【物理】河北省邢台市2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版）

【物理】河北省邢台市2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版）

‎2019-2020学年高二下学期期末试卷（线上考试）‎ 一、单选题（每小题4分）‎ ‎1.大量研究发现，太阳的巨大辐射能量来自于轻核聚变，事实上在宇宙中的许多恒星内部时刻在激烈地进行着聚变反应。目前在实验室中能观察到的一种典型的核聚变反应是，对这个反应的认识，下列说法正确的是（　　）‎ A. 这个反应必须在高温下才能进行，一种化学反应 B. 一个和一个的质量和一定小于一个和一个的质量和 C. 反应中释放17.6MeV的能量是以内能形式出现的 D. 的比结合能要大于的比结合能 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．这个反应必须在高温下才能进行，它是一种核反应，不是化学反应，故A错误；‎ B．这是一个放能反应，存在质量亏损，故一个和一个的质量和一定大于一个和一个的质量和，故B错误；‎ C．反应中释放17.6MeV的能量是以核能的形式出现的，故C错误；‎ D．核聚变反应是放能反应，生成物比反应物稳定，故的比结合能要大于的比结合能，故D正确。故选D。‎ ‎2.某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是（ ）‎ A. t =1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值 B. t =2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值 C. t =3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 D. t =4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据振动图象判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，“上坡”段质点向上振动，“下坡”段质点向下振动．‎ ‎【详解】AC．在t=1 s和t=3 s时，振子偏离平衡位置最远，速度为零，回复力最大，加速度最大，方向指向平衡位置，A正确，C错误；‎ BD．在t=2 s和t=4 s时，振子位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零，BD错误．‎ ‎3.关于晶体和非晶体，下列说法错误的是( )‎ A. 所有晶体沿各个方向的光学性质都不同 B. 非晶体沿各个方向的物理性质都相同 C. 橡胶无固定的熔点，是非晶体 D. 有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、晶体分为单晶体和多晶体，其中单晶体具有各向异性，多晶体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的，多晶体和非晶体一样具有各向同性，故选项A错误；‎ B、非晶体具有各向同性，故选项B正确；‎ C、橡胶无固定的熔点，是非晶体，故选项C正确；‎ D、物质是晶体还是非晶体，不是绝对的，在一定条件下可以相互转化，故选项D正确；‎ 错误的故选选项A．‎ ‎4.如图是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁 B. 这群氢原子能够发出4种不同频率的光 C. 从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光的波长最长 D. 如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到 n=2能级发出的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，故A错误；‎ B、根据，可知，这群氢原子能够发出6种不同频率的光子，故B错误；‎ C、从n=4跃迁到n=3，辐射的光子频率最小，波长最长，故C正确；‎ D、如果发出的光子有两种能使某金属产生光电效应，知两种光子为能量最大的两种，分别为由n=4跃迁到n=1，和n=3跃迁到n=1能级发出的，故D错误．‎ ‎5.“守株待兔”是我们熟悉寓言故事，它出自《韩非子》，原文为：宋人有耕田者。田中有株，兔走触株，折颈而死。因释其耒而守株，翼复得兔。兔不可复得，而身为宋国笑。假设一只兔子质量为‎2kg，受到惊吓后从静止开始沿水平道路匀加速直线运动，经过1.2s速度大小达到‎9m/s后匀速奔跑，撞树后被水平弹回，反弹速度大小为‎1m/s，设兔子与树的作用时间为0.05s，重力加速度g=‎10m/s2.下列说法确的是（　　）‎ A. 加速过程中兔子的加速度为‎180m/s2‎ B. 加速过程中地面对兔子的平均作用力大小为20N C. 撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为320N D. 撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为400N ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．兔子经过1.2s速度由零达到‎9m/s，根据加速度公式可知 a==‎7.5m/s2‎ 故A错误。