2020-2021学年下学期高二期末备考金卷物理 教师版

2020-2021学年下学期高二期末备考金卷物理注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．关于近代物理知识描述，下列说法正确的是(　　)A．汤姆孙发现电子，揭示了原子核内部有复杂结构B．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．原子核的能量是不连续的，能级越高越稳定D．原子核聚变过程，原子核的平均结合能变大【答案】D【解析】汤姆孙发现电子，揭示了原子内部有复杂结构，A错误；发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正相关，B错误；原子核的能量是不连续的，能级越高越不稳定，C错误；原子核聚变过程，要释放能量，所以新原子核的平均结合能变大，D正确。2．2021年4月底，我国“人造太阳”装置将完成改造升级，拟在该装置内实现1亿摄氏度“燃烧”100秒的目标。该实验中的可控热核反应的方程是H＋H→He＋X，其中海水中富含反应原料氘（H），而氚（H）在自然界中含量极微，但可以用某种粒子Y轰击锂核（Li）得到，核反应方程为Li＋Y→H＋He，下列说法正确的是(　　)A．粒子X为中子，粒子Y为质子B．核反应方程Li＋Y→H＋He为α衰变C．核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领和穿透能力D．在H＋H→He＋X核反应中，反应前的总质量大于反应后的总质量【答案】D【解析】根据核反应方程遵循质量数电荷数守恒定律可知，粒子X为中子，粒子Y也为中子，所以A错误；核反应方程Li＋Y→H＋He为人工转变，所以B错误；核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领但是穿透能力较弱，所以C错误；在H＋H→He＋X核反应中，能释放大量的能量，根据质量方程Δx＝mc2可知，反应前的总质量大于反应后的总质量，所以D正确。3．2021年3月三星堆遗址出土了大量文物，进一步证实了中国历史上商代的存在。考古人员对“祭祀坑”中出土的碳屑样本通过用14C年代检测方法进行了分析，进而推算出商朝年代。14C的衰变方程为C→N＋X，下列说法正确的是(　　)A．14C发生的是α衰变B．14C衰变时电荷数守恒，但质量数不守恒C．14C的半衰期不会受到阳光、温度、气候变化等自然环境因素影响D．生物体中以CaCO3形式存在的14C半衰期比单质14C的半衰期更长【答案】C【解析】14C衰变时电荷数和质量数都守恒，由此可知X为e，所以14C发生的是β衰变，故AB错误；半衰期是由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件均无关，故C正确，D错误。4．为了减少病毒传播，人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液，两者的主要成分都是酒精，下列说法正确的是(　　)A．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子做布朗运动的结果B．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，与酒精分子运动无关C．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体分子扩散到了空气中D．使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体，酒精内能不变【答案】C【解析】在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是由于酒精分子的扩散运动的结果，证明了酒精分子在不停地做无规则运动，AB错误；因为一切物质的分子都在不停地做无规则运动，所以使用免洗洗手液时，手部很快就干爽了，这是扩散现象，C正确；洗手液中的酒精由液态变为同温度的气体的过程中，温度不变分子平均动能不变，但是分子之间的距离变大，分子势能变大，内能变大，D错误。5．2021年3月15日，西起喀什，东至哈尔滨的广大地区陷入一片扬沙之中。这是近10年来影响我国最强的一次沙尘暴，给人们的生活带来了极大不便。假设一团沙尘暴中所含物质种类及每种物质质量均不变，关于这团沙尘暴，以下说法正确的是(　　)A．该沙尘暴的内能是其中所有空气的气体分子的无规则运动的动能和势能以及其他物质颗粒无规则运动的动能和势能的总和B．沙尘暴中沙尘颗粒的分子之间存在着相互作用的引力和斥力C．该沙尘暴从温度较低的内蒙古高原吹到温度较高的黄淮地区，温度逐渐升高、风势逐渐减弱，则其内能逐渐减小D．沙尘暴中的所有沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动【答案】B【解析】该沙尘暴的内能是其中所有空气的气体分子的无规则运动的动能和势能以及其他 物质颗粒内分子无规则运动的动能和势能的总和，不包含物质颗粒运动的宏观的动能和势能，故A错误；沙尘暴中沙尘颗粒的分子之间存在着相互作用的引力和斥力，故B正确；该沙尘暴从温度较低的内蒙古高原吹到温度较高的黄淮地区，温度逐渐升高、则其内能逐渐增大，故C错误；沙尘暴中的所有沙尘颗粒所做的无规则运动是风力作用下的定向移动，不是布朗运动，故D错误。6．固体可以分为晶体和非晶体两类，下列说法正确的是(　　)A．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现B．窗户上的玻璃有规则的几何外形，因此玻璃是晶体C．金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，因此金属是非晶体D．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡的云母片背面，蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体【答案】A【解析】物质在一定条件下可以在晶体和非晶体相互转化，所以同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，故A正确；窗户上的玻璃虽然有规则的几何外形，但玻璃没有固定的熔点，因此玻璃是非晶体，故B错误；金属虽然没有确定的几何形状，也不显示各向异性，但其具有固定的熔点，因此金属是晶体，故C错误；用烧热的针尖接触涂有蜂蜡的云母片背面，蜂蜡呈椭圆形，说明云母各向异性，是晶体，故D错误。