广西钦州市2023-2024学年高二下学期期末教学质量监测物理试题
1.(2024高二下·钦州期末)光以入射角从空气射入折射率的玻璃中,则折射角为( )
A. B. C. D.
2.(2024高二下·钦州期末)一弹簧振子完成20次全振动通过的路程是,则此弹簧振子的振幅为( )
A. B. C. D.
3.(2024高二下·钦州期末)机械振动在介质中传播,形成了机械波。下列说法正确的是( )
A.在纵波中,质点的分布是均匀的
B.机械波在真空中可以传播
C.发声体振动时在空气中产生的声波是纵波
D.介质中有机械波传播时,介质与波一起传播
4.(2024高二下·钦州期末)一导热性能良好的容器中气压小于外界环境的大气压强,容器中的气体和外界环境中的气体都可以看成理想气体,则下列说法正确的是( )
A.容器中气体分子的平均速率小于外界环境中气体分子的平均速率
B.容器中单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数
C.容器中每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率
D.相同面积下,容器中内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
5.(2024高二下·钦州期末)如图所示,两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为 , ,速度分别是 (设为正方向), 。则它们发生正碰后,速度的可能值分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
6.(2024高二下·钦州期末)如图所示,在α粒子散射实验中,图中实线表示α粒子的运动轨迹,假定金原子核位置固定,a、b、c为某条轨迹上的三个点,其中a、c两点距金原子核的距离相等( )
A.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论
B.大多数α粒子几乎沿原方向返回
C.从a经过b运动到c的过程中,α粒子的电势能先增大后减小
D.α粒子经过a、b两点时动能相等
7.(2024高二下·钦州期末)下列关于核衰变和核反应的表述,正确的是( )
A.,是查德威克利用原子核人工转变发现质子的反应方程
B.,是核聚变的反应方程
C.,是α衰变的反应方程,属于天然放射现象,最先发现天然放射现象的物理学家是居里夫妇
D.,是β衰变的反应方程,其中电子是由核内中子转变来的
8.(2024高二下·钦州期末)下列说法正确的是( )
A.晶体具有确定的熔点
B.悬浮的颗粒越大,布朗运动越明显
C.分子间引力一定大于斥力
D.气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律
9.(2024高二下·钦州期末)下列四幅图的说法正确的是( )
A.图甲中,三种放射线处于磁场中,中间没有偏转的b是γ射线,它比a和c的电离能力强
B.图乙中,处于基态的氢原子可以吸收能量为14eV的光子而发生电离
C.图丙中,用同一光电管做实验,甲光的光照强度大于乙光的光照强度,乙光的频率小于丙光的频率
D.图丁中,原子核F的比结合能大于原子核E的比结合能,原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损,要吸收能量
10.(2024高二下·钦州期末)一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a,整个过程由两个等温变化和两个等容变化组成。在a→b和d→a的过程中,气体放出的热量分别为5J和18J;在b→c和c→d的过程中,气体吸收的热量分别为18J和15J。下列说法正确的是( )
A.状态c比状态a的温度低
B.c→d的过程中气体对外做的功为15J
C.气体完成一次循环对外界做的功为10J
D.b→c过程中,单位时间内器壁的单位面积上分子碰撞次数不变
11.(2024高二下·钦州期末)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,每油酸酒精溶液中有纯油酸,用注射器和量筒测得上述溶液为30滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开。
(1)本实验中做了三点理想化假设:
①将油酸分子视为 ;
②油膜看成单分子层;
