2009-2010学年江苏省无锡市高二（下）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

关于布朗运动，下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动就是分子的无规则运动
B．布朗运动是液体中的悬浮微粒在周围液体分子撞击下发生的无规则运动
C．布朗运动是悬浮在液体中那一部分分子的无规则运动
D．在布朗运动实验中，小颗粒无规则运动的轨迹就是分子无规则运动的轨迹

2. 难度：中等

如图所示，纵坐标表示两个分间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（ ）
A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10^-10m
B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10^-10m
C．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力
D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越大

3. 难度：中等

二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中（ ）
A．封闭气体对外界做正功
B．封闭气体分子的平均动能增大
C．封闭气体组成的系统的熵增加
D．封闭气体向外界传递热量

4. 难度：中等

对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．如果保持气体的体积不变，温度升高，压强减小
B．如果保持气体的体积不变，温度升高，压强增大
C．如果保持气体的温度不变，体积越小，压强越大
D．如果保持气体的压强不变，温度越高，体积越小

5. 难度：中等

下列说法不正确的是（ ）
A．热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体
B．由氢气的摩尔体积和每个氢分子的体积可估算出阿伏加德罗常数
C．晶体具有确定的熔点和各向异性的特征
D．温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质

6. 难度：中等

如图所示为一定质量的某种理想气体由状态 A 经过状态 C 变为状态 B 的图象，下列说法正确的是 （ ）

A．该气体在状态A时的内能等于在状态B时的内能
B．该气体在状态A时的内能等于在状态C时的内能
C．该气体由状态A至状态B为吸热过程
D．该气体由状态A至状态C对外界所做的功大于从状态C至状态B对外界所做的功

二、填空题

7. 难度：中等

将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处．实验发现，二氧化碳气体在水深170m处变成液体，它的密度比海水大，靠深海的压力使它永沉海底，以减少排放到大气中的二氧化碳量．容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态时的压强随温度的增大而    （选填“增大”、“减小”或“不变”）；在二氧化碳液体表面，其分子间的引力    （选填“大于”、“等于”或“小于”）斥力．

8. 难度：中等

如图所示，一定质量的氢气（可看作理想气体）由状态A经状态B变化到状态C．设由A到B、由B到C的过程外界对气体做的功分别为W₁、W₂，气体从外界吸收的热量分别为Q₁、Q₂．则|W₁|+|W₂|    |Q₁|+|Q₂|（填“大于”、“等于”、“小于”）

9. 难度：中等

在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1000mL溶液中有纯油酸0.4mL，用注射器测得1mL上述溶液为70滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为1cm，试求：
（1）实验测出油酸薄膜的面积为    cm²；
（2）实验测出油酸分子的直径是    m；（以上结果均保留两位有效数字）
（3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？    ．

三、解答题

10. 难度：中等

如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的．开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB=h，大气压强为p，重力加速度为g．
（1）求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；
（2）设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q（一定量理想气体的内能仅由温度决定）．

11. 难度：中等

（1）将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处．实验发现，在水深300m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N，将二氧化碳分子看作直径为D的球，体积为D³，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为多少？
（2）一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的p-V图象如图所示． 已知阿伏加德罗常数为6.0×10²³mol^-1，在标准状态（压强p=1atm、温度t=0℃）下任何气体的摩尔体积都为22.4L，该理想气体在状态A下的温度为0℃，求该气体的分子数．（计算结果取两位有效数字）

四、选择题

12. 难度：中等

氢原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种从大到小的排列顺序是（ ）
A．核力、万有引力、库仑力
B．万有引力、库仑力、核力
C．库仑力、核力、万有引力
D．核力、库仑力、万有引力

13. 难度：中等

根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（ ）
A．氡的半衰期为3.8天，则若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核了
B．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强
D．发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2

14. 难度：中等

关于原子和原子核，下列说法中正确的有（ ）
A．汤姆生发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B．α粒子散射实验中，少数α粒子发生较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一
C．放射性元素发生衰变时，由于质量亏损，质量数不守恒
D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的

15. 难度：中等

以下说法中正确的是（ ）
A．在核电站中利用石墨、重水和普通水来控制链式反应速度
B．中等大小的核的比结合能最大，因此这些核最稳定
C．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
D．物质波是一种概率波，在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动

16. 难度：中等

下列说法正确的是（ ）
A．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
B．康普顿效应深入地揭示了光的粒子性，它表明光子不仅具有能量而且具有动量
C．光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的
D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，释放一定频率的光子，系统的电势能减小，同时电子运动的加速度增大

17. 难度：中等

如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，（直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5）．由图可知（ ）
A．该金属的截止频率为4.27×10¹⁴ Hz
B．该金属的截止频率为5.5×10¹⁴ Hz
C．该图线的斜率表示普朗克常量
D．该金属的逸出功为0.5eV

五、填空题

18. 难度：中等

正电子（PET）发射计算机断层显像：它的基本原理是：将放射性同位素¹⁵O注入人体，参与人体的代谢过程．¹⁵O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET原理，回答下列问题：
①写出¹⁵O的衰变的方程式    ．
②设电子质量为m，电荷量为e，光速为c，普朗克常数为h，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长λ=    ．

19. 难度：中等

如图所示是使用光电管的原理图．当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过．移动变阻器的滑片P，当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为    （已知电子电量为e）．如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将    （填“增加”、“减小”或“不变”）．

20. 难度：中等

如图（a）所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时冲量时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图（b）所示，电源频率为50Hz，则碰撞前甲车运动速度大小为    m/s，甲、乙两车的质量比m_甲：m_乙=    ．

六、解答题

21. 难度：中等

一个处于基态的氢原子射向另一个处于基态的静止的氢原子发生碰撞并连成一体，损失的动能使其中的一个氢原子跃迁到激发态，这个氢原子最多能发出两个不同频率的光子．已知：元电荷e=1.6×10^-19C，真空中光速c=3.0×10⁸m/s，普朗克常量h=6.63×10^-34Js，光子的动量可以不计，氢原子能级如图所示．求：
（1）碰撞后跃迁到激发态的氢原子所处能级的量子数n及该氢原子碰撞前后的能量值
（2）两个不同频率的光子中波长较短的光子的波长值．
（3）入射氢原子的动能．

22. 难度：中等

如图甲所示，质量m_B=1kg的平板小车B在光滑水平面上以v₁=1m/s的速度向左匀速运动．当t=0时，质量m_A=2kg的小铁块A以v₂=2m/s的速度水平向右滑上小车，A与小车间的动摩擦因数为μ=0.2．若A最终没有滑出小车，取水平向右为正方向，g=10m/s²，求：

（1）A在小车上相对小车停止运动时，小车的速度大小
（2）通过计算，在图乙所示的坐标纸中画出1.5s内小车B运动的速度一时间图象．