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1、山西省应县第一中学校2018-2019 学年高二下学期期中考试物理试题一、单项选择题1.对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是()A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B.气体内能不变时，与外界不发生热交换C.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动D.扩散现象说明分子间存在斥力【答案】A【解析】【详解】A.温度是分子平均动能的标志，所以温度高分子平均动能大，但是内能是所有分子动能和分子势能之和，与体积和质量也有关，A正确。B.根据热力学第一定律，气体内能不变，可以与外界发生热交换，只要保证即可，B错误。C.布朗运动是悬浮微粒的运动，不是液体分子运动，C
2、错误。D.扩散现象是分子进入彼此的现象，说明分子间存在空隙，D错误。2.如图所示，元宵佳节，室外经常悬挂红灯笼烘托喜庆的气氛，若忽略空气分子间的作用力，大气压强不变，当点燃灯笼里的蜡烛燃烧一段时间后，灯笼内的空气()A.分子密集程度增大B.分子的平均动能不变C.压强不变，体积增大D.单位时间与单位面积器壁碰撞的分子数减少【答案】D【解析】【详解】AB.根据气体压强的微观解释可知，气体压强与平均动能和分子数密度有关，因为内部压强不变，而温度升高，分子平均动能增大，所以分子数密度减小，AB错误。C.灯笼内的空气压强不变，体积始终等于灯笼的容积不变，C错误。D.因为分子数密度变小，所以单位时间与单位
3、面积器壁碰撞的分子数减少，D正确。3.下列说法中正确的是()A.液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因B.同种物质可能以晶体或非晶体两种形态出现C.相同温度下绝对湿度越大，表明空气中水汽越接近饱和D.农田里如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，这是为了利用毛细现象使地下水容易上升【答案】BC【解析】【详解】A.分子间同时存在相互作用的引力和斥力，液体表面层分子间距较大，分子力表现为引力是产生表面张力的原因，A错误。B.同种物质可能以晶体或非晶体两种形态出现，比如天然的水晶是晶体，而熔融后产生的玻璃是非晶体，B正确。C.相同温度下，饱和汽压是定值，绝对湿度越大，说明实际汽压越
4、大，越接近饱和，C正确D.土壤里有很多的毛细管，地下水会沿着它们上升到地面，为了保存地下水，要把地面的土壤锄松，破坏这些毛细管，D错误。4.如图所示，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。其中，AB 和 CD 为等温过程，BC 和 DA 为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。该循环过程中，下列说法正确的是（）A.A B 过程中，外界对气体做功B.B C 过程中，气体分子的平均动能不变C.CD 过程中，气体的内能不变D.DA过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化【答案】C【解析】【详解】A.AB过程中，气体体积膨胀，气体对外做功，A错误。B.
5、BC 过程中，气体对外做功，而没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低，分子平均动能减小，B错误。C.CD 过程是等温变化，温度不变，理想气体内能只与温度有关，所以内能不变，C正确。D.DA过程中外界对气体做功，不发生热交换，气体内能增大，温度升高，平均动能变大，分子的速率分布曲线最大值位置会发生移动，D错误。5.一定质量的理想气体（分子力不计），体积由 V膨胀到 V如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为U1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为 Q2，内能变化为U2，则A.W1W2，Q1Q2，U1 U2B.