③油酸分子是紧挨在一起的。
(2)测得油膜的面积约为,则油酸分子的直径是 。
12.(2024高二下·钦州期末)“祖冲之”研究小组用如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压与入射光频率,作出如图乙所示的图像,电子电荷量为e。
(1)实验时,图甲中极板A应连接电源的 极。
(2)由图乙中的实验数据可求出普朗克常量h= 。
(3)若在发生光电效应的前提下,增大入射光的频率,图乙中a的值 ,b的值 。(均填“增大”“不变”或“减小”)
13.(2024高二下·钦州期末)如图所示,是等腰直角三棱镜的横截面,,一束光从边的中点垂直入射,在边恰好发生全反射,后垂直边射出,已知光在真空中的传播速度,求:
(1)棱镜对该光的折射率;
(2)光在棱镜中的传播时间(保留根号)。
14.(2024高二下·钦州期末)在水平面有一长木板A,A通过轻弹簧连接滑块B,刚开始,弹簧处于原长,滑块B、长木板A都处于静止状态,现有一个滑块C以的速度从长木板左端向右运动,与滑块B发生碰撞,碰后粘在一起,碰撞时间极短。三个物体的质量均为,不计一切摩擦阻力,求:
(1)滑块C、滑块B碰撞过程中的能量损失Q;
(2)弹簧弹性势能的最大值。
15.(2024高二下·钦州期末)水银气压计中混入了一个空气泡,空气泡上升到水银柱的上方,使水银柱的上方不再是真空,使得水银气压计的读数比实际的大气压要小。已知地的实际大气压是,温度是27℃,水银气压计放在地时的读数是,此时管中水银面到管顶的长度是。把水银气压计放在地时的读数是,地的实际大气压是,,求地的实际气温是多少摄氏度?
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】解决本题的关键掌握折射定律,根据折射定律可得
可得
解得折射角为
故选A。
【分析】根据折射定律求出入射角的大小。
2.【答案】A
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】简谐运动中,振幅是振子与平衡位置的最大距离。一弹簧振子完成20次全振动通过的路程是,则有
解得弹簧振子的振幅为
故选A。
【分析】振幅表示相对平衡位置的最大位移的绝对值。
3.【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播;横波的图象
【解析】【解答】介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,它传播的只是振动这种运动形式。A.纵波的波形是疏密相间的,质点分布最密的部分叫密部,分布最疏的地方叫疏部,故A错误;
B.机械波的传播需要介质,不能在真空中传播,故B错误;
C.发声体振动时在空气中产生的声波是纵波,故C正确;
D.在波的传播中,振动质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波的传播发生迁移,故D错误。
故选C。
【分析】有机械振动,不一定有机械波,有机械波一定有机械振动;介质中的质点不随波一起迁移,明确纵波与横波的区别。
4.【答案】B
【知识点】气体压强的微观解释;气体热现象的微观意义
【解析】【解答】本题解题关键是知道温度是分子平均动能的标志,知道压强的微观意义,知道每个分子运动的速率与平均动能之间的关系。AC.容器导热性能良好,则容器中气体温度等于外界环境温度,所以容器中气体分子的平均速率等于外界环境中气体分子的平均速率,容器中有的气体分子的运动速率大,有的气体分子运动速率小,故AC错误;
B.容器中气体温度等于外界环境温度,而容器中气压小于外界环境的大气压强,则容器中单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数,故B正确;
D.容器中气压小于外界环境的大气压强,则根据可知,相同面积下,容器中内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力,故D错误。
故选B。
【分析】温度相同,分子的平均动能相同,但不是每个分子的运动速率都相同;根据理想气体的状态方程可知,温度相同,压强小,体积增大,分子密度减小,单位面积上分子个数减少;根据压强和压力的关系可知,受力面积相同,压强减小,压力减小。
5.【答案】D
【知识点】碰撞模型
【解析】【解答】对于碰撞过程,往往根据三个规律去分析:一是动量守恒;二是总动能不增加;三是碰后,不能发生第二次碰撞,若两球分开后同向运动,后面小球的速率不可能大于前面小球的速率。由题意得,向右为正方向,碰前系统动量为
