2021湖南师大附中高二下学期第二次月考物理试题含答案

这是一份2021湖南师大附中高二下学期第二次月考物理试题含答案

湖南师大附中2020-2021学年度高二第二学期第二次大练习物理时量：75分钟 满分：100分得分：_________________一、单选题（每小题3分，共12小题，共计36分）1．在通往量子论的道路上，许多物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是（ ）A．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象B．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C．玻尔在1900年把能量子引人物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念D．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性2．利用金属晶格（大小约）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中不正确的是（ ）A．该实验说明了电子具有波动性B．实验中电子束的德布罗意波的波长为C．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更不加明显3．太阳帆航天器是一种利用太阳光进行太空飞行的航天器．在没有空气的宇宙中，太阳光光子会连续撞击太阳帆并以原速率反射，使太阳帆获得的动量缓慢增加，从而产生加速度，太阳帆飞船无需燃料，只要有阳光，就会不断获得动力加速飞行．有人设想在探测器上安装有面积很大、反射功率极高的太阳帆．并让它正对太阳．已知太阳光照射太阳帆时每平方米面积上的辐射功率为，探测器和太阳帆及航天器的总质量为m，太阳帆的面积为S，此时探测器的加速度大小为（ ）A． B． C． D．4．某种金属逸出光电子的最大初动能与入射光频率v的关系如图所示，其中为极限频率．下列说法正确的是（ ）A．逸出功随入射光频率增大而减小 B．最大初动能与入射光强度成正比C．最大初动能与入射光频率成正比 D．图中直线的斜率与普朗克常量有关5．如图所示为氢原子能级图．金属钾的逸出功为，则下列说法正确的是（ ）A．处于基态的氢原子能吸收的光子后跃迁至能级B．大量处能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出5种不同频率的光C．用处于能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的各种色光照射金属钾，都能发生光电效应D．用大量处于能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的光照射金属钾，所产生光电子的最大初动能为6．在某恒星内发生着剧烈的核反应，其中一个核反应是三个粒子结合成一个碳核，参照“比结合能—质量数”图像，下列说法正确的是（ ）A．该反应是原子弹爆炸的基本原理B．按照质量守恒定律，三个氦核的质量之和等于一个碳核的质量C．三个氦核的结合能之和大于一个碳核的结合能D．碳核比氦核更稳定7．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算气体分子间的平均距离（ ）A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积D．该气体的密度、体积和摩尔质量8．下列关于分子热运动的说法中正确的是（ ）A．扩散现象表明，分子在做永不停息的热运动B．布朗运动就是液体分子的无规则热运动C．温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均速率相同D．微粒越大，液体温度越高，布朗运动就越明显9．如图所示，甲分子固定在坐标原点O上，乙分子位于r轴上距原点的位置．虚线分别表示分子间斥力和引力的变化情况，实线表示分子间的斥力和引力的合力变化情况．若把乙分子由静止释放，则乙分子（ ）A．从到，分子势能先减小后增加 B．从到做加速运动，从向做减速运动C．从到做加速运动，从向O做减速运动 D．从到，分子势能先增加后减小10．如图，长为h的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分割成两部分，A处管内外水银面相平．将玻璃管缓慢向上提升H高度（管下端未离开水银面），上下两部分气体的压强发生变化分别为和，体积变化分别为和．已知水银密度为，玻璃管截面积为S，环境温度不变，则（ ）A．