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广东省深圳外国语学校龙华学校2021-2022学年高二下学期期中考试物理试卷
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这是一份广东省深圳外国语学校龙华学校2021-2022学年高二下学期期中考试物理试卷，共27页。
1.（单选题，4分）如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（ ）
A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转
2.（单选题，4分）如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象正确的是（ ）
A.有光子从锌板逸出
B.有电子从锌板逸出
C.验电器带负电
D.锌板带负电
3.（单选题，4分）下列说法正确的是（ ）
A.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
B.能量耗散过程中能量不守恒
C.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
D.热量可从低温物体传向高温物体而不引起其它变化
4.（单选题，4分）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是（ ）
A.I增大，λ增大
B.I增大，λ减小
C.I减小，λ增大
D.I减小，λ减小
5.（单选题，4分）国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事。据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为 24 He+X→ 48 Be+γ，方程中X表示某种粒子， 48 Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是（ ）
A.X粒子是 24 He
B.若使 48 Be的温度降低，其半衰期会减小
C.经过2T，一定质量的 48 Be占开始时的 18
D.“核燃烧”的核反应是裂变反应
6.（单选题，4分）原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 24 He核的结合能约为14MeV
B. 3689 Kr核比 56144 Ba核更稳定
C.两个 12 H核结合成 24 He核时吸收能量
D.在核反应 92235 U+ 01 n→ 3689 Kr+ 56144 Ba+3 01 n中，要吸收热量
7.（单选题，4分）负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是（ ）
A.负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能
B.负压病房内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
C.负压病房内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
D.相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
8.（单选题，4分）如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内，则（ ）
A.b点的磁感应强度为零
B.ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里
C.cd导线受到的安培力方向向右
D.同时改变两导线的电流方向，cd导线受到的安培力方向不变
9.（多选题，5分）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A.微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B.当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D.小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
10.（多选题，5分）如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n=3能级，下列说法中正确的是（ ）
A.这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波
B.这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV
C.从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光波长最长
D.这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁
11.（多选题，5分）如图，静止的 92238 U核发生α衰变后生成反冲Th核，两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.衰变方程可表示为： 92238 U→ 90234 Th+ 24 He
B.Th核和α粒子的圆周轨道半径之比为1：45
C.Th核和α粒子的动能之比为1：45
D.Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相反
12.（问答题，5分）用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀的撒入痱子粉
B．将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液
C．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为20mm）
D．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积
E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓
F．按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
（1）上述步骤中，正确的顺序是___ （填步骤前的字母）。
（2）如图所示为描出的油膜轮廓，油膜的面积约为___ m2。
（3）已知50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为___ m（保留两位有效数字）。
13.（问答题，10分）在“探究气体压强与体积的关系”的实验中，如图1所示，完成下列问题。
（1）实验中的研究对象是 ___ ，实验中应保持不变的参量是 ___ ，它的体积由 ___ 直接读出，它的压强由 ___ 传感器等计算机辅助系统得到。
（2）某同学在实验中测得的数据在计算机屏幕上显示如表所示，仔细观察“p-V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的原因可能是 ___ 。
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B．实验时环境温度升高了
C．实验时外界大气压强发生了变化
D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
（3）某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图2所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的 ___ 。
A．热力学温度T
B．摄氏温度t
C．体积V
D．体积的倒数 1V
（4）实验过程中下列哪些操作是错误的 ___ 。
A．推拉活塞时，动作要慢
B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验
D．活塞与针筒之间要保持气密性
14.（问答题，10分）为确保广大师生健康安全，学校消毒工作是防疫的重点。图为某校使用的气压式喷雾器，该喷雾器的容器容积为3L，容器内气体压强至少达到1.2×105Pa才能将容器内消毒液呈雾状喷出。现向容器内注入2L消毒液并封闭容器，然后向容器内打气，每次打气能将压强p0=1.0×105Pa、体积△V=100mL的空气打入容器内，打气过程中容器内气体温度一直与外界温度相同，不计细管的体积。
① 要使容器中的消毒液呈雾状喷出，至少需要打气多少次；
② 若经过多次打气，容器内空气压强达到3.0×105Pa，要将药液呈雾状喷出，最多能喷出多少升消毒液？
15.（问答题，12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B时的热力学温度TB=300K，求：
（1）该气体在状态A时的热力学温度TA；
（2）该气体在状态C时的热力学温度TC；
（3）该气体从状态A到状态C的过程中，气体内能的变化量ΔU以及该过程中气体从外界吸收的热量Q。
16.（问答题，16分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m=5.0×10-8kg、电量为q=1.0×10-6C的带电粒子，从静止开始经U0=10V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP=30cm，（粒子重力不计，sin37°=0.6，cs37°=0.8），求：
