2021-2022学年广东省深圳市盐田某中学高二（下）4月物理试题

2021-2022学年第二学期4月考试

盐田高级中学高二物理试题卷

第I卷（选择题）

一、单选题（32分）

1.硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是（）

A.硅光电池是把电能转化为光能的一种装置

B.逸出的光电子的最大初动能与入射光的强度有关

C.只要有光照射到硅光电池，就一定能够产生光电效应

D.在频率一定的情况下，光照强度越强，饱和光电流越大

【答案】D

【解析】

【详解】A.硅光电池是利用光电效应将光能转变为电能的一种装置，故A错误；

B.光电子的最大初动能与入射光的频率有关，随着入射光的频率增大而增大，与光强无关，故B错误；

C.只有当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应，故C错误；

D.在频率一定的情况下，光照强度越强，单位时间内逸出光电子的数目越多，则产生的饱和光电流越

大，故D正确。

故选D。

2.在研究光电效应规律的试验中，用三束光分别照射同一光电管得到三条光电流和电压的关系图线如图所

示，则下列说法正确的是（）

A.三种光的频率关系是丫甲〉匕〉丫丙B.三种光的频率关系是%=吐＞丫丙

C.光电子的最大初动能七甲=4丙=用乙D.光电子的最大初动能乙甲=七*丙＜七*乙

【答案】D

【解析】

【详解】AB.由图可知，甲、丙光对应的遏止电压相等且小于乙光对应的遏止电压，设％为光电管中阴

极的逸出功，由光电效应方程

Ekm=hv-W0

由动能定理

-叫=0-Ek.

得

/+W。

h

所以，甲、丙光频率相等且小于乙光的频率，AB错误。

CD.因为

EVm=hv-'WQ=eUc

由图可知，甲、丙对应的遏止电压相等且小于乙光对应的遏止电压，所以，甲光对应的光电子最大初动能

与丙光相等且小于乙光对应的光电子的最大初动能，C错误、D正确；

故选D。

3.关于分子动理论，下列说法中正确的是（）

各速率区间的分子数

占总分子数的百分比

A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒郁子粉

B.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高

C.图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的折线图，表明该花粉颗粒在每段时间内做直线运动

D.图丙为分子力F与其间距r的图像，分子间距从“开始增大时，分子力先变小后变大

【答案】B

【解析】

【详解】A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒琲子粉，再滴油酸酒精溶液，选项A错

误；

B.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②的“腰粗”，分子平均动能较大，则对应的温度较

高，选项B正确；

C.图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的折线图，但不能表明该花粉颗粒在每段时间内做直线运

动，因花粉颗粒的运动是无规则的，选项C错误；

D.图丙为分子力/与其间距r的图像，分子间距从与开始增大时，分子力先变大后变小，选项D错误。

故选B。

4.下列关于温度及内能的说法中正确的是（）

A.温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子，动能大的分子温度高

B.质量和温度相同冰和水，内能相同

C.一定质量的理想气体，温度不变，内能也一定不变

D.温度高的物体一定比温度低的物体内能大

【答案】C

【解析】

【详解】A.温度是分子平均动能的标志，温度高平均动能大，但不一定每个分子的动能都大，故A错

误；

B.质量和温度相同的冰和水，分子的平均动能相同，分子势能不同，内能是不相同的，故B错误；

C.理想气体的内能只与温度有关，一定质量的理想气体，其温度不变，内能一定不变，故C正确；

D.内能的大小跟物质的种类、质量、温度、状态有关，温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故

D错误。

故选C

5.我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M"（又被称为“人造太阳”）将在2020年投入运

行。其所发生的核反应方程是；H+：H-；He+X,已知：H、：H、：He和X的质量分别为g、机2、如和

真空中的光速为以下列说法正确的是（）

A.X是质子

B.大亚湾核电站利用核聚变发电

C.题目中所进行的核反应是a衰变

2

D.该核反应所释放的核能为△£1=（，4+在-m,-m4）c

【答案】D

【解析】

【详解】A.根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为1,电荷数为0,是中子，A错误；

B.大亚湾核电站利用核裂变发电，故B错误：

C.题目中所进行的核反应是核聚变，C错误；

D.聚变时有质量亏损，反应中减少的质量

△m=町+生一，〃3一加4

根据爱因斯坦质能方程可知，聚变时释放的能量为

AE=An?c2=（町+牡―m,一〃久）c2

故D正确。

故选Do

6.如图所示，图甲为原子核的比结合能与质量数关系曲线，图乙为原子核的平均核子质量与原子序数的关

系曲线，根据两曲线，下列说法正确的是（）

A.根据图甲可知，；He核的结合能约为7MeV

B.根据图甲可知，Z'U核的结合能比叫Kr核的结合能更大

C.根据图乙可知，核D裂变成核E和F的过程中，比结合能减小

D.根据图乙可知，若A、B能结合成C,结合过程一定要吸收能量

【答案】B

【解析】

【详解】A.根据图甲可知，；He核的比结合能约为7MeV,A错误;

