吉林省辽源五中学年高二下学期期中考试物理.docx
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吉林省辽源五中学年高二下学期期中考试物理
辽源五中2017-2018学年度下学期高二期中考试
物理试卷
一.选择题
1.如图所示,当滑动变阻器滑动触头P逐渐向上移动时,接在理想变压器两端的四个理想电表示数
A.V1不变、V2不变、A1变大、A2变大
B.V1不变、V2不变、A1变小、A2变小
C.V1变大、V2变大、A1变小、A2变小
D.V1变小、V2变小、A1变大、A2变大
【答案】D
【解析】试题分析:
理想变压器两端的功率相等,即
当滑动变阻器滑动触头P逐渐向上移动时,副线圈的电路中的电阻减小,电流增大,所以A2变大,根据公式
,原线圈中的电流增大,所以P=UI可得,电压表都减小,所以D正确
考点:
考查了带有变压器的电路动态分析
点评:
难度中等,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
2.氦氖激光器能产生三种波长的激光,其中两种波长分别为λ1=0.6328μm,λ2=3.39μm.已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为△E1=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的.用△E2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔,则△E2的近似值为( )
A.10.50eVB.0.98eVC.0.53eVD.0.36eV
【答案】D
【解析】由波尔的跃迁理论结合题意可知
,
,联立可得
,代入数据解得
,故A、B、C错误,D正确。
故选D。
【点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁存在这样的关系
.
3.A、B两束不同频率的光波均能使某金属发生光电效应,如果产生光电流的最大值分别为IA、IB,且IA A.照射光的波长λA>λBB.照射光的光子能量EA C.单位时间内照射到金属板的光子数NA 【答案】C 【解析】在光电效应中,产生光电流的最大值I与光电效应的过程中产生的光电子的数目有关,即与入射光的光子的数目有关,由IA<IB,可知单位时间内照射到金属板的光子数NA<NB.与入射光的频率无关、光子的能量无关,所以与入射光的波长也无关。 故ABD错误,C正确。 故选C。 【点睛】该题考查光电效应的特点,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 、最大光电流都各自与那些因素有关即可正确解答. 4.关于重核的裂变,以下说法正确的是( ) A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B.中子从铀块中通过时,一定发生链式反应 C.重核裂变时释放出大量能量,产生明显的质量亏损,所以核子数要减小 D.由于重核的核子的平均质量大于中等质量的原子核的核子的平均质量,所以重核裂变为中等质量的原子核时,要发生质量亏损,放出核能 【答案】D 【解析】A、由于裂变的过程中有质量亏损,会释放能量,所以裂变时释放的能量大于俘获中子时得到的能量。 故A错误;B、根据链式反应的条件可知,铀块体积必须达到临界体积,有中子通过时,才能发生链式反应,故B错误。 C、裂变的过程中质量数守恒,即核子数不变。 故C错误;D、根据对原子核的分析可知,重核的比结合能小于中等质量核的比结合能,所以重核裂变成中等质量核时,要放出核能,有质量亏损。 故D正确。 故选D。 【点睛】裂变只有一些质量非常大的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核,同时放出二个到三个中子和很大的能量,又能使别的原子核接着发生核裂变,使过程持续进行下去,这种过程称作链式反应.原子核在发生核裂变时,释放出巨大的能量称为原子核能,俗称原子能. 5.铀( )经过α、β衰变后形成稳定的铅( ),在衰变过程中,中子转变为质子的个数为( ). A.6个B.14个C.22个D.32个 【答案】A 【解析】关键质量数守恒和电荷数守恒知 衰变为 ,需经过8次α衰变和6次β衰变,每经过一次β衰变就会有一个中子转变为质子,同时放出一个电子,所以共有6个中子转化为质子.故A正确。 故选A。 【点睛】α衰变生成核原子核,β衰变生成电子,关键质量数和电荷数守恒判断衰变次数,每一次β衰变都会有一个中子转变为质子. 6.下列说法正确的是( ) A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 B.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数 C.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同 D.