碰前系统总动能为
A.若,即碰后A仍向右运动,B仍向左运动,则不符合实际,选项A错误;
B. 若 ,,则总动量向左,不符合动量守恒,选项B错误;
C.若,,碰后B球速度为0,不符合事实,C错误;
D.若,可求得末动量和动能为
此时系统动量守恒,动能不增加,符合实际,D正确;
故选D。
【分析】两球碰撞过程系统动量守恒,碰撞过程中系统机械能不可能增加,碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能.由此分析即可。
6.【答案】C
【知识点】α粒子的散射
【解析】【解答】该题借助α粒子散射实验考查了带电粒子在电场中运动时动能、势能等物理量的变化情况,根据电场有关知识即可解答。A.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究,提出了原子的核式结构模型,普朗克根据黑体辐射的规律第一次提出了能量量子化理论,故A错误;
B.根据α粒子散射现象可知,大多数粒子击中金箔后几乎沿原方向前进,故B错误;
C.粒子受到电场力作用,根据电场力做功特点可知α粒子从a经过b运动到c的过程中电场力先做负功后做正功,所以粒子的电势能先增大后减小,故C正确;
D.由于α粒子从a运动到b的过程中电场力做负功,则动能减小,故D错误。
故选C。
【分析】α粒子的散射实验说明了原子具有核式结构;α粒子在原子核形成的电场中运动时,电荷间的电场力做功,根据电场力做功情况,即可判断α粒子动能、电势能的变化情况。
7.【答案】D
【知识点】原子核的人工转变;α、β、γ射线及特点;核裂变
【解析】【解答】对于原子物理中核反应方程、裂变、聚变等基本知识要熟练掌握和应用。A.该反应为卢瑟福利用原子核人工转变发现质子的反应方程,故A错误;
B.该反应为重核裂变反应方程,故B错误;
C.该反应是α衰变的反应方程,属于天然放射现象,最先发现天然放射现象的物理学家是贝克勒尔,故C错误;
D.该反应是β衰变的反应方程,其中电子是由核内中子转变来的,故D正确。
故选D。
【分析】核反应主要有衰变,裂变,聚变,以及原子核人工转变等,结合各自特点分析判断。
8.【答案】A,D
【知识点】布朗运动;分子间的作用力;气体热现象的微观意义;晶体和非晶体
【解析】【解答】A.晶体具有确定的熔点,故A正确;
B. 布朗运动的定义:悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动。悬浮的颗粒越大,布朗运动越不明显,故B错误;
C.当分子间距离小于平衡位置时,分子力表现为斥力,分子间引力小于斥力,故C错误;
D.气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律,故D正确。
故选AD。
【分析】根据晶体确定的熔点、气体分子的速率分布规律以及分子力随分子距离的变化关系和布朗运动进行分析解答。
9.【答案】B,C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁;光电效应;α、β、γ射线及特点;结合能与比结合能
【解析】【解答】本题考查玻尔理论的电子轨道的定态,该题结合原子核的核子平均质量与原子序数的关系图像考查对平均结合能的理解,并掌握光电效应的作用,同时知道发生光电效应的条件的应用。A.甲图中,三种放射线处在磁场中,中间没有偏转的b是γ射线,它比a和c的电离能力弱,故A错误;
B.乙图中,处于基态的氢原子只要吸收大于13.6eV的能量即可发生电离,则能吸收能量为14eV的光子而发生电离,故B正确;
C.丙图中,用同一光电管做实验,甲光产生的饱和光电流大于乙光,则甲光光照强度大于乙光光照强度,乙光的遏止电压小于丙光,则乙光的频率小于丙光的频率,故C正确;
D.丁图中,原子核F的比结合能大于原子核E的比结合能,原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损,要释放能量,故D错误。
故选BC。
【分析】甲图中,三种放射线处在磁场中,没有偏转的为γ粒子,穿透能力最强,电离能力最弱;能级差是量子化的,当吸收的能量大于等于电离能,才能发生电离;结合光电效应知识分析;重核裂变、轻核聚变都有质量亏损,都向外释放能量,从而即可求解。
10.【答案】B,C