‎ B．加速过程中，地面对兔子的平均作用力大小为f，根据动量定理可知，‎ ft=mv-0‎ 代入数据解得 f=15N 故B错误。‎ CD．撞树过程中，撞树前的动量大小：‎ P=mv=2×‎9kg•m/s=‎18kg•m/s 以撞树前兔子的速度方向为正方向，兔子撞树后的动量：‎ P′=mv′=2×（-1）=‎-2kg•m/s 兔子撞树过程动量变化量：‎ ‎△P=P′-P=‎-2kg•m/s‎-18kg•m/s=‎-20kg•m/s 由动量定理得：‎ Ft=△P=-20N•s 则兔子受到平均作用力大小为 F=400N 故C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.下列关于液体表面张力的说法中，正确的是（　　）‎ A. 液体表面张力的存在，使得表面层内分子的分布比内部要密集些 B. 液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子力表现为引力，产生表面张力 C. 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 D. 液体表面张力的方向指向液体内部，使液体表面有收缩趋势 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子力表现为引力，从而产生表面张力，B正确，A错误；‎ C．液体表面层分子间既有引力又有斥力，但引力大于斥力，从而表现为引力，C错误；‎ D．液体表面张力的方向沿表面的切面方向，D错误。‎ 故选B。‎ ‎7.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（　　）‎ A. 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线II是月球上单摆共振曲线 B. 图线II若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为‎2m C. 若摆长约为‎1m，则图线I是在地球表面上完成的 D. 若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为l1：l2= 25：4‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．共振时，单摆的周期与驱动力的周期相同，由可知，单摆在地球上的周期小于月球周期，在地球上的频率大于月球上的频率，故地球上共振时驱动力的频率大于月球上驱动力的频率，故图像II是地球上的单摆共振曲线，故A错误；‎ B．由图中可知，单摆的频率为，故周期为，由可知，摆长为 故B错误；‎ C．若摆长约为‎1m，由B中分析可知，单摆频率为0.5Hz，故图像II是在地球表面完成的，故C错误；‎ D．共振时，单摆的频率分别为0.2Hz和0.5Hz，由可得，‎ 故D正确；‎ 故选D。‎ ‎8.某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为反向截止电压。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到的反向截止电压分别为U1和U2‎ ‎。设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是 A. 两种单色光照射阴极时，光电子的最大初动能之比 B. 阴极K金属的极限频率 C 普朗克常量 D. 阴极K金属的逸出功 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得 根据爱因斯坦光电效应方程得 两种单色光照射阴极时，光电子的最大初动能之比 阴极K金属的极限频率 普朗克常量 阴极K金属的逸出功 故A、B、C错误，D正确；‎ 故选D。‎ 二、多选题（每小题4分，少选得2分，有错项或多项得0分）‎ ‎9.一列向右传播的简谐横波，当波传到处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，时，观察到质点P第三次到达波峰位置，下列说法正确的是 A. 波速为 B. 经1.4s质点P运动的路程为‎70cm C. 时，处的质点Q第三次到达波谷 D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5HZ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】首先从图中我们可以得出这列波的波长为‎2m.同时每一个质点开始振动的方向是+y方向．从0时刻开始到0.9s，P点恰好第三次到达波峰，表示经过了9/4个周期，得出周期T=0.4s,所以波速v=λ/T=‎5m/s，故A错误，‎ 经过1.4s则P点恰好完成3个完整周期加1/2周期，所以路程‎70cm，故B正确，‎ 经过0.5s波传到Q点，剩下的1.1sQ点恰好完成2个完整周期加3/4周期，处于波谷，所以故C正确，‎ 本列波的频率为2.5Hz，频率相等是发生干涉的条件，故D对；‎ 综上所述本题答案是：BCD ‎10.右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是 A. 当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 B. 当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力 C. 