高二物理第二学期第二次月考物理试题
姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________
一、单选题（11*4=44分）：
1.在19世纪，科学家就对原子的结构、组成及能量进行了实验和分析。请你根据所学习的物理学史，判断下列说法中正确的是（ ）
A. 汤姆孙在研究阴极射线时，认识到原子具有核式结构
B. 在粒子散射实验中，有极少数粒子发生了大角度偏转，是它与原子中的电子发生了碰撞所导致的
C. 玻尔原子模型否定了核式结构，完美地揭示了微观粒子的运动规律
D. 玻尔原子理论告诉我们，原子发光时产生线状谱
2.关于分子，下列说法中正确的是( )
A. 将分子看作小球是分子的简化模型，实际上分子的形状并不真的都是小球
B. 无论是无机物质的分子，还是有机物质的大分子，其分子大小的数量级都是10-10 m
C. “物体是由大量分子组成的”，其中“分子”只是指分子，不包括原子和离子
D. 分子的质量是很小的，其数量级一般为10－10 kg
3.下列现象中，能说明液体存在表面张力的是（ ）
A. 鸭子可以浮在水面上 B. 荷叶叶面上的露珠呈球形
C. 滴入水中的红墨水很快散开 D. 悬浮在水中的花粉做无规则运动
4.对下列四幅图涉及的相关物理知识的描述正确的是（ ）
A. 图甲为布朗运动产生原因的示意图，颗粒越大，布朗运动越明显
B. 从图乙可知当分子间的距离小于r 时，分子间距变小，分子势能变大
C. 图丙所示的液体表面层，分子之间只存在相互作用的引力
D. 图丁中为第一类永动机的其中一种设计方案，其不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律
5.对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是( )
A. 温度低于0 ℃的物体不会辐射电磁波
B. 黑体不会辐射电磁波
C. 爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律
D. 黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
6.如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C.两条虚线分别表示状态A或C的等温线．下列说法正确的是( )
A. 气体在状态A的内能最大
B. 气体在状态C的分子平均速率最大
C. AB过程中，气体对外界做功，内能增加
D. BC过程中，外界对气体做功，内能减小
7.如图为氢原子的能级示意图，已知可见光光子能量范围为，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，会产生三种波长为的光，下标数字表示相应的能级，下列说法正确的是（ ）
A.
B. 这群氢原子自发向低能级跃迁时能辐射出3种可见光
C. 用能量为的电子轰击氢原子，可以使氢原子发生电离
D. 金属钠的逸出功为，这三种光都可以使金属钠发生光电效应
8.巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式＝R∞(－)(n＝3,4,5，…)，在氢原子光谱可见光区(巴耳末系的前四条谱线在可见光区)，最长波长与最短波长之比为( )
A. B. C. D.
9.下列关于固体和液体说法正确的是（ ）
A. 液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B. 有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体
C. 在同一细管中，只有浸润液体才会出现毛细现象，不浸润液体不会出现毛细现象
D. 液晶既具有液体的流动性，又和某些多晶体一样具有光学各向同性
10.某科技小组用如图所示的电路研究“光电效应”现象，现用频率为ν的红光照射光电管，有光电子从K极逸出。下列说法正确的是( )
A. 使用蓝光照射比红光照射需要克服的逸出功更大
B. 仅增大入射光的强度，从K极逸出的电子的最大初动能可能增大
C. 当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，电流表示数可能先增大后保持不变
D. 将电源正负极调换方向后接入电路，当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，电流表示数不变
11.如图所示，虚线圆的半径为R，某激光器的一端固定于圆心O点，且绕O点以角速度ω转动，转动过程中从激光器的另一端连续发出功率为P、波长为的细束激光(不计光束截面积)，在虚线圆某处固定一弧形接收屏，该接收屏沿虚线圆的长度为l。已知普朗克常数为h，激光传播的速度为c，则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为( )