【知识点】热力学第一定律及其应用;气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】本题考查了气体状态变化图像问题,根据图示图像分析清楚气体变化过程与变化性质是解题的前提,要明确各个过程的变化规律,结合理想气体状态方程或气体实验定律分析是关键。A.b→c过程,气体体积不变,压强增大,根据查理定律可知,气体温度升高,即状态c比状态b的温度高,又由于a→b为等温过程,所以状态c比状态a的温度高,故A错误;
B.c→d的过程中,气体温度不变,内能不变,气体吸收热量15J,根据热力学第一定律可知,气体对外做的功为15J,故B正确;
C.气体完成一次循环回到状态a,气体温度不变,内能不变,根据题意可知,气体与外界传递
即在一次循环过程,气体吸收热量为10J,根据热力学第一定律可知,气体完成一次循环对外界做的功为10J,故C正确;
D.b→c过程,气体体积不变,气体分子分布的密集程度不变,结合上述可知,b→c过程,气体温度升高,气体分子运动的平均速率增大,则单位时间内器壁的单位面积上分子碰撞次数增加,故D错误。
故选BC。
【分析】b→c过程,气体体积不变,c→d的过程中,气体温度不变,对照选项逐一分析,结合气体实验定律和热力学第一定律求解。
11.【答案】(1)球形
(2)
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】本题考查“用单分子油膜估测分子大小”实验的三点理想化假设和数据处理以及误差分析。(1)本实验中做了三点理想化假设:①将油酸分子视为球形;②油膜看成单分子层;③油酸分子是紧挨在一起的。
(2)1滴油酸酒精溶液中有纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
【分析】(1)本实验中做了三点理想化假设:油酸分子视为球形,油膜看成单分子层,油酸分子是紧挨在一起的;
(2)计算出1滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积V,应用求解分子直径;
12.【答案】(1)负
(2)
(3)不变;不变
【知识点】光电效应
【解析】【解答】光电效应方程:Ek=hν-W0,其中hν为入射光子的能量,Ek为光电子的最大初动能,W0是金属的逸出功。
(1)本实验研究遏止电压与入射光频率之间的关系,所以需加反向电压,即图甲中极板A应连接电源的负极。
(2)根据爱因斯坦光电效应
根据动能定理
整理得
所以图线的斜率为
解得
(3)根据可知,图乙中横截距为
所以a的值为截止频率,与入射光频率无关;纵截距为
所以b的值也与入射光频率无关。所以,增大入射光的频率,a的值和b的值都不变。
【分析】(1)本实验研究遏止电压与入射光频率之间的关系,所以需加反向电压;
(2)根据爱因斯坦光电效应方程,得到电压与频率的函数关系式,通过关系式求解普朗克常数;
(3) 增大入射光的频率, 不会改变图像的斜率以及截距,a和b都不变。
13.【答案】(1)一束光从边的中点垂直入射,在边恰好发生全反射,可知全反射临界角为
根据
可得棱镜对该光的折射率为
(2)光在棱镜中的传播路程
光在棱镜中的传播速度为
光在棱镜中的传播时间为
【知识点】光的折射及折射定律;光的全反射
【解析】【分析】(1)根据全反射临界角公式解得折射率;
(2)根据几何关系解得光程,根据解得光速,从而计算传播时间。
14.【答案】(1)滑块C、B碰撞过程中,动量守恒
根据能量守恒
解得
(2)当三个物体共速时,弹簧压缩量最大,弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒
根据能量守恒
解得
【知识点】碰撞模型
【解析】【分析】(1)滑块C、B碰撞过程中,动量守恒,根据能量守恒求解碰撞过程中的能量损失;
(2)当三个物体共速时,弹簧压缩量最大,弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒求解共同速度,根据能量守恒定律求解弹簧弹性势能的最大值。
15.【答案】当实际大气压为时,封闭气体压强为
设管内部横截面积为S,则封闭气体体积为
温度为
在地时,封闭气体的压强
此时水银柱高度下降,封闭气体体积为
根据理想气体状态方程
代入数据求得
所以,B地的实际气温是
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】以气压计水银柱上方气体为研究对象,求出气体的状态参量,应用理想气体状态方程求出气体的温度即为B地的实际气温是。
