2018-2019学年黑龙江省牡丹江市第三高级中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年黑龙江省牡丹江市第三高级中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

‎2018——2019学年度第二学期期中考试 高二 物理试卷 一、单项选题（本题共15小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题意）。‎ ‎1.下列说法正确的是(　　)‎ A. 牛顿发现了万有引力定律并最早测出了引力常量 B. 当原子由高能级向低能级跃迁时会辐射光子 C. 光电效应证实了光的波动性 D. 卢瑟福通过α粒子散射实验确定了原子核是由质子和中子构成的 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许最早测出了引力常量，选项A错误；根据玻尔理论，当原子由高能级向低能级跃迁时会辐射光子，选项B正确；光电效应证实了光的粒子性，选项C错误；卢瑟福通过α粒子散射实验确定了原子的核式结构理论，选项D错误.‎ ‎2.爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于（ ）‎ A. 等效替代 B. 控制变量 C. 科学假说 D. 数学归纳 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 首先猜测再根据实验规律进行论证，这种方法是科学假说 ‎3. 弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中，逐渐增大的物理量是（ ）‎ A. 振子所受的回复力 B. 振子的位移 C. 振子速度 D. 振子的加速度 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 在振子向平衡位置运动的过程中，位移减小，回复力减小，加速度减小，速度增大，C对；‎ ‎4.一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )‎ A. 质点振动频率是4 Hz B. 在10 s内质点经过的路程是20 cm C. 第4 s末质点的速度为零 D. t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等，方向相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：由图读出质点振动的周期T=4s，则频率．故A错误．质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是4A，t=10s=2.5T，所以在10s内质点经过的路程是．故B正确．在第4s末，质点的位移为0，经过平衡位置，速度最大．故C错误．由图知在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等、方向相反，故D错误．‎ 考点：简谐运动振动图象；简谐运动的振幅、周期和频率．‎ ‎5.如图是一束单色光从某一介质进入空气介质中发生的现象，已知光在空气中的速度为c，则该单色光在该介质中的波速为 ( )‎ A. c B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可知，入射角i=30°，折射角为r=60°，则该介质的折射率为：，该单色光在该介质中的波速为：，故D正确，ABC错误。‎ ‎6.按频率由小到大，下列电磁波谱排列顺序正确的是 A. 红外线、无线电波、紫外线、可见光、γ射线、x射线 B. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线 C. γ射线、x射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 D. 无线电波、紫外线、可见光、红外线、x射线、γ射线 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 波长越长、频率越小，比可见光频率小，按照波长逐渐变小，即频率逐渐变大的顺序，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，x射线，射线（伽马射线）。故B正确、ACD错误。故选B。‎ ‎【点睛】依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，x射线，射线．同时要知道它们的波长的大小关系和频率大小关系，以及知道各自的应用．‎ ‎7. 如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外。已知放射源放出的射线有α、β、γ三种。下列判断正确的是 A. 甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线 B. 甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线 C. 甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线 D. 甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：α射线是高速流，一个α粒子带两个正电荷．根据左手定则，α射线受到的洛伦兹力向右，故丙是α射线．β射线是高速电子流，质量数为0，带一个负电荷．根据左手定则，β射线受到的洛伦兹力向左，故甲是β射线．γ射线是γ光子，是电中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转．故乙是γ射线．‎ 故B正确．‎ 故选B．‎ 考点：天然放射现象；带电粒子在匀强磁场中的运动．‎ 点评：主要考查两个方面的问题：①三种射线的成分主要是所带电性．②洛伦兹力的方向的判定．只有基础扎实，此类题目才能顺利解决，故要重视基础知识的学习．‎ ‎8. 光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是：（ ）‎ A. a、c B. b、c C. a、d D. b、d ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：单缝衍射的条纹是不等间距，中央亮纹又宽又亮，故选D．‎ 考点：单缝衍射 ‎9.碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】碘131的半衰期约为8天，经过32天后，碘131的剩余质量为：‎ ‎； 故选C。‎ ‎【点睛】本题关键是明确半衰期的概念，能够结合公式列式分析，基础问题．‎ ‎10.一列横波沿ｘ轴正方向传播，波速50m/s，S为上下振动的振源，频率40Hz，在波上有一质点P，P与S在ｘ轴上的距离为为6.5ｍ，当S刚好通过平衡位置向上运动时（如图），质点P的运动情况是（ ）‎ A. 刚好到达x轴上方最大位移处 B. 刚好经过平衡位置 C. 经过x轴上方某位置，运动方向向下 D. 经过x轴下方某位置，运动方向向上 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由v=λf得，波长；因，即PS=5λ；则当质点S恰好通过平衡位置向上运动，结合波形可知，此时刻P质点正经过x轴下方某位置，运动方向向上，不在最大位移处，加速度方向向上，故D正确，ABC错误。‎ ‎11.将一个摆长为l的单摆放在一个光滑的，倾角为α的斜面上，其摆角为，如图下列说法正确的是（ ）‎ A. 摆球做简谐运动的回复力 B. 摆球做简谐运动的回复力为 C. 摆球做简谐运动的周期为 D. 