B.根据图甲可知，声u核的比结合能比北Kr核的比结合能略小，但就u核子数比鲁Kr多，因此由u

核的结合能比累Kr核的结合能更大，B正确；

C.根据图乙可知，核D裂变成核E和F的过程中，核子平均质量减少，放出核能，比结合能增大，C错

误；

D.根据图乙可知，若A、B能结合成C,核子平均质量减少，结合过程一定要放出能量，D错误。

故选B。

7.氢原子的能级图如图所示，如果大量氢原子处在〃=3能级的激发态，则下列说法正确的是（）

n£7eV

00---------------------o

5---------------0.54

4---------------0.85

3---------------1.51

2---------------3.40

1--------------13.60

A.这群氢原子能辐射出6种不同频率的光子

B.辐射光子的最小能量为12.09eV

C.处于该能级的氢原子电离至少需要1.51eV的能量

D.波长最长的辐射光是氢原子从〃=3能级跃迁到能级〃=1能级产生的

【答案】C

【解析】

【详解】A.这群氢原子能辐射出

仁=3

种不同频率的光子，故A错误；

B.辐射光子的最小能量为

AE=£3-£2=(-1.5leV)-(-3.4eV)=1.89eV

故B错误；

C.处于该能级的氢原子电离至少需要的能量为

A£：=O-E3=O-(-1.51eV)=1.51eV

故C正确；

D.根据

\E=hv=h—

A

知波长最长的辐射光光子频率最小，即为氢原子从〃=3能级跃迁到能级〃=2能级产生的，故D错误。

故选C。

8.一定质量的理想气体经历两个不同过程，分别由压强-体积(p-vo图上的两条曲线I和n表示，如图所

示，曲线均为反比例函数曲线的一部分。a、6为曲线I上的两点，气体在状态。和b的压强分别区、Ph,

温度分别为〃、Tb。c、d为曲线H上的两点，气体在状态c和d的压强分别，,、pd,温度分别为几、

T”。下列关系式正确的是()

区二口红」

Pd3-Pb2

【答案】B

【解析】

【详解】A.根据理想气体的气态方程，及曲线均为反比例函数曲线的一部分，可得曲线1为等温变化,

故可得。、匕两点的温度相同，A错误；

B.根据理想气体的气态方程，a到c为等压变化，即有

RK2

B正确；

C.根据理想气体的气态方程，由图像可知

P“=Pc

又

&=

Pc匕3

故

正=3

Pd2

C错误；

D.根据理想气体的气态方程，由图像可知

Pa=Pc

又

立=2

Pd2

乙=3

Ph

&"=2

P.匕3

故

-2

Pb

D错误。

故选Bo

二、多选题（24分）

9.关于下列四幅图说法正确的是（）

A.甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线1为a射线

B.乙图为光电效应实验，它说明了光具有粒子性

C.丙图为电子束通过铝箔时的衍射图样，它证实了电子具有波动性

D.丁图为a粒子散射实验，说明了原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，此方法不能估算核半径

【答案】BC

【解析】

【详解】A.a射线带正电，p射线带负电，7射线不带电，由左手定则判断出射线3为a射线，故A

错误；

B.光电效应实验表明光具有粒子性，故B正确；

C.图为电子束通过铝箔后的衍射图样，因为衍射是波所特有的现象，所以说明了电子具有波动性，故C

正确；

D.a粒子散射实验发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子质量绝大部分集中再很小的空间范围，据此