7．新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示。储气室内气体可视为理想气体，在喷液过程中储气室内温度保持不变，喷液全过程储气室内气体在p－V图像中的变化图线如图乙所示，A、B是双曲线上的两点。下列说法正确的是(　　)A．气体在状态A的内能一定大于在状态B的内能B．图中Rt△OAC和Rt△OBD的面积一定相等C．气体从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量大于气体做的功D．气体从状态A变化到状态B的过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数不变【答案】B【解析】由于该双曲线为等温线，则气体在状态A、B时的分子平均动能相等,又由于气体为理想气体，则气体的分子势能可忽略不计，所以气体在状态A的内能一定等于在状态B的内能，A错误；由题意可知,图线为等温曲线，由理想气体状态方程＝C可得PV＝CT，由于C是常量，温度T保持不变，则pV为定值，则图中Rt△OAC和Rt△OBD的面积相等，B正确；从状态A变化到状态B的过程中，气体的体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律得气体从外界吸收热量，又由于ΔU＝Q＋W＝0，则气体吸收的热量等于气体对外界所做的功，C错误；从状态A变化到状态B的过程中气体的压强减小，则气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少，D错误。8．图甲是氢原子的部分能级图，图乙是光电效应演示装置，装置中金属锌的逸出功为3.4eV。用大量从n＝4能级跃迁到n＝1能级时的氢原子发出的光去照射锌板，下列说法正确的的是(　　)A．光电效应本质上是β衰变B．锌板不会发生光电效应C．发生光电效应时会发生质量亏损D．从锌板打出来的光电子获得的最大初动能为9.35eV【答案】D【解析】根据光电效应的概念可知A错误；氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级时，辐射的光子能量为ΔE＝E4－E1＝12.75eV＞3.4eV，故锌板会发生光电效应，故B错误；光电效应不是核反应，故不会出现质量亏损，故C错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W0＝9.35eV，D正确。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．装修中用到的某些含有Th(钍)的花岗岩会释放出放射性惰性气体Rn(氡)，核反应方程为：Th→Rn＋xHe＋2y，而氡会继续发生衰变，放出α、β、γ射线，这些射线可能会诱发呼吸道方面的疾病，甚至会导致细胞发生癌变。下列说法正确的是(　　)A．方程中x＝3，y是电子B．方程中x＝2，y是中子C．1000个氡经过一个半衰期后还剩下500个D．上述核反应方程中，中子总数减少了2个【答案】AD【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，因He质量数为4，电荷数为2，可判断方程中x＝3，y是电子，该反应为衰变方程，不可能出现中子，A正确，B错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核衰变不适应，C错误；上述核反应为Th→Rn＋3He＋2e，反应前中子数为234－90＝144，反应后中子数为(222－86)＋3(4－2)＝142，即中子总数减少了2个，D正确。10．一分子固定在原点O处，另一分子可在x轴上移动，这两个分子间的分子引力和分子斥力大小随其间距x的变化规律如图所示，曲线ab与cd的交点e的坐标为（x0，f0），则(　　)A．x＝x0时分子力大小为2f0B．x＜x0的情况下，x越小，分子力越大C．x＞x0的情况下，x越大，分子力越小 D．x＞x0的情况下，x越大，分子势能越大【答案】BD【解析】分子引力与分子斥力方向相反，x＝x0时分子引力与分子斥力恰好平衡，分子力为零，x＜x0的情况下，分子斥力比分子引力变化得快，分子力表现为斥力，x越小，分子力越大，A错误，B正确；x＞x0的情况下，分子力表现为引力，x从x0开始逐渐增大，分子力先增大后减小，C错误；x＞x0的情况下，x越大，分子力做的负功越多，分子势能越大，D正确。11．两个完全相同的绝热活塞A、B把竖直放置的绝热气缸分成体积相等的三部分，在气缸顶部和处有固定卡环，分别限制活塞A、B向上、向下运动，如图所示。初始状态下，甲乙两部分气体的压强均为大气压强p1的1.2倍，温度均为27℃，活塞与气缸壁间的摩擦不计，现用电热丝对甲部分气体缓慢加热，下列说法正确的是(　　)A．乙中气体的温度有可能不变B．甲部分气体的温度为75℃时，活塞A已经上升C．甲部分气体的温度为425℃时，乙部分气体的内能大于初始状态D．如果甲部分气体的温度不超过75℃，电热丝产生的热量等于甲，乙两部分气体内能增加之和【答案】AD【解析】设活塞质量为m，对活塞A受力分析可知，活塞B刚想离开卡环时对活塞B受力分析可知，甲部分气体的压强，由查理定律，得，即甲部分气体的温度升高到77℃时，活塞开始上升，B错误；在此之前，气体体积不变，做功W＝0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可知D正确；如果继续升温，直到活塞A刚好到达上端卡环处，对甲部分气体由盖吕萨克定律，得T2＝700K，即甲部分气体的温度升高到427℃时，活塞A刚好到达上端卡环处，在此之前，乙部分气体体积一直保持不变，C错误；甲部分气体的温度升高到427℃之前，乙部分气体W＝0，Q＝0，故ΔU＝0，由于不确定末状态温度，故A正确。13．太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是4个氢核(H)结合成1个氦核同时放出2个正电子。下表中列出了部分粒子的质量(取1u＝×10－26kg)：粒子名称质子(p)α粒子正电子(e)中子(n)质量/u1.00734.00150.000551.0087以下说法正确的是(　　)A．核反应方程为4H→He＋2eB．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.0266kgC．