A. B.
C. D.
二、实验题（3*5=15分）
12.用金属物制成的光电管观测光电效应的装置如图甲所示。
（1）图甲中电极K为光电管的__________（选填“阴极”或“阳极”）
（2）要观察遏止电压，电源正、负极的接线为__________。（均选填“左负右正”或“左正右负”）
（3）用不同频率的光照射该光电管，测得物的止电压Uc与入射光频率的关系图像如图乙所示，则该金属的截止频率=__________Hz，逸出功=_________J。已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s。（结果均保留两位有效数字）
三、计算题（8+8+10+15=41分）
13.一个高约为2.8m、面积约为10m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟，则：(人正常呼吸一次吸入和呼出气体的体积均为300cm3，一根烟大约吸10次，标准状况下空气的摩尔体积Vmol=22.4L/mol，阿伏加德罗常数NA取6.02×1023mol-1，结果保留2位有效数字)
(1)估算被污染的空气分子间的平均距离；
(2)求另一个不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子。
14.绝热性能良好的汽缸固定在水平桌面上，其内壁光滑，开口向左，汽缸中封闭有一定质量的理想气体，活塞通过水平轻绳跨过滑轮与重物相连，已知活塞的横截面积为S＝20 cm2，重物的质量m1＝10 kg，重力加速度g＝10 m/s2，大气压强p0＝1.0×105 Pa，滑轮摩擦不计，稳定时，活塞与汽缸底部间的距离为L1＝10 cm，汽缸内的温度T1＝400 K.
(1)通过电热丝对汽缸内的气体加热，气体温度缓慢上升到T2＝500 K时停止加热，求加热过程中活塞移动的距离d；
(2)停止加热后，在重物的下方加挂一个m2＝2 kg的重物，活塞又向左移动3.5 cm后重新达到平衡，求此时汽缸内气体的温度T3.
15.一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像如图甲所示。已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。
(1)说明A→B过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图中TA的温度值。
(2)请在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的p-T图像，并在图线相应位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程。
16.光子不仅具有能量，而且具有动量。照到物体表面的光子与物体相互作用从而对物体产生一定的压强，称之为“光压”，其机理与大量分子撞击器壁所产生的压强类似。已知普朗克常量为h，单个光子的能量和动量p之间存在关系（其中c为光速）。
（1）写出光子的动量p与光的波长的关系式。
（2）为研究光压，可以建立如下模型：如图所示，在体积一定的正方体密闭容器中有大量频率均为的光子；设光子与器壁各面碰撞的机会均等，且与器壁碰撞前、后瞬间光子相对器壁的动量大小不变、方向与器壁垂直。不考虑光子间的相互作用。假定容器中光子的个数保持不变，单位体积内光子个数记为n。根据上述模型，请推导光压I的表达式（用n、h和表示）。
（3）在（2）基础上进一步研究，将容器中所有光子的能量称为光子的“内能”。上问中光压的表达式与容器的形状无关；当容器中光子的频率不同时，取平均频率，上问中光压的表达式仍然成立。如图所示，长方体密闭容器的右侧面质量为m且能够自由移动，容器中有大量光子且频率不同。初始时，容器体积为，光压为，单位体积内光子个数为，右侧面速度为0.不计容器的右侧面与器壁间摩擦。
a.求初始时光子的“内能”的表达式（用和表示）。
b.当容器右侧面速度为v时，求光子的平均频率（用、、m、v、和h表示）。2024-2025高二物理第二学期第二次月考试题答案
一、单选题
1．在19世纪，科学家就对原子的结构、组成及能量进行了实验和分析。请你根据所学习的物理学史，判断下列说法中正确的是（ ）
A．汤姆孙在研究阴极射线时，认识到原子具有核式结构
B．在粒子散射实验中，有极少数粒子发生了大角度偏转，是它与原子中的电子发生了碰撞所导致的
C．玻尔原子模型否定了核式结构，完美地揭示了微观粒子的运动规律
D．玻尔原子理论告诉我们，原子发光时产生线状谱
【答案】D
【详解】A．汤姆孙在研究阴极射线时，发现了电子，提出了“枣糕”式原子模型，故A错误；
B．在粒子散射实验中，有极少数粒子发生了大角度偏转，是它与原子中的原子核发生了碰撞所导致的，故B错误；
C．玻尔首先把普朗克的量子假说推广到原子内部的能量，来解决卢瑟福原子模型在稳定性方面的困难，故C错误；
D．玻尔原子理论成功地解释了氢原子光谱实验，他告诉我们，原子发光时产生线状谱，故D正确。
故选D。
2．下列说法中正确的是（ ）