6、W1W2，Q1Q2，U1 U2C.W1W2，Q1=Q2，U1 U2D.W1=W2，Q1Q2，U1 U2【答案】B【解析】第一种情况，根据可知，气体压强不变，体积增大，因此温度升高，根据热力学第一定律有：；第二种情况，气体等温变化，根据热力学第一定律有：，第二中情况下，压强减小，体积变化相同，因此，且，因此，故选 B.【点睛】根据两种情况列出热力学第一定律的表达式，注意两次变化的体积变化相同，因此气体对外做功相同，根据温度的变化判断内能的变化，然后进一步比较吸热、放热情况6.关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（）A.随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效
7、率100B.气体被压缩时，内能可能不变C.第二类永动机违背了能量守恒定律，故不能制成D.在气缸里移动活塞时，活塞对气缸里的空气做功-2.0 1 05 J，同时空气向外界放出热量1.5 105 J，则空气的内能减少了0.5 105 J【答案】B【解析】【详解】A.根据热力学第二定律，绝对零度不可能达到，热机效率不可能达到100，A错误。B.根据热力学第一定律，气体被压缩，外界对气体做功，如果气体对外传热与外界对气体做功相等，则内能不变，B正确。C.第二类永动机没有违反能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，不可能制成，C错误。D.根据热力学第一定律，D错误。7.利用光电管研究光电效应实验如图所示
8、，当滑片处于图示位置时，用频率为的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则()A.用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B.用红光照射，电流表一定无电流通过C.用频率为的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到b端时，电流表中一定无电流通过D.用频率为的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向a端滑动时，电流表示数可能不变【答案】D【解析】【详解】A.用可见光照射有电流通过，说明发生光电效应，换用频率更大的紫外线，一定可以发生光电效应，有电流通过，A错误。B.用频率为的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，截止频率比小，但不确定是否比红光的大，所以用红光照射，电流表可能有电流通过，B错误。C.用频
9、率为的可见光照射K，发生光电效应，触头移到b端时，不加正向电压，因为光电子具有一定初动能，也可能到达阳极A，也可能有电流通过，C错误。D.用频率为的可见光照射K，如果此时电流已经饱和，继续增大正向电压，电流也不再发生改变，D正确。8.通过学习波粒二象性的内容，你认为下列说法正确的是()A.能量较大的光子其波动性越显著B.速度相同的质子和电子相比，质子的波动性更为明显C.波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性D.康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，光子的波长变小了【答案】C【解析】【详解】A.能量较大的光子，频率较高，波长较短，粒子性越显著，A错误。B.速度相同的质子和电子，由
10、于，质子质量大，波长短，波动性不明显，B错误C.光的波粒二象性是指光波同时具有波和粒子的双重性质，但有时表现为波动性，有时表现为粒子性，C正确。D.康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，动量减小，波长变长，D错误9.下列关于近代原子的结构模型说法符合历史事实的是()A.汤姆逊通过对阴极射线的研究，提出原子是一个球体，电子弥漫性地均匀分布在整个球体内，正电荷镶嵌其中B.卢瑟福通过 粒子散射实验证实了原子核内部存在质子C.根据卢瑟福原子核式结构模型可得出：原子中心有一个很小的原子核，原子的正电荷全部集中在原子核内D.按照玻尔原子模型，氢原子辐射光子时，从高能级跃迁到低能级，轨道半径减小，核外
11、电子的动能减小【答案】C【解析】【详解】A.汤姆逊提出原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，A错误。B.卢瑟福通过 粒子散射实验提出了自己的核式结构模型，B错误。C.根据卢瑟福原子核式结构模型可得出：原子中心有一个很小的原子核，原子的正电荷全部集中在原子核内，C正确。D.氢原子辐射光子时，从高能级跃迁到低能级，轨道半径减小，根据库仑力提供向心力：，轨道半径越小，速度越大，动能越大，D错误。10.氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别是从n为 3、4、5、6 的能级直接向n=2 能级跃迁时产生的。四条谱线中，一条红色、一条蓝色、两条紫色，则下列说法不正确的是（）
12、A.红色光谱是氢原子从n=3 能级向n=2 能级跃迁时产生的B.若氢原子从n=6 能级直接向n=1能级跃迁，则能够产生红外线C.若氢原子从n=6 能级直接向n=3能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6 能级直接向n=2 能级跃迁时所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应D.若氢原子从n=3 能级向n=2 能级跃迁时所产生的辐射能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6 能级直接向n=2 能级跃迁时所产生的辐射一定能使该金属发生光电效应【答案】B【解析】【详解】A.根据波尔理论可以得出，红色光的波长最长，所以红色光跃迁释放能量最小，是从n=3能级向n=2 能级跃迁时产生的，