（1）带电粒子到达P点时速度v的大小
（2）若磁感应强度B=2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求QO的距离
（3）若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B'满足的条件。
2021-2022学年广东省深圳外国语学校龙华学校高二（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
试题数：16，满分：100
1.（单选题，4分）如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（ ）
A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转
【正确答案】：A
【解析】：明确α粒子散射实验现象的内容以及造成这种现象的原因，正确利用物体受力和运动的关系判断。
【解答】：解：A、α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过
90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），故A正确，D错误；
B、依据α粒子散射实验现象，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，故B错误。
C、发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，故C错误；
故选：A。
【点评】：对于α粒子散射实验要明确其实验现象和结论，了解该实验的历史背景和历史作用。
2.（单选题，4分）如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象正确的是（ ）
A.有光子从锌板逸出
B.有电子从锌板逸出
C.验电器带负电
D.锌板带负电
【正确答案】：B
【解析】：用紫外线照射锌板时，发生光电效应，有电子从锌板逸出，锌板失去电子带正电，验电器带正电。
【解答】：解：用紫外线照射锌板时，发生光电效应，有电子从锌板逸出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电而张开一定角度。故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】：该题考查了光电效应的相关知识，解决本题的关键知道发生光电效应时有光电子从金属中飞出．
3.（单选题，4分）下列说法正确的是（ ）
A.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
B.能量耗散过程中能量不守恒
C.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
D.热量可从低温物体传向高温物体而不引起其它变化
【正确答案】：C
【解析】：第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律；能量耗散的过程中是能量向品质低的内能转变过程，总的能量是守恒的；根据热力学第二定律判断。
【解答】：解：A、第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律，故A错误；
B、能量耗散的过程中是能量向品质低的内能转变过程，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，故B错误；
C、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，符合热力学第二定律，故C正确；
D、由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，但要引起其他变化，故D错误。
故选：C。
【点评】：本题考查了第一类永动机、能量耗散、热力学第二定律的理解，属于基础知识的考查，要求学生对这些知识要重视课本，强化理解并记忆。
4.（单选题，4分）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是（ ）
A.I增大，λ增大
B.I增大，λ减小
C.I减小，λ增大
D.I减小，λ减小
【正确答案】：B
【解析】：根据黑体辐射实验的规律可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度I都有增强，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
【解答】：解：根据黑体辐射实验的规律可知，随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度I都有增强，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故若人体温度升高，则人体热辐射强度I增大，辐射强度极大值对应的波长λ减小，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】：本题以“测温枪”为背景命制试题，考查了黑体辐射实验的规律，要求学生对实验规律要理解并强化记忆。
5.（单选题，4分）国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事。据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为 24 He+X→ 48 Be+γ，方程中X表示某种粒子， 48 Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是（ ）
A.X粒子是 24 He
B.若使 48 Be的温度降低，其半衰期会减小
C.经过2T，一定质量的 48 Be占开始时的 18
D.“核燃烧”的核反应是裂变反应
【正确答案】：A
【解析】：根据电荷数守恒、质量数守恒的X的电荷数和质量数；半衰期的大小与温度无关；经过一个半衰期，原子核有半数发生衰变；太阳内部进行的是核聚变。
【解答】：解：A、根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为2，质量数为4，即X粒子是 24 He，故A正确。
B、半衰期的大小与温度无关，若使 48 Be的温度降低，其半衰期不变，故B错误。
C、经过2T，一定质量的 48 Be占开始时的 14 ，故C错误。
D、“核燃烧”的核反应是聚变反应，故D错误。
故选：A。
【点评】：本题考查了衰变和核反应类型，知道衰变的实质，影响半衰期大小的因素，注意半衰期的大小由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关。
6.（单选题，4分）原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 24 He核的结合能约为14MeV
B. 3689 Kr核比 56144 Ba核更稳定
C.两个 12 H核结合成 24 He核时吸收能量
D.在核反应 92235 U+ 01 n→ 3689 Kr+ 56144 Ba+3 01 n中，要吸收热量
【正确答案】：B
【解析】：分析图象，确定相关原子核的平均结合能的关系，原子核的结合能等于平均结合能与核子数的乘积；平均结合能越大的原子核越稳定；核子结合成原子核，质量亏损，释放能量；重核裂变，质量亏损，释放能量。
【解答】：解：A、分析图象可知， 42He 核的平均结合能为7MeV，根据平均结合能的定义可知， 42He 核的结合能为7×4MeV=28MeV，故A错误；
B、平均结合能越大的原子核越稳定，分析图象可知， 8936Kr 核比 14456Ba 核的平均结合能大，所以 8936Kr 核比 14456Ba 核更稳定，故B正确；
C、核子结合成原子核时，质量亏损，释放核能，故两个 12 H核结合成 24 He核时放出能量，故C错误；
D、重核裂变时，质量亏损，根据公式ΔE=Δmc2，释放能量，故D错误。
故选：B。
【点评】：本题考查了原子核的结合能的相关知识，明确平均结合能大的原子核稳定，从图象中提取相关信息是解题的关键。
7.（单选题，4分）负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是（ ）
A.负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能
B.负压病房内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
C.负压病房内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
D.相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
【正确答案】：C
【解析】：温度是气体分子平均动能的标志；气体压强微观解释：由单位体积气体分子数和气体分子撞击器壁力度决定；
【解答】：解：A、温度是气体分子平均动能的标志，负压病房的温度和外界温度相同，故负压病房内气体分子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能，故A错误；
B、负压病房内气体分子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能，二者气体分子的平均运动速率相等，故B错误；
