1、1 / 15 安徽省六安市第一中学2020届高三物理下学期线下考试自测卷(六) 时间:时间:9090 分钟分钟 满分:满分:100100 分分 一、单选题(每题一、单选题(每题 4 4 分、共分、共 32 32 分)分) 1关于分子动理论,下列说法正确的是( ) A气体扩散的快慢与温度无关 B布 朗运动是液体分子的无规则运动 C分子间同时存在着引力和斥力 D分子间的引力总是随分子间距增大而增大 2两分子间的斥力和引力的合力 F 与分子间距离 r 的关系如图中曲线所示,曲线与 r 轴交点的横 坐标为 r0.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近若两分子相距无穷远时分子 势能为零,下列
2、说法正确的是( ) A在 rr0 阶段,F 做正功,分子动能增加,势能增加 B在 rr0 阶段,F 做负功,分子动能减小,势能也减小 C在 rr0 时,分子势能最小,动能最大 D在 rr0 时,分子势能为零 3用活塞式抽气机抽气,在温度不变的情况下,从玻璃瓶中抽气,第一次抽气后,瓶内气体的 4 256 压强减小到原来的 ,要使容器内剩余气体的压强减为原来的 ,抽气次数应为( ) 5 625 A2 次 B3 次 C4 次 D5 次 4在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱,A、B、C、D 四个液面的位置关系如图所示。 现将左侧试管底部的阀门 K 打开,释放掉少量水后立刻关闭阀门,A、B、D
3、 液面相对各自原来 的位置下降的长度/JhA、/JhB和/JhD之间的大小关系为( ) A/JhA = /JhB = /JhD B/JhA /JhB /JhD C/JhA = /JhB /JhD D/JhA /JhB = /JhD 5用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意如图甲所示,实验中测得铷的 遏止电压 UC 与入射光频率之间的关系如图乙所示, 图线与横轴交点的横坐标为 5.151014 Hz。已 知普朗克常量 h=6.631034Js。则下列说法中正确的是( ) 2 / 15 4 4 2 6 0 A欲测遏止电压,应选择电源左端为正极 B当电源左端为正极时,滑动变阻器的滑片
4、向右滑动,电流表的示数持续增大 C增大照射光的强度,产生的光电子的最大初动能一定增大 D如果实验中入射光的频率=7.0010 14Hz,则产生的光电子的最大初动能 E k=1.21019 J 6氢原子的能级如图所示, 现处于 n=4 能级的大量氢原子向低能级 跃迁,下列说法正确的是( ) A这些氢原子可能发出 3 种不同频率的光 B已知钾的逸出功为 2.22eV,则氢原子从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级释放的光子可以从金属钾的表面打出光电子 C氢原子从 n=2 能级跃迁到 n=1 能级释放的光子能量最小 D氢原子由 n=4 能级跃迁到 n=3 能级时,氢原子能量减小, 核 外电子动能增加
5、7日本福岛核事故是世界上最大的核事故之一,2019 年 2 月 13 日日本宣布福岛核电站核残渣 首次被“触及”,其中部分残留的放射性物质半衰期可长达 1570 万年,下列有关说法正确的 是( ) A 238U 衰变成206Pb 的核反应方程为238U 206 Pb 7 4 He 4 0 e 92 82 92 82 2 1 B 238U 的比结合能大于206Pb 的比结合能 92 82 C天然放射现象中产生的射线的速度与光速相当,穿透能力很强 D将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,不会改变放射性元素的半衰期 8人类在研究光、原子结构及核能利用等方面经历了漫长的过程,我国在相关研究领域虽然起
