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2021-2022学年河南省信阳市商城县观庙高级中学高二（下）期中物理试卷
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这是一份2021-2022学年河南省信阳市商城县观庙高级中学高二（下）期中物理试卷，共34页。试卷主要包含了单选题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年河南省信阳市商城县观庙高级中学高二（下）期中物理试卷
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分，其中第1～3小题只有一个选项正确，第4～6小题有多个选项正确，全部选对得4分，少选得2分，有选错和不选的得0分。）
1．（4分）下列说法中正确的是 （ ）
A．玛丽•居里首先提出原子的核式结构学说
B．卢瑟福在“粒子散射实验中发现了电子
C．查德威克在利用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子
D．玻尔为解释光电效应的实验规律提出了光子说
2．（4分）下列四个核反应方程中，x1、x2、x3、x4各代表某种粒子，以下判断正确的是（ ）
①U+n→Kr+3x1
②H+x2→He+n
③U→Th+x3
④F+He→4
A．x1是质子 B．x2是中子 C．x3是α粒子 D．x4是氘核
3．（4分）碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后（ ）
A． B． C． D．
（多选）4．（4分）氢原子能级如图所示，一群处于基态的氢原子吸收外来光子，跃迁到n＝4能级后，已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，则（ ）
A．一个外来光子的能量为10.2eV
B．动能为1eV的电子能使处于n＝4能级的氢原子电离
C．氢原子发射的所有谱线中，最大的频率为1.6×1014Hz
D．氢原子发出的光照射逸出功为3.34eV的金属锌，可能产生最大初动能为9.41eV的光电子
（多选）5．（4分）研究光电效应的实验电路图如图（a）所示，实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系图像如图（b）（ ）
A．若把滑动变阻器的滑片向右滑动，光电流一定增大
B．甲与乙是同一种光，且甲的光强大于乙
C．由图（b）可知，乙光的频率小于丙光的频率
D．若将甲光换成丙光来照射K极，则K极所用材料的逸出功将减小
（多选）6．（4分）原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（ ）
A．He核的结合能约为14MeV
B．He核比Li核更稳定
C．两个H核结合成He核时释放能量
D．U核中核子的平均结合能比Kr核中的大
二.实验题（共8分）
7．（8分）某实验小组的同学利用如下所示的实验研究光的波粒二象性。
（1）利用甲图所示的电路研究阴极K的遏止电压与照射光频率的关系。若实验测得钠（Na）的遏止电压Uc与照射光频率v的关系图像如图乙所示，已知钠的极限频率为5.53×1014Hz，钙的极限频率为7.73×1014Hz，则下列说法中正确的是 。
A.需将单刀双掷开关S置于a端
B.需将单刀双掷开关S置于b端
C.钙的遏止电压与照射光的频率的关系图线应该是①
D.钙的遏止电压与照射光的频率的关系图线应该是②
（2）从图乙中可以看出两种金属中的 （填写“钠”或者“钙”）更容易发生光电效应。已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J⋅s，电子的电荷量e＝1.6×10﹣19C，那么该实验所用光电管的K极材料钙的逸出功为 eV。（结果保留两位有效数字）
三、计算题（18分）
8．（8分）已知氢原子的能级公式为，其中基态能级E1＝﹣13.6eV，n＝1、2、3、…，现有一群氢原子处于n＝4的激发态﹣34J•s，真空中的光速c＝3.0×108m/s。
（1）这群氢原子可辐射出几种不同频率的光子？
（2）求辐射的光子波长的最大值（结果保留两位有效数字）。
9．（10分）2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氦3（He），该物质可以与氘（H）一同参与核聚变反应，同时释放出大量能量。已知氦3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u，，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位
（1）试写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放的核能。
一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，第10～12小题只有一个选项正确，第13～15小题有多个选项正确，全部选对得4分，少选得2分，有选错和不选的得0分。）
10．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．扩散现象是永不停息的
B．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用
C．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力
D．花粉在水中做布朗运动的现象，说明花粉的分子在做激烈的热运动
11．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．一定质量的100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子势能不变
B．分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高
C．温度相同的氧气和氢气，氢气的内能一定大
D．一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和
12．（4分）一定质量的理想气体经过一系列变化过程，p﹣T图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程中，气体体积增大，温度降低
B．b→c 过程中，气体温度降低，体积减小
C．c→a过程中，气体体积减小，压强增大
D．c→a过程中，气体内能不变，体积不变
（多选）13．（4分）一定质量的氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中的虚线和实线所示，由图可知（ ）
A．温度越高，分子的热运动越剧烈
B．温度越高，分子的平均速率越大
C．温度越高，分子的平均动能越大
D．两曲线与横轴围成的面积可能不相等
（多选）14．（4分）下列说法中正确的是（ ）
A．单晶体和多晶体均存在固定的熔点
B．物体的内能与物体的温度有关，与物体的体积无关
C．液体的饱和汽压随温度的升高而增大
D．绝对湿度越大，相对湿度也一定越大
E．扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做无规则运动
（多选）15．（4分）如图所示为某同学设计的一个简易温度计，一根透明吸管插入导热良好的容器，连接处密封，外界大气压保持不变。将容器放入热水中，观察到油柱缓慢上升（ ）
A．气体对外做的功小于气体吸收的热量
B．气体对外做的功等于气体吸收的热量
C．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力增大
D．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力大小不变
二.实验题（每空2分，共8分）
16．（8分）（1）在“用单分子油膜法估测分子的大小”实验中，下列说法正确的是 。
A.实验中使用油酸酒精溶液，酒精作用是能使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.本实验不考虑油酸分子间的间隙
C.将油酸酒精溶液滴入水中后应立即迅速描绘油膜轮廓
D.为减小实验误差，应往均匀撒好痱子粉的水盘中多滴几滴油酸酒精溶液
（2）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每2000mL溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm mL，油酸膜的面积是 cm2。据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m（结果保留两位有效数字）。
三、计算题（共18分）
17．（8分）负压救护车在转运传染病人过程中发挥了巨大作用，所谓负压，就是利用技术手段，所以空气只能由舱外流向舱内，而且负压还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。某负压救护车负压舱没有启动时0、温度为T0、体积为V0，启动负压舱后，要求负压舱外和舱内的压强差为。
①若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高到T0时，求舱内气体压强是多少。
②若启动负压舱，舱内温度保持T0不变，达到要求的负压值，求需要抽出压强为p0状态下多少体积的气体。
18．（10分）如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置﹣3m2、质量为m＝4kg、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，大气压强p0＝1.0×105Pa。现将气缸竖直放置，如图（b）所示2。求：
（1）活塞与气缸固定连接卡环之间的距离；
（2）加热到675K时封闭气体的压强。
一.选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，其中第10～12只有一个选项正确，第13～15小题有多个选项正确，全部选对得4.分，少选得2分，有选错和不选的得0分。）
19．（4分）如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，取向右为正方向，其振动图像如图乙所示。由振动图像可以得知（ ）
A．振子的振动周期等于t1
B．在t＝0时刻，振子的位置在a点
C．在t＝t1时刻，振子向右经过O点
D．从t1到t2，振子正从O点向a点运动
20．（4分）如图所示，用两不可伸长的轻绳悬挂一个小球，两绳长度均为L、两绳之间的夹角α已知，当小球垂直于纸面做简谐运动时，其周期为（ ）
A．2π B．2π
C．2π D．2π
21．（4分）一列横波沿直线传播，在波的传播方向上有两点，在t时刻A、B两点间形成如图1所示的波形，在（t+3s），则以下说法中正确的是（ ）
A．若周期大于4s，波可能向右传播
B．若周期为4s，波一定向右传播
C．若波速为8.5m/s，波可能向右传播