当r等于r2时，分子间的作用力为零 D. 在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】因为当分子间相互作用力为零时，分子势能最小，从图中可得分子势能最小时，分子间的距离为r2，故当r等于r2时分子间作用力为零，故C正确；当r小于r1时，随着距离的减小，分子势能增大，即减小分子间距离分子力做负功，所以表现为斥力，B正确；当r大于r1时，当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，故从当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功，大于r2时分子力为引力，故AD错误；‎ ‎【点睛】正确理解分子力、分子势能与分子之间距离的变化关系，注意分子力与分子势能变化的一个临界点为r= r2，注意将分子力与分子之间距离和分子势能与分子之间距离的图象比较进行学习 ‎11.图（a）为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝‎1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝‎4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图象．下列说法正确的是（　　）‎ A. 在 t＝0.10 s 时，质点 Q 向 y 轴正方向运动 B. 从 t＝0.10 s 到 t＝0.25 s，该波沿 x 轴负方向传播了‎6 m C. 从 t＝0.10 s 到 t＝0.25 s，质点 P 通过的路程为 ‎‎30 cm D. 质点 Q 简谐运动的表达式为 y＝0.10sin10πt（国际单位）‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、图（b）为质点Q的振动图象，在t＝0.10s时，质点Q正从平衡位置向波谷运动，所以t＝0.10s时，质点Q向y轴负方向运动，故A错误；‎ B、在t＝0.10s时，质点Q沿x轴负方向运动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播．由图a知波长λ＝‎8m，图b知周期 T＝0.2s，则波速为： ，从t＝0.10s到t＝0.25s经过的时间为△t＝0.15s，该波沿x轴负方向传播的距离为△x＝v△t＝40×‎0.15m＝‎6m，故B正确；‎ C、t＝0.10 s质点P正向上运动．从t＝0.10s到t＝0.25s经过的时间为△t＝0.15s＝，由于t＝0.10s时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点P通过的路程不是‎3A＝‎30cm，故C错误；‎ D、质点Q简谐运动的表达式为 =0.10sin10πt（m），故D正确．‎ ‎12.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V–T图象如图所示．下列说法正确的有（ ）‎ A. A→B的过程中，气体对外界做功 B. A→B的过程中，气体放出热量 C. B→C的过程中，气体压强不变 D. A→B→C的过程中，气体内能增加 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A B．由图知A→B的过程中，温度不变，则内能不变，而体积减小，所以外界对气体做功，为保持内能不变， 根据热力学定律知，在A→B的过程中，气体放出热量，故A错误；B正确；‎ C．B→C的过程为等压变化，气体压强不变，故C正确；‎ D．A→B→C的过程中，温度降低，气体内能减小，故D错误．‎ 故选BC．‎ ‎【点睛】两个过程：A到B等温变化，B到C等压变化．‎ 三、实验题（共计14分，13共6分，每空3分，14题共8分，每空2分）‎ ‎13.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：‎ ‎①往边长约为‎40 cm的浅盘里倒入约‎2 cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．‎ ‎②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定．‎ ‎③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．‎ ‎④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．‎ ‎⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)上述步骤中，正确的顺序是_____ _____．(填写步骤前面的数字)‎ ‎(2)将‎1 cm3的油酸溶于酒精，制成‎300 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是‎0.13 m2‎．‎ 由此估算出油酸分子的直径为___ ___m．(结果保留l位有效数字)‎ ‎【答案】(1) ④①②⑤③（ 2分）(2)5×10‎-10m （3分）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】实验得步骤时先配溶液，然后再将痱子粉放入水中，将液滴滴入水中，描绘轮廓，计算面积，因此是④①②⑤③；‎ 根据题意可得 ‎14.