6、步较 晚,但是近年对核能的开发与利用却走在了世界的前列,有关原子的相关知识,下列说法正确的是 ( ) A卢瑟福最先发现电子,并提出了原子的核式结构学说 B光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性,且前者可说明光子具有能量,后者除证明 光子具有能量,还可证明光子具有动量 C原子核发生衰变时,产生的射线本质是高速电子流,因核内没有电子,所以射线 是核外电子逸出原子形成的 D一个铍核( 9 Be )和一个粒子反应后生成一个碳核,并放出一个中子和能量,核反应方程 为9 Be 4 He 14 C 1 n 二、多选题(每题二、多选题(每题 4 4 分、共分、共 28 28 分)分) 9对于实际的气体,下
7、列说法正确的是 。 A气体的内能包括气体分子的重力势能 B气体的内能包括分子之间相互作用的势能 C气体的内能包括气体整体运动的动能 D气体体积变化时,其内能可能不变 E. 气体的内能包括气体分子热运动的动能 10下列说法正确的是 。 3 / 15 A当分子间的距离增大时,分子间作用力的合力一定减小 4 / 15 B温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大 C第二类永动机违反了热传导的方向性 D当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大 E. 叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用 11下列说法正确的是 A分子间距离减小时分子势能一定减小 B即使水凝结成冰后,水分子的热运动也不会停止
8、C将一块晶体敲碎,得到的小颗粒也是晶体 D由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体 E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变 12下列说法中正确是( ) A气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果 B物体温度升高,组成物体的所有分子速率均增大 C一定质量的理想气体等压膨胀过程中气体一定从外界吸收热量 D自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的 E. 饱和汽压与分子数密度有关,与温度无关 13一定质量的理想气体从状态 a 开始,经历三个过程 ab、bc、ca 回到原状态,其 VT 图象如 图所示,p a、 p b、 p
9、c 分别表示状态 a、b、c 的压强,下列判断正确的是( ) A过程 ab 中气体一定吸热 Bp c p b pa C过程 bc 中分子势能不断增大 D过程 bc 中每一个分子的速率都减小 E.过程 ca 中气体吸收的热量等于对外做的功 14用如图所示的装置研究光电效应现象。所用光子能量为 2.75eV 的光照 射到光电管上时发生了光电效应, 电流表 G 的示数不为零; 移动变阻器 的触点 c,发现当电压表的示数大于或等于 1.7V 时, 电流表示数为 0, 则下列说法正确的是( ) A光电管阴极的逸出功为 1.05eV B电键 S 断开后,电流表 G 中有电流流过 C当滑动触头向 a 端滑动
10、时,反向电压增大,电流增大 D改用能量为 2.5eV 的光子照射,移动变阻器的触点 c,电流表 G 中也可能有电流 15如图为氢原子能级图,氢原子中的电子从 n=5 能级跃迁到 n=2 能级可产生 a 光;从 n=4 能级 跃迁到 n=2 能级可产生 b 光。a 光和 b 光的波长分別为a 和b ,照射到逸出功为 2.29eV 的金 属钠表面均可产生光电效应,遏止电压分别为Ua 和Ub ,则( ) Aa b BUa Ub Ca 光的光子能量为 2.86eV Db 光产生的光电子最大初动能 Ek=0.26eV 5 / 15 Z Z z 选择题答题卡 题号题号 1 1 2 2 3 3 4 4 5
11、5 6 6 7 7 8 8 答案答案 题号题号 9 9 1010 1111 1212 1313 1414 1515 答案答案 三、计算题(每题三、计算题(每题 8 8 分、共分、共 40 40 分)分) 16在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中,静止的原子核 A X 发生衰 变,放出的粒子与反冲核 Y 都做匀速圆周运动,两个圆的半径之 比为 27:2,如图所示, (1)写出衰变方程; (2)已知 A X ,Y 和放出的粒子的质量分别为m X、my和m0光在真 空中的速度为 c,若 AX 衰变过程的同时放出能量为E y的y光 子,且衰变放出的光子的动量可忽略,求放出的粒子的动能。 17如图,一粗