C、决定气体分子压强的微观因素：单位体积气体分子数和气体分子撞击器壁力度决定，现内外温度相等，即气体分子平均动能相等（撞击力度相等），压强要减小形成负压，则要求负压病房内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C正确；
D、压力F=pS，内外压强不等，相同面积负压病房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：C。
【点评】：结合最新社会热点，生活实际是创新题的特点，要善于审题，提取有效的解题信息。
8.（单选题，4分）如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内，则（ ）
A.b点的磁感应强度为零
B.ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里
C.cd导线受到的安培力方向向右
D.同时改变两导线的电流方向，cd导线受到的安培力方向不变
【正确答案】：D
【解析】：本题考查了磁场的叠加，根据导线周围磁场分布可知，与导线等距离地方磁感应强度大小相等，根据安培定则判断出两导线在a点形成磁场方向，根据合磁场大小从而求出单根导线在a点形成磁感应强度大小，进一步求出b点磁感应强度大小。
【解答】：解：A、根据右手定则可知b处的两处分磁场方向均为垂直纸面向外，所以b点的磁场方向向外，不等于0．故A错误；
B、根据安培定则可知，电流ef在a处的磁场垂直纸面向外。故B错误；
C、根据左手定则可判断，方向相反的两个电流的安培力互相排斥，所以cd导线受到的安培力方向向左。故C错误；
D、不管电流方向如何，只要电流方向相反，就互相排斥，故D正确。
故选：D。
【点评】：磁感应强度为矢量，合成时要用平行四边形定则，因此要正确根据右手螺旋定则判断导线周围磁场方向是解题的前提。
9.（多选题，5分）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A.微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B.当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D.小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
【正确答案】：BD
【解析】：布朗运动是指固体小颗粒的运动，不是分子的运动；
当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等；
分子力做正功时，分子势能减小；分子力做负功时，分子势能增大；
单晶体结构规则且具有各向异性；
液体表面存在表面张力的作用，露珠呈球形．
【解答】：解：A、布朗运动是固体小颗粒的运动，它是分子热运动的间接反应，但不是分子热运动；故A错误；
B、分子间作用力随分子间距离的增大而减小，当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等；故B正确；
C、单晶体具有规则的形状，并且也具有各向异性；故C错误；
D、小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用；故D正确；
故选：BD。
【点评】：本题考查布朗运动，分子间的相互作用力、分子势能及单晶体的性质等，均属于选修3-3中的基础内容；要注意准确把握各种现象的本质内容．注意对3-3的全面把握．
10.（多选题，5分）如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n=3能级，下列说法中正确的是（ ）
A.这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波
B.这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV
C.从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光波长最长
D.这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁
【正确答案】：AC
【解析】：根据数学组合公式得出这群氢原子可能发出不同频率的光子；能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小。吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，才能被吸收发生跃迁。
【解答】：解：A、根据 C32=3 知，这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波，故A正确。
B、这群氢原子发出的光子中，从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大，为12.09eV，故B错误。
C、n=3和n=2间的能级差最小，辐射的光子频率最小，波长最大，故C正确。
D、氢原子吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，才能被吸收发生跃迁，故D错误。
故选：AC。
【点评】：本题考查了能级跃迁的基本知识，知道两能级间能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小。
11.（多选题，5分）如图，静止的 92238 U核发生α衰变后生成反冲Th核，两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.衰变方程可表示为： 92238 U→ 90234 Th+ 24 He
B.Th核和α粒子的圆周轨道半径之比为1：45
C.Th核和α粒子的动能之比为1：45
D.Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相反
【正确答案】：AB
【解析】：由电荷守恒及质量守恒得到衰变方程，再根据动量守恒得到两粒子速度之比，进而得到动能之比；由洛伦兹力做向心力求得半径的表达式，代入质量、速度、电荷的比值即可求得半径之比．
【解答】：解：A、已知α粒子为 24 He，则由电荷守恒及质量守恒可知，衰变方程为： 92238 U→ 90234 Th+ 24 He，故A正确；
D、Th核和α粒子都带正电荷，所以，在图示匀强磁场中都是逆时针旋转，故D错误；
C、由动量守恒可得衰变后 vThvα=mαmTh=4234 ，所以，Th核和α粒子的动能之比 12mThvTh212mαvα2=2344×42342=4234 ，故C错误；
B、粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，所以有， Bvq=mv2R ，则 R=mvBq ；
所以，Th核和α粒子的圆周轨道半径之比 RThRα=mThvThBqThmαvαBqα=2344×4234×290=145 ，故B正确；
故选：AB。
【点评】：求衰变方程时要注意电荷、质量都要守恒即反应前后各粒子的质子数总和不变，相对原子质量总数不变，但前后结合能一般发生改变．
12.（问答题，5分）用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀的撒入痱子粉
B．将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液
C．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为20mm）
D．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积
E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓
F．按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
（1）上述步骤中，正确的顺序是___ （填步骤前的字母）。
（2）如图所示为描出的油膜轮廓，油膜的面积约为___ m2。
（3）已知50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为___ m（保留两位有效数字）。
【正确答案】：BDAECF; 0.022; 4.5×10-10
【解析】：（1）实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积。然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径；
（2、3）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d= VS ，求出油酸分子直径。
【解答】：解：（1）上述步骤中，正确的顺序是BDAECF。
（2）根据描出的油膜轮廓，计算得出共有55格，则油膜的面积约为55×4cm2=220cm2=0.022m2。
（3）1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为 V=12×103×50×10−6m3=10−11m3
油酸分子的直径约为 d=VS=10−110.022m≈4.5×10−10m
故答案为：（1）BDAECF；（2）0.022；（3）4.5×10-10。
【点评】：本题考查“用单分子油膜估测分子大小”实验的实验步骤和数据处理。且实验的模型是不考虑油酸分子间的间隙，采用估算的方法求面积，肯定存在误差，但本实验只要求估算分子的大小，数量级符号就行了。
13.（问答题，10分）在“探究气体压强与体积的关系”的实验中，如图1所示，完成下列问题。
