2019-2020学年湖南省常德市武陵区芷兰实验学校高二（下）开学物理试卷

2019-2020学年湖南省常德市武陵区芷兰实验学校高二（下）开学物理试卷
一、单选题（本题共8小题，每小题3分共计24分。每题有四个选项，其中只有一个选项正确）
1．（3分）下列说法正确的是（　　）
A．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，从而建立了原子核式结构模型
B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
C．原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定小于质子数
D．大量处于基态的氢原子在单色光的照射下，发出多种频率的光子，其中必有一种与入射光频率相同
2．（3分）某信号源中有直流成分、交流高频成分和交流低频成分，为使放大器仅得到交流低频成分，下列电路中可行的是（　　）
A． B．
C． D．
3．（3分）如图所示，接在理想变压器回路中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么理想变压器的匝数比n1：n2：n3为（　　）

A．1：1：1 B．3：2：1 C．6：2：1 D．2：2：1
4．（3分）一个匝数为100匝，电阻为0.5Ω的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图所示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为（　　）

A．A B．A C．A D．6A
5．（3分）如图所示，在研究光电效应实验的电路中，设光电管阴极K的逸出功为W0，电源的电动势E＝4.0V，内阻可忽略。滑动变阻器的金属丝电阻均匀，总有效长度为L．滑动触头P置于金属电阻丝的正中央c点，闭合开关，用光子能量为3.5eV的一束单色光照射光电管阴极K，发现灵敏电流计示数不为零；将滑动触头P从c点向左移动L，电流计示数刚好减小到零。若将滑动触头P从c点向右移动L，光电子到达阳极A的最大动能为Ekmax，则（　　）

A．W0＝2.5eV，Ekmax＝1.0eV B．W0＝2.5eV，Ekmax＝2.0eV
C．W0＝1.0eV，Ekmax＝1.0eV D．W0＝1.0eV，Ekmax＝2.0eV
6．（3分）如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据玻尔理论，下列说法中正确的是（　　）
A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长
B．大量处于n＝4能级的电子向低能级跃迁时可放出4种频率的光子
C．从n＝4能级跃迁到n＝3能级，电子的电势能增大
D．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时辐射的光子可以使逸出功为2.5 eV 的金属发生光电效应
7．（3分）用α粒子照射充氮的云室，摄得如图所示的照片，下列说法中正确的是（　　）

A．A是α粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径迹
B．B是α粒子的径迹，A是质子的径迹，C是新核的径迹
C．C是α粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹
D．B是α粒子的径迹，C是质子的径迹，A是新核的径迹
8．（3分）关于一定量的气体，下列说法错误的是（　　）
A．气体温度每升高1开和每升高1摄氏度等价
B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
二、多选题（本题共4小题，每小题4分共计16分．每题有四个选项，其中有两个或两个以上选项正确，全部选对得4分，对而不全得少量分）
9．（4分）下列说法正确的是（　　）
A．金属发生光电效应时，逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B．重核裂变（U+n→Xe+Sr+2n）释放出能量，Xe的结合能比U的大
C．8gRn经22.8天后有7.875g衰变成Po，则Rn的半衰期为3.8天
D．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长
10．（4分）在使两个分子间的距离由很远（r＞10﹣9m）减小到平衡距离r0的过程中（　　）
A．分子间的引力和斥力一直增大，且二者的合力也一直增大
B．分子间的引力和斥力一直增大，但二者的合力先增大后减小
C．分子间的作用力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大
D．分子间的作用力一直做正功，分子势能一直减小
11．（4分）在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（　　）

A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
12．（4分）下列说法正确的是（　　）
A．饱和汽压与温度和体积都有关
B．绝对湿度的单位是Pa，相对湿度没有单位
C．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快
D．饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等
三、解答题（共2小题，满分14分）
13．（8分）贝可勒尔发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕。如图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场中分成A、B、C三束。
（1）三种射线中，穿透能力最强，经常用来对金属探伤的是　 　射线；电离作用最强，动量最大，经常用来轰击原子核的是　 　射线。
（2）请完成以下与上述粒子有关的两个核反应方程：
Th→Pa+　 　；　 　+Al→P+n。