12、细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为 2.0cm 的 水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体,水银柱上表面到管口的距离为 2.0cm若将细管倒置,水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落,管 内气体温度与环境温度相同已知大气压强为 76cmHg,环境温度为 296K (1)求细管的长度; (2)若在倒置前,缓慢加热管内被密封的气体,直到水银柱的上表面恰好与 管口平齐为止,求此时密封气体的温度 6 / 15 18如图所示,一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上,开口向下质量与厚度均 不计、导热性能良好的活塞横截面积为 S2103 m2,与汽缸底部之间封闭了一定质量的理 想气体
13、,此时活塞与汽缸底部之间的距离 h24 cm,活塞距汽缸口 10 cm汽缸所处环境的温 度为 300 K,大气压强 p01.010 5 Pa,取 g10 m/s2现将质量为 m4 kg 的物块挂在活 塞中央位置上 (1)活塞挂上重物后,活塞下移,求稳定后活塞与汽缸底部之间的距离 (2)若再对汽缸缓慢加热使活塞继续下移,活塞刚好不脱离汽缸,加热时温度不 能超过多少?此过程中封闭气体对外做功多少? 19如图所示,U 型玻璃细管竖直放置,水平细管与 U 型玻璃细管底部相连通,各部分细管内径相 同U 型管左管上端封有长 20cm 的理想气体 B,右管上端开口并与大气相通,此时 U 型玻璃管 左、右两侧
14、水银面恰好相平,水银面距 U 型玻璃管底部为 25cm水平细管内用小活塞封有长度 10cm 的理想气体 A已知外界大气压强为 75cmHg,忽略环境温度的变化现将活塞缓慢向左拉, 使气体 B 的气柱长度为 25cm,求: (1)左右管中水银面的高度差是多大? (2)理想气体 A 的气柱长度为多少? 7 / 15 20如图所示,一竖直放置的足够长汽缸内有两个活塞用一根轻质硬杆相连,上面小活塞面积S1=2 cm 2,下面大活塞面积S2=8 cm2,两活塞的总质量为M=0.3 kg;汽缸内封闭温度T 1=300K的理想气 体,粗细两部分长度相等且 L=5 cm;大气压强为 Po=1.01l0 5Pa
15、,g=10ms2,整个系统处于平 衡,活塞与缸壁间无摩擦且不漏气求: (1)初状态封闭气体的压强 Pi; (2) 若封闭气体的温度缓慢升高到 T2 =336 K,气体的体积 V2 是多少 (3)上述过程中封闭气体对外界做功 W 8 / 15 0 km 4 六安一中六安一中 2020 2020 届高三年级物理自测试卷(六)参考答案届高三年级物理自测试卷(六)参考答案 1C 【解析】A、扩散的快慢与温度有关,温度越高,扩散越快,故 A 错误;B、布朗运动为悬浮 在液体中固体小颗粒的运动,不是液体分子的热运动,固体小颗粒运动的无规则性,是液体分子运 动的无规则性的间接反映,故 B 错误;C、分子间斥
16、力与引力是同时存在,而分子力是斥力与引力 的合力,分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小;当分子间距小于平衡位置时, 表现为 斥力,即引力小于斥力,而分子间距大于平衡位置时,分子表现为引力,即斥力小于引力, 但总是同时存 在的,故 C 正确,D 错误。 2C 【解析】A.r 大于平衡距离,分子力表现为引力,相互靠近时 F 做正功,分子动能增加,势 能减小,故 A 错误;B.当 r 小于 r0 时,分子间的作用力表现为斥力;靠近时 F 做负功,分子 动能减小,势能增大,故 B 错误;CD.由以上分析可知,当 r 等于 r0 时,分子势能最小,动能最 大; 若两分子相距无穷远时分子势能为零,r