（1）实验中的研究对象是 ___ ，实验中应保持不变的参量是 ___ ，它的体积由 ___ 直接读出，它的压强由 ___ 传感器等计算机辅助系统得到。
（2）某同学在实验中测得的数据在计算机屏幕上显示如表所示，仔细观察“p-V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的原因可能是 ___ 。
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B．实验时环境温度升高了
C．实验时外界大气压强发生了变化
D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
（3）某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图2所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的 ___ 。
A．热力学温度T
B．摄氏温度t
C．体积V
D．体积的倒数 1V
（4）实验过程中下列哪些操作是错误的 ___ 。
A．推拉活塞时，动作要慢
B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验
D．活塞与针筒之间要保持气密性
【正确答案】：封闭在注射器内的气体; 温度和质量; 注射器; 压强; D; D; C
【解析】：（1）根据实验原理掌握正确的器材和连接方式；
（2）根据一定质量的理想气体的状态方程pV=CT，理解pV乘积的物理意义并完成分析；
（3）根据一定质量的理想气体的状态方程pV=CT，理解pV乘积的物理意义并完成分析；
（4）根据实验原理掌握正确的实验操作。
【解答】：解：（1）实验中的研究对象是封闭在注射器中的气体，实验中应保持不变的参量是温度和质量，它的体积由注射器直接读出，压强由压强传感器等计算机辅助系统得到；
（2）根据公式pV=nRT可知，pV的乘积与气体的质量成正相关，由此可知，造成这一现象的原因是实验时注射器内的气体向外发生了泄漏，故D正确，ABC错误；
故选：D。
（3）根据一定质量的理想气体的状态方程pV=CT可知，横坐标表示的物理量是体积的倒数 1V 时，图像的斜率表示pV的乘积，而因为气体的封闭的，质量保持不变，符合题意，故D正确，ABC错误；
故选：D。
（4）AB、推拉活塞时，动作要慢，否则会引起气体温度的变化；推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分，否则会改变气体的温度，故AB正确；
C、压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体已发生了泄漏，应重新开始实验，故C错误；
D、活塞与针筒之间要保持气密性，故D正确；
本题选错误的，故选：C。
故答案为：（1）封闭在注射器中的气体；温度和质量；注射器；压强；（2）D；（3）D；（4）C
【点评】：本题主要考查了一定质量的理想气体的实验规律，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式pV=CT即可完成分析。
14.（问答题，10分）为确保广大师生健康安全，学校消毒工作是防疫的重点。图为某校使用的气压式喷雾器，该喷雾器的容器容积为3L，容器内气体压强至少达到1.2×105Pa才能将容器内消毒液呈雾状喷出。现向容器内注入2L消毒液并封闭容器，然后向容器内打气，每次打气能将压强p0=1.0×105Pa、体积△V=100mL的空气打入容器内，打气过程中容器内气体温度一直与外界温度相同，不计细管的体积。
① 要使容器中的消毒液呈雾状喷出，至少需要打气多少次；
② 若经过多次打气，容器内空气压强达到3.0×105Pa，要将药液呈雾状喷出，最多能喷出多少升消毒液？
【正确答案】：
【解析】：（1）在温度不变的情况下，筒内气体发生等温变化。根据玻意耳定律求解筒活塞需要循环工作的次数；
（2）内外气压相同时不再往外喷洒，喷雾器能喷出的水的体积最大值，根据理想气体状态方程列式求解即可。
【解答】：解： ① 设至少需要打n次气，喷液前容器内空气体积为V0，打气过程为等温过程，
根据玻意耳定律可得：
p0（V0+n△V）=1.2p0V0
解得：n=2次；
② 设容器内空气压强为1.2×105Pa时，气体体积为V1，打气过程为等温过程，根据玻意耳定律可得：
3p0V0=1.2p0V1，
最多喷出消毒液的体积为：
V2=V1-V0，
联立解得：V2=1.5L；
答： ① 要使容器中的消毒液呈雾状喷出，至少需要打气2次；
② 要将药液呈雾状喷出，最多能喷出升消毒液1.5L。
【点评】：本题考查了求打气的次数、求剩余消毒液的体积，本题是所谓的“变质量问题”，有一定的难度，本题解题的关键，也是本题的难点是：巧妙地选择研究对象，把变质量问题变为不变质量问题进行研究，选择研究对象后，应用玻意耳定律与理想气体状态方程即可正确解题。
15.（问答题，12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B时的热力学温度TB=300K，求：
（1）该气体在状态A时的热力学温度TA；
（2）该气体在状态C时的热力学温度TC；
（3）该气体从状态A到状态C的过程中，气体内能的变化量ΔU以及该过程中气体从外界吸收的热量Q。
【正确答案】：
【解析】：（1）由A到B气体做等容变化，根据查理定律列式求解A状态温度；
（2）B到C气体做等压变化，根据盖吕萨克定律列式求解；
（3）根据理想气体内能只与温度有关判断气体内能变化；且根据W=PΔV分析求解气体做功，然后根据热力学第一定律求解吸放热。
【解答】：解：（1）气体从状态A到状态B过程做等容变化，有： pATA=pBTB
代入数据解得：TA=900K
（2）气体从状态B到状态C过程做等压变化，有： VBTB=VCTC
解得：TC=900K
（3）因为状态A和状态C温度相等，且气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，所以在该过程中：ΔU=0
气体从状态A到状态B过程体积不变，气体从状态B到状态C过程对外做功，故气体从状态A到状态C的过程中，
外界对气体所做的功为：W=-pΔV=-1×105×（3×10-3-1×10-3）J=-200J
由热力学第一定律有：ΔU=Q+W
解得：Q=200J
答：（1）该气体在状态A时的热力学温度TA为900K；
（2）该气体在状态C时的热力学温度TC为900K；
（3）该气体从状态A到状态C的过程中，气体内能的变化量ΔU为0，该过程中气体从外界吸收的热量Q为200J。
【点评】：解决气体问题的关键是挖掘出隐含条件，正确判断出气体变化过程，合理选取气体实验定律解决问题；对于内能变化。牢记温度是理想气体内能的量度，与体积无关。
16.（问答题，16分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m=5.0×10-8kg、电量为q=1.0×10-6C的带电粒子，从静止开始经U0=10V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP=30cm，（粒子重力不计，sin37°=0.6，cs37°=0.8），求：
（1）带电粒子到达P点时速度v的大小
（2）若磁感应强度B=2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求QO的距离
（3）若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B'满足的条件。
【正确答案】：
【解析】：（1）粒子处于加速阶段，则由动能定理可求出速度大小；
（2）粒子仅在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可求出运动的半径大小。再根据几何关系，建立已知长度与半径的关系，从而即可求得；
（3）由于带电粒子不从x轴射出，根据几何关系可得半径的取值范围，再由半径公式可推导出磁感应强度B'满足的条件。
【解答】：解：（1）对带电粒子的加速过程，由
动能定理 qU=12mv2
代入数据得：v=20m/s
（2）带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，
有： qvB=mv2R
得 R=mvqB
代入数据得：R=0.50m
而 OPcs53° =0.50m
故圆心一定在x轴上，轨迹如图所示。
由几何关系可知：OQ=R+Rsin53°
故OQ=0.90m
（3）带电粒子不从x轴射出（如图），
由几何关系得：OP＞R'+R'cs53° ①
R′=mvqB′ ②
由 ① ② 并代入数据得：B'≥ 163T =5.33T
答：（1）带电粒子到达P点时速度v的大小20m/s；
（2）若磁感应强度B=2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，则QO的距离0.9m；
（3）若粒子不能进入x轴上方，则磁感应强度B'满足大于等于5.33T条件。
【点评】：考查动能定理、牛顿第二定律及向心力公式，同时将几何知识融入题中，从而提升学生分析与解题的能力。序号
V（mL）
p（×105Pa）
p•V（×105Pa•mL）
1
20.0
1.0010
20.020
2
18.0
1.0952
19.714
3
16.0
1.2313
19.701
4
14.0
1.4030
19.642
5
12.0
1.6351
19.621
序号
V（mL）
p（×105Pa）
p•V（×105Pa•mL）
1
20.0
1.0010
20.020
2
18.0
1.0952