D．若波向左传播，该波波速的最小值为1.5m/s
（多选）22．（4分）下列有关光学现象说法正确的是（ ）
A．夏天阳光透过树叶在地面上形成圆形亮斑属于小孔成像现象
B．儿童玩具泡泡机喷出的气泡呈现彩色属于光的干涉现象
C．光的偏振现象说明光是纵波
D．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象造成的
（多选）23．（4分）如图，A、B为振幅相同的相干波源，且向外传播过程中振幅衰减不计，虚线表示波谷，则下列叙述正确的是（ ）
A．Q点始终处于波峰位置
B．R、S两点始终处于静止状态
C．P、Q连线上加强点和减弱点交替出现
D．P点在图中所示的时刻处于波谷，再过周期处于平衡位置
（多选）24．（4分）如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，下列说法正确的是（ ）
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐
C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝
D．屏上的干涉条纹与双缝垂直
二.实验题（共8分）
25．（8分）在测定玻璃砖折射率的实验中。
（1）实验中，下列做法正确的是 （填选项前的字母）。
A．入射角不宜太小
B．为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量
C．在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面
D．为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，多做几次实验
（2）甲同学在确定玻璃砖的光线入射界面aa'和出射界面bb'时，不慎使玻璃砖出现了平行移动，出现的状况如图1所示，甲同学测得的折射率与真实值相比将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）乙同学在完成了正确的实验操作后，他以通过P1、P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以适当长度R为半径画圆，与OA交于P，如图2所示，从P、Q分别作玻璃砖界面的法线NN'的垂线，用刻度尺量得PP'＝45.0mm，QQ'＝30.0mm 。
三.计算题（共18分）
26．（8分）如图所示，一个盛水容器内装有深度为H的水，激光笔发出一束激光射向水面O点，水的折射率，真空中光速为c，cos53°＝0.6。求：
（1）激光从O点传播到P点的时间t；
（2）打开出水口放水，当水面下降到原来一半深度时，光斑P仍然在容器底部
27．（10分）一列简谐横波沿x轴传播，t＝0.1s时的波形图如图甲所示。图乙为介质中质点A的振动图象。
（1）求波的传播方向及波速；
（2）t＝0.1s时，波刚好传播到坐标原点O，质点B平衡位置的坐标xB＝﹣2.5m（图中未画出），求质点B处于波峰位置的时刻。
2021-2022学年河南省信阳市商城县观庙高级中学高二（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分，其中第1～3小题只有一个选项正确，第4～6小题有多个选项正确，全部选对得4分，少选得2分，有选错和不选的得0分。）
1．（4分）下列说法中正确的是 （ ）
A．玛丽•居里首先提出原子的核式结构学说
B．卢瑟福在“粒子散射实验中发现了电子
C．查德威克在利用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子
D．玻尔为解释光电效应的实验规律提出了光子说
【答案】C
【分析】卢瑟福首先提出原子的核式结构学说，汤姆森发现电子，查德威克在利用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子，爱因斯坦提出光子说。
【解答】解：A、卢瑟福首先提出原子的核式结构学说；
B、汤姆森发现电子；
C、查德威克在利用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子；
D、爱因斯坦提出光子说；
故选：C。
【点评】本题考查了科学史的有关知识，了解掌握科学史，可以了解科学本质、培养科学素养、树立正确的价值观，激励学生树立远大理想。
2．（4分）下列四个核反应方程中，x1、x2、x3、x4各代表某种粒子，以下判断正确的是（ ）
①U+n→Kr+3x1
②H+x2→He+n
③U→Th+x3
④F+He→4
A．x1是质子 B．x2是中子 C．x3是α粒子 D．x4是氘核
【答案】见试题解答内容
【分析】根据质量数和电荷数守恒分析四种核反应方程中x是何种粒子。
【解答】解：A、根据质量数和电荷数守恒可知U+Ba+7的x1质量数为1、电荷数为6，x1是中子，故A错误；
B、根据质量数和电荷数守恒可知H+x2→He+4电荷数为1、质量数为2，x4是氘核，故B错误；
C、根据质量数和电荷数守恒可知U→3的x3电荷数为4、质量数为4，x3是α粒子，故C正确；
D、根据质量数和电荷数守恒可知F+Ne+x4的x4电荷数为1、质量数为6，x4是质子，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要是考查核反应方程，解答本题的关键是知道核反应过程中质量数和电荷数都守恒。
3．（4分）碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【分析】半衰期是放射性原子核剩下一半需要的时间，根据公式m＝m0•（）求解剩余原子核的质量。
【解答】解：碘131的半衰期约为8天，经过32天后
m′＝m•（）＝；
故选：C。
【点评】本题关键是明确半衰期的概念，能够结合公式m＝m0•（）列式分析，基础问题。
（多选）4．（4分）氢原子能级如图所示，一群处于基态的氢原子吸收外来光子，跃迁到n＝4能级后，已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，则（ ）
A．一个外来光子的能量为10.2eV
B．动能为1eV的电子能使处于n＝4能级的氢原子电离
C．氢原子发射的所有谱线中，最大的频率为1.6×1014Hz
D．氢原子发出的光照射逸出功为3.34eV的金属锌，可能产生最大初动能为9.41eV的光电子
【答案】BD
【分析】根据判断E＝hγ＝Em﹣En；用能量为1eV的电子轰击，判断n＝4能级的氢原子可以吸收部分能量后，能量是否大于0，即可知是否电离；结合光电效应方程判断。
【解答】解：A、根据玻尔理论可知，处于基态的氢原子被某外来单色光激发后跃迁到n＝4能级4﹣E2＝﹣0.85eV﹣（﹣13.6eV）＝12.75eV，故A错误；
B、因为处于n＝7能级的氢原子电离所需要的最小能量为0.85eV，所以动能为1eV的电子能使处于n＝2能级的氢原子电离；
C、由题可知，频率最大4﹣E1，得光子的最大频率为：γ＝＝Hz≈5.08×1015Hz，故C错误；
D、氢原子发射光的最大能量等于从n＝4能级到n＝1能级跃迁时辐射的能量 eV，根据光电效应方程k＝hγ﹣W2＝E﹣W0＝12.75eV﹣3.34eV＝4.41eV，故D正确。
故选：BD。
【点评】解决本题的关键要知道什么是电离，以及能级的跃迁满足hγ＝Em﹣En，注意吸收光子是向高能级跃迁，释放光子是向低能级跃迁。
（多选）5．（4分）研究光电效应的实验电路图如图（a）所示，实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系图像如图（b）（ ）
A．若把滑动变阻器的滑片向右滑动，光电流一定增大
B．甲与乙是同一种光，且甲的光强大于乙
C．由图（b）可知，乙光的频率小于丙光的频率
D．若将甲光换成丙光来照射K极，则K极所用材料的逸出功将减小
【答案】BC
【分析】根据电路构造分析出电压的变化，从而分析出光电流的可能变化趋势；
根据图b结合光电效应公式分析出频率和光强的大小关系；
金属的逸出功是金属的固有属性，与光的性质无关。
【解答】解：A、滑动变阻器滑片向右滑动，也可能已到达饱和电流而不变；
B、根据图b可知，说明它们光电管上逸出的光电子的最大初动能相同，但甲乙两光的饱和电流不同，且甲光的饱和电流大于乙光的饱和电流，故B正确；
C、入射光频率越大，遏止电压越大，乙光的频率小于丙光的频率；
D、逸出功只由金属本身决定，故D错误；
故选：BC。
【点评】本题主要考查了光电效应的相关应用，理解光电效应的原理，结合光电效应方程和图像的物理意义即可完成分析。
（多选）6．（4分）原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（ ）
A．He核的结合能约为14MeV
B．He核比Li核更稳定
C．两个H核结合成He核时释放能量
D．U核中核子的平均结合能比Kr核中的大
【答案】BC
【分析】由图得出氦核的比结合能，抓住比结合能等于结合能与核子数的比值得出氦核的结合能；比结合能越大，原子核越稳定，通过图示得出比结合能的大小。
【解答】解：A、由图可知，氦核的核子数为4，故A错误。
B、比结合能越大，由图可知，则He核比，故B正确。
C、因为结合后比结合能变大H核结合成，释放能量。
D、由图可知，Kr核中的小。
故选：BC。
【点评】本题考查了结合能和比结合能的基本运用，知道结合能与比结合能的关系，知道比结合能越大，原子核越稳定。
二.实验题（共8分）
7．（8分）某实验小组的同学利用如下所示的实验研究光的波粒二象性。
（1）利用甲图所示的电路研究阴极K的遏止电压与照射光频率的关系。若实验测得钠（Na）的遏止电压Uc与照射光频率v的关系图像如图乙所示，已知钠的极限频率为5.53×1014Hz，钙的极限频率为7.73×1014Hz，则下列说法中正确的是 AD 。
A.需将单刀双掷开关S置于a端
B.需将单刀双掷开关S置于b端
C.钙的遏止电压与照射光的频率的关系图线应该是①
D.钙的遏止电压与照射光的频率的关系图线应该是②
（2）从图乙中可以看出两种金属中的 钠 （填写“钠”或者“钙”）更容易发生光电效应。已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J⋅s，电子的电荷量e＝1.6×10﹣19C，那么该实验所用光电管的K极材料钙的逸出功为 3.2 eV。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）AD；（2）钠 3.2
【分析】（1）光电效应实验中，所加电压应该为遏止电压，从而可以确定正负极；结合光电效应方程可判断图线；
（2）结合光电效应方程与图乙，可比较钙与钠的逸出功，从而判断哪个更容易发生光电效应；当Uc＝0时，结合钙的截止频率可求出逸出功。
【解答】解：（1）AB、本实验是研究阴极K的遏止电压与照射光频率的关系。故A正确；
CD、根据光电效应方程及动能定理得Ekm＝eUc＝hν﹣W，不同材料的图像的斜率相同，D正确。
（2）因为钙的横截距较大，故逸出功较大。
根据光电效应方程eUc＝hν﹣W，则逸出功W＝hν﹣eUc，当Uc＝0时，对应钙的截止频率ν＝7.73×1014Hz，代入数据得W＝2.2eV.