17、 等于 r0 时,分子势能不为零,故 C 正确,D 错 误。 3C 【解析】设玻璃瓶的容积是 V,抽气机的容积是 V0,气体发生等温变化,由玻意耳定律可得: PV=4P(V+V0) ,V0=1V,设抽 n 次后,气体压强变为原来的256,由玻意耳定律可得: 5 4 625 抽一次时:PV=P1(V+V0) ,P1=4P;抽两次时:P1V=P2(V+V0) ,P2=(4) 2P;抽 n 次时:Pn=(4) nP, 5 5 5 Pn=256P,则 n=4,故选 C。 625 4B 【解析】释放掉少量水后立刻关闭阀门,空气柱长度增大,压强减小,C 液面上升,B 液面 下降,A 液面下降,AB 之间液
18、面高度差减小,A 相对于底面压强最大,所以 A 下降的最大,其 次是 B,上升最小的是 C 液面,与 D 液面下降的高度相同,故/JhA /JhB /JhD,故 ACD 错误, B 正确;故选 B。 5D 【解析】A、图甲所示的实验装置测量铷的遏止电压U c 与入射光频率,因此光电管左端应 该是阴极,则电源左端为负极,故 A 错误;B、当电源左端为正极时,将滑动变阻器的滑片从图 示位置向右滑动的过程中,则电压增大,光电流增大,当电流达到饱和值,不再增大,即电流 表读数的变化是先增大,后不变,故选项 B 错误;C、光电子的最大初动能与入射光的频率和金 属的逸出功有关,与入射光的强度无关,故选项
19、C 错误;D、根据图象可知,铷的截止频率 5.15 1014 Hz ,根据 hv W ,则可求出该金属的逸出功大小 C c 0 W 6.631034 5.151014 J 3.411019 J 根据光电效应方程 Ekm hv W0 ,当入射光的频率为 7.001014 Hz 时,则最大初动能为: E 6.631034 7.0 1014 3.411019 J 1.2 1019 J ,故选项 D 正确。 6D 【解析】根据C 2 6 ,所以这些氢原子总共可辐射出 6 种不同频率的光.故 A 错误;n=3 能 级跃迁到 n=2 能级辐射出的光子能量 E=-1.51eV-(-3.40eV)=1.89e
20、V2.22eV,小于钾的逸出 功, 不能发生光电效应,故 B 错误.由图可知当核外电子从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级时,能级差 最小, 所以放出光子的能量最小,故 C 错误;由 n=4 能级跃迁到 n=3 能级过程中释放能量,原 子的能 q2 量在减小,核外电子的运转半径减小,根据 k r 2 故 D 正确; 故选 D。 v 2 m r 可 知 Ek 9 / 15 92 kq2 2r 则电子的动能会 增加, 7D 【解析】裂变反应要有多个中子参与,且在书写裂变反应方程时,两边的中子不能消掉,选 项 A 错误;裂变反应要放出大量的能量,且生成的新物质更稳定,比结合能更大,则 238U 的比
21、 10 / 15 82 结合能小于 206Pb 的比结合能,选项 B 错误;天然放射现象中产生的射线的速度与光速相当, 穿透能力很强,选项 C 错误;将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,不会改变放射性元素的 半衰期,选项 D 正确. 8B 【详解】A、汤姆孙最先发现电子,卢瑟福提出了原子的核式结构学说,故选项 A 错误;B、 光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性,光电效应说明光子具有能量,康普顿效应可以 说明光子具有动量,故选项 B 正确;C、射线是高速电子流,来自原子核内部中子的衰变,故 选项 C 错误;D、该核反应方程中,质量数不守恒,故选项 D 错误。 9BDE 【详解】ABC
22、E气体的内能包括,气体所有分子势能和分子动能之和;其中分子势能是由 分子间的相对位置和相互作用决定的能量,与重力势能无关;分子动能是分子运动的动能,与 气体 的整体运动的动能无关,故 BE 正确,AC 错误;D由于是非理想气体,气体的体积发生变化,若 温度相应变化时,气体的内能可能不变,故 D 正确。 10BCE 【解析】根据分子动理论,分子力 F 与分子间距离关系,当分子间距离增大时,分子力 作用力不一定减小,故 A 错误;B、物体内能包括分子动能和分子势能,温度是分子平均动能 的标志,温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大,故 B 正确;C、第二类永动机 没有违背了能的转化和守恒定