分子间的引力总是随着分子间的距离增加而增加 【答案】C 【解析】布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的反映,选项A错误;知道某物质的摩尔质量和一个分子的质量可求出阿伏加德罗常数,或者知道某物质的摩尔体积、密度和一个分子的质量可求出阿伏加德罗常数,选项B错误;物体的内能与物质的摩尔数、温度和体积等都有关系,则内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同,选项C正确;分子间的引力总是随着分子间的距离增加而减小,选项D错误;故选C. 7.关于太阳光谱,下列说法正确的是( ) A.太阳光谱是吸收光谱 B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的 C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成 D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素 【答案】AB 【解析】试题分析: 太阳光谱是吸收光谱,其中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的,说明太阳大气中存在与这些暗线相对应的元素,故A、B正确,C、D错误。 考点: 考查光谱与光谱分析, 8.美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系,描绘出图乙中的图像,由此算出普朗克常量h.电子电荷量用e表示.下列说法正确的是( ) A.入射光的频率增大,为了测遏止电压,则滑动变阻器的滑片P应向M端移动 B.增大入射光的强度,光电子的最大初动能也增大 C.由Uc-ν图像可知,这种金属的截止频率为νc D.由Uc-ν图像可求普朗克常量表达式为 【答案】CD ............... 【点睛】解决本题的关键掌握光电效应方程以及最大初动能与遏止电压的关系. 9.以下说法中正确的是( ) A.物质是由大量分子组成的B.-2℃时水已经结为冰,部分水分子已经停止了热运动 C.温度是分子平均动能的标志D.布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动 【答案】AC 【解析】A、根据分子动理论知,物质是由大量分子组成的,故A正确;B、-2℃时水已经结为冰,虽然水分子热运动剧烈程度降低,但不会停止热运动,故B错误。 C、温度是分子平均动能的标志,故C正确;D、布朗运动是指悬浮在液体或气体中的小颗粒受到周围分子的撞击力而引起的无规则运动,并不是液体或气体分子的运动,也不是悬浮的固体分子的运动;故D错误。 故选AC。 【点睛】本题考查分子动理论的基础知识,属记忆内容,其中要注意的是,布朗运动是指悬浮在液体或气体中的小颗粒受到周围分子的撞击力而引起的无规则运动.本身不是分子的运动,间接反映了液体分子的无规则运动. 10.下列说法正确的是( ) A.一重原子核放出一个α粒子后成为一新原子核,衰变产物的结合能之和一定小于原来重核的结合能 B.α粒子散射实验中,α粒子大角度偏转的主要原因是α粒子与电子的碰撞造成的 C.电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也具有结构 D.放射性原子核发生α衰变、β衰变后产生的新核处于高能级,它向低能级跃迁时产生γ射线,因此γ射线经常伴随α射线和β射线产生 【答案】CD 【解析】A、一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,要释放能量,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,故A错误。 B、α粒子散射实验中,α粒子大角度偏转的主要原因是粒子与原子核的碰撞造成的,故B错误;C、电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子还能再分,故C正确;D、在放射性元素的原子核中,2个中子和2个质子结合得比较紧密,有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来,这就是放射性元素发生的α衰变现象,原子核里虽然没有电子,但是核内的中子可以转化成质子和电子,产生的电子从核内发射出来,这就是β衰变;放射性的原子核在发生α衰变和β衰变后产生的新核往往处于高能级,这时它要向低能级跃迁,因此γ射线经常伴随α射线和β射线产生;故D正确。 故选CD。 【点睛】本题考查了电子的发现、α粒子散射实验、原子核的衰变、结合能等,知识点多,关键是多看书,记住基础知识. 11.下列说法正确的是( ) A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动 B.已知阿伏伽德罗常数,气体的摩尔质量和密度,能估算出气体分子的间距 C.用气筒给自行车打气,越打越费劲,说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力 D.