一定等于 B．一定等于C．与之差为 D．与之和为11．如图所示，一个横截面积为S的圆桶形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为，圆板的质量为m，不计圆板与容器内壁的摩擦．若大气压强为，重力加速度为g，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于（ ）A． B． C． D．12．研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56℃时，30分钟就可以灭活．如图所示，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在粗细均匀的绝热汽缸下部a内，汽缸顶端有一绝热阀门K，汽缸底部接有电热丝E，汽缸的总高度．a缸内被封闭气体初始温度℃，活塞与底部的距离，活塞和汽缸间的摩擦不计．若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离，关于上述变化过程，下列说法正确的是（ ）A．b汽缸中逸出的气体占原b汽缸中气体的B．a汽缸中的气体吸收热量，压强增大C．稳定后，a汽缸内的气体温度为50℃D．稳定后，保持该温度不变再持续30分钟，a汽缸内新冠病毒能够被灭活二、多选题（每小题5分，少选得3分，共4小题，共20分）13．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有（ ）A．是核聚变反应 B．是衰变C．是核裂变反应 D．是衰变14．关于一定质量的理想气体的状态变化，下列说法中正确的是（ ）A．当气体压强不变而温度由100℃上升到200℃时，其体积增大为原来的2倍B．气体由状态1变到状态2时，一定满足方程C．气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍D．气体压强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半15．一定质量的理想气体的状态发生变化，经历了图示的循环过程，则（ ）A．气体在A状态时的温度等于气体在B状态时的温度B．从状态B变化到状态C的过程中，气体经历的是等压变化C．从状态B变化到状态C的过程中，气体分子平均动能增大D．从状态C变化到状态A的过程中，气体的温度逐渐降低16．如图所示，M、N为中心开有小孔的平行板电容器的两极板，其右侧有一边长为的正三角形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，M、N两极板之间加上电压U后，M板电势高于N板电势．在孔的左侧紧靠一个小盒，盒里面装有放射性元素，设发生衰变后释放的粒子从M板的中央小孔处无初速度进入电容器，在电场力的作用下，穿过小孔后从P处垂直于的方向进入磁场．设粒子的质量为m，电荷量为q，其重力忽略不计，A、P两点间的距离为，则下列说法正确的是（ ）A．发生衰变的核反应方程为B．粒子进入磁场时的速度大小为C．若粒子从A、C间离开磁场，磁感应强度的大小可能为D．若粒子从A、C间离开磁场，磁感应强度的大小可能为三、实验题（每空3分，共15分）7．（9分）某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验．（1）首先要确定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，具体做法是：把浓度为的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下滴入溶液滴数n时量筒内增加的体积为V，则一滴溶液中含有纯油酸的体积为________；（2）然后将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里（水面上含痱子粉），待水面上的油酸膜尽可能铺开且稳定后，记下油酸膜面分布图，清点小格数（不满格的按四舍五入折算）为k，已知图中每个正方形小方格的边长为a，则油膜的面积为__________；（3）由此可得出油酸分子直径大小的表达式为___________．18．（6分）某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为反向遏止电压，根据反向遏止电压，可以计算光电子的最大初动能．现分别用频率为、的单色光照射阴极，测量的反向遏止电压分别为与，设电子质量为m，电荷量为e，则用频率为的单色光照射阴极时光电子的最大初速度为__________，用上述符号表示普朗克常量为_____________．