江苏省南京市六校联合体2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题

南京市六校联合体高二期末考试物理试题一、单项选择题：（本题共4小题，每小题3分，共12分，每小题只有一个选项符合题意．）1.下列说法中不符合物理史实的是（）A.汤姆孙提出了原子的“西瓜模型”B.粒子的散射实验表明原子核具有复杂结构C.玻尔第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的实验规律D.密立根通过著名的“油滴实验”精确测定了电子电荷【答案】B【解析】【详解】汤姆孙提出了原子的“西瓜模型”，A正确；α粒子散射实验表明，原子具有核式结构，卢瑟福的原子核式结构学说能很好地解释α粒子的散射实验事实，B错误；玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱特征，C正确；密立根著名的“油滴实验”精确测定了电子的电荷量，D正确．2.下列叙述中正确的是（）A.随着温度的升高，辐射强度的极大值向频率较低的方向移动B.根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则电子的轨道半径越小，能量越小C.γ射线是高速电子流，能穿越几毫米厚铝板D.光电效应和康普顿效应显示了光的粒子性【答案】D【解析】【详解】A．黑体辐射规律：温度越高，波长越短，辐射强度越强，即辐射强度的极大值向波长小、频率大的方向移动，A错误；B．在氢原子中，量子数n越大，轨道半径越大，原子的能量越大，B错误；C．射线是光子，射线是高速电子流，C错误；D．光电效应和康普顿效应显示了光的粒子性，D正确。故选D。3.用波长为的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为．已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，能使锌产生光电效应的单色光的最大波长为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】根据光电效应方程可得解得根据逸出功得A正确，BCD错误。故选A。【点睛】根据光电效应方程：，和逸出功直接进行求解即可，本题考查知识点简单，但是学生在学习中要牢记公式以及物理量之间的关系，同时注意逸出功计算时的单位，及运算的准确性。4.如图，交流电源的电动势有效值与直流电源的电动势相等，两电源的内阻均可忽略，三个灯泡是完全相同的，分别与定值电阻、电感器和电容器相接。当S接1时三个灯泡的亮度相同，那么S接2时A.三个灯泡亮度相同B.甲灯比乙灯亮，丙灯不亮C.甲灯比乙灯暗，丙灯不亮D.甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮【答案】C【解析】【分析】根据电容器具有通交隔直的特性，电感有通直阻交的特性，而交流对电阻R没有影响。根据电感和电容的特性进行判断。【详解】当单刀双掷开关S接1时，即为交流，三个灯亮度相同，说明电感L的感抗与电阻R相同。当S接2时，电感L没有感抗，电容器具有隔断直流的作用，而交流与直流对电阻R没有影响，所以丙灯不亮，甲灯亮度不变，乙灯亮度增加，即甲灯比乙灯暗，故C正确，ABD错误。故选C。二、多项选择题：(共3小题，每小题4分，选对部分得2分，多选或错选不得分，共12分．)5.氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．下列说法正确的是（）A.氡222衰变成钋218，其衰变方程为B.氡222衰变成钋218，其衰变方程为C.已知氡222的半衰期是3.8天，经过19天32g的衰变后还剩1gD.已知氡222的半衰期是3.8天，经过15.2天32g的衰变后还剩1g【答案】BC【解析】【详解】根据质量数和电荷数守恒可得该衰变方程为，A错误B正确；根据可得，解得，故t=19天，C正确D错误．【点睛】根据电荷数守恒、质量数守恒确定衰败的产物．经过一个半衰期有半数发生衰变，根据确定衰变的次数，从而确定经历的天数．6.如图所示是研究光电效应的电路，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K在受到光照时能够发射光电子．阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成电流．如果用单色光a照射阴极K，电流表的指针发生偏转；用单色光b照射光电管阴极K时，电流表的指针不发生偏转．下列说法正确的是（）A.a光的波长一定小于b光的波长B.只增加a光的强度可能使通过电流表的电流增大C.只增加a光的强度可使逸出的电子最大初动能变大D.用单色光a照射阴极K，当电源的正、负极对调时，电流表的读数可能减为零【答案】ABD【解析】【详解】用一定频率的a单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，知，由知a光的波长小于b光的波长，A正确；只增加a光的强度，即增加了光子的个数，则产生的光电子数目增多，光电流增大，使通过电流表的电流增大，B正确；根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率有关与强度无关，故只增加a光的强度逸出的电子最大初动能不变，C错误；当正负极对调后，形成反向电场，光子在电场中做减速运动，若，则光电子无法到达阳极A，电流表示数为0，D正确．