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为4.43×10－29kgD．聚变反应过程中释放的能量约为4.0×10－12J【答案】ACD【解析】由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得4H→He＋2e，A正确；反应中的质量亏损为Δm＝4mp－mα－2me＝(4×1.0073－4.0015－2×0.00055)u＝0.0266u＝4.43×10－29kg，C正确，B错误；由质能方程得ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2J≈4×10－12J，D正确。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．(6分)由图所示可得出结论：质子和中子的质量之和___________（选填“大于”“小于”或“等于”）氘核的质量，氘核分解为质子和中子时要___________（选填“放出”或“吸收”）能量。【答案】大于吸收【解析】由图可以看出，氘核分解为质子和中子的过程中是吸收能量的，因此两个核子质量之和大于氘核的质量。14．(9分)在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中H的核反应，间接地证实了中微子的存在。(1)中微子与水中的H发生核反应，产生中子（n）和正电子（e），即：中微子＋H→n＋e，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是___________。(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（γ），即e＋e→2γ，已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31kg，反应中产生的每个光子的能量约为___________J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么？__________________。【答案】(1)0和0(2)8.2×10－14产生一个光子违反动量守恒定律【解析】(1)发生核反应前后，粒子的质量数和电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数都是0。(2)产生能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，则ΔE＝Δmc2，故一个光子的能量为，代入数据得。正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故只有产生2个光子，此过程才遵循动量守恒定律，即产生一个光子违反动量守恒定律。15．(9分)用图甲所示探究气体等温变化的规律。(1)关于该实验下列说法正确的有___________。A．该实验用控制变量法研究气体的变化规律B．应快速推拉柱塞 C．为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位(2)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的_________（选填“①”或“②”）。(3)为更准确地测出气体的压强，小华用压强传感器和注射器相连，得到某次实验的p－V图如图丙所示，究其原因，是温度发生了怎样的变化_________。A．一直下降B．先上升后下降C．先下降后上升D．一直上升【答案】(1)AD(2)②(3)B【解析】(1)该实验是研究质量一定的气体在温度不变情况下，压强跟体积的关系，采用了控制变量法，A正确；快速推拉或用手握住注射器，会导致气体温度发生变化，不符合实验条件，BC错误；实验只需要关注图像的斜率变化即可探究压强跟体积的关系，所以注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位，D正确。(2)根据克拉伯龙方程可知，图像的斜率与气体质量成正比，所以漏气导致气体质量减小，即图像斜率减小。故选②。(3)根据图像与等温线的关系，可知气体温度先升高再降低，故选B。16．(10分)有若干氢原子处于n＝4的能级，已知氢原子的基态能量E1＝－13.6eV，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s。(1)这些氢原子的光谱共有几条谱线？(2)这些氢原子发出的光子的最大频率是多少？【解析】(1)根据C＝6所以这群氢原子发光的光谱共有6条。(2)从n＝4向n＝1跃迁，发出的光子频率最大根据hv＝E4－E1解得v＝3.1×1015Hz。17．(12分)如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过电流表G的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示的规律，取h＝6.63×10－34J·s。结果保留两位有效数字，求：(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大的初动能；(2)该阴极材料的极限波长（能使该金属产生光电效应的光的最大波长）。【解析】(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数个光电子的最大初动能。(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程得代入数据得。18．(14分)粗细均匀的玻璃管弯成如图所示的连通器。左右两边U形管内的水银将一定质量的理想气体封闭在管内，连通器的开口端处在大气中。达到平衡时，被封闭在管内的气体柱的总长度L1＝100cm，D液面距离开口端L2＝23cm，AB、CD液面高度差h＝15cm。现从右侧的开口端通过活塞（活塞与玻璃管间气密性良好）缓慢向下压，最终使C液面比D液面高15cm。已知大气压强p0＝75cmHg，假定在整个过程中温度不变。求：(1)B液面下降的高度是多少？(2)活塞下压的距离是多少？【解析】(1)对BC液面间封闭气体柱：初状态压强右管下压活塞后，C液面上升高度设B液面下降了，玻璃管的横截面积为S，由玻意耳定律可得解得。(2)D液面和活塞间封闭的气体柱，末状态压强 设末状态长由玻意耳定律可得解得由此知活塞下压距离。