故答案为：（1）AD；（2）钠 3.8
【点评】本题考查光电效应实验，要求学生结合光电效应方程对实验进行分析和数据处理，难度适中。
三、计算题（18分）
8．（8分）已知氢原子的能级公式为，其中基态能级E1＝﹣13.6eV，n＝1、2、3、…，现有一群氢原子处于n＝4的激发态﹣34J•s，真空中的光速c＝3.0×108m/s。
（1）这群氢原子可辐射出几种不同频率的光子？
（2）求辐射的光子波长的最大值（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）这群氢原子可辐射出6种不同频率的光子；
（2）辐射的光子波长的最大值为1.9×10﹣6m。
【分析】（1）处于n能级的氢原子，能辐射出的光谱数为；
（2）氢原子从n＝4向n＝3能级跃迁时辐射出的光子能量最小，波长最大。
【解答】解：（1）设一群氢原子处于n＝4的激发态，自发跃迁时可辐射出N种不同频率的光子种
（2）氢原子从n＝4向n＝3能级跃迁时辐射出的光子能量最小，波长最大，，
又：
代入数据解得：
答：（1）这群氢原子可辐射出6种不同频率的光子；
（2）辐射的光子波长的最大值为6.9×10﹣6m。
【点评】根据氢原子能级跃迁结合光子的能量可解题，解题关键在于明白氢原子从n＝4向n＝3能级跃迁时辐射出的光子能量最小，波长最大。
9．（10分）2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氦3（He），该物质可以与氘（H）一同参与核聚变反应，同时释放出大量能量。已知氦3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u，，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位
（1）试写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放的核能。
【答案】（1）核反应方程为→；
（2）该核反应中释放的核能为18.2574MeV。
【分析】根据质量数与电荷数数守恒写出核反应方程，再根据质能方程求出释放能量，即可求解。
【解答】解：（1）根据质量数守恒和电荷数守恒可知该核反应方程为→
（2）核反应的质量亏损Δm＝3.0160u+2.0140u﹣4.0026u﹣5.0078u＝0.0196u
释放出的核能ΔE＝Δmc2＝6.0196×931.5MeV＝18.2574MeV
答：（1）核反应方程为→；
（2）该核反应中释放的核能为18.2574MeV。
【点评】质能方程是原子物理中的重点内容之一，该知识点中，关键的地方是要知道反应过程中的质量亏损等于反应前的质量与反应后的质量的差。
一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，第10～12小题只有一个选项正确，第13～15小题有多个选项正确，全部选对得4分，少选得2分，有选错和不选的得0分。）
10．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．扩散现象是永不停息的
B．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用
C．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力
D．花粉在水中做布朗运动的现象，说明花粉的分子在做激烈的热运动
【答案】A
【分析】扩散现象是分子的热运动，分子永不停息的做无规则热运动；布朗运动是悬浮在液体（或气体）中固体小颗粒的运动；气体能充满任何容器是由于气体分子做无规则的热运动；花粉在水中做布朗运动的现象，说明水分子在做激烈的热运动。
【解答】解：A、扩散现象是分子的热运动，故A正确；
B、布朗运动是悬浮在液体（或气体）中固体小颗粒的运动，牛顿运动定律仍适用；
C、气体能充满任何容器是由于气体分子做无规则的热运动、吸引力无关；
D、花粉在水中做布朗运动的现象，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查分子的热运动，注意布朗运动是固体小颗粒的运动，反映了液体分子在做无规则热运动。
11．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．一定质量的100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子势能不变
B．分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高
C．温度相同的氧气和氢气，氢气的内能一定大
D．一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和
【答案】D
【分析】一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气时，吸收的热量转化为分子势能；温度是分子的平均动能的标志，一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和。
【解答】解：A、一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气时，而温度不变，分子总动能不变，分子势能增加；
B、温度是分子的平均动能的标志，还跟分子的质量有关；两种不同物体（分子质量不同），还与分子质量有关，故B错误；
C、温度是分子的平均动能的标志，氧气分子的平均动能与氢气分子的平均动能相等，还与物质的量有关，故C错误；
D、一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和；
故选：D。
【点评】本题考查了物体的内能、分子的势能、分子的平均动能、温度是分子平均动能的标志等知识。对分子势能和分子的平均动能概念的正确理解，是这道题的关键。
12．（4分）一定质量的理想气体经过一系列变化过程，p﹣T图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程中，气体体积增大，温度降低
B．b→c 过程中，气体温度降低，体积减小
C．c→a过程中，气体体积减小，压强增大
D．c→a过程中，气体内能不变，体积不变
【答案】B
【分析】根据气体变化定律分别分析处理即可，a→b是等温变化，b→c是等压变化，c→a是等容变化。
【解答】解：A、由图可知a→b的过程中气体温度保持不变，压强减小，温度不变；
B、由图可知b→c的过程中气体的压强保持不变，b→c温度减小故气体的体积减小；
C、c→a过程中，压强p与T成正比，体积不变，故C错误；
D、一定量的理想气体的内能仅仅与温度有关，体积不变，故D错误。
故选：B。
【点评】从p﹣T上找出各物理量之间的关系，分析气体的变化过程，根据气态方程进行分析，是我们解决此类问题的突破口。
（多选）13．（4分）一定质量的氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中的虚线和实线所示，由图可知（ ）
A．温度越高，分子的热运动越剧烈
B．温度越高，分子的平均速率越大
C．温度越高，分子的平均动能越大
D．两曲线与横轴围成的面积可能不相等
【答案】ABC
【分析】由图像可得具有最大比例的速度区间，可判断两种温度下分子平均动能情况；温度越高，分子平均动能越大，分子的热运动越剧烈。
【解答】解：A、由图可以知道，100℃时400～600m/s速率分布最多，分子的热运动越剧烈；
BC、由图可以知道具有最大比例的速率区间，虚线对应的速率400～600m/s，分子的平均速率越大，故BC正确；
D、在0℃和100℃两种不同温度下，即两条曲线下面积相等。
故选：ABC。
【点评】本题考查分子运动速率的统计分布规律，记住图象的特点，知道纵坐标表示的是单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，而不是分子数。
（多选）14．（4分）下列说法中正确的是（ ）
A．单晶体和多晶体均存在固定的熔点
B．物体的内能与物体的温度有关，与物体的体积无关
C．液体的饱和汽压随温度的升高而增大
D．绝对湿度越大，相对湿度也一定越大
E．扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做无规则运动
【答案】ACE
【分析】单晶体和多晶体都具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点；
做功和热传递都能改变物体的内能；
温度升高时，饱和汽的分子平均动能和分子密集程度增大，饱和汽压随饱和汽的温度升高而增大；
相对湿度是指水蒸气的实际压强与同温度下饱和汽压的比，绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强，二者没有必然的联系；
扩散现象是分子无规则运动的直接表现，布朗运动间接反映了分子的无规则运动。
【解答】解：A、单晶体和多晶体都具有确定的熔点；
B、物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能，故B错误；
C、温度升高时，故饱和汽压随饱和汽的温度升高而增大；
D、绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强，绝对湿度大时，故相对湿度可能不大；
E、扩散现象是分子无规则运动的直接表现，受到液体分子或气体分子无规则运动的撞击，故布朗运动间接反映了分子的无规则运动；
故选：ACE。
【点评】明确单晶体和多晶体之间的联系和共同点，知道物体的内能与什么有关系，明确相对湿度和绝对湿度的概念，知道扩散现象和布朗运动。
（多选）15．（4分）如图所示为某同学设计的一个简易温度计，一根透明吸管插入导热良好的容器，连接处密封，外界大气压保持不变。将容器放入热水中，观察到油柱缓慢上升（ ）
A．气体对外做的功小于气体吸收的热量
B．气体对外做的功等于气体吸收的热量
C．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力增大
D．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力大小不变
【答案】AD
【分析】一定量的理想气体内能由温度决定，气体温度升高内能增大；将容器放入热水中，容器内气体温度升高，该过程气体压强不变，体积增大，气体对外做功，应用热力学第一定律判断气体对外做功与气体吸热的关系；容器壁单位面积上受到气体分子的平均作用力等于气体的压强。
【解答】解：AB、将容器放入热水中，由盖—吕萨克定律可知，气体对外做功，气体温度升高气体内能增加，由热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，由于W＜0，则气体吸收的热量大于气体对外做的功，B错误；
CD、外界大气压不变，容器内壁的单位面积S上受到气体分子的平均作用力大小F＝pS不变，D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查了热力学第一定律与气体压强微观意义的应用，分析清楚气体状态变化过程、掌握基础知识是解题的前提前提；应用盖﹣吕萨克定律与热力学第一定律即可解题。
二.实验题（每空2分，共8分）
16．（8分）（1）在“用单分子油膜法估测分子的大小”实验中，下列说法正确的是 B 。
A.实验中使用油酸酒精溶液，酒精作用是能使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.本实验不考虑油酸分子间的间隙
C.将油酸酒精溶液滴入水中后应立即迅速描绘油膜轮廓
D.为减小实验误差，应往均匀撒好痱子粉的水盘中多滴几滴油酸酒精溶液
（2）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每2000mL溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm 2.5×10﹣6 mL，油酸膜的面积是 41 cm2。据上述数据，估测出油酸分子的直径是 6.0×10﹣10 m（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）B；（2）2.5×10﹣6；41；6.0×10﹣10。
【分析】（1）根据实验原理掌握正确的实验操作；
（2）熟悉纯油酸的体积和油酸膜的面积的计算，根据公式V＝dS计算出油酸分子的直径；
【解答】解：（1）A、实验中使用到酒精溶液，尽可能地减少滴入水面的油酸的含量；
B、油膜是呈单分子分布的，分子间没有间隙；
C、溶液滴入水中后，形成单分子油膜，故C错误；
D、多滴几滴油酸酒精溶液，故D错误；