7.如图所示的交流电路中，理想变压器原线圈输入电压有效值为U1且保持不变，输入功率为P1，输出功率为P2，输出电压有效值为U2，各交流电表均为理想电表．当滑动变阻器R的滑动头向下移动时（）A.灯L变亮B.各个电表读数均变大C.因为U1及原副线圈匝数比不变，所以U2不变D.P1变大，且始终有P1=P2【答案】CD【解析】【详解】理想变压器的输出的电压有输入电压和电压比决定，输入电压不变，所以输出电压也不会变，输入功率和输出功率始终相等，当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，滑动变阻器的电阻减小，总电路的电阻减小，所以总电路的电流会变大，消耗的功率将变大，即变大，上的电压变大，所以灯L的电压变小，电压表的示数变小，所以灯L变暗，由于总的电流变大，灯L的电流变小，所以电流表的示数将变大，CD正确．【点睛】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．三、填空题：（共3小题，每空2分，共12分．请将解答填写在答题卡相应的位置．）8.氦原子的一个核外电子被电离，形成类氢结构的氦离子．如图所示氦离子能级的示意图．现有一群氦离子处于n=3能级，当它们跃迁时最多能辐射出________种能量的光子，辐射出的光子中能量的最大值为_________eV．【答案】①.3②.48.4【解析】【详解】根据可知一群氦离子处于n=3能级，当它们跃迁时最多能辐射出3种能量的光子；从n=3跃迁到n=1时辐射的光子能量最大，故．9.已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，量子数为n的激发态的能量为，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能量不同的光子，其中频率最大的光子的频率为______．电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为_______（普朗克常量为h）．【答案】①.②.【解析】【详解】根据可知光子频率越大，光子能量越大，所以从n=4跃迁到n=1发出的光子的频率最大，最大为；基态的能量为，故可得，解得．10.历史上美国宇航局曾经完成了用“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”坦普尔１号彗星的实验．探测器上所携带的重达400kg的彗星“撞击器”将以1.0×104m/s的速度径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星后“撞击器”熔化消失，这次撞击使该彗星自身的运行速度出现1.0×107m/s的改变．已知普朗克常量h=6.6×1034J·s．则：（1）撞击前彗星“撞击器”对应物质波波长为____________；（2）根据题中相关信息数据估算出彗星的质量为_______________．【答案】①.②.【解析】【详解】（1）撞击前彗星“撞击器”的动量为则撞击前彗星“撞击器”对应物质波波长；（2）以彗星和撞击器组成的系统为研究对象，规定彗星初速度的方向为正方向，由动量守恒定律得则得彗星的质量为．【点睛】本题理解动量和能量守恒在实际中的应用，根据物质波波长公式以及动量的计算公式结合求撞击前彗星“撞击器”对应物质波波长；以彗星和撞击器组成的系统为研究对象，由动量守恒定律求解彗星的质量．四、计算题：（本题共4小题，共计44分．解答请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）11.蹦床运动有"空中芭蕾"之称，某质量m=45kg的运动员从空中h1=1.25m落下，接着又能弹起h2=1.8m高度，此次人与蹦床接触时间t=0.40s，取g=10m/s2，求：（1）运动员与蹦床接触时间内，所受重力的冲量大小I；（2）运动员与蹦床接触时间内，受到蹦床平均弹力的大小F．【答案】（1）180N·s（2）1687.5N【解析】【详解】（1）重力的冲量大小；（2）设运动员下落h1高度时的速度大小为v1，弹起时速度大小为v2，则由动量定理有代入数据解得F=1687.5N．12.如图所示，水平U形光滑框架，宽度为l=1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m=0.2kg，电阻R=0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B=1T，方向垂直框架向上．现用F=6N的恒定外力由静止开始向右拉ab棒，求：（1）当ab棒的速度达到2m/s时，ab棒产生的感应电流的大小和方向；（2）当ab棒的速度达到2m/s时，ab棒的加速度大小；（3）ab棒运动的最大速度．