A．物体是由大量分子组成的
B．无论是无机物质的分子，还是有机物质的大分子，其分子大小的数量级都是10﹣10m
C．本节中所说的“分子”，只包含化学中的分子，不包括原子和离子
D．分子的质量是很小的，其数量级为10﹣10kg
【答案】A
【详解】A项：根据分子动理论的内容可知，物体是由大量分子组成的，故A正确；
B项：除了一些有机物质的大分子，多数分子大小的数量级为10﹣10m，故B错误；
C项：本节中所说的“分子”，包含化学中的分子，也包括原子和离子，故C错误；
D项：分子的质量很小，一般情况的数量级是10﹣26 kg，故D错误；
故选A．
3．下列现象中，能说明液体存在表面张力的是（ ）
A．鸭子可以浮在水面上 B．荷叶叶面上的露珠呈球形
C．滴入水中的红墨水很快散开 D．悬浮在水中的花粉做无规则运动
【答案】B
【详解】A．鸭子能够浮在水面，这是因为它们受到了水的浮力，浮力的方向是竖直向上的。此时鸭子在竖直方向上的浮力与重力是一对平衡力，浮力等于重力，鸭子就会浮在水面上了，故A错误；
B．荷叶上的露珠存在表面张力，它表面的水分子表现为引力，从而使它收缩成一个球形，与表面张力有关，故B正确；
C．滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象，是液体分子无规则热运动的反映，故C错误；
D．悬浮在水中的花粉做无规则运动是布朗运动，是液体分子无规则热运动的反映，故D错误。
故选B。
4．对下列四幅图涉及的相关物理知识的描述正确的是（ ）
A．图甲为布朗运动产生原因的示意图，颗粒越大，布朗运动越明显
B．从图乙可知当分子间的距离小于r 时，分子间距变小，分子势能变大
C．图丙所示的液体表面层，分子之间只存在相互作用的引力
D．图丁中为第一类永动机的其中一种设计方案，其不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律
【答案】B
【详解】A．甲图中，悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动表现得越不明显，故A错误；
B．从图乙可知当分子间的距离小于r 时，分子间距变小，分子力做负功，分子势能变大，故B正确；
C．分子间同时存在引力和斥力，液体表面是分子间作用力的合力为引力，故C错误；
D．图丁中为第一类永动机的其中一种设计方案，其违背热力学第一定律，故D错误。
故选B。
5．对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是（ ）
A．温度低于0℃的物体不会辐射电磁波
B．黑体不会辐射电磁波
C．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律
D．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
【答案】D
【详解】A．一切物体都会辐射电磁波，绝对零度的物体才可能没有辐射，温度越高，辐射的电磁波越强，故选项A错误；
B．黑体是一种理想化模型，黑体能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射,但是黑体会向外辐射电磁波，故选项B错误；
C．普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，故选项C错误；
D．普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象，故选项D正确。
故选D。
6．如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C．两条虚线分别表示状态A或C的等温线。下列说法正确的是（ ）
A．气体在状态A的内能最大 B．气体在状态C的分子平均速率最大
C．AB过程中，气体对外界做功，内能增加 D．BC过程中，外界对气体做功，内能减小
【答案】C
【详解】AB．由图像可知，气体在状态B的温度最高，则B的内能最大，气体在状态B的分子平均速率最大，选项AB错误；
C．AB过程中，气体体积变大，气体对外界做功，温度升高，则内能增加，选项C正确；
D．BC过程中，气体体积不变，则外界对气体不做功，气体温度降低，则内能减小，选项D错误。
故选C。
7．如图为氢原子的能级示意图，已知可见光光子能量范围为，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，会产生三种波长为的光，下标数字表示相应的能级，下列说法正确的是（ ）
A．
B．这群氢原子自发向低能级跃迁时能辐射出3种可见光
C．用能量为的电子轰击氢原子，可以使氢原子发生电离
D．金属钠的逸出功为，这三种光都可以使金属钠发生光电效应
【答案】C
【详解】A．由跃迁规律可知
即
即
选项A错误；
B．这群氢原子自发向低能级跃迁时能辐射出1种可见光，对应于从3到2的跃迁
选项B错误；
C．处于能级的氢原子发生电离至少需要的能量为1.51eV，则用能量为的电子轰击氢原子，可以使氢原子发生电离，选项C正确；