故选：B。
（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝×mL＝7.5×10﹣6mL
由于每格边长为8cm，则每一格的面积为1cm2，估算油酸膜的面积以超过半格算一格，不足半格的舍去，则油酸膜的面积为41cm4；
由于是单分子紧密排列的，所以油酸分子的直径为d＝＝﹣8m＝6.0×10﹣10m
故答案为：（1）B；（2）7.5×10﹣6；41；3.0×10﹣10。
【点评】本题主要考查了油膜法估测分子直径大小的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式V＝dS即可完成分析，在计算过程中要注意单位的换算。
三、计算题（共18分）
17．（8分）负压救护车在转运传染病人过程中发挥了巨大作用，所谓负压，就是利用技术手段，所以空气只能由舱外流向舱内，而且负压还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。某负压救护车负压舱没有启动时0、温度为T0、体积为V0，启动负压舱后，要求负压舱外和舱内的压强差为。
①若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高到T0时，求舱内气体压强是多少。
②若启动负压舱，舱内温度保持T0不变，达到要求的负压值，求需要抽出压强为p0状态下多少体积的气体。
【答案】①若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高到T0时，舱内气体压强是。
②若启动负压舱，舱内温度保持T0不变，达到要求的负压值，需要抽出压强为p0状态下的体积的气体为。
【分析】①舱内气体做等容变化，根据查理定律求得舱内压强；
②舱内的气体做等温变化，根据玻意耳定律求得达到负压时的体积，把抽出的体积作为研究对象，根据玻意耳定律即可求得。
【解答】解：①由于舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高后压强为p1，由查理定律可得
解得
②启动负压舱，设舱内气体体积变为V4+ΔV，压强为p2，由负压舱特点可得
由玻意耳定律可得p0V6＝p2（V0+ΔV）
设抽出气体在压强p3状态下的体积为V1，由玻意耳定律可得p2ΔV＝p6V1
解得
答：①若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换T2时，舱内气体压强是。
②若启动负压舱，舱内温度保持T0不变，达到要求的负压值0状态下的体积的气体为。
【点评】本题主要考查了玻意耳定律和查理定律，关键是找出初末状态参量，把变质量问题转化为恒质量问题。
18．（10分）如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置﹣3m2、质量为m＝4kg、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，大气压强p0＝1.0×105Pa。现将气缸竖直放置，如图（b）所示2。求：
（1）活塞与气缸固定连接卡环之间的距离；
（2）加热到675K时封闭气体的压强。
【答案】（1）活塞与气缸固定连接卡环之间的距离为16cm；
（2）加热到675K时封闭气体的压强1.5×105Pa．
【分析】（1）气缸水平放置时，封闭气体的压强等于大气压强，当气缸竖直放置时，封闭气体的压强等于大气压强加活塞重力产生的压强，由于两种情况下气体的温度保持不变，根据等温变化求出此时气体的体积，根据气体的体积可以求出活塞与气缸固定连接卡环之间的距离；
（2）气缸竖直放置后，加温到675K时，如果活塞不能到达卡环，则气体压强仍为大气压强加活塞重力产生的压强，若活塞能到达卡环，则根据到达卡环后气体做等容变化，根据理想气体状态方程可以求出此时封闭气体的压强。
【解答】解：（1）气缸水平放置时，封闭气体的压强：
p1＝p0＝6.0×105Pa，温度：T3＝300K，体积：V1＝24cm×S
当气缸竖直放置时，封闭气体的压强：p2＝p5+
解得：p2＝＝7.2×105Pa
温度T8＝T1＝300K
体积：V2＝HS
根据理想气体状态方程有：＝，
代入数据解得：H＝＝20cm；
活塞与气缸固定连接卡环之间的距离为：x＝24cm﹣20cm+12cm＝16cm。
（2）假设活塞能到达卡环，由题意有：T7＝675K V3＝（24+12）cm×S
根据理想气体状态方程有：＝
代入数据解得：p3＝＝1.5×108Pa
故假设成立，活塞能达到卡环3＝1.7×105Pa。
答：（1）活塞与气缸固定连接卡环之间的距离为16cm；
（2）加热到675K时封闭气体的压强1.2×105Pa。
【点评】正确使用气体状态方程，并根据题目给出的条件求出气体状态参量，根据状态方程求解即可。注意要判断第三种情况下气体是否可以到达卡环。
一.选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，其中第10～12只有一个选项正确，第13～15小题有多个选项正确，全部选对得4.分，少选得2分，有选错和不选的得0分。）
19．（4分）如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，取向右为正方向，其振动图像如图乙所示。由振动图像可以得知（ ）
A．振子的振动周期等于t1
B．在t＝0时刻，振子的位置在a点
C．在t＝t1时刻，振子向右经过O点
D．从t1到t2，振子正从O点向a点运动
【答案】C
【分析】根据位移分析振子的位置和速度，振子在最大位移处速度为零，通过平衡位置时速度最大；根据位移的变化，分析振子的运动情况。
【解答】解：A、振子的周期是振子完成一个周期性变化所用时间1，故A错误；
B、由图乙可知t＝0时刻，正通过平衡位置，故B错误；
CD、在t＝t5时刻，图像斜率为正，振子向右经O点1到t2，振子正从O点向b点运动，故C正确。
故选：C。
【点评】对振动图象读出周期、振幅和振子的位移情况，从而判断出其速度情况，是应具备的基本能力，应加强相关练习，做到熟练掌握。
20．（4分）如图所示，用两不可伸长的轻绳悬挂一个小球，两绳长度均为L、两绳之间的夹角α已知，当小球垂直于纸面做简谐运动时，其周期为（ ）
A．2π B．2π
C．2π D．2π
【答案】D
【分析】首先计算出等效摆长，再根据单摆的周期公式解出摆长。
【解答】解：依题意，此时单摆的等效摆长为
周期为
故ABC错误；D正确。
故选：D。
【点评】本题考查单摆的等效摆长问题，解题关键是正确理解公式中个物理量的含义。属于基础简单题目。
21．（4分）一列横波沿直线传播，在波的传播方向上有两点，在t时刻A、B两点间形成如图1所示的波形，在（t+3s），则以下说法中正确的是（ ）
A．若周期大于4s，波可能向右传播
B．若周期为4s，波一定向右传播
C．若波速为8.5m/s，波可能向右传播
D．若波向左传播，该波波速的最小值为1.5m/s
【答案】B
【分析】根据两时刻的波形，列出周期通项，结合题目中波速的特殊值确定波的传播方向。
【解答】解：B、若波向右传播）T5，（n＝0，1，2，…），T1＝s；若波向左传播）T6，（n＝0，1，5，…），T2＝s
由于n是整数，当n＝0时，符合T1通项，波向右传播；
A、由上分析。故A错误；
C、由图知波长λ＝2m，波传播的距离为x＝vt＝8.5×4m＝25.5m＝4λ，波一定向左传播；
D、若波向左传播，波波速可能的最小值为v＝＝。故D错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查了简谐横波的相关应用，理解简谐横波在不同方向上的运动特点，结合运动学公式和其周期性即可完成分析。
（多选）22．（4分）下列有关光学现象说法正确的是（ ）
A．夏天阳光透过树叶在地面上形成圆形亮斑属于小孔成像现象
B．儿童玩具泡泡机喷出的气泡呈现彩色属于光的干涉现象
C．光的偏振现象说明光是纵波
D．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象造成的
【答案】ABD
【分析】小孔成像是光的直线传播形成的；气泡呈现彩色属于光的干涉现象；光的偏振现象说明光是横波；影子边缘模糊不清是光的衍射现象。
【解答】解：A、夏天阳光透过树叶在地面上形成圆形亮斑是太阳的像，故A正确；
B、儿童玩具泡泡机喷出的气泡呈现彩色是光的干涉现象，故B正确；
C、光的偏振现象说明光是横波；
D、刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象；
故选：ABD。
【点评】本题考查小孔成像、光的干涉、光的偏振和光的明显衍射现象等条件，要加强对基础知识的学习和理解。
（多选）23．（4分）如图，A、B为振幅相同的相干波源，且向外传播过程中振幅衰减不计，虚线表示波谷，则下列叙述正确的是（ ）
A．Q点始终处于波峰位置
B．R、S两点始终处于静止状态
C．P、Q连线上加强点和减弱点交替出现
D．P点在图中所示的时刻处于波谷，再过周期处于平衡位置
【答案】BD
【分析】两列波干涉时，波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，振动始终加强；波峰与波谷相遇处振动始终减弱。根据时间与周期的关系确定各点的运动状态。
【解答】解：A、在Q点，振动加强，即Q点做振幅增大的振动，故A错误；
B、在R，波峰与波谷相遇，振幅为零，故B正确；
C、在P点，在Q点，振动加强、Q连线上各点振动始终加强；
D、P是波谷与波谷相遇，再过，故D正确。
故选：BD。
【点评】在波的干涉现象中，振动加强点的振动始终是加强的，但质点在简谐运动，其位移随时间是周期性变化，不是静止不动的。
（多选）24．（4分）如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，下列说法正确的是（ ）
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐
C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝
D．屏上的干涉条纹与双缝垂直
【答案】BC
【分析】根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ，结合d和波长的变化判断条纹间距的变化。
【解答】解：A、调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，故A错误；
B、将测量某条干涉亮纹位置时，故B正确；
C、为了减小测量误差，求出相邻两条亮纹间距Δx＝λ便可得到波长的测量值；
D、根据干涉原理，故D错误；
故选：BC。
【点评】解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ，并能灵活运用。
二.实验题（共8分）
25．（8分）在测定玻璃砖折射率的实验中。
（1）实验中，下列做法正确的是 AD （填选项前的字母）。
A．入射角不宜太小
B．为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量
C．在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面
D．为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，多做几次实验
（2）甲同学在确定玻璃砖的光线入射界面aa'和出射界面bb'时，不慎使玻璃砖出现了平行移动，出现的状况如图1所示，甲同学测得的折射率与真实值相比将 偏小 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）乙同学在完成了正确的实验操作后，他以通过P1、P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以适当长度R为半径画圆，与OA交于P，如图2所示，从P、Q分别作玻璃砖界面的法线NN'的垂线，用刻度尺量得PP'＝45.0mm，QQ'＝30.0mm 1.5 。
【答案】（1）AD（2）偏小 （3）1.5
【分析】（1）明确实验的原理与实验正确操作，根据原理以及注意事项解答；
（2）做出玻璃砖向下平移和未向下平移的光路图进行比较，分析入射角和折射角是否发生变化；
（3）结合几何关系，根据折射定律求得折射率。
【解答】解：（1）A，在测定玻璃砖折射率的实验中，也不宜过大，会使测量误差加大；
B.利用插针法测玻璃砖折射率的实验中，上下表面不平行不影响上表面的入射角与折射角的测量，故B错误；
C.用铅笔贴着光学面画出界面，可能会损坏光学面；
D.为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，故D正确。
故选AD.