四、计算题（共3小题，共29分）19．（8分）如图所示为光电管产生的光电子进行比荷测定的原理装置图．光电管中两块平行金属板间距离为d，其中N为锌板，受紫外线照射后激发出不同方向的光电子．开关S闭合，电流表A有读数，若调节变阻器R，逐渐增大极板间的电压，A表读数逐渐减小，当电压表示数为U时，A表读数恰好为零；断开S，在极板间加上垂直纸面的匀强磁场，当磁感应强度为B时，A表读数也恰好为零．（1）若所加紫外线的波长为，则锌金属的逸出功为多大？（已知普朗克常量为h，光速为c，电子的电荷量为e）（2）求光电子的比荷为多大？20．（12分）设有钚的同位素离子静止在匀强磁场中，该离子沿与磁场垂直的方向放出粒子以后，变成铀的一个同位素离子，同时放出一个能量为的光子（已知，光速，普朗克常量）．（1）试写出这一过程的核衰变方程．（2）光子的波长为多少？（3）若不计光子的动量，则粒子与铀核在该磁场中的回转半径之比为多少？（4）若不计光子的动量，则粒子的动能为多少？（钚核质量，铀核质量，粒子的质量为）21．（9分）一热气球体积为V，内部充有温度为的热空气，气球外冷空气的温度为．已知空气在1个大气压、温度为时的密度为，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g．（1）求该热气球所受浮力的大小；（2）求该热气球内空气所受的重力；（3）设充气前热气球的质量为，求充气后它还能托起的最大质量．湖南师大附中2020-2021学年度高二第二学期第二次大练习物理参考答案一、单选题（本大题共12小题，共36分）1．A 【解析】A．爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律，故A正确；B．波尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故B错误；C．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故C错误；D．德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故D错误．2．C 【解析】能得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A正确；由德布罗意波的波长公式及动量，可得，B正确；由可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象就越不明显，C错误；用相同动能的质子替代电子，质子的波长变小，衍射现象与电子相比不明显，故D正确．3．C 【解析】每秒光照射到帆面上的能量： ①光子的平均能量 ②光子的频率： ③每秒射到帆面上的光子数： ④由①②③④解得： ⑤每个光子的动量： ⑥光射到帆面被反弹，由动量定理得： ⑦对飞船，由牛顿第二定律得： ⑧由⑤⑥⑦⑧⑨解得：．4．D 【解析】A．逸出功是金属的固有属性，与金属本身有关，与入射光的频率无关，故A错误；BC根据光电效应方程知，最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，但最大初动能与入射光的频率不是成正比关系，故BC错误；D．根据结合图象可知，图线的斜率表示普朗克常量，故D正确．5．D 【解析】A．用能量为的光子照射，基态的氢原子若吸收的能量，则能量值为，氢原子没有该能级．所以不能使处于基态的氩原子跃迁，故A错误．B．大量处于能级的氢原子，最多可以辐射出种不同频率的光，故B错误．C．现有一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，根据，知该群氢原子可能发射3种不同频率的光子，但是能级跃迁到能级辐射的光子能量小于，所以能使该金属发生光电效应的光子共有2种，故C错误．D．能级的氢原子跃迁到基态时，释放光子的能量，再根据光电效应方程式得光电子的最大初动能为，故D正确．6．D 【解析】本题考查对核反应的理解．原子弹爆炸是裂变反应，A错误；在该反应过程中存在质量亏损，放出能量，结合题图像可知氦核的比结合能比碳核的小，所以三个氦核的结合能之和小于一个碳核的结合能，B、C错误；比结合能越大的原子核越稳定，所以碳核比氦核更稳定，D正确．7．B 【解析】导出分子间平均距离d的表达式，由气体分子的立方体模型得，．对照四个选项的条件，由公式可以看出B正确．8．A 【解析】扩散现象表明分子在做永不停息的热运动，故A正确；布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，故B错误；温度是分子平均动能的标志，温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均动能相同，由于分子质量不同，分子的平均速率不同，故C错误；微粒越小，液体温度越高，布朗运动就越明显，故D错误．