【答案】（1）4A，从a经过棒到b（2）10m/s2（3）vm=3m/s【解析】【详解】（1）根据得I=4A电流方向：从a经过棒到b；（2）根据解得；（3）当棒加速度为零时，棒达到最大速度，有得．13.如图所示为一交流发电机的原理示意图，已知矩形线圈abcd的面积S=0.1m2，匝数N=100，线圈的总电阻r=1Ω，线圈两端通过电刷E、F与阻值R=9Ω的定值电阻连接．线圈在磁感强度的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'匀速转动，转速n=1200r/min．不计电路中的其它电阻．求：（1）线圈中感应电动势的最大值Em；（2）图中电压表的示数U；（3）线圈转动一圈过程中电阻R上产生的热量Q．【答案】（1）（2）36V（3）7.2J【解析】【详解】（1）线圈转动的角速度为rad/s线圈中感应电动势为代入数据得V；（2）感应电动势为V电压表的示数为代入数据得U=36V；（3）因为代入数据得Q=72J．【点睛】本题考查交变电流最大值、有效值的理解和应用的能力，对于交流电表的测量值、计算交流电功率、电功等都用到有效值．线圈转动产生感应电动势，由最大值表达式可求得产生的电动势的最大值；电压表测量的是有效值，根据闭合电路的欧姆定律即可求得；由最大值和有效值的关系可求得有效值，再由欧姆定律及热功即可求得．14.随着科技进步，无线充电已悄然走入人们的生活。图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中的受电线圈示意图，已知线圈匝数n＝100，电阻r＝1Ω，面积S＝1.5×10－3m2，外接电阻R＝3Ω.线圈处在平行于线圈轴线的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，求：(1)t＝0.01s时线圈中的感应电动势E；(2)0～0.02s内通过电阻R的电荷量q；(3)0～0.03s内电阻R上产生的热量Q。【答案】(1)E＝0.6V；(2)q＝3×10－3C；(3)Q＝4.05×10－3J【解析】【详解】(1)由图知，在t＝0.01s时由法拉第电磁感应定律知E＝0.6V(2)在0～0.02s内解得q＝3×10－3C(3)在0.02s～0.03s内在一个周期内解得Q＝4.05×10－3J一、单项选择题：（本题共4小题，每小题3分，共12分，每小题只有一个选项符合题意．）15.下列对理想气体的理解，正确的是（）A.实际气体任何情况下都可以视作理想气体B.理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型C.理想气体的热力学温度T与分子的平均动能成反比D.一定质量的某种理想气体，体积减小时，分子的密集程度也将减小【答案】B【解析】【详解】AB．忽略气体分子的自身体积，将分子看成是有质量的几何点；假设分子间没有相互吸引和排斥，分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的，不造成动能损失．这种气体称为理想气体，理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型，A错误B正确；C．理想气体的热力学温度T与分子的平均动能成正比，C错误；D．体积减小时，分子的密集程度增大，D错误．故选B16.关于扩散现象和布朗运动，下列说法中正确的是（）A.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的B.在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动C.在扩散现象中，温度越高，扩散得越快D.布朗运动就是液体分子的无规则运动【答案】BC【解析】【详解】AC.液体中的扩散现象是液体分子的无规则热运动造成的，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散得越快，A错误,C正确；BD.布朗运动形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，所以布朗运动是液体分子无规则运动的反映，显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘，受到液体分子频繁碰撞，而出现了布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动，B正确，D错误。故选BC。17.某种气体的摩尔质量为Mmol，摩尔体积为Vmol，每个分子的质量和体积分别为m和V0，阿伏加德罗常数为NA．下列关系式中正确的是()A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】1mol的气体质量叫做摩尔质量，等于1mol分子数与一个分子质量的乘积，故摩尔体积，A正确B错误；但由于分子间有间隙，所以分子的摩尔体积并不是1mol分子所占的空间的体积，故，即，CD错误．18.当氢气和氧气温度相同时，下述说法中正确的是（）A.两种气体分子的平均动能相等B.氢气分子的平均速率等于氧气分子的平均速率C.两种气体分子热运动的总动能相等D.