（2）玻璃砖平移，导致折射角增大（蓝色线与法线夹角）
根据折射定律
n＝
则折射率偏小
（3）入射角和折射角的正弦分别为
sin∠POP′＝，sin∠QOQ′＝
折射率为
n＝＝＝1.5
故答案为：（1）AD（2）偏小 （3）4.5
【点评】解决该题需熟记实验原理和实验注意事项，会做光路图从而来分析误差；关键掌握如何根据几何关系求得折射率。
三.计算题（共18分）
26．（8分）如图所示，一个盛水容器内装有深度为H的水，激光笔发出一束激光射向水面O点，水的折射率，真空中光速为c，cos53°＝0.6。求：
（1）激光从O点传播到P点的时间t；
（2）打开出水口放水，当水面下降到原来一半深度时，光斑P仍然在容器底部
【答案】（1）激光从O点传播到P点的时间为；
（2）光斑P移动的距离为。
【分析】（1）分析入射角和折射角根据计算折射率，再根据，计算光在玻璃中传播速度，再根据几何关系列式求解。
（2）根据几何关系可解得。
【解答】解：（1）根据折射定理
解得折射角大小
β＝37°
光在水中的速度
激光从O点传播到P点的时间：
（2）根据：
由几何关系有：
x＝h（tanα﹣tanβ）
当，代入数据解得：
答：（1）激光从O点传播到P点的时间为；
（2）光斑P移动的距离为。
【点评】本题属于光学知识的典型题型，学生要充分利用几何知识，找到对应关系，就可以求的相关量。
27．（10分）一列简谐横波沿x轴传播，t＝0.1s时的波形图如图甲所示。图乙为介质中质点A的振动图象。
（1）求波的传播方向及波速；
（2）t＝0.1s时，波刚好传播到坐标原点O，质点B平衡位置的坐标xB＝﹣2.5m（图中未画出），求质点B处于波峰位置的时刻。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据质点A在t＝0.1s时的振动情况及“上坡向下”判断波的传播方向；根据v＝求波速；
（2）根据坐标原点O与质点B平衡位置间的距离及波速求出质点B第一次处于波峰位置的时刻，再结合质点振动的周期性求解。
【解答】解：（1）由图乙知在t＝0.1s时A点处于平衡位置且向下振动，根据“上坡向下”可判断该波沿x轴负方向传播；
由图甲知波长为λ＝10cm＝3.1m，由图乙知周期T＝0.6s；
（2）坐标原点O与质点B平衡位置的距离Δx＝2.5m，则波从坐标原点O传到B点所用的时间＝，
波传到B点时，B从平衡位置向上振动＝8.05s第一次到达波峰，由于质点振动的周期性，质点B还将处于波峰）s （n＝6、1、2；
答：（1）波沿x轴负方向传播，波速为5.5m/s；
（2）质点B处于波峰位置的时刻为（5.15+）s（n＝0、5、2；
【点评】本题的关键是会根据质点的振动方向分析波的传播方向以及根据距离、波速求质点到达波峰的时间，同时要注意到质点振动的周期性。
2021-2022学年河南省信阳市商城县观庙高级中学高二（下）期中物理试卷
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分，其中第1～3小题只有一个选项正确，第4～6小题有多个选项正确，全部选对得4分，少选得2分，有选错和不选的得0分。）
1．（4分）下列说法中正确的是 （ ）
A．玛丽•居里首先提出原子的核式结构学说
B．卢瑟福在“粒子散射实验中发现了电子
C．查德威克在利用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子
D．玻尔为解释光电效应的实验规律提出了光子说
2．（4分）下列四个核反应方程中，x1、x2、x3、x4各代表某种粒子，以下判断正确的是（ ）
①U+n→Kr+3x1
②H+x2→He+n
③U→Th+x3
④F+He→4
A．x1是质子 B．x2是中子 C．x3是α粒子 D．x4是氘核
3．（4分）碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后（ ）
A． B． C． D．
（多选）4．（4分）氢原子能级如图所示，一群处于基态的氢原子吸收外来光子，跃迁到n＝4能级后，已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，则（ ）
A．一个外来光子的能量为10.2eV
B．动能为1eV的电子能使处于n＝4能级的氢原子电离
C．氢原子发射的所有谱线中，最大的频率为1.6×1014Hz
D．氢原子发出的光照射逸出功为3.34eV的金属锌，可能产生最大初动能为9.41eV的光电子
（多选）5．（4分）研究光电效应的实验电路图如图（a）所示，实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系图像如图（b）（ ）
A．若把滑动变阻器的滑片向右滑动，光电流一定增大
B．甲与乙是同一种光，且甲的光强大于乙
C．由图（b）可知，乙光的频率小于丙光的频率
D．若将甲光换成丙光来照射K极，则K极所用材料的逸出功将减小
（多选）6．（4分）原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（ ）
A．He核的结合能约为14MeV
B．He核比Li核更稳定
C．两个H核结合成He核时释放能量
D．U核中核子的平均结合能比Kr核中的大
二.实验题（共8分）
7．（8分）某实验小组的同学利用如下所示的实验研究光的波粒二象性。
（1）利用甲图所示的电路研究阴极K的遏止电压与照射光频率的关系。若实验测得钠（Na）的遏止电压Uc与照射光频率v的关系图像如图乙所示，已知钠的极限频率为5.53×1014Hz，钙的极限频率为7.73×1014Hz，则下列说法中正确的是 。
A.需将单刀双掷开关S置于a端
B.需将单刀双掷开关S置于b端
C.钙的遏止电压与照射光的频率的关系图线应该是①
D.钙的遏止电压与照射光的频率的关系图线应该是②
（2）从图乙中可以看出两种金属中的 （填写“钠”或者“钙”）更容易发生光电效应。已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J⋅s，电子的电荷量e＝1.6×10﹣19C，那么该实验所用光电管的K极材料钙的逸出功为 eV。（结果保留两位有效数字）
三、计算题（18分）
8．（8分）已知氢原子的能级公式为，其中基态能级E1＝﹣13.6eV，n＝1、2、3、…，现有一群氢原子处于n＝4的激发态﹣34J•s，真空中的光速c＝3.0×108m/s。
（1）这群氢原子可辐射出几种不同频率的光子？
（2）求辐射的光子波长的最大值（结果保留两位有效数字）。
9．（10分）2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氦3（He），该物质可以与氘（H）一同参与核聚变反应，同时释放出大量能量。已知氦3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u，，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位
（1）试写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放的核能。
一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，第10～12小题只有一个选项正确，第13～15小题有多个选项正确，全部选对得4分，少选得2分，有选错和不选的得0分。）
10．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．扩散现象是永不停息的
B．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用
C．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力
D．花粉在水中做布朗运动的现象，说明花粉的分子在做激烈的热运动
11．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．一定质量的100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子势能不变
B．分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高
C．温度相同的氧气和氢气，氢气的内能一定大
D．一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和
12．（4分）一定质量的理想气体经过一系列变化过程，p﹣T图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程中，气体体积增大，温度降低
B．b→c 过程中，气体温度降低，体积减小
C．c→a过程中，气体体积减小，压强增大
D．c→a过程中，气体内能不变，体积不变
（多选）13．（4分）一定质量的氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中的虚线和实线所示，由图可知（ ）
A．温度越高，分子的热运动越剧烈
B．温度越高，分子的平均速率越大
C．温度越高，分子的平均动能越大
D．两曲线与横轴围成的面积可能不相等
（多选）14．（4分）下列说法中正确的是（ ）
A．单晶体和多晶体均存在固定的熔点
B．物体的内能与物体的温度有关，与物体的体积无关
C．液体的饱和汽压随温度的升高而增大
D．绝对湿度越大，相对湿度也一定越大
E．扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做无规则运动
（多选）15．（4分）如图所示为某同学设计的一个简易温度计，一根透明吸管插入导热良好的容器，连接处密封，外界大气压保持不变。将容器放入热水中，观察到油柱缓慢上升（ ）
A．气体对外做的功小于气体吸收的热量
B．气体对外做的功等于气体吸收的热量
C．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力增大
D．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力大小不变
二.实验题（每空2分，共8分）
16．（8分）（1）在“用单分子油膜法估测分子的大小”实验中，下列说法正确的是 。
A.实验中使用油酸酒精溶液，酒精作用是能使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.本实验不考虑油酸分子间的间隙
C.将油酸酒精溶液滴入水中后应立即迅速描绘油膜轮廓
D.为减小实验误差，应往均匀撒好痱子粉的水盘中多滴几滴油酸酒精溶液
（2）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每2000mL溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm mL，油酸膜的面积是 cm2。据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m（结果保留两位有效数字）。
三、计算题（共18分）
17．（8分）负压救护车在转运传染病人过程中发挥了巨大作用，所谓负压，就是利用技术手段，所以空气只能由舱外流向舱内，而且负压还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。某负压救护车负压舱没有启动时0、温度为T0、体积为V0，启动负压舱后，要求负压舱外和舱内的压强差为。
①若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高到T0时，求舱内气体压强是多少。
②若启动负压舱，舱内温度保持T0不变，达到要求的负压值，求需要抽出压强为p0状态下多少体积的气体。
18．（10分）如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置﹣3m2、质量为m＝4kg、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，大气压强p0＝1.0×105Pa。现将气缸竖直放置，如图（b）所示2。求：
（1）活塞与气缸固定连接卡环之间的距离；
（2）加热到675K时封闭气体的压强。