（1）细丝和单缝有相似的衍射图样，在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝I和细丝II，在光屏上形成的衍射图样如图中a和b所示，已知细丝I的直径为‎0.605mm，现用螺旋测微器测量细丝II的直径，如图所示，细丝II的直径为_________mm．图中的_____（填“a”或“b”）是细丝II的衍射图样．‎ ‎（2）小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面镜做类似实验．单缝和平面镜的放置如图所示，白炽灯发出的光经滤光片称为波长为的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹．小明测得单缝与镜面延长线的距离为h，与光屏的距离为D，则条纹间距_______，随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，则在光屏上______（填“能”会“不能”）观察到干涉条纹．‎ ‎【答案】 (1). 0.996~1.000 (2). a (3). (4). 不能 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据图示读数可知细丝II的直径为‎0.999mm；单缝衍射，单缝越宽，衍射效果越不明显，条纹间距越小，所以是图a是直径更大的细丝的衍射图样；‎ ‎（2）如下图，通过平面镜反射的光线可以看做在A点下方h处射出的光线，则干涉条纹可以看做由到A点距离均为h的双缝干涉形成的条纹，则条纹间距；‎ 撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，有双缝结构，但白炽灯发出的光不是相干光，通过两缝的光不能发生干涉．‎ 四、解答题（15题10分，16题14分，17题14分）‎ ‎15.如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中．当温度为280K时，被封闭的气柱长L=‎22cm，两边水银柱高度差h=‎‎16cm ‎，大气压强=76cmHg．‎ ‎（1）为使左端水银面下降‎3cm，封闭气体温度应变为多少？‎ ‎（2）封闭气体的温度重新回到280K后，为使封闭气柱长度变为‎20cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设玻璃管的横截面积为，封闭气体压强为，初始根据水银液面受力平衡可分析得，可得 当左端水银面下降，右端液面必然上升，则左右液面高度差变为，此时封闭气体压强为 同样根据液面平衡可分析得，可得 根据理想气体状态方程，代入温度，可得 ‎（2）设此时封闭气体压强为，封闭气体的长度，根据理想气体状态方程可得 计算可得 此时作用液面高度差 左端液面上升，右端上升，所以开口端注入水银的长度为 考点：理想气体状态方程 ‎16.由某种透明材料制成的棱镜的横截面如图所示，直角△ABC的AC边为半圆的直径，∠‎ B=30°，一束光线从AB边上的M点以平行于BC的方向射入棱镜，经BC边一次反射后，反射光线与AB边平行。已知AC=L，，真空中的光速为c，求：‎ ‎（1）该棱镜的折射率n；‎ ‎（2）光线在棱镜中传播的时间t。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据题意，作出光路图，如图所示 根据几何关系可知，光线在M点的入射角为i=60°，折射角为r=30°，根据折射定律有 解得 ‎（2）光在棱镜中传播的速度为 根据几何知识可得 ‎，，‎ 则光线在棱镜中传播的路程为 则光在棱镜中传播的时间为 ‎17.在光滑的水平面上有一质量M=‎2kg的木板A，其上表面Q处的左侧粗糙，右侧光滑，且PQ间距离L=‎2m，如图所示；木板A右端挡板上固定一根轻质弹簧，在靠近木板左端的P处有一大小忽略不计质量m=‎2kg的滑块B．某时刻木板A以vA=‎1m/s的速度向左滑行，同时滑块B以vB=‎5m/s的速度向右滑行，当滑块B与P处相距‎3L/4时，二者刚好处于相对静止状态．若在二者共同运动方向的前方有一障碍物，木板A与它相碰后仍以原速率反弹（碰后立即描去该障碍物），求：‎ ‎（1）B与A的粗糙面之间的动摩擦因数μ； ‎ ‎（2）滑块B最终停在木板A上的位置. (g取‎10m/s2)．‎ ‎【答案】（1）0.6；（2）‎‎0.17m ‎【解析】‎ 试题分析：①木板A与障碍物发生碰撞前、后两个过程中，木板和滑块系统，由动量守恒定律和能量守恒定律列出等式求解 ‎ ‎（1）设M、m共同速度为v，定水平向右为正方向，‎ 由动量守恒定律得mvB-MvA=（M+m）v①‎ 解得：v=‎2m/s 对A、B组成的系统，由能量守恒MvA2+mvB2−(M+m)v2＝μmgL③‎ 代入数据得μ=0.6‎ ‎（2）木板A与障碍物发生碰撞后以原速率反弹，假设B向右滑行并与弹簧发生相互作用，‎ 当A、B再次处于相对静止状态时，两者的共同速度为u，在此过程中，A、B和弹簧组成的系统动量守恒、能量守恒．‎ 由动量守恒定律得mv-Mv=（M+m）u④‎ u=0‎ 设B相对A的路程为S，由能量守恒得(M+m)v2＝μmgs⑤‎ 代入数据得s＝m 由于s＞L，所以B滑过Q点并与弹簧相互作用，然后相对A向左滑动到Q点左边，‎ 设离Q点距离为s1‎ ‎.s1＝s−L＝‎‎0.17m 点睛：本题结合弹簧问题考查了动量守恒和功能关系的应用，分析清楚物体运动过程是解题的关键，应用动能定理与动量守恒定律、能量守恒定律可以解题．‎