质量相等的氢气和氧气，温度相同，不考虑分子间的势能，则两者内能相等【答案】A【解析】【详解】温度是物体分子平均动能的标志，温度相同，物体的平均动能相同，氢气分子的质量比氧气的分子质量小，平均动能相同时，氢气分子平均速率大，A正确B错误；由于两者的总质量关系未知，所以分子数多少未知，故总动能不一定相同，C错误；氢气分子摩尔质量小，质量相等时，氢气分子数多，所以氢气内能多，D错误．二、多项选择题：(每小题4分，选对部分得2分，多选或错选不得分，共8分．)19.两分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，F>0为斥力，F<0为引力。若将甲分子固定在坐标原点O，乙分子从图中a点处由静止释放，在它向甲分子靠近的过程中，下列说法正确的是（）A.乙分子将一直做加速运动B.在r>r0阶段，乙分子做加速运动C.当乙分子到达r0位置时，其加速度最大D.在r>r0阶段，两分子的势能一直减小【答案】BD【解析】【详解】ABC．乙分子在过程中，分子力表现了引力，故乙分子将加速运动，到达时，分子合力为零，加速度为零，速度最大，在过程中，分子力表现了斥力，故乙分子将减速运动，选项B正确，AC错误；D．在过程中，分子力做正功，分子势能减小，故D正确。故选BD。20.如图所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计．气缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中（）A.气体的内能不变B.气缸内分子平均动能增大C.气缸内气体分子密度增大D.气体从外界吸收热量【答案】AC【解析】【详解】金属气缸导热性能良好，由于热交换，气缸内封闭气体温度与环境温度相同，向活塞上倒一定质量的沙土时气体等温度压缩，温度不变，气体的内能不变．而气缸内封闭气体被压缩，体积减小，外界对气体做功，，，根据可知，即放热，A正确D错误；温度不变，则气缸内分子平均动能保持不变，B错误；气缸内封闭气体被压缩，体积减小，而质量不变，则气缸内气体分子密度增大，C正确．三、填空题：（本题共3道题，每空2分，共12分．）21.如图所示，在气缸右侧封闭一定质量的理想气体，压强与大气压强相同．把气缸和活塞固定，使气缸内气体升高到一定的温度，气体吸收的热量为Q1，在这一过程中，气体经历了________过程，（选填“等温”“等压”或“等容”）．如果让活塞可以自由滑动（活塞与气缸间无摩擦、不漏气），也使气缸内气体温度升高相同温度，其吸收的热量为Q2，则Q1________Q2．（选填“大于”“等于”或“小于”）【答案】①.等容②.小于【解析】【详解】[1]．缸和活塞固定时，气体体积不变，故做等容变化；[2]．对一定量的气体内能由温度决定，两种情况下气体温度变化情况相同，气体内能变化量相等，即；第一种情况，气缸与活塞都固定不动，气体体积不变，气体不做功，W1=0；第二种情况，活塞自由移动，气体体积增大，气体对外做功，W2＜0，由热力学第一定律可知．【点睛】气体体积不变，气体不做功，气体体积变大时气体对外做功；对一定量的理想气体内能由温度决定，温度变化量相同，物体内能变化相同；应用热力学第一定律即可解题．22.一定质量的理想气体开始处于状态A，由过程AB到达状态B，后又经过过程BC到达状态C，如图所示．已知气体在状态A时的压强、体积和温度分别为2×105Pa、3L和300K．在状态B时的温度为100K，体积为___________；在状态C时的温度为250K，气体在状态A的压强pA与状态C的压强pC之比___________．【答案】①.1L②.2︰5【解析】【详解】[1]．A→B直线过原点，故AB过程为等压变化，故有即解得；[2]．从B到C为等容变化，故故．23.在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，每5000mL油酸酒精溶液中有纯油酸3mL．用注射器测得100滴油酸酒精溶液为1mL，1滴这样的溶液中含有纯油酸________mL．将这1滴溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜的轮廓如图所示，正方形小方格的边长为1cm，由此估算出油酸分子的直径为________m．（结果均保留一位有效数字）【答案】①.6×106②.5×1010【解析】【详解】[1]．1mL油酸酒精溶液中有纯油酸，而100滴油酸溶液的体积为1mL，故1滴这样的溶液中含有纯油酸[2]．面积超过正方形一半的正方形的个数为120个，故油膜的面积油酸分子的直径．【点睛】采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积．把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由求分子直径．四、计算题：（本题共1道题，满分8分．解答请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）24.如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105Pa，经历A→B→C→A的过程，已知在C→A过程中，外界对气体做功138.6J．