对L1加热，假设体积不变，则压强增大，所以L1增大、h减小，气柱L2长度不变，因为此部分气体做等温变化，故AB错误；
C．若在右管中注入一些水银，L2压强增大，假设L1的体积不变，L1的压强与h长度的水银柱产生的压强之和随之增大，L1的压强增大，根据玻意耳定律得L1将减小，故C错误；
D．使L1、L2同时升高相同的温度，假设气体体积不变，L1的压强增大，L2压强不变，则L1增大、h减小，故D正确。
故选D。
10. 放射性同位素电池是一种新型电池，它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子（α射线、β射线）与物质相互作用，射线的动能被吸收后转变为热能，再通过换能器转化为电能的一种装置。其构造大致是：最外层是由合金制成的保护层，次外层是防止射线泄漏的辐射屏蔽层，第三层是把热能转化成电能的换能器，最里层是放射性同位素。电池使用的三种放射性同位素的半衰期和发出的射线如表所示，若选择上述某一种同位素作为放射源，使用相同材料制成的辐射屏蔽层，制造用于执行长期航天任务的核电池，则下列论述正确的是（　　）
同位素
90Sr
210Po
238Pu
射线
β
α
α
半衰期
28年
138天
89.6年

A. 应该选择90Sr，半衰期较长，使用寿命较长，放出的β射线比α射线的贯穿本领强
B. 应该选择238Pu，半衰期最长，使用寿命最长，放出的α射线的粒子动能比β射线的粒子大，且贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄
C. 放射性同位素在发生衰变时，出现质量亏损，衰变前后的总质量数变化
D. 元素太空环境下半衰期与地面附近测得的半衰期不同
【答案】B
【解析】
【详解】A．90Sr的半衰期较长，因此使用寿命较长，但释放出的射线为β射线的穿透力比α射线强得多，因此所需屏蔽材料较厚，所以不应该选择90Sr，故A错误；
B．238Pu的半衰期最长，使用寿命最长，放出的α射线的粒子动能比β射线的粒子大，且释放的α射线穿透力弱，所需的屏蔽材料较薄，所以应该选择238Pu，故B正确；
C．放射性同位素在发生衰变时，出现质量亏损，但在衰变的过程中，电荷数守恒，质量数守恒，故C错误；
D．原子的半衰期是由原子本身决定的，与太空环境无关，所以元素太空环境下半衰期与地面附近测得的半衰期相同，故D错误；
故选B。
二、多选：共5个小题（每题4分，共20分）
11. 如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，则下列说法正确的是（　　）

A. 若a光能使某种金属材料发生光电效应，则b光一定也能使该金属材料发生光电效应
B. 分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
C. 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D. 若改变光束在左侧面的入射方向使入射角逐渐变小，则折射光线a首先消失
【答案】ABC
【解析】
【详解】AC．由光路图可知，a光的偏折程度较小，b光的偏折程度较大，则玻璃砖对a光的折射率小，对b光的折射率大；折射率越大，频率越大，波长越小，则知a光的频率比b光的小，根据光电效应发生的条件可知，若a光能使某种金属材料发生光电效应，则b光一定也能使该金属材料发生光电效应，故A、C正确；
B．根据条纹间距公式可知，由于a光的波长大于b光，所以a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故B正确；
D．当改变光束在左侧面的入射方向使入射角逐渐变小时，光在右侧面的入射角逐渐增大，由分析知，a光的临界角大于b光的临界角，所以随着入射角逐渐增大，b光先发生全反射，则b光先消失，故D错误；
故选ABC。
12. 如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样。现让a、b以相同的入射角从空气射向一个三棱镜，则下列说法正确的是（　　）

A. a光在真空中的动量比b光大
B. a光在三棱镜中的波长比b光大
C. a光的折射角比b光大
D. a光的光子能量比b光大
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．a光的双缝干涉条纹间距比b光的大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式可知a光在三棱镜中的波长比b光大，a光的频率小于b光的频率，因此a光在真空中的波长比b光在真空中的波长大，根据公式可知a光子在真空中的动量比b光子的动量小，故A错误，B正确；
CD．由于a光的波长大于b光的波长可知，a光的频率小于b光的频率，三棱镜对a的折射率小，对b光的折射率大，根据可知a光的折射角比b光的折射角大，根据可知a光的光子能量比b光子能量小，故C正确，D错误；
故选BC。
13. 一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p–T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O．下列判断正确的是