13、A正确。B.从n=6 能级直接向n=1 能级跃迁释放能量比从n=6 能级向n=2能级跃迁时能量大，不可能产生红外线，B错误。C.从n=6 能级直接向n=2 能级跃迁时所产生的辐射能量大于从n=6能级直接向n=3能级跃迁时所产生的辐射能量，频率更高，可能使该金属发生光电效应，C正确。D.从n=6 能级直接向n=2 能级跃迁时所产生的辐射能量大于从n=3能级向n=2 能级跃迁时所产生的辐射能量，频率更高，一定能使该金属发生光电效应，D正确。二、多项选择题11.关于热力学定律，下列说法正确的是（）A.质量和温度都相同的气体，内能一定相同B.对气体做功可以改变其内能C.热量不能从低温物体传到高温物体D
14、.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加【答案】BD【解析】【详解】A.温度相同，平均动能相同，质量相同，如果气体不同，气体分子质量不同，则分子数不同，内能不同，A错误。B.改变内能的两种方式，做功和热传递，B正确。C.热量不能自发的从低温传到高温物体，但可以从低温物体传到高温物体，比如电冰箱，通过压缩机做功，将热量从冰箱内传到冰箱外，C错误。D.根据理想气体状态方程：，等压膨胀过程，温度一定升高，而理想气体内能仅与温度有关，所以内能增大，D正确。12.北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟。如图为氢原
15、子能级图，则()A.13 eV的电子可以使基态氢原子发生跃迁B.大量处于n=5 能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射8 种不同频率的光子C.现用光子能量介于1012.9 eV 范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，在照射光中可能被吸收的光子能量只有3 种D.E4跃迁到E2时产生的光子a与E5跃迁到E3时产生的光子b的动量之比为97255【答案】AC【解析】【详解】A.实物粒子的能量大于等于两能级差即可使氢原子发生跃迁，A正确。B.大量处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时，任选两条轨道，共有种光子，B错误。C.光子能量介于1012.9 eV 范围内的光，可以被基态的氢原子吸收后跃迁到2、3、4 能级
16、，因为、均在该范围内，不在该范围内，可能被吸收的光子能量只有3种,C 正确。D.根据能量，所以动量之比等于能量之比，E4跃迁到E2时产生的光子a的能量，E5跃迁到E3时产生的光子b的能量，所以动量比为255：97，D错误。13.关于黑体和黑体辐射，下列叙述正确的是()A.爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射电磁波C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关D.黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动【答案】BC【解析】【详解】A.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子
17、的概念，A错误。B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射电磁波，是一个理想模型，B正确。C.根据黑体辐射规律可知，黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，C正确。D.黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，D错误。14.如图所示的装置用来研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管上时，电流表G的读数为 0.2 mA，移动变阻器的触头c，当电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为0，则()A.光电管阴极的逸出功为1.8 eV B.开关 S断开后，没有电流流过电流表G C.改用光子能量为1.5 eV
18、的光照射，电流表G也有电流，但电流较小D.光电子的最大初动能为0.7 eV【答案】AD【解析】【详解】A、D项：该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于0.7V 时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为0.7eV，由光电效应方程：，解得：，故 AD正确；B项：开关S断开后，用光子能量为2.5eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B错误；C项：改用能量为1.5eV 的光子照射，由于光电子的能量小于逸出功，不以发生光电效应，无光电流，故C错误。三、实验题15.某同学用如图所示研究玻意耳定律实验装置（主要器材针管及其附件），来测定大气压强
19、的值，实验步骤如下：（1）将针管水平固定，拔下橡皮帽，向右将活塞从针管中抽出；（2）用游标卡尺测出活塞直径d；（3）再将活塞插入针管中，保持针管中有一定质量的气体，并盖上橡皮帽，此时，从针管上可读出气柱体积为V1，如图所示；（4）将弹簧秤挂钩钩在活塞支架上，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，此时，弹簧称读数为F，气柱体积为V2试用以上的直接测量数据，写出大气压强的最终表达式p0_。该实验步骤(4)水平缓慢拉动活塞过程管中气体内能_（填“增大”“减小”或“不变”）【答案】(1).(2).不变【解析】【详解】气体初态压强为，体积为，末态压强根据平衡有：，末态体积，截面积，根据波意尔定律，联立解得：；