9．C 【解析】从到，分子力做正功，则分子势能减小，选项AD错误；在时，分子力表现为引力，当时，分子力表现为斥力，故从到做加速运动，从向O做减速运动，故B错误，C正确．10．A 【解析】当玻璃管缓慢向上提升H高度时，气体的体积变大，压强变小，有部分水银进入玻璃管，也就是管中的水银面会比管外的水银面高，设高度差为，初状态上面气体的压强，末状态上面气体的压强，所以，同理可求出，故A正确，C错误；由玻意耳定律得，所以气体的变化，同理可求出，故B错误；因为有水银进入玻璃管内，所以与之和小于，故D错误．11．D 【解析】设桶内气体的压强为p，以金属圆板为研究对象，分析受力情况，圆板受重力、外界大气压力，容器壁的弹力N和容器内气体的压力，如图所示，金属圆板处于平衡状态，其所受合力为零，根据共点力平衡条件得，解得，故选D．12．D 【解析】A．由题意可知，原b汽缸的高度：当a汽缸稳定后活塞与底部的距离：此时b汽缸的高度：设S为活塞的面积，那么b汽缸中逸出的气体占原b汽缸中气体为，A错误；BCD．由于K始终打开，a汽缸中的气体的压强不变，可得：代值求得：℃，B错误，C错误，D正确．二、多选题（每小题5分，少选得3分，共四小题，共20分）13．AC 【解析】A、B所列反应是核聚变反应，衰变要放出电子，选项A正确，B错误；C、D两种反应都是核裂变反应，选项C正确，D错误．14．BC 【解析】一定质量的理想气体，压强不变时，体积与热力学温度成正比，温度由上升到时，体积增大为原来的2倍，而题中温度单位为摄氏度，故A错误；一定质量的理想气体，由状态1到状态2，一定满足方程，故B正确；根据理想气体状态方程，一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍，故C正确；根据理想气体状态方程，一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍，若是体积加倍，则热力学温度变为原来的8倍，故D错误．15．AB 【解析】气体在A状态和B状态满足玻意耳定律，所以A、B两状态温度相等，故选项A正确；根据图像可知，气体从状态B变化到状态C的过程中，压强恒定，所以气体经历的是等压变化，故选项B正确；根据图像可知，根据盖-吕萨克定律可知，温度是分子平均动能的标志，所以从状态B变化到状态C的过程中，气体分子平均动能减小，故选项C错误；根据图像可知，根据查理定律可知，从状态C变化到状态A的过程中，气体的温度逐渐升高，故选项D错误．16．BC 【解析】根据核反应遵循质量数守恒、电荷数守恒得发生衰变的核反应方程为，A错误；带电粒子在电场中运动时，由动能定理得，解得粒子进入磁场时的速度大小为，B正确；粒子从进入磁场到从A、C间离开，若粒子恰能到达边界．如图1所示，设此时的磁感应强度大小，根据几何关系．此时粒子的轨道半径为：，由牛顿第二定律可得，由以上两式联立解得，粒子从进入磁场到从A、C间离开，若粒子恰能到达边界，如图2所示，设此时的磁感应强度大小为，根据几何关系有，由牛顿第二定律可得，由以上两式解得，综上所述要使粒子能从A、C间离开磁场，磁感应强度大小应满足，C正确，D错误．三、实验题（每空3分，共15分）17．（1） （2） （3）18． 四、计算题（共三小题，共29分）19．（8分）【解析】1）设光电子的最大初动能为根据动能定理有： ① 1分又由光电效应方程得： ② 1分 ③ 1分联立①、②、③解得 ④ 1分（2）具有最大初动能的光电子在匀强磁场中做勻速圆周运动，其轨道半径r为时恰好无光电子到达M板，即 ⑤ 1分由牛顿第二定律得 ⑥ 1分联立①、⑤、⑥得 2分20．（12分【解析】（1） 2分（2） 2分（3）设衰变后，铀核速度为，粒子的速度为，根据动量守恒有 2分可见 2分（4）由能量守恒定律知，铀核与粒子的总动能 2分结合得 2分21．（9分）【解析】（1）设1个大气压下质量为m的空气在温度时的体积为，密度为 ① 1分温度为T时的体积为，密度为： ② 1分由盖吕萨克定律可得： ③ 1分联立①②③解得： ④ 1分气球所受的浮力为： ⑤联立④⑤解得： ⑥ 1分（2）气球内热空气所受的重力 ⑦ 1分联立④⑦解得 ⑧ 1分（3）设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件可知： ⑨ 1分联立⑥⑧⑨可得： 1分题号123456789101112答案ACCDDDBACADD题号13141516答案ACBCABBC