1 / 1广西钦州市2023-2024学年高二下学期期末教学质量监测物理试题
1.(2024高二下·钦州期末)光以入射角从空气射入折射率的玻璃中,则折射角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】解决本题的关键掌握折射定律,根据折射定律可得
可得
解得折射角为
故选A。
【分析】根据折射定律求出入射角的大小。
2.(2024高二下·钦州期末)一弹簧振子完成20次全振动通过的路程是,则此弹簧振子的振幅为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】简谐运动中,振幅是振子与平衡位置的最大距离。一弹簧振子完成20次全振动通过的路程是,则有
解得弹簧振子的振幅为
故选A。
【分析】振幅表示相对平衡位置的最大位移的绝对值。
3.(2024高二下·钦州期末)机械振动在介质中传播,形成了机械波。下列说法正确的是( )
A.在纵波中,质点的分布是均匀的
B.机械波在真空中可以传播
C.发声体振动时在空气中产生的声波是纵波
D.介质中有机械波传播时,介质与波一起传播
【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播;横波的图象
【解析】【解答】介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,它传播的只是振动这种运动形式。A.纵波的波形是疏密相间的,质点分布最密的部分叫密部,分布最疏的地方叫疏部,故A错误;
B.机械波的传播需要介质,不能在真空中传播,故B错误;
C.发声体振动时在空气中产生的声波是纵波,故C正确;
D.在波的传播中,振动质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波的传播发生迁移,故D错误。
故选C。
【分析】有机械振动,不一定有机械波,有机械波一定有机械振动;介质中的质点不随波一起迁移,明确纵波与横波的区别。
4.(2024高二下·钦州期末)一导热性能良好的容器中气压小于外界环境的大气压强,容器中的气体和外界环境中的气体都可以看成理想气体,则下列说法正确的是( )
A.容器中气体分子的平均速率小于外界环境中气体分子的平均速率
B.容器中单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数
C.容器中每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率
D.相同面积下,容器中内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
【答案】B
【知识点】气体压强的微观解释;气体热现象的微观意义
【解析】【解答】本题解题关键是知道温度是分子平均动能的标志,知道压强的微观意义,知道每个分子运动的速率与平均动能之间的关系。AC.容器导热性能良好,则容器中气体温度等于外界环境温度,所以容器中气体分子的平均速率等于外界环境中气体分子的平均速率,容器中有的气体分子的运动速率大,有的气体分子运动速率小,故AC错误;
B.容器中气体温度等于外界环境温度,而容器中气压小于外界环境的大气压强,则容器中单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数,故B正确;
D.容器中气压小于外界环境的大气压强,则根据可知,相同面积下,容器中内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力,故D错误。
故选B。
【分析】温度相同,分子的平均动能相同,但不是每个分子的运动速率都相同;根据理想气体的状态方程可知,温度相同,压强小,体积增大,分子密度减小,单位面积上分子个数减少;根据压强和压力的关系可知,受力面积相同,压强减小,压力减小。
5.(2024高二下·钦州期末)如图所示,两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为 , ,速度分别是 (设为正方向), 。则它们发生正碰后,速度的可能值分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【知识点】碰撞模型
【解析】【解答】对于碰撞过程,往往根据三个规律去分析:一是动量守恒;二是总动能不增加;三是碰后,不能发生第二次碰撞,若两球分开后同向运动,后面小球的速率不可能大于前面小球的速率。由题意得,向右为正方向,碰前系统动量为