23、律,而违反了热力学第二定律故 C 正确;D、潮湿时,空气的 相对湿度较大,干燥时,空气的相对湿度较小,但绝对湿度大小不能确定,故 D 错误;E、叶 面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用,故 E 正确;故选 BCE。 11BCD 【解析】当分子间的距离大于 r0 时,分子间的距离减小分子间的势能减小,当分子间的 距离小于 r0 时,分子间的距离减小分子间的势能增大,A 错误;只要温度高于绝对零度,分 子间就一直有热运动,因此水结成冰分子间的热运动也不会停止,B 正确;将一块晶体敲碎不 改 变其性质,因此还是晶体,C 正确;由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同 而成为不同的晶体
24、是对的,如石墨和金刚石,D 正确;晶体在融化过程中吸热温度保持不变但 是其分子势能发生了变化,内能是分子势能和分子动能组成的,因此其内能发生变化,E 错 误 12ACD 【解析】气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果,选项 A 正确;物体 温度升高,组成物体的所有分子的平均速率变大,并非所有分子的速率均增大,选项 B 错误; 一定质量的理想气体等压膨胀过程中,温度升高,内能增大,对外做功,故气体一定从外界吸 收热量,选项 C 正确;根据熵原理,自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方 向进行的,选项 D 正确;饱和汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大故 E 错误;故选
25、ACD. 13ABE 【分析】根据理想气体状态方程可知在 V-T 图象中,图线上各点与坐标原点的连线斜率代 表压强,斜率越大压强越小,分析各条图线的变化可知;【详解】A、过程 ab 中气体的体积不 变,没有做功;温度升高,内能增大,所以气体一定吸热,故 A 正确;B、设 a 状态的压强为 Pa , 则由理想气体的状态方程可知: Pa 3V0 Pb 3V0 ,所以: P 3P ,同理: Pa 3V0 PC V0 , T 3T b a T T 0 0 0 0 解得: Pc 3Pa ,所以: Pc Pb Pa ,故 B 正确;C、由于气体分子之间的作用 11 / 15 力可以忽略不 计,所以过程 b
26、c 中分子势能不变,故 C 错误;D、温度是分子的平均动能的标志,是大量分子 运动的统计规律,对单个的分子没有意义,所以过程 bc 中气体的温度降低,分子的平均动能减 小,并不是每一个分子的速率都减小,故 D 错误;E、由图可知过程 ca 中气体等温膨胀,内能 不变,对外做功,根据热力学第一定律可知,气体吸收的热量等于对外做的功,故 E 正确;故 12 / 15 选 ABE 14ABD 【解析】A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 1.7V 时, 电流表示数为 0,知光电子的最大初动能为 1.7eV,根据光电效应方程 EkmhW0,W01.05eV, A 正确;B电键 S
27、 断开后,用光子能量为 2.75eV 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,B 正确;C当滑动触头向 a 端滑动时,反向电压增大, 则到达集电极的电子的数目减小,电流减小,C 错误;D改用能量为 2.5eV 的光子照射, 2.5eV 大于 1.05eV,仍然可以发生光电效应,电流表 G 也有电流,即使移动变阻器的触点 c, 电流表 G 中也可能有电流,故 D 正确;故选 ABD。 15CD 【解析】AC、氢原子中的电子从 n=5 跃迁到 n=2 产生的 a 光, E E5 E2 0.54 (3.40) 2.86eV E E4 E2 0.85 (3.40) 2.