A. 气体在a、c两状态的体积相等
B. 气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C. 在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D. 在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
【答案】AB
【解析】
【详解】由理想气体状态方程 知 ，a与c的体积相等，A正确．理想气体的内能由温度决定，而 ，故a的内能大于c的内能，B正确．由热力学第一定律 知，cd过程温度不变（内能不变），则，C错误．da过程温度升高，即内能增大，则吸收的热量大于对外做的功，D错误．
14. 在光电效应实验中，某同学用同一种材料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），如图所示。则可判断出（　　）

A. 甲光的波长大于丙光的波长
B. 甲光的光强大于乙光的光强
C. 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
D. 用甲、乙、丙去照射另一种金属，仅一种光能使其发生光电效应，则一定是甲光
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据可知，入射光的频率越高，对应的截止电压越大，丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以丙光的频率大于甲光的频率，则甲光的波长大于丙光的波长，故A正确；
B．由图可知，甲光饱和光电流大于乙光，因此甲光的光强大于乙光的光强，故B正确；
C．丙光的截止电压大于甲光的截止电压，丙光的频率大于甲光的频率，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能，故C错误；
D．甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以丙光的频率大于甲光的频率，用甲、乙、丙去照射另一种金属，仅一种光能使其发生光电效应，则一定是丙光，故D错误。
故选AB。
15. 如图所示，用容器为的活塞式抽气机对容积为V0的容器中的气体抽气，设容器中原来气体压强为P0，抽气过程中气体温度不变．则（）

A. 连续抽3次就可以将容器中气体抽完
B. 第一次抽一次后容器内压强为
C. 第一次抽一次后容器内压强为
D. 连续抽3次后容器内压强为
【答案】CD
【解析】
B、C、容器内气体压强为p0，则气体初始状态参量为p0和V0，由第一次抽气过程对全部的理想气体由玻意耳定律得：，解得，故C正确、B错误．A、D、同理第二次抽气过程，由玻意耳定律得，第三次抽气过程，解得，可知抽几次气体后容器中还剩的气体体积是V0，故A错误，D正确．故选CD．
【点睛】本题是变质量问题，对于变质量问题，巧妙选择研究对象，把变质量问题转化为质量不变问题，应用玻意耳定律可以解题
三、实验题：共2小题（16题5分，17题9份，共14分）
16. 在用油膜法估测分子大小的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为，且滴溶液体积为。现取1滴溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为的坐标纸上，算出油膜的面积。关于本实验，下列说法正确的是（　　）
A. 不用痱子粉，直接将1滴溶液滴入浅水盘也可以完成实验
B. 水面上形成的油酸薄膜的体积为
C. 估测油酸分子的直径为
D. 在坐标纸上数油膜轮廓内格子数以计算油膜的面积采用的是近似法
E. 用配制的油酸酒精溶液的原因是因为易于形成油酸的单分子油膜
【答案】BDE
【解析】
【详解】A．由于油酸薄膜在水面上不易观察，撒痱子粉是为了便于确定油酸薄膜的轮廓，A错误；
B．1滴溶液中油酸酒精溶液的体积为，1滴溶液中油酸的体积为，即水面上形成的油酸薄膜的体积为，B正确；
C．将油酸分子看作球体且一个一个的单层排列，忽略空隙，估测油酸分子的直径为

C错误；
D．在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格时算一格，小于半格的不计，用总格子数乘以作为油膜的面积，采用的是近似法，D正确；
E．因为纯油酸粘滞力较大，很难形成单分子油膜，油酸酒精溶液滴在水面上，酒精易挥发，易形成油酸的单分子油膜，E正确。
故选BDE。
17. “用双缝干涉测光的波长”的实验装置如图所示。