一.选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，其中第10～12只有一个选项正确，第13～15小题有多个选项正确，全部选对得4.分，少选得2分，有选错和不选的得0分。）
19．（4分）如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，取向右为正方向，其振动图像如图乙所示。由振动图像可以得知（ ）
A．振子的振动周期等于t1
B．在t＝0时刻，振子的位置在a点
C．在t＝t1时刻，振子向右经过O点
D．从t1到t2，振子正从O点向a点运动
20．（4分）如图所示，用两不可伸长的轻绳悬挂一个小球，两绳长度均为L、两绳之间的夹角α已知，当小球垂直于纸面做简谐运动时，其周期为（ ）
A．2π B．2π
C．2π D．2π
21．（4分）一列横波沿直线传播，在波的传播方向上有两点，在t时刻A、B两点间形成如图1所示的波形，在（t+3s），则以下说法中正确的是（ ）
A．若周期大于4s，波可能向右传播
B．若周期为4s，波一定向右传播
C．若波速为8.5m/s，波可能向右传播
D．若波向左传播，该波波速的最小值为1.5m/s
（多选）22．（4分）下列有关光学现象说法正确的是（ ）
A．夏天阳光透过树叶在地面上形成圆形亮斑属于小孔成像现象
B．儿童玩具泡泡机喷出的气泡呈现彩色属于光的干涉现象
C．光的偏振现象说明光是纵波
D．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象造成的
（多选）23．（4分）如图，A、B为振幅相同的相干波源，且向外传播过程中振幅衰减不计，虚线表示波谷，则下列叙述正确的是（ ）
A．Q点始终处于波峰位置
B．R、S两点始终处于静止状态
C．P、Q连线上加强点和减弱点交替出现
D．P点在图中所示的时刻处于波谷，再过周期处于平衡位置
（多选）24．（4分）如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，下列说法正确的是（ ）
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐
C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝
D．屏上的干涉条纹与双缝垂直
二.实验题（共8分）
25．（8分）在测定玻璃砖折射率的实验中。
（1）实验中，下列做法正确的是 （填选项前的字母）。
A．入射角不宜太小
B．为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量
C．在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面
D．为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，多做几次实验
（2）甲同学在确定玻璃砖的光线入射界面aa'和出射界面bb'时，不慎使玻璃砖出现了平行移动，出现的状况如图1所示，甲同学测得的折射率与真实值相比将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）乙同学在完成了正确的实验操作后，他以通过P1、P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以适当长度R为半径画圆，与OA交于P，如图2所示，从P、Q分别作玻璃砖界面的法线NN'的垂线，用刻度尺量得PP'＝45.0mm，QQ'＝30.0mm 。
三.计算题（共18分）
26．（8分）如图所示，一个盛水容器内装有深度为H的水，激光笔发出一束激光射向水面O点，水的折射率，真空中光速为c，cos53°＝0.6。求：
（1）激光从O点传播到P点的时间t；
（2）打开出水口放水，当水面下降到原来一半深度时，光斑P仍然在容器底部
27．（10分）一列简谐横波沿x轴传播，t＝0.1s时的波形图如图甲所示。图乙为介质中质点A的振动图象。
（1）求波的传播方向及波速；
（2）t＝0.1s时，波刚好传播到坐标原点O，质点B平衡位置的坐标xB＝﹣2.5m（图中未画出），求质点B处于波峰位置的时刻。
2021-2022学年河南省信阳市商城县观庙高级中学高二（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分，其中第1～3小题只有一个选项正确，第4～6小题有多个选项正确，全部选对得4分，少选得2分，有选错和不选的得0分。）
1．（4分）下列说法中正确的是 （ ）
A．玛丽•居里首先提出原子的核式结构学说
B．卢瑟福在“粒子散射实验中发现了电子
C．查德威克在利用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子
D．玻尔为解释光电效应的实验规律提出了光子说
【答案】C
【分析】卢瑟福首先提出原子的核式结构学说，汤姆森发现电子，查德威克在利用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子，爱因斯坦提出光子说。
【解答】解：A、卢瑟福首先提出原子的核式结构学说；
B、汤姆森发现电子；
C、查德威克在利用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子；
D、爱因斯坦提出光子说；
故选：C。
【点评】本题考查了科学史的有关知识，了解掌握科学史，可以了解科学本质、培养科学素养、树立正确的价值观，激励学生树立远大理想。
2．（4分）下列四个核反应方程中，x1、x2、x3、x4各代表某种粒子，以下判断正确的是（ ）
①U+n→Kr+3x1
②H+x2→He+n
③U→Th+x3
④F+He→4
A．x1是质子 B．x2是中子 C．x3是α粒子 D．x4是氘核
【答案】见试题解答内容
【分析】根据质量数和电荷数守恒分析四种核反应方程中x是何种粒子。
【解答】解：A、根据质量数和电荷数守恒可知U+Ba+7的x1质量数为1、电荷数为6，x1是中子，故A错误；
B、根据质量数和电荷数守恒可知H+x2→He+4电荷数为1、质量数为2，x4是氘核，故B错误；
C、根据质量数和电荷数守恒可知U→3的x3电荷数为4、质量数为4，x3是α粒子，故C正确；
D、根据质量数和电荷数守恒可知F+Ne+x4的x4电荷数为1、质量数为6，x4是质子，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要是考查核反应方程，解答本题的关键是知道核反应过程中质量数和电荷数都守恒。
3．（4分）碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【分析】半衰期是放射性原子核剩下一半需要的时间，根据公式m＝m0•（）求解剩余原子核的质量。
【解答】解：碘131的半衰期约为8天，经过32天后
m′＝m•（）＝；
故选：C。
【点评】本题关键是明确半衰期的概念，能够结合公式m＝m0•（）列式分析，基础问题。
（多选）4．（4分）氢原子能级如图所示，一群处于基态的氢原子吸收外来光子，跃迁到n＝4能级后，已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，则（ ）
A．一个外来光子的能量为10.2eV
B．动能为1eV的电子能使处于n＝4能级的氢原子电离
C．氢原子发射的所有谱线中，最大的频率为1.6×1014Hz
D．氢原子发出的光照射逸出功为3.34eV的金属锌，可能产生最大初动能为9.41eV的光电子
【答案】BD
【分析】根据判断E＝hγ＝Em﹣En；用能量为1eV的电子轰击，判断n＝4能级的氢原子可以吸收部分能量后，能量是否大于0，即可知是否电离；结合光电效应方程判断。
【解答】解：A、根据玻尔理论可知，处于基态的氢原子被某外来单色光激发后跃迁到n＝4能级4﹣E2＝﹣0.85eV﹣（﹣13.6eV）＝12.75eV，故A错误；
B、因为处于n＝7能级的氢原子电离所需要的最小能量为0.85eV，所以动能为1eV的电子能使处于n＝2能级的氢原子电离；
C、由题可知，频率最大4﹣E1，得光子的最大频率为：γ＝＝Hz≈5.08×1015Hz，故C错误；
D、氢原子发射光的最大能量等于从n＝4能级到n＝1能级跃迁时辐射的能量 eV，根据光电效应方程k＝hγ﹣W2＝E﹣W0＝12.75eV﹣3.34eV＝4.41eV，故D正确。
故选：BD。
【点评】解决本题的关键要知道什么是电离，以及能级的跃迁满足hγ＝Em﹣En，注意吸收光子是向高能级跃迁，释放光子是向低能级跃迁。
（多选）5．（4分）研究光电效应的实验电路图如图（a）所示，实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系图像如图（b）（ ）
A．若把滑动变阻器的滑片向右滑动，光电流一定增大
B．甲与乙是同一种光，且甲的光强大于乙
C．由图（b）可知，乙光的频率小于丙光的频率
D．若将甲光换成丙光来照射K极，则K极所用材料的逸出功将减小
【答案】BC
【分析】根据电路构造分析出电压的变化，从而分析出光电流的可能变化趋势；
根据图b结合光电效应公式分析出频率和光强的大小关系；
金属的逸出功是金属的固有属性，与光的性质无关。
【解答】解：A、滑动变阻器滑片向右滑动，也可能已到达饱和电流而不变；
B、根据图b可知，说明它们光电管上逸出的光电子的最大初动能相同，但甲乙两光的饱和电流不同，且甲光的饱和电流大于乙光的饱和电流，故B正确；
C、入射光频率越大，遏止电压越大，乙光的频率小于丙光的频率；
D、逸出功只由金属本身决定，故D错误；
故选：BC。
【点评】本题主要考查了光电效应的相关应用，理解光电效应的原理，结合光电效应方程和图像的物理意义即可完成分析。
（多选）6．（4分）原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（ ）
A．He核的结合能约为14MeV
B．He核比Li核更稳定
C．两个H核结合成He核时释放能量
D．U核中核子的平均结合能比Kr核中的大
【答案】BC
【分析】由图得出氦核的比结合能，抓住比结合能等于结合能与核子数的比值得出氦核的结合能；比结合能越大，原子核越稳定，通过图示得出比结合能的大小。
【解答】解：A、由图可知，氦核的核子数为4，故A错误。
B、比结合能越大，由图可知，则He核比，故B正确。
C、因为结合后比结合能变大H核结合成，释放能量。
D、由图可知，Kr核中的小。
故选：BC。
【点评】本题考查了结合能和比结合能的基本运用，知道结合能与比结合能的关系，知道比结合能越大，原子核越稳定。
二.实验题（共8分）
7．（8分）某实验小组的同学利用如下所示的实验研究光的波粒二象性。
（1）利用甲图所示的电路研究阴极K的遏止电压与照射光频率的关系。若实验测得钠（Na）的遏止电压Uc与照射光频率v的关系图像如图乙所示，已知钠的极限频率为5.53×1014Hz，钙的极限频率为7.73×1014Hz，则下列说法中正确的是 AD 。
A.需将单刀双掷开关S置于a端
B.需将单刀双掷开关S置于b端
C.钙的遏止电压与照射光的频率的关系图线应该是①
D.钙的遏止电压与照射光的频率的关系图线应该是②
（2）从图乙中可以看出两种金属中的 钠 （填写“钠”或者“钙”）更容易发生光电效应。已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J⋅s，电子的电荷量e＝1.6×10﹣19C，那么该实验所用光电管的K极材料钙的逸出功为 3.2 eV。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）AD；（2）钠 3.2
【分析】（1）光电效应实验中，所加电压应该为遏止电压，从而可以确定正负极；结合光电效应方程可判断图线；
（2）结合光电效应方程与图乙，可比较钙与钠的逸出功，从而判断哪个更容易发生光电效应；当Uc＝0时，结合钙的截止频率可求出逸出功。
【解答】解：（1）AB、本实验是研究阴极K的遏止电压与照射光频率的关系。故A正确；
CD、根据光电效应方程及动能定理得Ekm＝eUc＝hν﹣W，不同材料的图像的斜率相同，D正确。
（2）因为钙的横截距较大，故逸出功较大。
根据光电效应方程eUc＝hν﹣W，则逸出功W＝hν﹣eUc，当Uc＝0时，对应钙的截止频率ν＝7.73×1014Hz，代入数据得W＝2.2eV.