19.714
3
16.0
1.2313
19.701
4
14.0
1.4030
19.642
5
12.0
1.6351
19.621
1.（单选题，4分）如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（ ）
A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转
2.（单选题，4分）如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象正确的是（ ）
A.有光子从锌板逸出
B.有电子从锌板逸出
C.验电器带负电
D.锌板带负电
3.（单选题，4分）下列说法正确的是（ ）
A.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
B.能量耗散过程中能量不守恒
C.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
D.热量可从低温物体传向高温物体而不引起其它变化
4.（单选题，4分）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是（ ）
A.I增大，λ增大
B.I增大，λ减小
C.I减小，λ增大
D.I减小，λ减小
5.（单选题，4分）国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事。据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为 24 He+X→ 48 Be+γ，方程中X表示某种粒子， 48 Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是（ ）
A.X粒子是 24 He
B.若使 48 Be的温度降低，其半衰期会减小
C.经过2T，一定质量的 48 Be占开始时的 18
D.“核燃烧”的核反应是裂变反应
6.（单选题，4分）原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 24 He核的结合能约为14MeV
B. 3689 Kr核比 56144 Ba核更稳定
C.两个 12 H核结合成 24 He核时吸收能量
D.在核反应 92235 U+ 01 n→ 3689 Kr+ 56144 Ba+3 01 n中，要吸收热量
7.（单选题，4分）负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是（ ）
A.负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能
B.负压病房内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
C.负压病房内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
D.相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
8.（单选题，4分）如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内，则（ ）
A.b点的磁感应强度为零
B.ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里
C.cd导线受到的安培力方向向右
D.同时改变两导线的电流方向，cd导线受到的安培力方向不变
9.（多选题，5分）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A.微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B.当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D.小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
10.（多选题，5分）如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n=3能级，下列说法中正确的是（ ）
A.这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波
B.这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV
C.从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光波长最长
D.这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁
11.（多选题，5分）如图，静止的 92238 U核发生α衰变后生成反冲Th核，两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.衰变方程可表示为： 92238 U→ 90234 Th+ 24 He
B.Th核和α粒子的圆周轨道半径之比为1：45
C.Th核和α粒子的动能之比为1：45
D.Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相反
12.（问答题，5分）用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀的撒入痱子粉
B．将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液
C．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为20mm）
D．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积
E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓
F．按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
（1）上述步骤中，正确的顺序是___ （填步骤前的字母）。
（2）如图所示为描出的油膜轮廓，油膜的面积约为___ m2。
（3）已知50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为___ m（保留两位有效数字）。
13.（问答题，10分）在“探究气体压强与体积的关系”的实验中，如图1所示，完成下列问题。
（1）实验中的研究对象是 ___ ，实验中应保持不变的参量是 ___ ，它的体积由 ___ 直接读出，它的压强由 ___ 传感器等计算机辅助系统得到。
（2）某同学在实验中测得的数据在计算机屏幕上显示如表所示，仔细观察“p-V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的原因可能是 ___ 。
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B．实验时环境温度升高了
C．实验时外界大气压强发生了变化
D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
（3）某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图2所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的 ___ 。
A．热力学温度T
B．摄氏温度t
C．体积V
D．体积的倒数 1V
（4）实验过程中下列哪些操作是错误的 ___ 。
A．推拉活塞时，动作要慢
B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验
D．活塞与针筒之间要保持气密性
14.（问答题，10分）为确保广大师生健康安全，学校消毒工作是防疫的重点。图为某校使用的气压式喷雾器，该喷雾器的容器容积为3L，容器内气体压强至少达到1.2×105Pa才能将容器内消毒液呈雾状喷出。现向容器内注入2L消毒液并封闭容器，然后向容器内打气，每次打气能将压强p0=1.0×105Pa、体积△V=100mL的空气打入容器内，打气过程中容器内气体温度一直与外界温度相同，不计细管的体积。
① 要使容器中的消毒液呈雾状喷出，至少需要打气多少次；
② 若经过多次打气，容器内空气压强达到3.0×105Pa，要将药液呈雾状喷出，最多能喷出多少升消毒液？
15.（问答题，12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B时的热力学温度TB=300K，求：
（1）该气体在状态A时的热力学温度TA；
（2）该气体在状态C时的热力学温度TC；
（3）该气体从状态A到状态C的过程中，气体内能的变化量ΔU以及该过程中气体从外界吸收的热量Q。
16.（问答题，16分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m=5.0×10-8kg、电量为q=1.0×10-6C的带电粒子，从静止开始经U0=10V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP=30cm，（粒子重力不计，sin37°=0.6，cs37°=0.8），求：
（1）带电粒子到达P点时速度v的大小
（2）若磁感应强度B=2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求QO的距离