14．（6分）在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．
（1）这种估测方法是将每个分子视为　 　，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为　 　，这层油膜的厚度可视为油酸分子的　 　．
（2）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为　 　m3，油膜面积为　 　m2，求得的油膜分子直径为　 　m．（结果全部取两位有效数字）
四、解答题（本题共4小题，共计46分，要求格式规范，字迹工整，有必要的文字说明，有重要的方程）
15．（10分）如图所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20cm，ad边长l2＝25cm，放在磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的oo'轴以A的转速匀速转动，线圈电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝9Ω，t＝0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转处纸外、cd边转入纸里，求：
（1）t＝0时感应电流的方向；
（2）感应电动势的瞬时值表达式；
（3）线圈转一圈外力做的功；
（4）从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量。

16．（12分）在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，静止的原子核X发生衰变，放出的粒子与反冲核Y都做匀速圆周运动，两个圆的半径之比为27：2，如图所示。
（1）写出衰变方程；
（2）已知X，Y和放出的粒子的质量分别为mX、mY和m0光在真空中的速度为c，若X衰变过程的同时放出能量为Eγ的γ光子，且衰变放出的光子的动量可忽略，求放出的粒子的动能。

17．（10分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃．求：
①该气体在状态B、C时的温度分别为多少摄氏度？
②该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？

18．（14分）如图所示，水平放置的导热气缸A和B底面积相同，长度分别为2L和L，两气缸通过长度为L的绝热管道连接；厚度不计的绝热活塞a、b可以无摩擦地移动，a的横截面积为b的两倍。开始时A、B内都封闭有压强为P0、温度为T0的空气，活塞a在气缸A最左端，活塞b在管道最左端。现向右缓慢推动活塞a，当活塞b恰好到管道最右端时，停止推动活塞a并将其固定，接着缓慢加热气缸B中的空气直到活塞b回到初始位置，求：
（1）活塞a向右移动的距离及此时A，B部份气体的压强；
（2）活塞b回到初始位置时气缸B中空气的温度。