求：（1）该气体在A→B过程中对外界所做的功；（2）该气体在整个过程中从外界吸收的热量．【答案】（1）200J（2）61.4J【解析】【详解】（1）A→B过程，气体等压膨胀对外界做功（2）B→C过程，气体等容变化，不对外做功，外界也不对气体做功，A→B→C→A全过程，W=200J+138.6J=61.4J负号表示气体对外界做功，由热力学第一定律得Q=W=61.4J．一、单项选择题：（本题共4小题，每小题3分，共12分，每小题只有一个选项符合题意．）25.如图为一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系图象，由图可知，在t=4s时，质点的()A.速度为零，加速度为正的最大值B.速度为正的最大值，加速度为零C.速度为零，加速度为负的最大值D.速度为负最大值，加速度为零【答案】C【解析】【详解】在t=4s时，质点的位移为正向最大，质点的速度为零，而加速度方向总是与位移方向相反，大小与位移大小成正比，则加速度为负向最大．故选C，ABD错误．26.a、b两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O射向空气，其光路如图所示．下列说法正确的是（）A.a光由玻璃射向空气发生全反射时的临界角较小B.该玻璃对a光的折射率较小C.b光的光子能量较小D.b光在该玻璃中传播的速度较大【答案】B【解析】【详解】B．从玻璃射入空气中会发生全反射现象，由光路图可知，a、b光入射角相同，在分界面上a光发生反射及折射，而b光发生全反射，因此a光的折射率小于b光折射率，故B正确；A．a光折射率小，因此a光发生全反射的临界角大，故A错误；CD．b光折射率大，根据则b光在玻璃中的传播速度小，b光的波长小，根据知b光的光子能量大，故CD均错误。故选B。27.一列简谐横波沿x轴负方向传播，在x=0和x=0.6m处的两个质点A、B的振动图象如图所示。已知该波的波长大于0.6m，则波速和波长分别是（）A.6m/s2.4m B.2m/s0.8mC.6m/s0.8m D.2m/s2.4m【答案】A【解析】【详解】从图中可知周期为；因为波长大于0.6m，即从B到A的传播时间小于0.4s，故从B到A的时间为0.1s，故传播速度为，波长，A正确．【点睛】本题也可以同一时刻两个质点的状态关系，分析两个质点间的距离与波长的关系，从而得到波长的通项，再得到波长的特殊值．28.以下各种说法中，正确的是（）A.一单摆做简谐运动，小球相继两次通过同一位置时的速度必相同B.波源与接收者相互靠近会使波源的发射频率变高C.红外线的频率与固体物质分子频率接近，容易引起固体物质分子的共振D.雷达是利用声波的反射来测定物体的位置【答案】C【解析】【详解】A．作简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度，而速度有两种方向，可能不同，A错误；B．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率都会发生变化，而波源的发射频率不变，B错误；C．红外线的频率与固体物质分子频率接近，容易引起固体物质分子的共振，C正确；D．雷达是利用电磁波的反射来测定物体位置的，D错误。故选C。二、多项选择题：(每小题4分,选对部分得2分，多选或错选不得分，共8分．)29.接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有（）A.飞船上的人观测到飞船上的钟较快B.飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C.地球上的人观测到地球上的钟较快D.地球上的人观测到地球上的钟较慢【答案】AC【解析】【详解】飞船相对地球高速运动，所以地球上的人观测飞船上的时钟较慢，而地球相对飞船高速运动，所以飞船上的人认为地球上的时钟较慢，所以A、C正确；B、D错误．【名师点睛】本题主要考查狭义相对论时间间隔的相对性，注意运动的相对的，飞船相对地球高速运动，地球也相对飞船高速运动．30.某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图景如图所示。他按正确的方法插了大头针a、b、c、d。则下列说法中正确的是（）A.实验中，入射角应适当大些B.该同学在插大头针d时，使d挡住a、b的像和cC.若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射D.该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率【答案】AB【解析】【详解】A．为了减小角度测量的相对误差，入射角应适当大一些．但不能太大，否则出射光线太弱，A正确；B．该同学在插大头针d时，使d挡住a、b的像和c，由此确定出射光线的方向，B正确；C．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，C错误；D．该实验方法的原理是折射定律，也能用来测量其他透明介质的折射率，D错误。故选AB。三、