（3）若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B'满足的条件。
2021-2022学年广东省深圳外国语学校龙华学校高二（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
试题数：16，满分：100
1.（单选题，4分）如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（ ）
A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转
【正确答案】：A
【解析】：明确α粒子散射实验现象的内容以及造成这种现象的原因，正确利用物体受力和运动的关系判断。
【解答】：解：A、α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过
90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），故A正确，D错误；
B、依据α粒子散射实验现象，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，故B错误。
C、发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，故C错误；
故选：A。
【点评】：对于α粒子散射实验要明确其实验现象和结论，了解该实验的历史背景和历史作用。
2.（单选题，4分）如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象正确的是（ ）
A.有光子从锌板逸出
B.有电子从锌板逸出
C.验电器带负电
D.锌板带负电
【正确答案】：B
【解析】：用紫外线照射锌板时，发生光电效应，有电子从锌板逸出，锌板失去电子带正电，验电器带正电。
【解答】：解：用紫外线照射锌板时，发生光电效应，有电子从锌板逸出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电而张开一定角度。故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】：该题考查了光电效应的相关知识，解决本题的关键知道发生光电效应时有光电子从金属中飞出．
3.（单选题，4分）下列说法正确的是（ ）
A.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
B.能量耗散过程中能量不守恒
C.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
D.热量可从低温物体传向高温物体而不引起其它变化
【正确答案】：C
【解析】：第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律；能量耗散的过程中是能量向品质低的内能转变过程，总的能量是守恒的；根据热力学第二定律判断。
【解答】：解：A、第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律，故A错误；
B、能量耗散的过程中是能量向品质低的内能转变过程，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，故B错误；
C、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，符合热力学第二定律，故C正确；
D、由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，但要引起其他变化，故D错误。
故选：C。
【点评】：本题考查了第一类永动机、能量耗散、热力学第二定律的理解，属于基础知识的考查，要求学生对这些知识要重视课本，强化理解并记忆。
4.（单选题，4分）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是（ ）
A.I增大，λ增大
B.I增大，λ减小
C.I减小，λ增大
D.I减小，λ减小
【正确答案】：B
【解析】：根据黑体辐射实验的规律可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度I都有增强，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
【解答】：解：根据黑体辐射实验的规律可知，随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度I都有增强，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故若人体温度升高，则人体热辐射强度I增大，辐射强度极大值对应的波长λ减小，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】：本题以“测温枪”为背景命制试题，考查了黑体辐射实验的规律，要求学生对实验规律要理解并强化记忆。
5.（单选题，4分）国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事。据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为 24 He+X→ 48 Be+γ，方程中X表示某种粒子， 48 Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则下列说法正确的是（ ）
A.X粒子是 24 He
B.若使 48 Be的温度降低，其半衰期会减小
C.经过2T，一定质量的 48 Be占开始时的 18
D.“核燃烧”的核反应是裂变反应
【正确答案】：A
【解析】：根据电荷数守恒、质量数守恒的X的电荷数和质量数；半衰期的大小与温度无关；经过一个半衰期，原子核有半数发生衰变；太阳内部进行的是核聚变。
【解答】：解：A、根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为2，质量数为4，即X粒子是 24 He，故A正确。
B、半衰期的大小与温度无关，若使 48 Be的温度降低，其半衰期不变，故B错误。
C、经过2T，一定质量的 48 Be占开始时的 14 ，故C错误。
D、“核燃烧”的核反应是聚变反应，故D错误。
故选：A。
【点评】：本题考查了衰变和核反应类型，知道衰变的实质，影响半衰期大小的因素，注意半衰期的大小由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关。
6.（单选题，4分）原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 24 He核的结合能约为14MeV
B. 3689 Kr核比 56144 Ba核更稳定
C.两个 12 H核结合成 24 He核时吸收能量
D.在核反应 92235 U+ 01 n→ 3689 Kr+ 56144 Ba+3 01 n中，要吸收热量
【正确答案】：B
【解析】：分析图象，确定相关原子核的平均结合能的关系，原子核的结合能等于平均结合能与核子数的乘积；平均结合能越大的原子核越稳定；核子结合成原子核，质量亏损，释放能量；重核裂变，质量亏损，释放能量。
【解答】：解：A、分析图象可知， 42He 核的平均结合能为7MeV，根据平均结合能的定义可知， 42He 核的结合能为7×4MeV=28MeV，故A错误；
B、平均结合能越大的原子核越稳定，分析图象可知， 8936Kr 核比 14456Ba 核的平均结合能大，所以 8936Kr 核比 14456Ba 核更稳定，故B正确；
C、核子结合成原子核时，质量亏损，释放核能，故两个 12 H核结合成 24 He核时放出能量，故C错误；
D、重核裂变时，质量亏损，根据公式ΔE=Δmc2，释放能量，故D错误。
故选：B。
【点评】：本题考查了原子核的结合能的相关知识，明确平均结合能大的原子核稳定，从图象中提取相关信息是解题的关键。
7.（单选题，4分）负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是（ ）
A.负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能
B.负压病房内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
C.负压病房内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
D.相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
【正确答案】：C
【解析】：温度是气体分子平均动能的标志；气体压强微观解释：由单位体积气体分子数和气体分子撞击器壁力度决定；
【解答】：解：A、温度是气体分子平均动能的标志，负压病房的温度和外界温度相同，故负压病房内气体分子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能，故A错误；
B、负压病房内气体分子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能，二者气体分子的平均运动速率相等，故B错误；
C、决定气体分子压强的微观因素：单位体积气体分子数和气体分子撞击器壁力度决定，现内外温度相等，即气体分子平均动能相等（撞击力度相等），压强要减小形成负压，则要求负压病房内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C正确；