2019-2020学年湖南省常德市武陵区芷兰实验学校高二（下）开学物理试卷
参考答案
一、单选题（本题共8小题，每小题3分共计24分。每题有四个选项，其中只有一个选项正确）
1． 解：A、汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，卢瑟福建立了原子核式结构模型，故A错误。
B、贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现原子核具有复杂结构，但并不是发现了原子中存在原子核，故B错误。
C、质量数等于质子数与中子数之和，质子数和中子数的关系与元素的种类有关，中子数不一定大于质子数，故C错误。
D、处于基态的氢原子在某单色光束照射下，先吸收能量向高能级跃迁，然后再从高能级向低能级跃迁，其中从吸收光子后的最高的能级向基态跃迁时发出的光子的标量与吸收的光子的能量是相等的，故D正确。
故选：D。
2． 解：A、电阻R对电流没有筛选的作用，不能改变电流的成分。故A错误；
B、L在此的功能为通直流、阻交流，通低频，阻高频，将低频的交流成分送到下一级，所以输出端的电流是直流，或直流加交流低频成分。故B错误；
C、电容的作用是阻直流，同交流，阻低频，通高频，将高频的交流成分送到下一级。故C错误；
D、C1在此的功能为通交流，隔直流，使交流能到达下一级电路，叫隔直电容；C2与输出电路并联，起到通高频，阻低频，使高频成分能通过，低频成分到达下一级，C2又叫高频旁路电容，因此输出端为交流低频成分。故D正确。
故选：D。
3． 解：灯泡规格相同，且全部正常发光知：流经每个灯泡的电流都相等设为I，每个灯泡两端电压都相等设为u，
则U2＝2u，U3＝u；
根据输入功率等于输出功率知：u1I＝u2I+u3I，u1＝3u，
再根据电压与匝数成正比知n1：n2：n3＝u1：u2：u3＝3：2：1．故B正确，ACD错误。
故选：B。
4． 解：0﹣1s内的磁通量变化率为：K1＝Wb/s＝0.01Wb/s
则感应电动势为：E1＝＝1V；
1﹣1.2s内的磁通量变化率为：K2＝Wb/s＝0.05Wb/s
则感应电动势为：E2＝＝5V；
对一个定值电阻，在一个周期内产生的热量为：Q＝Q1+Q2＝＝12J；
根据有交流电有效值的定义：Q＝I2RT得：I＝2A，故ACD错误，B正确；
故选：B。
5． 解：入射光的光子能量ε＝hν＝3.5 eV，阴极K的逸出功为W0，则逸出光电子的最大初动能Ek1＝hν﹣W0；P从c点向左移动L，光电管上加有反向电压U＝E＝1.0 V，电流计示数刚好减小到零，故﹣eU＝0﹣Ek1，Ek1＝1.0 eV，W0＝3.5 eV﹣1.0 eV＝2.5 eV；触头P从c点向右移动L，光电管上加有正向电压U′＝E＝1.0 V，则光电子到达阳极A的最大动能Ekmax＝Ek1+eU′＝2.0 eV，故B正确，ACD错误。
故选：B。
6． 解：A、由图可知，从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝4能级跃迁到n＝2能级辐射出光子能量小，则辐射的光子频率小，所以辐射的电磁波的波长长。故A正确。
B、根据玻尔理论，大量处于n＝4能级的电子向低能级跃迁时可放出＝6种频率的光子。故B错误。
C、从n＝4能级跃迁到n＝3能级，氢原子向外发射电子，电子的半径减小，则电子的电势能减小。故C错误。
D、从n＝3能级跃迁到n＝2能级时辐射的光子的能量E32＝E3﹣E2＝﹣1.51﹣（﹣3.4）＝﹣1.89eV＜2.5eV，可知不能使逸出功为2.5eV的金属发生光电效应。故D错误。
故选：A。
7． 解：根据电荷数守恒质量数守恒，α粒子与氮核发生核反应，产生氧核和质子，则粗而短的是氧核的径迹，细而长的是质子的径迹。故D正确。
故选：D。
8． A、热力学温标和摄氏温标的关系为：T＝（t+273.16）K，，故A正确；
B、减弱气体分子热运动就是减小分子平均动能，平均动能减小，温度降低，故B正确；
C、在完全失重的情况下，气体分子无规则运动仍不停息，气体对容器壁的碰撞不停止，所以气体的压强不为零，故C错误；
D、由理想气体状态方程知，压强P一定，气体体积与温度成正比，故D正确。
故选：C。
二、多选题（本题共4小题，每小题4分共计16分．每题有四个选项，其中有两个或两个以上选项正确，全部选对得4分，对而不全得少量分）
9． 解：A、根据爱因斯坦光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，故A项错误；
B、重核裂变过程释放出能量，组成原子核的核子越多，它的结合能越大，故B项错误；
C、根据衰变规律，得，由题意知，m剩＝（8﹣7.875）g＝0.125 g，t＝22.8天，解得T＝3.8天，故C项正确；
D、根据可知，入射光的能量与波长成反比，氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，则氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，故D项错误；
故选：C。
10． 解：F﹣r和Ep﹣r图象如下：

AB、两个分子间的距离由很远（r＞10﹣9m）减小到平衡距离r0的过程中，分子的引力和斥力一直增大，而它们的合力先增大后减小，故A错误，B正确。
CD、两个分子间的距离由很远（r＞10﹣9m）减小到平衡距离r0的过程中，分子间的作用力F表现为引力，分子力一直做正功，分子势能一直减小，故C错误，D正确。
故选：BD。
11． 解：A、升压变压器的输出由输入电压决定，发电厂的输出电压不变且等于升压变压器的输入电压，所以升压变压器的输出电压不变。故A错误；
B、发电厂输出功率等于升压变压器的输出功率，有P1＝U1I线，U损＝I线R，降压变压器的输出电压U2＝U1﹣U损，U1不变，P1增加，U损增大，U2减小，故B错误；
C、输电线上损耗的功率P损＝I线2R，I线增大，P损增大。故C正确；
D、输电线上损耗的功率占总功率的比例式为＝＝，U1，R不变，I线增大，输电线上损耗的功率占总功率的比例增大。故D正确；
故选：CD。
12． 解：A、饱和汽压与温度有关，与体积无关，则A错误；
B、绝对湿度及压强表示其单位是Pa，相对湿度没有单位，则B正确；
C、空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，则C错误；
D、饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等，则D正确。
故选：BD。
三、解答题（共2小题，满分14分）
13． 解：（1）α射线为氦核，带正电，β射线为电子流，带负电，γ射线为高频电磁波，故根据电荷所受电场力特点可知：A为β射线，B为γ射线，C为α射线，三种射线中，穿透能力最强，经常用来对金属探伤的是γ射线；电离作用最强，动量最大，经常用来轰击原子核的是α射线。
（2）根据质量数和电荷数守恒定律，则有：→+；+Al→P+n。
故答案为：（1）B，C；（2），
14． 解：（1）这种估测方法是将每个分子视为球体，让油酸尽可能在水面散开，形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．
（2）一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为
据题意：完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．根据大于半格算一个计算，超过半格的方格个数为n＝67+14＝81，
则油膜面积为＝
油酸在水面上形成单分子油膜，则油膜分子直径为 d＝
故答案为：（1）球体 单分子油膜 直径 （2）4.0×10﹣12 8.1×10﹣3 4.8×10﹣10
四、解答题（本题共4小题，共计46分，要求格式规范，字迹工整，有必要的文字说明，有重要的方程）
15． 解：（1）根据右手定则得出感应电流的方向是adcb，如图：