碰前系统总动能为
A.若,即碰后A仍向右运动,B仍向左运动,则不符合实际,选项A错误;
B. 若 ,,则总动量向左,不符合动量守恒,选项B错误;
C.若,,碰后B球速度为0,不符合事实,C错误;
D.若,可求得末动量和动能为
此时系统动量守恒,动能不增加,符合实际,D正确;
故选D。
【分析】两球碰撞过程系统动量守恒,碰撞过程中系统机械能不可能增加,碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能.由此分析即可。
6.(2024高二下·钦州期末)如图所示,在α粒子散射实验中,图中实线表示α粒子的运动轨迹,假定金原子核位置固定,a、b、c为某条轨迹上的三个点,其中a、c两点距金原子核的距离相等( )
A.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论
B.大多数α粒子几乎沿原方向返回
C.从a经过b运动到c的过程中,α粒子的电势能先增大后减小
D.α粒子经过a、b两点时动能相等
【答案】C
【知识点】α粒子的散射
【解析】【解答】该题借助α粒子散射实验考查了带电粒子在电场中运动时动能、势能等物理量的变化情况,根据电场有关知识即可解答。A.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究,提出了原子的核式结构模型,普朗克根据黑体辐射的规律第一次提出了能量量子化理论,故A错误;
B.根据α粒子散射现象可知,大多数粒子击中金箔后几乎沿原方向前进,故B错误;
C.粒子受到电场力作用,根据电场力做功特点可知α粒子从a经过b运动到c的过程中电场力先做负功后做正功,所以粒子的电势能先增大后减小,故C正确;
D.由于α粒子从a运动到b的过程中电场力做负功,则动能减小,故D错误。
故选C。
【分析】α粒子的散射实验说明了原子具有核式结构;α粒子在原子核形成的电场中运动时,电荷间的电场力做功,根据电场力做功情况,即可判断α粒子动能、电势能的变化情况。
7.(2024高二下·钦州期末)下列关于核衰变和核反应的表述,正确的是( )
A.,是查德威克利用原子核人工转变发现质子的反应方程
B.,是核聚变的反应方程
C.,是α衰变的反应方程,属于天然放射现象,最先发现天然放射现象的物理学家是居里夫妇
D.,是β衰变的反应方程,其中电子是由核内中子转变来的
【答案】D
【知识点】原子核的人工转变;α、β、γ射线及特点;核裂变
【解析】【解答】对于原子物理中核反应方程、裂变、聚变等基本知识要熟练掌握和应用。A.该反应为卢瑟福利用原子核人工转变发现质子的反应方程,故A错误;
B.该反应为重核裂变反应方程,故B错误;
C.该反应是α衰变的反应方程,属于天然放射现象,最先发现天然放射现象的物理学家是贝克勒尔,故C错误;
D.该反应是β衰变的反应方程,其中电子是由核内中子转变来的,故D正确。
故选D。
【分析】核反应主要有衰变,裂变,聚变,以及原子核人工转变等,结合各自特点分析判断。
8.(2024高二下·钦州期末)下列说法正确的是( )
A.晶体具有确定的熔点
B.悬浮的颗粒越大,布朗运动越明显
C.分子间引力一定大于斥力
D.气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律
【答案】A,D
【知识点】布朗运动;分子间的作用力;气体热现象的微观意义;晶体和非晶体
【解析】【解答】A.晶体具有确定的熔点,故A正确;
B. 布朗运动的定义:悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动。悬浮的颗粒越大,布朗运动越不明显,故B错误;
C.当分子间距离小于平衡位置时,分子力表现为斥力,分子间引力小于斥力,故C错误;
D.气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律,故D正确。
故选AD。
【分析】根据晶体确定的熔点、气体分子的速率分布规律以及分子力随分子距离的变化关系和布朗运动进行分析解答。
9.(2024高二下·钦州期末)下列四幅图的说法正确的是( )
A.图甲中,三种放射线处于磁场中,中间没有偏转的b是γ射线,它比a和c的电离能力强
B.图乙中,处于基态的氢原子可以吸收能量为14eV的光子而发生电离
C.图丙中,用同一光电管做实验,甲光的光照强度大于乙光的光照强度,乙光的频率小于丙光的频率