D．从3到2的跃迁辐射出的光子的能量为1.89eV小于金属钠的逸出功，则不可以使金属钠发生光电效应，选项D错误。
故选C。
8．巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式＝R（－），n＝3，4，5，…在氢原子光谱可见光区（巴耳末系的前四条谱线在可见光区），最长波长与最短波长之比为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】在巴尔末系中，根据知当n=3时，光子能量最小，λ最大；当n=6时，光子能量最大，波长最小。则有
所以
故A正确，BCD错误
故选A。
9．下列关于固体和液体说法正确的是（ ）
A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B．有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体
C．在同一细管中，只有浸润液体才会出现毛细现象，不浸润液体不会出现毛细现象
D．液晶既具有液体的流动性，又和某些多晶体一样具有光学各向同性
【答案】B
【详解】A．液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，即是表面张力，表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而不是与液面垂直指向液体内部，故A错误；
B．根据晶体和非晶体的特性可知，在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，故B正确；
C．浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象，故C错误；
D．液晶是一种特殊的物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性，故D错误。
故选B。
10．某科技小组用如图所示的电路研究“光电效应”现象，现用频率为v的红光照射光电管，有光电子从K极逸出。下列说法正确的是（ ）
A．使用蓝光照射比红光照射需要克服的逸出功更大
B．仅增大入射光的强度，从K极逃逸出的电子的最大初动能可能增大
C．当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，电流表示数可能先增大后保持不变
D．将电源正负极反接后当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，电流表示数不变
【答案】C
【详解】A．逸出功由金属材料变身决定，金属一定，逸出功一定，可知，使用蓝光照射与红光照射需要克服的逸出功相等，故A错误；
B．根据光电效应方程有
可知，光电子的最大初动能由入射光的频率与逸出功共同决定，仅增大入射光的强度，从K极逃逸出的电子的最大初动能不变，故B错误；
C．图中电压为加速电压，当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，加速电压逐渐增大。电流逐渐增大，当达到饱和电流后，电流保持不变，即电流表示数可能先增大后保持不变，故C正确；
D．将电源正负极反接后，所加电压为减速电压，当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，电流先减小，当电压达到遏止电压后，电流为0，即电流表示数先减小后不变，故D错误。
故选C。
11．如图所示，虚线圆的半径为R，某激光器的一端固定于圆心O点，且绕O点以角速度ω转动，转动过程中从激光器的另一端连续发出功率为P、波长为的细束激光（不计光束截面积），在虚线圆某处固定一弧形接收屏，该接收屏沿虚线圆的长度为l。已知普朗克常数为h，激光传播的速度为c，则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】激光器转动的周期为
转一周的过程中虚线圆单位长度接收到的光能量为
接收屏接收到的光能量为
每个光子能量为
则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为
联立解得
故选B。
二、实验题
12．用金属物制成的光电管观测光电效应的装置如图甲所示。
（1）图甲中电极K为光电管的 （选填“阴极”或“阳极”）
（2）要观察遏止电压，电源正、负极的接线为 。（均选填“左负右正”或“左正右负”）
（3）用不同频率的光照射该光电管，测得物的止电压Uc与入射光频率的关系图像如图乙所示，则该金属的截止频率= Hz，逸出功= J。已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 阴极 左负右正
【详解】（1）[1]电子从金属板上射出后被电场加速，由此可知K板为负极，即为阴极；
（2）[2]要观察饱和电流，加正向电压，则电源正、负极的接线为左正右负；要观察遏止电压，则加反向电压，电源正、负极的接线为左负右正。
（3）[3] [4]根据爱因斯坦光电方程