(1)某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点：
A．灯丝与单缝和双缝必须平行放置
B．干涉条纹与双缝垂直
C．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关
D．干涉条纹的间距与光的波长有关
以上几点中，你认为正确的是_____。
(2)用带有游标卡尺的测量头测量相邻两条亮条纹间的距离Δx。转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第1亮条纹）的中心，此时游标卡尺上的示数如图丙所示，再转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第5条亮条纹的中心，此时游标卡尺上的示数情况如图丁所示，则图丁的示数x2=_____mm。如果实验所用双缝之间的距离d=0.20mm，双缝到屏的距离L=60cm。根据以上数据可得出光的波长λ=_____（保留1位小数）nm。
【答案】 (1). AD (2). 8.95 (3). 737.5
【解析】
【详解】(1)[1]AB．在用狭缝观察以线状白炽灯为光源的光的干涉现象时狭缝必需与灯丝平行，这时干涉条纹与狭缝平行，狭缝与灯丝垂直时观察不到明显的干涉条纹．故A正确，B错误；
C．根据干涉条纹的间距公式可知，条纹间距与单缝的缝宽无关，故C错误；
D．根据干涉条纹的间距公式可知，波长越大条纹间距越大，故D正确；
故选AD；
(2)[2]图丁的示数主尺为8mm，游标尺的第19刻度与上面对齐，读数为0.05×19mm=0.95mm，图丁的示数为

[3]图丙的示数主尺为0mm，游标尺的第2刻度与上面对齐，读数为0.05×2mm=0.10mm，读数为

根据可得

四、计算题（共26分）
18. 如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动且处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l0，温度为T0．设外界大气压强为p0保持不变，活塞横截面积为S，且mg=p0S，环境温度保持不变．在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡，求：

①活塞B向下移动的距离；
②接①问，现在若将活塞A用销子固定，保持气室Ⅰ的温度不变，要使气室Ⅱ中气体的体积恢复原来的大小，则此时气室Ⅱ内气体的温度．
【答案】① ②7T0
【解析】
①初状态Ⅰ气体压强：P1＝P0+
因为：mg=P0S
故：P1=2P0
Ⅱ气体压强：P2＝P0+＝4P0
添加铁砂后Ⅰ气体压强：
Ⅱ气体压强：P2′＝P1′+＝5P0
Ⅱ气体等温变化，根据玻意耳定律：P2l0S=P2′l2S 
可得：l2＝l0，B活塞下降的高度：h2＝l0−l2＝l0 
②Ⅰ气体末状态的体积
根据玻意耳定律：=P1′l1S= P1′′l′1S 解得： P1′′=20P0
只对Ⅱ气体末状态压强：P2″= P1″+=21P0
根据气体理想气体状态方程：     
 解得：Tx=7T0
19. 现一透明半圆柱体玻璃砖，半径为R、长为L，如图1所示。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，O点是横截面的圆心，虚线OO′是过圆心O与矩形表面垂直的直线，如图2所示，已知光速为c，玻璃对该色光的折射率为。
(1)求圆弧侧面上有光线出射的面积；（不考虑二次反射）
(2)某入射光线从距离虚线OO′为0.5R处入射，经球面折射后与OO′有交点，求该光线从进入半球到该交点的运动时间？（已知sin15°=）

【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)半圆柱体的横截面如图所示，OO′为半径，从顶面上A点入射的光线在B点处恰好满足全反射条件，入射角恰好等于临界角C，

由折射定律得

得

由几何关系得
∠O′OB=θ
则有光线从柱面射出的柱面面积

(2)当时，入射角为i，折射角为r，在中，有
，
考虑在B点折射，由折射定律有

解得

设从B点的出射光线交轴于C点，由图可知，在中，，，可得

则有

解得

光在玻璃中传播速度为

光从A点传播到C点的时间为

解得

20. 如图所示，竖直放置的圆柱形绝热气缸内封闭着1mol单原子分子理想气体，气体温度为T0．活塞的质量为m，横截面积为S，与气缸底部相距h，现通过电热丝缓慢加热气体，活塞上升了h，已知1mol单原子分子理想气体内能表达式为，大气压强为P0，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦，求：
（1）加热过程中气体吸收的热量；
（2）现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒质量为m1时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度。

【答案】（1）；（2）
【解析】
详解】（1）活塞平衡

气体对外做功

由理想气体状态方程

解得

由热力学第一定律

根据题干所给条件

故

（2）末态活塞平衡

由理想气体状态方程

解得