D.图丁中,原子核F的比结合能大于原子核E的比结合能,原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损,要吸收能量
【答案】B,C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁;光电效应;α、β、γ射线及特点;结合能与比结合能
【解析】【解答】本题考查玻尔理论的电子轨道的定态,该题结合原子核的核子平均质量与原子序数的关系图像考查对平均结合能的理解,并掌握光电效应的作用,同时知道发生光电效应的条件的应用。A.甲图中,三种放射线处在磁场中,中间没有偏转的b是γ射线,它比a和c的电离能力弱,故A错误;
B.乙图中,处于基态的氢原子只要吸收大于13.6eV的能量即可发生电离,则能吸收能量为14eV的光子而发生电离,故B正确;
C.丙图中,用同一光电管做实验,甲光产生的饱和光电流大于乙光,则甲光光照强度大于乙光光照强度,乙光的遏止电压小于丙光,则乙光的频率小于丙光的频率,故C正确;
D.丁图中,原子核F的比结合能大于原子核E的比结合能,原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损,要释放能量,故D错误。
故选BC。
【分析】甲图中,三种放射线处在磁场中,没有偏转的为γ粒子,穿透能力最强,电离能力最弱;能级差是量子化的,当吸收的能量大于等于电离能,才能发生电离;结合光电效应知识分析;重核裂变、轻核聚变都有质量亏损,都向外释放能量,从而即可求解。
10.(2024高二下·钦州期末)一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a,整个过程由两个等温变化和两个等容变化组成。在a→b和d→a的过程中,气体放出的热量分别为5J和18J;在b→c和c→d的过程中,气体吸收的热量分别为18J和15J。下列说法正确的是( )
A.状态c比状态a的温度低
B.c→d的过程中气体对外做的功为15J
C.气体完成一次循环对外界做的功为10J
D.b→c过程中,单位时间内器壁的单位面积上分子碰撞次数不变
【答案】B,C
【知识点】热力学第一定律及其应用;气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】本题考查了气体状态变化图像问题,根据图示图像分析清楚气体变化过程与变化性质是解题的前提,要明确各个过程的变化规律,结合理想气体状态方程或气体实验定律分析是关键。A.b→c过程,气体体积不变,压强增大,根据查理定律可知,气体温度升高,即状态c比状态b的温度高,又由于a→b为等温过程,所以状态c比状态a的温度高,故A错误;
B.c→d的过程中,气体温度不变,内能不变,气体吸收热量15J,根据热力学第一定律可知,气体对外做的功为15J,故B正确;
C.气体完成一次循环回到状态a,气体温度不变,内能不变,根据题意可知,气体与外界传递
即在一次循环过程,气体吸收热量为10J,根据热力学第一定律可知,气体完成一次循环对外界做的功为10J,故C正确;
D.b→c过程,气体体积不变,气体分子分布的密集程度不变,结合上述可知,b→c过程,气体温度升高,气体分子运动的平均速率增大,则单位时间内器壁的单位面积上分子碰撞次数增加,故D错误。
故选BC。
【分析】b→c过程,气体体积不变,c→d的过程中,气体温度不变,对照选项逐一分析,结合气体实验定律和热力学第一定律求解。
11.(2024高二下·钦州期末)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,每油酸酒精溶液中有纯油酸,用注射器和量筒测得上述溶液为30滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开。
(1)本实验中做了三点理想化假设:
①将油酸分子视为 ;
②油膜看成单分子层;
③油酸分子是紧挨在一起的。
(2)测得油膜的面积约为,则油酸分子的直径是 。
【答案】(1)球形
(2)
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】本题考查“用单分子油膜估测分子大小”实验的三点理想化假设和数据处理以及误差分析。(1)本实验中做了三点理想化假设:①将油酸分子视为球形;②油膜看成单分子层;③油酸分子是紧挨在一起的。