28、55eV ,氢原子中的电子从 n=4 跃迁到 n=2 产生的 b 光, ,能量越高频率越大,波长越小,则a b ,选项 C 正确,A 错误;BD、由光电效应方程eU 1 m v 2 hW 有频率越高的U 越大,即U U , c 2 e e 0 c a b 1 m v 2 hW 2.55 2.29eV 0.26eV ,但是这是最大初动能。则 B 错误、D 错误 2 e e 0 16(1) A XA-4Y+4He (2)E0 = my mX - my - m0 c2 - Ey 29 27 2 my+m0 【解析】(1)由于新核和放出的粒子的轨迹是外切圆,说明放出的粒子带正电,是衰变,核反应方 程为
29、: A XA-4y+4He 29 27 2 (2)上述衰变过程的质量亏损为/Jm = mX - my - m0,放出的能量为/JE = /Jmc2 该能量是 Y 的动能Ey,粒子的动能E0和光子的能量Ey之和:/JE = Ey + E0 + Ey 设衰变后的 Y 核和粒子的速度分别为vy和v0,则由动量守恒有myvy = m0v0 又由动能的定义可知Ey = 1 m yv2 ,E0 = 1 m 0v2,解得 2 17 (1)41cm; (2)312K y E0 = 2 0 mX - my - m0 c2 - Ey 【解析】以“液柱”为模型,通过对气体压强分析,利用玻意耳定律和盖-吕萨克定律求得
30、细管长度和 温度,找准初末状态、分析封闭气体经历的变化时关键易错点:误把气体长度当成细管长度 【详解】 (1)设细管的长度为 l,横截面的面积为 S,水银柱高度为 h;初始时,设水银柱上表面到管口的距 离为 h,被密封气体的体积为 V,压强为 p;细管倒置时,气体体积为 V1,压强为 p1由玻意耳定律 有 pV=p1V1 my my + m0 13 / 15 由力的平衡条件有 p=p0gh 式中,p、g 分别为水银的密度和重力加速度的大小,p0 为大气压强由题意有 V=S(Lh1h) V 1= S(Lh ) 由式和题给条件得 L=41cm (2)设气体被加热前后的温度分别为 T0 由式和题给数
31、据得 T=312K 18 (1)30 cm(2) 340K 6.4 J V 和 T,由盖吕萨克定律有 T0 V1 T 10 / 15 【解析】(1)挂上重物后,活塞下移,设稳定后活塞与汽缸底部之间的距离为 h1 该过程中气体初末状态的温度不变,根据玻意耳定律有: p Sh p mg Sh 0 0 S 1 代入数据解得: h1 30cm ; (2)加热过程中汽缸内压强不变,当活塞移到汽缸口时,温度达到最高,设此温度为 T2 根据盖吕萨克定律有: Sh1 Sh2 T1 T2 而 h2 =34cm , T1 300K ,解得T2 =340K ,即加热时温度不能超过340 K mg 加热过程中气体对外
32、做功W p0 S h2h1 S ,代入数据得W =6.4J 1915cm;12.5cm 【解析】利用平衡求出初状态封闭气体的压强,B 中封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律 即可求出末态 B 中气体的压强,再根据平衡,即可求出末状态左右管中水银面的高度差h; 选择 A 中气体作为研究对象,根据平衡求出初末状态封闭气体的压强,对 A 中封闭气体运用玻意 耳定律即可求出理想气体 A 的气柱长度 【详解】设玻璃管横截面为 S,活塞缓慢左拉的过程中,气体 B 做等温变化 初态:压强 pB1=75cmHg,体积 VB1=20S,末态:压强 pB2,体积 VB2=25S, 根据 玻意耳定律可得:pB1VB
33、1=pB2VB2,解得:pB2=60cmHg 可得左右管中水银面的高度差h=(75-60)cm=15cm 活塞被缓慢的左拉的过程中,气体 A 做等温变化 初态:压强 pA1=(75+25)cmHg=100cmHg,体积 VA1=10S, 末 态:压强 pA2=(75+5)cmHg=80cmHg,体积 VA2=LA2 S 根据玻意耳定律可得:pA1VA1=pA2VA2 解得理想气体 A 的气柱长度:LA2=12.5cm 20 (1) 9.6 104 Pa (2) 56cm3 (3)0.56J 【解析】(1)平衡条件 Mg p S p S p S p S ,代入数据得 p 9.6 104 P 0 1 1 2 1 1 0 2 (2)初态体积 V S L S L 50cm3 ,等压膨胀,根据盖吕萨克定 律 1 a V1 V2 1 1 2 11 / 15 代入数据得 V 56cm3 T1 T2 (3)封闭气体对外界做功W F L p1V p1 (V2 V1 ) 0.576 J