两个分子间的距离变大的过程中,分子间引力比斥力减小的慢 【答案】ABD 【解析】A、布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动是由于液体分子对花粉颗粒的无规则撞击形成的,所以布朗运动反映了水分子的热运动,故A正确;B、已知阿伏加伽德罗常数、某种气体的摩尔质量和密度,可以估算该种气体分子所占空间的大小,或分子之间的距离,故B正确。 C、给自行车打气时,要克服活塞上下的压强差带来的压力来压活塞,故C错误;D、分子间同时存在引力和斥力,两个分子间的距离变大的过程中,分子斥力与分子引力都减小,分子间引力变化总是比斥力变化慢,故D正确。 故选ABD。 【点睛】该题考查的知识点较多,有分子动理论,布朗运动,分子力做功和分子势能的变化关系;掌握分子力与距离的关系会分析分子力做功与分子势能的变化关系。 12.下列说法正确的是( ) A.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近,分子势能先增加后减小 B.气体的温度不变,某个分子的动能可能改变 C.对于一定量的理想气体,如果体积不变,压强减小,那么它的内能一定减小 D.理想气体,分子之间的引力、斥力依然同时存在,且分子力表现为斥力 【答案】BC 【解析】A、两分子相距无穷远时分子势能为零,由静止开始相互接近,在r>r0阶段,分子力做正功,分子势能势能减小,在r<r0阶段,分子力做负功,分子势能势能增加,所以,当r=r0时,分子势能最小。 故A错误;B、温度是分子无规则热运动激烈程度的反映,温度不变说明分子的平均动能不变,但这是一个统计规律,由于分子运动是杂乱无章的,不是每个分子的动能都不变,某个分子的动能可能减小或增大,故B正确。 C、根据理想气体的状态方程 可知 ,对于一定量的理想气体,如果体积不变,压强减小,那么它的温度一定降低,内能一定减小,故C错误;D、理想气体分子之间的距离较大,分子引力和斥力很小可以忽略不计,而分子力为零,D错误。 故选BC。 【点睛】该题考查多个3-3的知识点的内容,要注意分子间的势能及分子力虽然属于微观世界的关系,但是可运用我们所学过的力学中功能关系进行分析。 13.如图所示,水平放置的密闭气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分,隔板可在气缸内无摩擦滑动,右侧气体内有一电热丝.气缸壁和隔板均绝热.初始时隔板静止,左右两边气体温度相等.现给电热丝提供一微弱电流,通电一段时间后切断电源.当气缸内气体再次达到平衡时,与初始状态相比(). A.右边气体温度升高,左边气体温度不变 B.左右两边气体温度都升高 C.左边气体压强增大 D.右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量 【答案】BC 【解析】试题分析: 当右边部分的气体加热时,气体的温度升高,气体膨胀,挤压左边的气体,故使得左边气体的压强增大,相当于右边气体对左边气体做了功,故使左边气体的温度升高,所以选项A错误,B正确;左边气体压强增大,选项C正确;右边气体要向左边气体做功,故右边内能的增加量小于电热丝放出的热量,选项D错误。 考点: 热力学第一定律。 视频 14.如图所示,光滑U形金属框架放在水平面内,上面放置一导体棒,有匀强磁场B垂直框架所在平面,当B发生变化时,发现导体棒向右运动,下列判断正确的是 A.棒中电流从b→aB.棒中电流从a→b C.B逐渐增大D.B逐渐减小 【答案】BD 【解析】A、B、当B发生变化时,发现导体棒向右运动,说明导体棒所受的安培力向右,由左手定则判断知,棒中电流的方向从a→b,故A错误,B正确。 C、D、当B发生变化时,回路的磁通量发生变化,由于导体棒向右运动,使得回路的磁通量要增大,根据楞次定律知原磁通量是减小的,则B逐渐减小,故C错误,D正确。 故选BD。 【点睛】解决本题的关键要正确运用左手定则和楞次定律,注意本题中是切割类型的问题,不能用右手定则判断感应电流的方向。 15.光滑平行金属导轨M、N水平放置,导轨上放置着一根与导轨垂直的导体棒PQ。 导轨左端与由电容为C的电容器、单刀双掷开关和电动势为E的电源组成的电路相连接,如图所示。 在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出)。 先将开关接在位置a,使电容器充电并达到稳定后,再将开关拨到位置b。 导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动,设导轨足够长。 则以下说法中正确的是 A.空间存在的磁场方向竖直向下 B.导体棒向右做匀加速运动 C.当导体棒向右运动的速度达到最大时,电容器的电荷量为零 D.导体棒运动的过程中,通过导体棒的电荷量Q<CE 【答案】AD 【解析】试题分析: A、电容器充电完毕后,开关打在b处时,处于放电状态,有流过导体棒从P到Q的电流,在安培力作用下导体棒向右运动,根据左手定则,此空间存在竖直向下的磁场,故A正确; B、在导体棒运动过程中,由于切割磁感线也将产生电动势,该电动势方向和电容器电压相反,故电路中电流是变化的,当导体棒的感应电动势和电容器电压相等时,导体棒匀速运动,故导体棒先做加速度逐渐减小的加速运动,最后匀速运动,故B错误; C、导体棒切割磁感线,产生感应电动势,感应电动势使得电容器两个极板之间有电势差,仍带有一定的电荷量,故C错误; D、电容器的总带电量为Q=CE,电容器在导体棒运动过程中仍带有一定的电荷量,所以通过导体棒的电荷量Q<CE,故D正确. 