D、压力F=pS，内外压强不等，相同面积负压病房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：C。
【点评】：结合最新社会热点，生活实际是创新题的特点，要善于审题，提取有效的解题信息。
8.（单选题，4分）如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内，则（ ）
A.b点的磁感应强度为零
B.ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里
C.cd导线受到的安培力方向向右
D.同时改变两导线的电流方向，cd导线受到的安培力方向不变
【正确答案】：D
【解析】：本题考查了磁场的叠加，根据导线周围磁场分布可知，与导线等距离地方磁感应强度大小相等，根据安培定则判断出两导线在a点形成磁场方向，根据合磁场大小从而求出单根导线在a点形成磁感应强度大小，进一步求出b点磁感应强度大小。
【解答】：解：A、根据右手定则可知b处的两处分磁场方向均为垂直纸面向外，所以b点的磁场方向向外，不等于0．故A错误；
B、根据安培定则可知，电流ef在a处的磁场垂直纸面向外。故B错误；
C、根据左手定则可判断，方向相反的两个电流的安培力互相排斥，所以cd导线受到的安培力方向向左。故C错误；
D、不管电流方向如何，只要电流方向相反，就互相排斥，故D正确。
故选：D。
【点评】：磁感应强度为矢量，合成时要用平行四边形定则，因此要正确根据右手螺旋定则判断导线周围磁场方向是解题的前提。
9.（多选题，5分）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A.微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B.当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D.小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
【正确答案】：BD
【解析】：布朗运动是指固体小颗粒的运动，不是分子的运动；
当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等；
分子力做正功时，分子势能减小；分子力做负功时，分子势能增大；
单晶体结构规则且具有各向异性；
液体表面存在表面张力的作用，露珠呈球形．
【解答】：解：A、布朗运动是固体小颗粒的运动，它是分子热运动的间接反应，但不是分子热运动；故A错误；
B、分子间作用力随分子间距离的增大而减小，当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等；故B正确；
C、单晶体具有规则的形状，并且也具有各向异性；故C错误；
D、小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用；故D正确；
故选：BD。
【点评】：本题考查布朗运动，分子间的相互作用力、分子势能及单晶体的性质等，均属于选修3-3中的基础内容；要注意准确把握各种现象的本质内容．注意对3-3的全面把握．
10.（多选题，5分）如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n=3能级，下列说法中正确的是（ ）
A.这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波
B.这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV
C.从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光波长最长
D.这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁
【正确答案】：AC
【解析】：根据数学组合公式得出这群氢原子可能发出不同频率的光子；能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小。吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，才能被吸收发生跃迁。
【解答】：解：A、根据 C32=3 知，这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波，故A正确。
B、这群氢原子发出的光子中，从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大，为12.09eV，故B错误。
C、n=3和n=2间的能级差最小，辐射的光子频率最小，波长最大，故C正确。
D、氢原子吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，才能被吸收发生跃迁，故D错误。
故选：AC。
【点评】：本题考查了能级跃迁的基本知识，知道两能级间能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小。
11.（多选题，5分）如图，静止的 92238 U核发生α衰变后生成反冲Th核，两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.衰变方程可表示为： 92238 U→ 90234 Th+ 24 He
B.Th核和α粒子的圆周轨道半径之比为1：45
C.Th核和α粒子的动能之比为1：45
D.Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相反
【正确答案】：AB
【解析】：由电荷守恒及质量守恒得到衰变方程，再根据动量守恒得到两粒子速度之比，进而得到动能之比；由洛伦兹力做向心力求得半径的表达式，代入质量、速度、电荷的比值即可求得半径之比．
【解答】：解：A、已知α粒子为 24 He，则由电荷守恒及质量守恒可知，衰变方程为： 92238 U→ 90234 Th+ 24 He，故A正确；
D、Th核和α粒子都带正电荷，所以，在图示匀强磁场中都是逆时针旋转，故D错误；
C、由动量守恒可得衰变后 vThvα=mαmTh=4234 ，所以，Th核和α粒子的动能之比 12mThvTh212mαvα2=2344×42342=4234 ，故C错误；
B、粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，所以有， Bvq=mv2R ，则 R=mvBq ；
所以，Th核和α粒子的圆周轨道半径之比 RThRα=mThvThBqThmαvαBqα=2344×4234×290=145 ，故B正确；
故选：AB。
【点评】：求衰变方程时要注意电荷、质量都要守恒即反应前后各粒子的质子数总和不变，相对原子质量总数不变，但前后结合能一般发生改变．
12.（问答题，5分）用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀的撒入痱子粉
B．将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液
C．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为20mm）
D．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积
E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓
F．按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
（1）上述步骤中，正确的顺序是___ （填步骤前的字母）。
（2）如图所示为描出的油膜轮廓，油膜的面积约为___ m2。
（3）已知50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为___ m（保留两位有效数字）。
【正确答案】：BDAECF; 0.022; 4.5×10-10
【解析】：（1）实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积。然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径；
（2、3）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d= VS ，求出油酸分子直径。
【解答】：解：（1）上述步骤中，正确的顺序是BDAECF。
（2）根据描出的油膜轮廓，计算得出共有55格，则油膜的面积约为55×4cm2=220cm2=0.022m2。
（3）1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为 V=12×103×50×10−6m3=10−11m3
油酸分子的直径约为 d=VS=10−110.022m≈4.5×10−10m
故答案为：（1）BDAECF；（2）0.022；（3）4.5×10-10。
【点评】：本题考查“用单分子油膜估测分子大小”实验的实验步骤和数据处理。且实验的模型是不考虑油酸分子间的间隙，采用估算的方法求面积，肯定存在误差，但本实验只要求估算分子的大小，数量级符号就行了。
13.（问答题，10分）在“探究气体压强与体积的关系”的实验中，如图1所示，完成下列问题。
（1）实验中的研究对象是 ___ ，实验中应保持不变的参量是 ___ ，它的体积由 ___ 直接读出，它的压强由 ___ 传感器等计算机辅助系统得到。