故答案为：（1）AD；（2）钠 3.8
【点评】本题考查光电效应实验，要求学生结合光电效应方程对实验进行分析和数据处理，难度适中。
三、计算题（18分）
8．（8分）已知氢原子的能级公式为，其中基态能级E1＝﹣13.6eV，n＝1、2、3、…，现有一群氢原子处于n＝4的激发态﹣34J•s，真空中的光速c＝3.0×108m/s。
（1）这群氢原子可辐射出几种不同频率的光子？
（2）求辐射的光子波长的最大值（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）这群氢原子可辐射出6种不同频率的光子；
（2）辐射的光子波长的最大值为1.9×10﹣6m。
【分析】（1）处于n能级的氢原子，能辐射出的光谱数为；
（2）氢原子从n＝4向n＝3能级跃迁时辐射出的光子能量最小，波长最大。
【解答】解：（1）设一群氢原子处于n＝4的激发态，自发跃迁时可辐射出N种不同频率的光子种
（2）氢原子从n＝4向n＝3能级跃迁时辐射出的光子能量最小，波长最大，，
又：
代入数据解得：
答：（1）这群氢原子可辐射出6种不同频率的光子；
（2）辐射的光子波长的最大值为6.9×10﹣6m。
【点评】根据氢原子能级跃迁结合光子的能量可解题，解题关键在于明白氢原子从n＝4向n＝3能级跃迁时辐射出的光子能量最小，波长最大。
9．（10分）2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氦3（He），该物质可以与氘（H）一同参与核聚变反应，同时释放出大量能量。已知氦3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u，，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位
（1）试写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放的核能。
【答案】（1）核反应方程为→；
（2）该核反应中释放的核能为18.2574MeV。
【分析】根据质量数与电荷数数守恒写出核反应方程，再根据质能方程求出释放能量，即可求解。
【解答】解：（1）根据质量数守恒和电荷数守恒可知该核反应方程为→
（2）核反应的质量亏损Δm＝3.0160u+2.0140u﹣4.0026u﹣5.0078u＝0.0196u
释放出的核能ΔE＝Δmc2＝6.0196×931.5MeV＝18.2574MeV
答：（1）核反应方程为→；
（2）该核反应中释放的核能为18.2574MeV。
【点评】质能方程是原子物理中的重点内容之一，该知识点中，关键的地方是要知道反应过程中的质量亏损等于反应前的质量与反应后的质量的差。
一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，第10～12小题只有一个选项正确，第13～15小题有多个选项正确，全部选对得4分，少选得2分，有选错和不选的得0分。）
10．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．扩散现象是永不停息的
B．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用
C．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力
D．花粉在水中做布朗运动的现象，说明花粉的分子在做激烈的热运动
【答案】A
【分析】扩散现象是分子的热运动，分子永不停息的做无规则热运动；布朗运动是悬浮在液体（或气体）中固体小颗粒的运动；气体能充满任何容器是由于气体分子做无规则的热运动；花粉在水中做布朗运动的现象，说明水分子在做激烈的热运动。
【解答】解：A、扩散现象是分子的热运动，故A正确；
B、布朗运动是悬浮在液体（或气体）中固体小颗粒的运动，牛顿运动定律仍适用；
C、气体能充满任何容器是由于气体分子做无规则的热运动、吸引力无关；
D、花粉在水中做布朗运动的现象，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查分子的热运动，注意布朗运动是固体小颗粒的运动，反映了液体分子在做无规则热运动。
11．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．一定质量的100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子势能不变
B．分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高
C．温度相同的氧气和氢气，氢气的内能一定大
D．一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和
【答案】D
【分析】一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气时，吸收的热量转化为分子势能；温度是分子的平均动能的标志，一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和。
【解答】解：A、一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气时，而温度不变，分子总动能不变，分子势能增加；
B、温度是分子的平均动能的标志，还跟分子的质量有关；两种不同物体（分子质量不同），还与分子质量有关，故B错误；
C、温度是分子的平均动能的标志，氧气分子的平均动能与氢气分子的平均动能相等，还与物质的量有关，故C错误；
D、一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和；
故选：D。
【点评】本题考查了物体的内能、分子的势能、分子的平均动能、温度是分子平均动能的标志等知识。对分子势能和分子的平均动能概念的正确理解，是这道题的关键。
12．（4分）一定质量的理想气体经过一系列变化过程，p﹣T图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程中，气体体积增大，温度降低
B．b→c 过程中，气体温度降低，体积减小
C．c→a过程中，气体体积减小，压强增大
D．c→a过程中，气体内能不变，体积不变
【答案】B
【分析】根据气体变化定律分别分析处理即可，a→b是等温变化，b→c是等压变化，c→a是等容变化。
【解答】解：A、由图可知a→b的过程中气体温度保持不变，压强减小，温度不变；
B、由图可知b→c的过程中气体的压强保持不变，b→c温度减小故气体的体积减小；
C、c→a过程中，压强p与T成正比，体积不变，故C错误；
D、一定量的理想气体的内能仅仅与温度有关，体积不变，故D错误。
故选：B。
【点评】从p﹣T上找出各物理量之间的关系，分析气体的变化过程，根据气态方程进行分析，是我们解决此类问题的突破口。
（多选）13．（4分）一定质量的氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中的虚线和实线所示，由图可知（ ）
A．温度越高，分子的热运动越剧烈
B．温度越高，分子的平均速率越大
C．温度越高，分子的平均动能越大
D．两曲线与横轴围成的面积可能不相等
【答案】ABC
【分析】由图像可得具有最大比例的速度区间，可判断两种温度下分子平均动能情况；温度越高，分子平均动能越大，分子的热运动越剧烈。
【解答】解：A、由图可以知道，100℃时400～600m/s速率分布最多，分子的热运动越剧烈；
BC、由图可以知道具有最大比例的速率区间，虚线对应的速率400～600m/s，分子的平均速率越大，故BC正确；
D、在0℃和100℃两种不同温度下，即两条曲线下面积相等。
故选：ABC。
【点评】本题考查分子运动速率的统计分布规律，记住图象的特点，知道纵坐标表示的是单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，而不是分子数。
（多选）14．（4分）下列说法中正确的是（ ）
A．单晶体和多晶体均存在固定的熔点
B．物体的内能与物体的温度有关，与物体的体积无关
C．液体的饱和汽压随温度的升高而增大
D．绝对湿度越大，相对湿度也一定越大
E．扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做无规则运动
【答案】ACE
【分析】单晶体和多晶体都具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点；
做功和热传递都能改变物体的内能；
温度升高时，饱和汽的分子平均动能和分子密集程度增大，饱和汽压随饱和汽的温度升高而增大；
相对湿度是指水蒸气的实际压强与同温度下饱和汽压的比，绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强，二者没有必然的联系；
扩散现象是分子无规则运动的直接表现，布朗运动间接反映了分子的无规则运动。
【解答】解：A、单晶体和多晶体都具有确定的熔点；
B、物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能，故B错误；
C、温度升高时，故饱和汽压随饱和汽的温度升高而增大；
D、绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强，绝对湿度大时，故相对湿度可能不大；
E、扩散现象是分子无规则运动的直接表现，受到液体分子或气体分子无规则运动的撞击，故布朗运动间接反映了分子的无规则运动；
故选：ACE。
【点评】明确单晶体和多晶体之间的联系和共同点，知道物体的内能与什么有关系，明确相对湿度和绝对湿度的概念，知道扩散现象和布朗运动。
（多选）15．（4分）如图所示为某同学设计的一个简易温度计，一根透明吸管插入导热良好的容器，连接处密封，外界大气压保持不变。将容器放入热水中，观察到油柱缓慢上升（ ）
A．气体对外做的功小于气体吸收的热量
B．气体对外做的功等于气体吸收的热量
C．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力增大
D．容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力大小不变
【答案】AD
【分析】一定量的理想气体内能由温度决定，气体温度升高内能增大；将容器放入热水中，容器内气体温度升高，该过程气体压强不变，体积增大，气体对外做功，应用热力学第一定律判断气体对外做功与气体吸热的关系；容器壁单位面积上受到气体分子的平均作用力等于气体的压强。
【解答】解：AB、将容器放入热水中，由盖—吕萨克定律可知，气体对外做功，气体温度升高气体内能增加，由热力学第一定律ΔU＝W+Q可知，由于W＜0，则气体吸收的热量大于气体对外做的功，B错误；
CD、外界大气压不变，容器内壁的单位面积S上受到气体分子的平均作用力大小F＝pS不变，D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查了热力学第一定律与气体压强微观意义的应用，分析清楚气体状态变化过程、掌握基础知识是解题的前提前提；应用盖﹣吕萨克定律与热力学第一定律即可解题。
二.实验题（每空2分，共8分）
16．（8分）（1）在“用单分子油膜法估测分子的大小”实验中，下列说法正确的是 B 。
A.实验中使用油酸酒精溶液，酒精作用是能使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.本实验不考虑油酸分子间的间隙
C.将油酸酒精溶液滴入水中后应立即迅速描绘油膜轮廓
D.为减小实验误差，应往均匀撒好痱子粉的水盘中多滴几滴油酸酒精溶液
（2）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每2000mL溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm 2.5×10﹣6 mL，油酸膜的面积是 41 cm2。据上述数据，估测出油酸分子的直径是 6.0×10﹣10 m（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）B；（2）2.5×10﹣6；41；6.0×10﹣10。
【分析】（1）根据实验原理掌握正确的实验操作；
（2）熟悉纯油酸的体积和油酸膜的面积的计算，根据公式V＝dS计算出油酸分子的直径；
【解答】解：（1）A、实验中使用到酒精溶液，尽可能地减少滴入水面的油酸的含量；
B、油膜是呈单分子分布的，分子间没有间隙；
C、溶液滴入水中后，形成单分子油膜，故C错误；
D、多滴几滴油酸酒精溶液，故D错误；
故选：B。
（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝×mL＝7.5×10﹣6mL
由于每格边长为8cm，则每一格的面积为1cm2，估算油酸膜的面积以超过半格算一格，不足半格的舍去，则油酸膜的面积为41cm4；
由于是单分子紧密排列的，所以油酸分子的直径为d＝＝﹣8m＝6.0×10﹣10m
故答案为：（1）B；（2）7.5×10﹣6；41；3.0×10﹣10。
【点评】本题主要考查了油膜法估测分子直径大小的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式V＝dS即可完成分析，在计算过程中要注意单位的换算。
三、计算题（共18分）
17．（8分）负压救护车在转运传染病人过程中发挥了巨大作用，所谓负压，就是利用技术手段，所以空气只能由舱外流向舱内，而且负压还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。某负压救护车负压舱没有启动时0、温度为T0、体积为V0，启动负压舱后，要求负压舱外和舱内的压强差为。
①若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高到T0时，求舱内气体压强是多少。
②若启动负压舱，舱内温度保持T0不变，达到要求的负压值，求需要抽出压强为p0状态下多少体积的气体。