（2）n＝3000r/min的转速匀速转动，所以线圈的角速度ω＝100πrad/s感应电动势的最大值为：Em＝nBSω＝314V
所以感应电动势的瞬时值表达式为e＝nBωScosωt＝314cos100πt（V）
（3）电动势有效值为，电流
线圈转一圈外力做功等于电功的大小，即W＝I2（R+r）T＝98.6J
（4）线圈由如图位置转过90°的过程中，△Φ＝BSsin90°
通过R的电量为
答：（1）t＝0时感应电流的方向是adcb；（2）感应电动势的瞬时值表达式e＝314cos100πt（V）；（3）线圈转一圈外力做的功为98.6J；（4）从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量为0.1C。
16． 解：（1）由于新核和放出的粒子的轨迹是外切圆，说明放出的粒子带正电，是α衰变，核反应方程为：；
（2）上述衰变过程的质量亏损为△m＝mX﹣mY﹣m0，放出的能量为△E＝△mc2
该能量是Y的动能EY，α粒子的动能E0和γ光子的能量Eγ之和：△E＝EY+E0+Eγ
设衰变后的Y核和α粒子的速度分别为vY和v0，
则由动量守恒有：mYvY＝m0v0
又由动能的定义可知；
，
，
解得：
答：（1）衰变方程为；
（2）放出的粒子的动能。
17． 解：①一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，发生等容变化，则有：＝，
已知该气体在状态A时的温度为27℃．TA＝273+t＝300K，
解得：TB＝200K，即为：TB＝﹣73℃；
从B到C过程发生等压变化，则有：＝，
解得：TC＝300K，即为：TC＝27℃
②该气体从状态A到状态C的过程中，体积增大，气体对外做功，而内能不变，则吸热。
吸收的热量为：Q＝﹣W＝﹣（﹣P△V）＝2×105×（3﹣2）×10﹣3J＝200J。
答：①该气体在状态B、C时的温度分别为﹣73℃与27℃；
②该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，传递的热量是200J。
18． 解：（1）设绝热活塞到达管道口右边且右端面与管口齐平时，A气缸中的活塞向右移动x，此时A、B中气体压强为p，则：
对A气体：初态压强为p0，体积为2LS
末态：压强为p，体积为
根据玻意耳定律可得：①
对B气体：初态压强为p0，体积为LS+
末态压强为p，体积为LS
根据玻意耳定律可得：②
①②联立解得：，x＝
（2）设气缸B的温度为T、压度为p′时，绝热活塞加到初始位置，
对气体B：初态压强为p，体积为LS，温度为T0
末态压强为p′，体积为，温度为T
由理想气体状态方程可得：
③
对气体A：初态压强为p，体积为
末态压强为p′，体积为（2L﹣x）S
根据玻意耳定律可得
④
③④联立解得：
答：（1）活塞a向右移动的距离及此时A，B部份气体的压强分别为和；
（2）活塞b回到初始位置时气缸B中空气的温度为。