20、缓慢拉动过程中，气体温度不变，分子平均动能不变，而气体分子间距非常大，分子势能可忽略，所以气体内能不变。16.研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，以频率为v 的光照射光电管电极K时，有光电子产生。光电管 K、A极间所加的电压U可由图中的电压表测出，光电流I 由图中电流计测出。（1）当滑片P位于右侧时，电极K、A间所加电压使从电极K发出的光电子 _（填“加速”或“减速”）。（2）如果实验所得图象如图乙所示，其中为已知量，电子的电荷量为e，那么：只需将 _与普朗克常量h 进行比较，若在误差许可的范围内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的。该实验所用光电管的K极材料的逸出功为_。【答案】(1)
21、.加速 (2).(3).【解析】（1）根据电路的结构可知，当滑片P位于 P右侧时会导致光电管中A端的电势变高，K端电势变低，即光电管中电场水平向左，故电子从K逸出后，受到水平向右的静电力，而被加速；（2）根据爱因斯坦光电效应方程可知：，则图象的斜率，即，则根据该实验测得的普朗克常数为，将该值普朗克常数的理论值h 进行对比，若在误差许可的范围内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的。（3）根据图象可知，当时，=0 时，得逸出功为；四、解答题17.如图所示，为一气缸内封闭的一定质量的气体的pV图线，当该系统从状态a沿过程acb到达状态b时，有 335J 的热量传入系统，系统对外界做功126J，求
22、：(1)若沿adb过程，系统对外做功42J，则有多少热量传入系统？(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？【答案】(1)251J (2)放热（3）293J【解析】试题分析：（1）分析图示acb 过程，由热力学第一定律求出内能的变化沿adb 过程与acb 过程内能变化相同，再由热力学第一定律求出热量（2）由 ab和由 ba内能变化大小相等，但符号相反，根据热力学第一定律求解即可（1）沿 acb过程，由热力学第一定律得：沿 adb过程，；即有 251J热量传入系统（2）由 ab，；由 ba，根据热力学第一定律有：；得：负号说明系统放出
23、热量，热量传递293J18.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长 0.50 m的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h6.631034Js。结合图象，求：(结果保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能；(2)该阴极材料的极限波长。【答案】(1)4.0 1012个 9.6 1020 J(2)0.66 m【解析】（1）每秒发射光电子个数n=Imt/e=4.01012个（2）能量守恒EKm=eU0=9.6 10-20J(3)由光电方程：EKm=h-hv0 极限频率v0=4.61014Hz 19.（10 分
24、）如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为，横截面积为，小活塞的质量为，横截面积为；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为，气缸外大气压强为，温度为。初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度取，求（i）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；（ii）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。【答案】（i）（ii）【解析】试题分析：（1）大活塞与大圆筒底部接触前气体发生等压变化，气体的状态参量：V1=（l）s2+s1=（40）4
25、0+80=2400cm3，T1=495K，V2=s2l=40 40=1600cm3，由盖吕萨克定律得：=，即：=，解得：T2=330K；（2）大活塞与大圆筒底部接触后到气缸内气体与气缸外气体温度相等过程中气体发生等容变化，大活塞刚刚与大圆筒底部接触时，由平衡条件得：pS1+p2S2+（m1+m2）g=p2S1+pS2，代入数据解得：p2=1.1105Pa，T2=330K，T3=T=303K，由查理定律得：=，即：=，解得：p3=1.01105Pa；答：（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度为330K；（2）缸内封闭气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强为1.0110
26、5PA 20.下图为氢原子的能级图，氢原子从某一能级跃迁到n=2 的能级，辐射出能量为2.55 eV 的光子。（1）最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子?（2）请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图。（3）若用波长为200 nm 的紫外线照射n2 激发态的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的德布罗意波长为多少？(电子电荷量e1.6 1019C，普朗克常量h6.6310 34Js，电子质量me9.1 1031kg)(该结果保留两位有效数字)【答案】（1）12.75 eV（2）跃迁图：（3）=7.310-10m（或=7.410-10m）【解析】【详解】(1)氢原子从某一能级跃迁到n=2 的能级，辐射出光子一定是从大于n=2 的能级跃迁的，辐射光子的频率满足：h=Em-E2，则Em=h+E2=-0.85 eV，结合题图知m=4 基态氢原子要跃迁到m=4 的能级，应吸收的能量为 E=E4-E1，E=12.75 eV，所以最少给基态氢原子提供12.75 eV 的能量。(2)辐射跃迁图如图所示。(3)波长为 200 nm的紫外线一个光子所具有的能量：E09.9451019J，由能量守恒得电子飞到离核无穷远处时的动能EKE0E1，电子动量，电子的德布罗意波长，代入数值解得=7.310-10m（或=7.410-10m）