【答案】①若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高到T0时，舱内气体压强是。
②若启动负压舱，舱内温度保持T0不变，达到要求的负压值，需要抽出压强为p0状态下的体积的气体为。
【分析】①舱内气体做等容变化，根据查理定律求得舱内压强；
②舱内的气体做等温变化，根据玻意耳定律求得达到负压时的体积，把抽出的体积作为研究对象，根据玻意耳定律即可求得。
【解答】解：①由于舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高后压强为p1，由查理定律可得
解得
②启动负压舱，设舱内气体体积变为V4+ΔV，压强为p2，由负压舱特点可得
由玻意耳定律可得p0V6＝p2（V0+ΔV）
设抽出气体在压强p3状态下的体积为V1，由玻意耳定律可得p2ΔV＝p6V1
解得
答：①若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换T2时，舱内气体压强是。
②若启动负压舱，舱内温度保持T0不变，达到要求的负压值0状态下的体积的气体为。
【点评】本题主要考查了玻意耳定律和查理定律，关键是找出初末状态参量，把变质量问题转化为恒质量问题。
18．（10分）如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置﹣3m2、质量为m＝4kg、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，大气压强p0＝1.0×105Pa。现将气缸竖直放置，如图（b）所示2。求：
（1）活塞与气缸固定连接卡环之间的距离；
（2）加热到675K时封闭气体的压强。
【答案】（1）活塞与气缸固定连接卡环之间的距离为16cm；
（2）加热到675K时封闭气体的压强1.5×105Pa．
【分析】（1）气缸水平放置时，封闭气体的压强等于大气压强，当气缸竖直放置时，封闭气体的压强等于大气压强加活塞重力产生的压强，由于两种情况下气体的温度保持不变，根据等温变化求出此时气体的体积，根据气体的体积可以求出活塞与气缸固定连接卡环之间的距离；
（2）气缸竖直放置后，加温到675K时，如果活塞不能到达卡环，则气体压强仍为大气压强加活塞重力产生的压强，若活塞能到达卡环，则根据到达卡环后气体做等容变化，根据理想气体状态方程可以求出此时封闭气体的压强。
【解答】解：（1）气缸水平放置时，封闭气体的压强：
p1＝p0＝6.0×105Pa，温度：T3＝300K，体积：V1＝24cm×S
当气缸竖直放置时，封闭气体的压强：p2＝p5+
解得：p2＝＝7.2×105Pa
温度T8＝T1＝300K
体积：V2＝HS
根据理想气体状态方程有：＝，
代入数据解得：H＝＝20cm；
活塞与气缸固定连接卡环之间的距离为：x＝24cm﹣20cm+12cm＝16cm。
（2）假设活塞能到达卡环，由题意有：T7＝675K V3＝（24+12）cm×S
根据理想气体状态方程有：＝
代入数据解得：p3＝＝1.5×108Pa
故假设成立，活塞能达到卡环3＝1.7×105Pa。
答：（1）活塞与气缸固定连接卡环之间的距离为16cm；
（2）加热到675K时封闭气体的压强1.2×105Pa。
【点评】正确使用气体状态方程，并根据题目给出的条件求出气体状态参量，根据状态方程求解即可。注意要判断第三种情况下气体是否可以到达卡环。
一.选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，其中第10～12只有一个选项正确，第13～15小题有多个选项正确，全部选对得4.分，少选得2分，有选错和不选的得0分。）
19．（4分）如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，取向右为正方向，其振动图像如图乙所示。由振动图像可以得知（ ）
A．振子的振动周期等于t1
B．在t＝0时刻，振子的位置在a点
C．在t＝t1时刻，振子向右经过O点
D．从t1到t2，振子正从O点向a点运动
【答案】C
【分析】根据位移分析振子的位置和速度，振子在最大位移处速度为零，通过平衡位置时速度最大；根据位移的变化，分析振子的运动情况。
【解答】解：A、振子的周期是振子完成一个周期性变化所用时间1，故A错误；
B、由图乙可知t＝0时刻，正通过平衡位置，故B错误；
CD、在t＝t5时刻，图像斜率为正，振子向右经O点1到t2，振子正从O点向b点运动，故C正确。
故选：C。
【点评】对振动图象读出周期、振幅和振子的位移情况，从而判断出其速度情况，是应具备的基本能力，应加强相关练习，做到熟练掌握。
20．（4分）如图所示，用两不可伸长的轻绳悬挂一个小球，两绳长度均为L、两绳之间的夹角α已知，当小球垂直于纸面做简谐运动时，其周期为（ ）
A．2π B．2π
C．2π D．2π
【答案】D
【分析】首先计算出等效摆长，再根据单摆的周期公式解出摆长。
【解答】解：依题意，此时单摆的等效摆长为
周期为
故ABC错误；D正确。
故选：D。
【点评】本题考查单摆的等效摆长问题，解题关键是正确理解公式中个物理量的含义。属于基础简单题目。
21．（4分）一列横波沿直线传播，在波的传播方向上有两点，在t时刻A、B两点间形成如图1所示的波形，在（t+3s），则以下说法中正确的是（ ）
A．若周期大于4s，波可能向右传播
B．若周期为4s，波一定向右传播
C．若波速为8.5m/s，波可能向右传播
D．若波向左传播，该波波速的最小值为1.5m/s
【答案】B
【分析】根据两时刻的波形，列出周期通项，结合题目中波速的特殊值确定波的传播方向。
【解答】解：B、若波向右传播）T5，（n＝0，1，2，…），T1＝s；若波向左传播）T6，（n＝0，1，5，…），T2＝s
由于n是整数，当n＝0时，符合T1通项，波向右传播；
A、由上分析。故A错误；
C、由图知波长λ＝2m，波传播的距离为x＝vt＝8.5×4m＝25.5m＝4λ，波一定向左传播；
D、若波向左传播，波波速可能的最小值为v＝＝。故D错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查了简谐横波的相关应用，理解简谐横波在不同方向上的运动特点，结合运动学公式和其周期性即可完成分析。
（多选）22．（4分）下列有关光学现象说法正确的是（ ）
A．夏天阳光透过树叶在地面上形成圆形亮斑属于小孔成像现象
B．儿童玩具泡泡机喷出的气泡呈现彩色属于光的干涉现象
C．光的偏振现象说明光是纵波
D．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象造成的
【答案】ABD
【分析】小孔成像是光的直线传播形成的；气泡呈现彩色属于光的干涉现象；光的偏振现象说明光是横波；影子边缘模糊不清是光的衍射现象。
【解答】解：A、夏天阳光透过树叶在地面上形成圆形亮斑是太阳的像，故A正确；
B、儿童玩具泡泡机喷出的气泡呈现彩色是光的干涉现象，故B正确；
C、光的偏振现象说明光是横波；
D、刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象；
故选：ABD。
【点评】本题考查小孔成像、光的干涉、光的偏振和光的明显衍射现象等条件，要加强对基础知识的学习和理解。
（多选）23．（4分）如图，A、B为振幅相同的相干波源，且向外传播过程中振幅衰减不计，虚线表示波谷，则下列叙述正确的是（ ）
A．Q点始终处于波峰位置
B．R、S两点始终处于静止状态
C．P、Q连线上加强点和减弱点交替出现
D．P点在图中所示的时刻处于波谷，再过周期处于平衡位置
【答案】BD
【分析】两列波干涉时，波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，振动始终加强；波峰与波谷相遇处振动始终减弱。根据时间与周期的关系确定各点的运动状态。
【解答】解：A、在Q点，振动加强，即Q点做振幅增大的振动，故A错误；
B、在R，波峰与波谷相遇，振幅为零，故B正确；
C、在P点，在Q点，振动加强、Q连线上各点振动始终加强；
D、P是波谷与波谷相遇，再过，故D正确。
故选：BD。
【点评】在波的干涉现象中，振动加强点的振动始终是加强的，但质点在简谐运动，其位移随时间是周期性变化，不是静止不动的。
（多选）24．（4分）如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，下列说法正确的是（ ）
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐
C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝
D．屏上的干涉条纹与双缝垂直
【答案】BC
【分析】根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ，结合d和波长的变化判断条纹间距的变化。
【解答】解：A、调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，故A错误；
B、将测量某条干涉亮纹位置时，故B正确；
C、为了减小测量误差，求出相邻两条亮纹间距Δx＝λ便可得到波长的测量值；
D、根据干涉原理，故D错误；
故选：BC。
【点评】解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ，并能灵活运用。
二.实验题（共8分）
25．（8分）在测定玻璃砖折射率的实验中。
（1）实验中，下列做法正确的是 AD （填选项前的字母）。
A．入射角不宜太小
B．为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量
C．在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面
D．为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，多做几次实验
（2）甲同学在确定玻璃砖的光线入射界面aa'和出射界面bb'时，不慎使玻璃砖出现了平行移动，出现的状况如图1所示，甲同学测得的折射率与真实值相比将 偏小 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）乙同学在完成了正确的实验操作后，他以通过P1、P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以适当长度R为半径画圆，与OA交于P，如图2所示，从P、Q分别作玻璃砖界面的法线NN'的垂线，用刻度尺量得PP'＝45.0mm，QQ'＝30.0mm 1.5 。
【答案】（1）AD（2）偏小 （3）1.5
【分析】（1）明确实验的原理与实验正确操作，根据原理以及注意事项解答；
（2）做出玻璃砖向下平移和未向下平移的光路图进行比较，分析入射角和折射角是否发生变化；
（3）结合几何关系，根据折射定律求得折射率。
【解答】解：（1）A，在测定玻璃砖折射率的实验中，也不宜过大，会使测量误差加大；
B.利用插针法测玻璃砖折射率的实验中，上下表面不平行不影响上表面的入射角与折射角的测量，故B错误；
C.用铅笔贴着光学面画出界面，可能会损坏光学面；
D.为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，故D正确。
故选AD.
（2）玻璃砖平移，导致折射角增大（蓝色线与法线夹角）
根据折射定律
n＝
则折射率偏小
（3）入射角和折射角的正弦分别为
sin∠POP′＝，sin∠QOQ′＝
折射率为
n＝＝＝1.5
故答案为：（1）AD（2）偏小 （3）4.5
【点评】解决该题需熟记实验原理和实验注意事项，会做光路图从而来分析误差；关键掌握如何根据几何关系求得折射率。
三.计算题（共18分）
26．（8分）如图所示，一个盛水容器内装有深度为H的水，激光笔发出一束激光射向水面O点，水的折射率，真空中光速为c，cos53°＝0.6。求：
（1）激光从O点传播到P点的时间t；
（2）打开出水口放水，当水面下降到原来一半深度时，光斑P仍然在容器底部
【答案】（1）激光从O点传播到P点的时间为；
（2）光斑P移动的距离为。
【分析】（1）分析入射角和折射角根据计算折射率，再根据，计算光在玻璃中传播速度，再根据几何关系列式求解。
（2）根据几何关系可解得。
【解答】解：（1）根据折射定理
解得折射角大小
β＝37°
光在水中的速度
激光从O点传播到P点的时间：
（2）根据：
由几何关系有：
x＝h（tanα﹣tanβ）
当，代入数据解得：
答：（1）激光从O点传播到P点的时间为；
（2）光斑P移动的距离为。
【点评】本题属于光学知识的典型题型，学生要充分利用几何知识，找到对应关系，就可以求的相关量。
27．（10分）一列简谐横波沿x轴传播，t＝0.1s时的波形图如图甲所示。图乙为介质中质点A的振动图象。
（1）求波的传播方向及波速；
（2）t＝0.1s时，波刚好传播到坐标原点O，质点B平衡位置的坐标xB＝﹣2.5m（图中未画出），求质点B处于波峰位置的时刻。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据质点A在t＝0.1s时的振动情况及“上坡向下”判断波的传播方向；根据v＝求波速；
（2）根据坐标原点O与质点B平衡位置间的距离及波速求出质点B第一次处于波峰位置的时刻，再结合质点振动的周期性求解。
【解答】解：（1）由图乙知在t＝0.1s时A点处于平衡位置且向下振动，根据“上坡向下”可判断该波沿x轴负方向传播；
由图甲知波长为λ＝10cm＝3.1m，由图乙知周期T＝0.6s；
（2）坐标原点O与质点B平衡位置的距离Δx＝2.5m，则波从坐标原点O传到B点所用的时间＝，
波传到B点时，B从平衡位置向上振动＝8.05s第一次到达波峰，由于质点振动的周期性，质点B还将处于波峰）s （n＝6、1、2；
答：（1）波沿x轴负方向传播，波速为5.5m/s；
（2）质点B处于波峰位置的时刻为（5.15+）s（n＝0、5、2；
【点评】本题的关键是会根据质点的振动方向分析波的传播方向以及根据距离、波速求质点到达波峰的时间，同时要注意到质点振动的周期性。
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