可以估算核的半径，故D错误。

故选BC。

10.据日媒报道，当地时间2021年12月21日，日本东京电力公司正式向原子能规制委员会提交福岛核电

站核污水排入大海实施计划的申请。核污水预计将从2023年春天起，排入福岛核电站1公里处的近海。关

于核反应，以下说法正确的是（）

A.在核反应；'；N+；He->[O+X中，X应为;H

B.在核反应中，比结合能小于

C.己知氮222的半衰期为3.8天，则10个氯原子在经过3.8天后，还剩下5个氧原子未发生衰变

D.〃衰变中释放的电子来源于核内

【答案】AD

【解析】

【详解】A.根据质量数守恒、电荷数守恒可知X应为;H,故A正确；

B.该反应释放能量，所以生成物更稳定，比结合能更大，故比结合能大于1N,故B错误；

C.半衰期是大量原子核的统计规律，对少量不适用，故C错误；

D.夕衰变时所释放的电子来源于原子核内中子转变质子而放出的；故D正确。

故选AD。

11.图示描述了一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ab的延长线过原点，则下列说法正

A.气体从afZ?的过程，气体体积不变

B.气体从cfd的过程，气体体积先增大后减小

C.气体从c—d的过程，气体分子的数密度减小

D.气体从过程，气体分子数密度和分子的平均速率都减小

【答案】AC

【解析】

【详解】A.方的延长线过原点，由

叱=。

T

可知，发生得是等容变化，气体体积不变，故A正确；

BC.气体从bfc的过程，发生得是等压变化，温度升高，所以气体体积增大；cfd是等温变化，压

强减小，体积增大，分子数不变，所以气体分子的数密度减小，故B错误，C正确；

D.气体从4f。过程，温度降低，所以气体分子的平均速率减小；各点与原点连线的斜率变大，体积

变小，所以气体分子数密度增大，故D错误。

故选ACo

12.如图所示，足够长的U形管内分别由水银封有心、上两部分气体，则下列陈述中正确的是（）

A.只对匕加热，则/?减小，气柱乙2长度不变

B.只对小加热，则/?不变，气柱乙2长度增大

C.若在右管中注入一些水银，心将增大

D.使L、二同时升高相同的温度，则L增大、/?减小

【答案】AD

【解析】

【详解】AB.只对心加热，假设小气体体积不变，则压强增大；心的压强

P\-P2-Ph

由于左的压强P2不变，心的压强增大，则0,减小，/7减小，气柱以长度变长；气柱乙2中气体的压强和温

度不变化，则体积不变化，长度不变化，A正确，B错误；

C.若在右管中注入一些水银，则乙2的压强增大，假设小的体积不变，〃不变，心的压强增大，根据玻意

耳定律可知心的体积减小，心的长度将减小，C错误；

D.使匕、同时升高相同的温度，假设心、心气体的体积都不变，则心的压强增大，心压强不变，所以

/?减小，心也会增大，D正确。

故选AD。

第n卷（非选择题）

三、解答题（44分）

13.如图，上端开口、下端封闭的足够长的细玻璃管竖直放置，一段长为/=15cm的水银柱下方封闭有长

度也为/的空气柱。已知大气压强为〃o=75cmHg,如果使玻璃管绕封闭端在竖直平面内缓慢地转动半

周，求在开口向下时管内封闭空气柱的长度。

【答案】22.5cm

【解析】

【详解】管口朝上时，管内气体压强

Pi=(75+15)cmHg=90cmHg

管口朝下时，管内气体压强

Pi=(75-15)cmHg=60cmHg

设玻璃管内横截面积为5,管口朝下时，管内气柱长度为4,则由等温变化有

Piis=

得

=&胆旦m=22.5cm

p260

14.如图所示，为了测量某刚性导热容器A的容积，用细管把宜与水平固定的，装有理想气体的导热汽缸

B相连，汽缸中活塞的横截面积S=20cm2。初始时，环境温度7；=300K,活塞离缸底距离

d=40cm。现用水平向左的力尸缓慢推活塞，当E=2()0N时，活塞离缸底距离屋=10cm。已知大气

压强P0=1.0x105pa。不计一切摩擦，整个装置气密性良好。求:

(1)容器A的容积匕;

(2)保持力尸=200N不变，缓慢改变环境温度，活塞向远离缸底方向缓慢移动了△[=2cm时，此时环

境温度为多少摄氏度？

【答案】(1)以=4()()cn?；(2)47℃

【解析】

【详解】(1)由题意可知，气缸和容器内气体做等温变化，根据玻意耳定律可知

PM=P2V2

其中压缩前有

=Po，X=K+dS

压缩后有

P2=Po+gV2=V^+dS

J

代入数据得到

匕=400cm2

(2)根据题意可知，气体做等压变化，由盖一吕萨克定律有

其中

22

V2=VA+d'S=400+200(cm)=600cm

%=%+(，+△〃»=400+240(cm2)=640cm2

代入数据得到

n=320K=47℃

15.有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的B管插在

水银槽中，管内外水银面的高度差x即可反映环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。设B管的体积与

A泡的体积相比可略去不计。

（1）在大气压为76cmHg时，对B管进行了温度标刻。温度％=27℃时，B管水银面的高度为

X|=16cm,此高度即为27。（3的刻线，问，=47。（2的刻线在何处？

（2）若大气压为74cmHg时，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27。。问：此时的实际温度为多

【解析】

【详解】（1）由于B管的体积与A泡的体积相比可略去不计，因此可认为A泡内气体发生等容变化，由

题可知

Pi=Po-pgx、-60cmHg,-273+4=300K

Pi~Po~P8xi>岂=273+f=32OK

根据查理定律

且=卫

T.T,

代入数据可得刻线所在位置

x2-12cm

即水银面的高度为12cm。

（2）若大气压为74cmHg,此时封闭气体的压强和温度为

〃

3=(74-16)cmHg=58cmHg,T3-273+f3

根据查理定律

PL=P1

IT.

代入数据可得实际温度

117°C

16.如图，横截面积为lOcn?、高为60cm的相同导热汽缸A、B,下端有细管（容积可忽略）连通，汽缸

A顶部封闭，汽缸B的顶部有一阀门K。B中有一可自由滑动的活塞，质量为5kg、厚度可忽略，封闭了

一定质量的气体（可视为理想气体）。初始时，阀门K关闭，活塞上方空气稀薄，可认为是真空，活塞静

止在B的正中间。已知室温为27。。大气压强为1.0x105Pa，重力加速度为lOm/s?。

（1）求初始时封闭气体的压强；

（2）接着打开K,求活塞稳定时封闭气体的体积；

（3）在K打开的情况下，若通过加热汽缸内气体，使活塞能够到达汽缸B