故选AD. 二、计算题 16.如图所示,一横截面积为3×10-4m2的U形管竖直放置,左侧封闭,右端开口,两侧水银面高度差为5cm,左侧封闭气体长为12.5cm,右侧被一轻质活塞封闭气体的长度为10cm。 然后缓慢向下压活塞,使左右两侧液面相平,气体温度保持不变,问此时施加压力多大? 活塞下移的距离是多少? (已知大气压为P0=1×105Pa=75cmHg) 【答案】10N;5cm; 【解析】试题分析: 对于左侧封闭气体: 初状态: , 末状态: , 根据玻意耳定律可得 代入相关数据得 对于右侧封闭气体: 初状态: , 末状态 , 由玻意耳定律可得 ,代入相关数据可得 根据 可得活塞下降高度 考点: 考查了理想气体状态方程的应用 【名师点睛】关键是区分清楚,各个状态下的物理量,然后根据公式列式求解 17.在磁感强度B的匀强磁场中,一个质量为M的静止原子核发生α衰变,衰变后的α粒子在磁场中作半径为r的匀速圆周运动.设α粒子质量为m,电量为q,衰变过程中释放的能量全部转化为α粒子和新核的动能,试计算衰变过程中的质量亏损 【答案】 ; 【解析】令v表示α粒子的速度,由洛论兹力和牛顿定律可得 , 令v'表示衰变后剩余核的速度,在考虑衰变过程中系统的动量守恒时, 因为亏损质量很小,可不予考虑,由动量守恒可知 在衰变过程中,α粒子和剩余核的动能来自于亏损质量. 即 解得: 【点睛】该题将带电粒子在磁场中的圆周运动与动量守恒定律和质能方程结合在一起,要理清它们之间的关系,确定要使用的公式. 18.一定质量的理想气体,其内能跟温度成正比。 在初始状态A时,体积为V0,压强为p0,温度为T0,已知此时其内能为U0。 该理想气体从状态A经由一系列变化,最终还回到原来状态A,其变化过程的p-T图如图所示,其中CA延长线过坐标原点,BA在同—竖直直线上。 求: (1)状态B的体积; (2)状态C的体积; (3)从状态B经由状态C,最终回到状态A的过程中,气体与外界交换的热量是多少? 【答案】 (1)V0/3; (2)V0;(3)2p0V0; 【解析】①由图可知,从状态A到状态B气体温度为T1=T0为等温变化过程,状态B时气体压强为P1=3P0,设体积为V1,由玻意耳-马略特定律P0V0=P1V1 解得 ②由图可知,从状态B到状态C气体压强为P2=P1=3P0为等压变化过程,状态C时气体温度为T2=3T0,设体积为V2,由查理-盖吕萨克定律 解得V2=V0 ③从状态B到状态C,设外界对气体做功为 , 从状态C回到状态A,由图线知为等容过程,外界对气体不做功,对状态B经状态C回到状态A,内能增加量为△U=0,气体从外界吸收的热量为△Q,内能增加量为△U, 由热力学第一定律△U=Q+W 解得Q=2P0V0,即气体从外界吸收热量2P0V0 【点睛】A到B为等温过程,由玻意耳定律求得体积;由B到C为等压变化,由盖吕萨克定律求体积;从B到C外界对气体做功,C到A为等温变化,根据热力学第一定律求解吸放热. 19.如图,在距离水平地面h=0.8m的虚线的上方,有一个方向垂直于纸面水平向里的匀强磁场.正方形线框abcd的边长l=0.2m,质量m=0.1kg,电阻R=0.08Ω.一条不可伸长的轻绳绕过轻光滑滑轮,一端连线框,另一端连一质量M=0.2kg的物体A(A未在磁场中).开始时线框的cd边在地面上,各段绳都处于伸直状态,从如图所示的位置由静止释放物体A,一段时间后线框进入磁场运动,已知线框的ab边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动.当线框的cd边进入磁场时物体A恰好落地,此时将轻绳剪断,线框继续上升一段时间后开始下落,最后落至地面.整个过程线框没有转动,线框平面始终处于纸面内,g取10m/s2.求: (1)匀强磁场的磁感应强度B的大小 (2)线框从开始运动至到达最高点,用了多长时间 (3)线框落地时的速度多大 【答案】 (1)1T; (2)0.9s;(3)4m/s; 【解析】试题分析: (1)设线框到达磁场边界时速度大小为v,由机械能守恒定律可得: Mg(h-l)=mg(h-l)+ (M+m)v2① 代入数据解得: v=2m/s② 线框的ab边刚进入磁场时,感应电流: I= ③ 线框恰好做匀速运动,有: Mg=mg+IBl④ 代入数据解得: B=1T.⑤ (2)设线框进入磁场之前运动时间为t1,有: h-l= vt1⑥ 代入数据解得: t1=0.6s⑦ 线框进入磁场过程做匀速运动,所用时间: t2= =0.1s⑧ 此后轻绳拉力消失,线框做竖直上抛运动,到最高点时所用时间: t3= =0.2s⑨ 线框从开始运动到最高点,所用时间: t=t1+t2+t3=0.9s.⑩ (3)线框从最高点下落至磁场边界时速度大小不变,线框所受安培力大小也不变,即 IBl=(M-m)g=mg⑪ 因此,线框穿出磁场过程还是做匀速运动,离开磁场后做竖直下抛运动. 由机械能守恒定律可得: m = mv2+mg(h-l)⑫ 代入数据解得线框落地时的速度: vt=4m/s.⑬ 考点: 考查了导体切割磁感线运动
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