(2)1滴油酸酒精溶液中有纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
【分析】(1)本实验中做了三点理想化假设:油酸分子视为球形,油膜看成单分子层,油酸分子是紧挨在一起的;
(2)计算出1滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积V,应用求解分子直径;
12.(2024高二下·钦州期末)“祖冲之”研究小组用如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压与入射光频率,作出如图乙所示的图像,电子电荷量为e。
(1)实验时,图甲中极板A应连接电源的 极。
(2)由图乙中的实验数据可求出普朗克常量h= 。
(3)若在发生光电效应的前提下,增大入射光的频率,图乙中a的值 ,b的值 。(均填“增大”“不变”或“减小”)
【答案】(1)负
(2)
(3)不变;不变
【知识点】光电效应
【解析】【解答】光电效应方程:Ek=hν-W0,其中hν为入射光子的能量,Ek为光电子的最大初动能,W0是金属的逸出功。
(1)本实验研究遏止电压与入射光频率之间的关系,所以需加反向电压,即图甲中极板A应连接电源的负极。
(2)根据爱因斯坦光电效应
根据动能定理
整理得
所以图线的斜率为
解得
(3)根据可知,图乙中横截距为
所以a的值为截止频率,与入射光频率无关;纵截距为
所以b的值也与入射光频率无关。所以,增大入射光的频率,a的值和b的值都不变。
【分析】(1)本实验研究遏止电压与入射光频率之间的关系,所以需加反向电压;
(2)根据爱因斯坦光电效应方程,得到电压与频率的函数关系式,通过关系式求解普朗克常数;
(3) 增大入射光的频率, 不会改变图像的斜率以及截距,a和b都不变。
13.(2024高二下·钦州期末)如图所示,是等腰直角三棱镜的横截面,,一束光从边的中点垂直入射,在边恰好发生全反射,后垂直边射出,已知光在真空中的传播速度,求:
(1)棱镜对该光的折射率;
(2)光在棱镜中的传播时间(保留根号)。
【答案】(1)一束光从边的中点垂直入射,在边恰好发生全反射,可知全反射临界角为
根据
可得棱镜对该光的折射率为
(2)光在棱镜中的传播路程
光在棱镜中的传播速度为
光在棱镜中的传播时间为
【知识点】光的折射及折射定律;光的全反射
【解析】【分析】(1)根据全反射临界角公式解得折射率;
(2)根据几何关系解得光程,根据解得光速,从而计算传播时间。
14.(2024高二下·钦州期末)在水平面有一长木板A,A通过轻弹簧连接滑块B,刚开始,弹簧处于原长,滑块B、长木板A都处于静止状态,现有一个滑块C以的速度从长木板左端向右运动,与滑块B发生碰撞,碰后粘在一起,碰撞时间极短。三个物体的质量均为,不计一切摩擦阻力,求:
(1)滑块C、滑块B碰撞过程中的能量损失Q;
(2)弹簧弹性势能的最大值。
【答案】(1)滑块C、B碰撞过程中,动量守恒
根据能量守恒
解得
(2)当三个物体共速时,弹簧压缩量最大,弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒
根据能量守恒
解得
【知识点】碰撞模型
【解析】【分析】(1)滑块C、B碰撞过程中,动量守恒,根据能量守恒求解碰撞过程中的能量损失;
(2)当三个物体共速时,弹簧压缩量最大,弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒求解共同速度,根据能量守恒定律求解弹簧弹性势能的最大值。
15.(2024高二下·钦州期末)水银气压计中混入了一个空气泡,空气泡上升到水银柱的上方,使水银柱的上方不再是真空,使得水银气压计的读数比实际的大气压要小。已知地的实际大气压是,温度是27℃,水银气压计放在地时的读数是,此时管中水银面到管顶的长度是。把水银气压计放在地时的读数是,地的实际大气压是,,求地的实际气温是多少摄氏度?
【答案】当实际大气压为时,封闭气体压强为
设管内部横截面积为S,则封闭气体体积为
温度为
在地时,封闭气体的压强
此时水银柱高度下降,封闭气体体积为
根据理想气体状态方程
代入数据求得
所以,B地的实际气温是
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】以气压计水银柱上方气体为研究对象,求出气体的状态参量,应用理想气体状态方程求出气体的温度即为B地的实际气温是。
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