（2）某同学在实验中测得的数据在计算机屏幕上显示如表所示，仔细观察“p-V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的原因可能是 ___ 。
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B．实验时环境温度升高了
C．实验时外界大气压强发生了变化
D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
（3）某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图2所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的 ___ 。
A．热力学温度T
B．摄氏温度t
C．体积V
D．体积的倒数 1V
（4）实验过程中下列哪些操作是错误的 ___ 。
A．推拉活塞时，动作要慢
B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验
D．活塞与针筒之间要保持气密性
【正确答案】：封闭在注射器内的气体; 温度和质量; 注射器; 压强; D; D; C
【解析】：（1）根据实验原理掌握正确的器材和连接方式；
（2）根据一定质量的理想气体的状态方程pV=CT，理解pV乘积的物理意义并完成分析；
（3）根据一定质量的理想气体的状态方程pV=CT，理解pV乘积的物理意义并完成分析；
（4）根据实验原理掌握正确的实验操作。
【解答】：解：（1）实验中的研究对象是封闭在注射器中的气体，实验中应保持不变的参量是温度和质量，它的体积由注射器直接读出，压强由压强传感器等计算机辅助系统得到；
（2）根据公式pV=nRT可知，pV的乘积与气体的质量成正相关，由此可知，造成这一现象的原因是实验时注射器内的气体向外发生了泄漏，故D正确，ABC错误；
故选：D。
（3）根据一定质量的理想气体的状态方程pV=CT可知，横坐标表示的物理量是体积的倒数 1V 时，图像的斜率表示pV的乘积，而因为气体的封闭的，质量保持不变，符合题意，故D正确，ABC错误；
故选：D。
（4）AB、推拉活塞时，动作要慢，否则会引起气体温度的变化；推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分，否则会改变气体的温度，故AB正确；
C、压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体已发生了泄漏，应重新开始实验，故C错误；
D、活塞与针筒之间要保持气密性，故D正确；
本题选错误的，故选：C。
故答案为：（1）封闭在注射器中的气体；温度和质量；注射器；压强；（2）D；（3）D；（4）C
【点评】：本题主要考查了一定质量的理想气体的实验规律，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式pV=CT即可完成分析。
14.（问答题，10分）为确保广大师生健康安全，学校消毒工作是防疫的重点。图为某校使用的气压式喷雾器，该喷雾器的容器容积为3L，容器内气体压强至少达到1.2×105Pa才能将容器内消毒液呈雾状喷出。现向容器内注入2L消毒液并封闭容器，然后向容器内打气，每次打气能将压强p0=1.0×105Pa、体积△V=100mL的空气打入容器内，打气过程中容器内气体温度一直与外界温度相同，不计细管的体积。
① 要使容器中的消毒液呈雾状喷出，至少需要打气多少次；
② 若经过多次打气，容器内空气压强达到3.0×105Pa，要将药液呈雾状喷出，最多能喷出多少升消毒液？
【正确答案】：
【解析】：（1）在温度不变的情况下，筒内气体发生等温变化。根据玻意耳定律求解筒活塞需要循环工作的次数；
（2）内外气压相同时不再往外喷洒，喷雾器能喷出的水的体积最大值，根据理想气体状态方程列式求解即可。
【解答】：解： ① 设至少需要打n次气，喷液前容器内空气体积为V0，打气过程为等温过程，
根据玻意耳定律可得：
p0（V0+n△V）=1.2p0V0
解得：n=2次；
② 设容器内空气压强为1.2×105Pa时，气体体积为V1，打气过程为等温过程，根据玻意耳定律可得：
3p0V0=1.2p0V1，
最多喷出消毒液的体积为：
V2=V1-V0，
联立解得：V2=1.5L；
答： ① 要使容器中的消毒液呈雾状喷出，至少需要打气2次；
② 要将药液呈雾状喷出，最多能喷出升消毒液1.5L。
【点评】：本题考查了求打气的次数、求剩余消毒液的体积，本题是所谓的“变质量问题”，有一定的难度，本题解题的关键，也是本题的难点是：巧妙地选择研究对象，把变质量问题变为不变质量问题进行研究，选择研究对象后，应用玻意耳定律与理想气体状态方程即可正确解题。
15.（问答题，12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B时的热力学温度TB=300K，求：
（1）该气体在状态A时的热力学温度TA；
（2）该气体在状态C时的热力学温度TC；
（3）该气体从状态A到状态C的过程中，气体内能的变化量ΔU以及该过程中气体从外界吸收的热量Q。
【正确答案】：
【解析】：（1）由A到B气体做等容变化，根据查理定律列式求解A状态温度；
（2）B到C气体做等压变化，根据盖吕萨克定律列式求解；
（3）根据理想气体内能只与温度有关判断气体内能变化；且根据W=PΔV分析求解气体做功，然后根据热力学第一定律求解吸放热。
【解答】：解：（1）气体从状态A到状态B过程做等容变化，有： pATA=pBTB
代入数据解得：TA=900K
（2）气体从状态B到状态C过程做等压变化，有： VBTB=VCTC
解得：TC=900K
（3）因为状态A和状态C温度相等，且气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，所以在该过程中：ΔU=0
气体从状态A到状态B过程体积不变，气体从状态B到状态C过程对外做功，故气体从状态A到状态C的过程中，
外界对气体所做的功为：W=-pΔV=-1×105×（3×10-3-1×10-3）J=-200J
由热力学第一定律有：ΔU=Q+W
解得：Q=200J
答：（1）该气体在状态A时的热力学温度TA为900K；
（2）该气体在状态C时的热力学温度TC为900K；
（3）该气体从状态A到状态C的过程中，气体内能的变化量ΔU为0，该过程中气体从外界吸收的热量Q为200J。
【点评】：解决气体问题的关键是挖掘出隐含条件，正确判断出气体变化过程，合理选取气体实验定律解决问题；对于内能变化。牢记温度是理想气体内能的量度，与体积无关。
16.（问答题，16分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m=5.0×10-8kg、电量为q=1.0×10-6C的带电粒子，从静止开始经U0=10V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP=30cm，（粒子重力不计，sin37°=0.6，cs37°=0.8），求：
（1）带电粒子到达P点时速度v的大小
（2）若磁感应强度B=2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求QO的距离
（3）若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B'满足的条件。
【正确答案】：
【解析】：（1）粒子处于加速阶段，则由动能定理可求出速度大小；
（2）粒子仅在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可求出运动的半径大小。再根据几何关系，建立已知长度与半径的关系，从而即可求得；
（3）由于带电粒子不从x轴射出，根据几何关系可得半径的取值范围，再由半径公式可推导出磁感应强度B'满足的条件。
【解答】：解：（1）对带电粒子的加速过程，由
动能定理 qU=12mv2
代入数据得：v=20m/s
（2）带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，
有： qvB=mv2R
得 R=mvqB
代入数据得：R=0.50m
而 OPcs53° =0.50m
故圆心一定在x轴上，轨迹如图所示。
由几何关系可知：OQ=R+Rsin53°
故OQ=0.90m
（3）带电粒子不从x轴射出（如图），
由几何关系得：OP＞R'+R'cs53° ①
R′=mvqB′ ②
由 ① ② 并代入数据得：B'≥ 163T =5.33T
答：（1）带电粒子到达P点时速度v的大小20m/s；
（2）若磁感应强度B=2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，则QO的距离0.9m；
（3）若粒子不能进入x轴上方，则磁感应强度B'满足大于等于5.33T条件。
【点评】：考查动能定理、牛顿第二定律及向心力公式，同时将几何知识融入题中，从而提升学生分析与解题的能力。序号
V（mL）
p（×105Pa）
p•V（×105Pa•mL）
1
20.0
1.0010
20.020
2
18.0
1.0952
19.714
3
16.0
1.2313
19.701
4
14.0
1.4030
19.642
5
12.0
1.6351
19.621
序号
V（mL）
p（×105Pa）
p•V（×105Pa•mL）
1
20.0
1.0010
20.020
2
18.0
1.0952
19.714
3
16.0
1.2313
19.701
4
14.0
1.4030
19.642
5
12.0
1.6351
19.621
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