得
因此当遏止电压为零时
由图像可知，铷的截止频率
Hz
根据
可求得该金属的逸出功大小为
J
三、解答题
13．拒绝烟草，洁身自好，是一个中学生时刻要提醒自己的行为准则。试估算一个高约2.8 m、面积约10 m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟，在标准状况下，空气的摩尔体积为22.4×10－3 m3/mol，可认为吸入气体的体积等于呼出气体的体积，阿伏加德罗常数为NA＝6.02×1023 mol－1，求：（结果均保留两位有效数字，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为300 cm3，一根烟大约吸10次）
（1）估算被污染的空气分子间的平均距离；
（2）另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子．
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）吸烟者一根烟吸入的总气体体积为
含有空气分子数为
办公室单位体积内含有的被污染空气分子数为
每个污染空气分子所占的空间体积为
分子间的平均距离
（2）不吸烟者一次呼吸吸入的被污染过的空气分子个数为
14．绝热性能良好的汽缸固定在水平桌面上，其内壁光滑，开口向左，汽缸中封闭一定质量的理想气体，活塞通过水平轻绳跨过滑轮与重物相连，已知活塞的横截面积为，重物的质量，重力加速度，大气压强，滑轮摩擦不计，稳定时，活塞与汽缸底部间的距离为，汽缸内温度．
（1）通过电热丝对汽缸内气体加热，气体温度缓慢上升到时停止加热，求加热过程中活塞移动的距离；
（2）停止加热后，在重物的下方加挂一个的重物，活塞又向左移动后重新达到平衡，求此时汽缸内气体的温度．
【答案】（1）2.5cm（2）512K
【详解】（1）气体初状态参量：，，
气体末状态参量：，，
气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：，
即：，
解得：；
（2）气体初状态参量：，
，，
气体末状态参量：，
，
由理想气体状态方程得：，
即：
解得：．
15．如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的图象。已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。
(1)A→B过程中为等压变化的情形，根据图象提供的信息，计算图中TA的温度值。
(2)B→C过程为等容过程，根据图象提供的信息，计算图中pC的压强
(3)请在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C。
【答案】(1)200K；(2)；(3)
【详解】(1)由图甲可以看出，A与B连线的延长线过原点O，所以A→B是一个等压变化，即pA=pB
根据盖-吕萨克定律可得
所以
(2)由图甲可知，由B→C是等容变化，根据查理定律得
所以
(3)则可画出由状态A→B→C的p-T图象如图所示
16．光子不仅具有能量，而且具有动量。照到物体表面的光子与物体相互作用从而对物体产生一定的压强，称之为“光压”，其机理与大量分子撞击器壁所产生的压强类似。已知普朗克常量为h，单个光子的能量和动量p之间存在关系（其中c为光速）。
（1）写出光子的动量p与光的波长的关系式。
（2）为研究光压，可以建立如下模型：如图所示，在体积一定的正方体密闭容器中有大量频率均为的光子；设光子与器壁各面碰撞的机会均等，且与器壁碰撞前、后瞬间光子相对器壁的动量大小不变、方向与器壁垂直。不考虑光子间的相互作用。假定容器中光子的个数保持不变，单位体积内光子个数记为n。根据上述模型，请推导光压I的表达式（用n、h和表示）。
（3）在（2）基础上进一步研究，将容器中所有光子的能量称为光子的“内能”。上问中光压的表达式与容器的形状无关；当容器中光子的频率不同时，取平均频率，上问中光压的表达式仍然成立。如图所示，长方体密闭容器的右侧面质量为m且能够自由移动，容器中有大量光子且频率不同。初始时，容器体积为，光压为，单位体积内光子个数为，右侧面速度为0.不计容器的右侧面与器壁间摩擦。
a.求初始时光子的“内能”的表达式（用和表示）。
b.当容器右侧面速度为v时，求光子的平均频率（用、、m、v、和h表示）。
【答案】（1）；（2）；（3）a.；b.
【详解】（1）根据题意光子的动量为
考虑到，又有
联立上式可得
（2）在容器壁上取面积为S的部分，则在时间内能够撞击在器壁上的光子总数为
每个光子撞击器壁一次，动量改变量为，对时间内撞击在面积为S的器壁上的光子应用动量定理得
根据牛顿第三定律，光子对面积为S的器壁的撞击力大小也为F，所以光子对器壁的压强大小为
联立以上三式得
（3）a。设容器中光子的个数为N，初始时光子的平均频率为，则光子的内能可表示为
类比上一问的结果可得
联立以上两式可得
b。根据能量守恒定律可得
容器中光子的个数
联立以上两式可得光子的平均频率为
试卷第1页，共3页