摆球在运动过程中，经平衡位置时，线的拉力为 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】本题是类似单摆模型，回复力是重力的下滑分力的切向分量提供，重力的下滑分力为mgsinα，下滑分力的切线分力为mgsinαsinθ，故A正确，B错误；类似单摆模型，等效重力加速度为gsinα，故周期为：，故C错误；摆球在运动过程中，经平衡位置时，线的拉力和重力的下滑分力的合力提供向心力，故，故T＞mgsinα，故D错误。‎ ‎12.一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，图中质点A的振动图象如图乙所示。则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 这列波的波速是25m/s B. 这列波沿x轴正方向传播 C. 质点A在任意1s内所通过路程都是0.4m D. 若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为1.25Hz ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】由图甲读出波长为 λ=20m，由振动图象乙读出波周期为T=0.8s，则波速为v=‎ ‎=25m/s，故A正确。由振动图象乙知t=0时刻质点A向上振动，则根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播。故B错误；质点在一个周期内通过的路程为四个振幅，即为8cm，周期T=0.8s，则△t=1s=1T，所以质点A从平衡位置或者最高点和最低点开始振动时经过1s的路程为 S=1.25×4A=5×8cm=40cm。但是质点A在任意1s内所通过的路程不一定都是0.4m，故C错误。 该波的频率为f=1/T=1.25Hz，则若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为1.25Hz，选项D正确；故选AD.‎ ‎13.某原子核A先进行一次β衰变变成原子核B，再进行一次α衰变变成原子核C，则（ ）‎ A. 核C的质子数比核A的质子数少2‎ B. 核A的质量数减核C的质量数等于3‎ C. 核A的中子数减核C的中子数等于3‎ D. 核A的中子数减核C的中子数等于5‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 原子核A进行一次β衰变后，一个中子转变为一个质子并释放一个电子，再进行一次α衰变，又释放两个中子和两个质子，所以核A比核C多3个中子、1个质子。故C项正确，ABD三项错误。‎ 点睛：α衰变：新核比旧核的质量数少4，电荷数少2；新核中质子数、中子数比旧核均少2。β衰变：新核与旧核的质量数相等，电荷数多1，新核中质子数比旧核多1，中子数比旧核少1；β衰变的本质是原子核中一个中子变成质子的同时立即从核中放出一个电子。‎ ‎14.如图所示，用频率为ν0的光照射某金属能够使验电器指针张开，当用频率为2ν0的单色光照射该金属时 A. 一定能发生光电效应 B. 验电器指针带负电 C. 金属的逸出功增大 D. 逸出电子的最大初动能变为原来的2倍 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 用频率为v0的光照射某金属能够使验电器指针张开，说明发生了光电效应，当用频率为2v0＞v0的单色光照射该金属时，仍会发生光电效应．故A正确．因金属中电子逸出来，导致金属带正电，则验电器指针也带正电．故B错误．逸出功与入射光的频率无关．故C错误．当用频率为2v0的单色光照射该金属时，根据光电效应方程Ekm=hγ-W0得，因W0没有变化，则最大初动能不等于原来的2倍，故D错误．故选A．‎ 点睛：解决本题的关键知道光电效应的条件，以及掌握光电效应方程Ekm=hγ-W0．注意最大初动能与频率不成正比，及理解逸出功与入射光的频率无关．‎ ‎15.一束单色平行光通过双缝后，在屏上得到干涉条纹，下列说法正确的是(　　)‎ A. 相邻两条亮纹间距比相邻两条暗纹间距大 B. 用红光做实验比用紫光做实验时，得到的亮条纹或暗条纹间的间距小 C. 用白光做此实验不能形成条纹 D. 用白光做此实验，屏上出现彩色条纹 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】干涉条纹的明纹和暗纹宽度是相等的，A错误；条纹间距与波长成正比，所以用红光做实验比用紫光做实验时，得到的明条纹或暗条纹间的间距大，B错误；用白光做此实验，屏上出现彩色干涉条纹，C错误，D正确。‎ 二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。以下各题有两个或两个以上答案正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得零分）‎ ‎16.下列说法正确的是（ ）‎ A. 光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定 B. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C. 杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小 D. 光的偏振特征说明光是横波 E.‎ ‎ 水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 ‎【答案】BDE ‎【解析】‎ A、光在介质中传播的速度由介质本身，及频率共同决定，故A错误；‎ B、油膜形成的彩色条纹，是由膜的前后表面反射光，进行光的叠加，形成的干涉条纹，故B正确；‎ C、根据光的干涉条纹间距公式，可知，红光的波长长，则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大，故C错误；‎ D、光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，故D正确；‎ E、玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，故E正确。‎ 点睛：光的传播速度由介质的本身性质与频率共同决定；油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的；玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故，光的偏振现象说明光是一种横波；根据光的干涉条纹间距公式，即可求解。‎ ‎17.一列横波沿直线传播，计时开始时的波形如图所示，质点A此时位于平衡位置沿y轴正方向运动,质点A的平衡位置与原点O相距0.5m。已知经过0.02s,A质点第一次达到最大位移处，由此可知（ ）‎ A. 这列波的波长为1m B. 这列波的频率为50Hz C. 这列波向右传播 D. 这列波的波速为12.5m/s ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】由题，波长λ=2×0.5m=1m。故A正确。由题，T=4×0.02s=0.08s，f=1/T=12.5Hz．故B错误；根据，故D正确；此时质点A沿正方向运动，波向右传播，故C正确。‎ ‎18.如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是(　　)‎ A. a侧是红色光，b侧紫色光 B. 在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长 C. 三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率 D. 在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由于玻璃对各色光的折射率不同，导致色散的形成，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的最小，可以得a侧为紫光，b侧为红光，红光的波长大于紫光的波长，由可以分析出红光在三棱镜中的传播速度大于紫光的传播速度。‎ ‎【详解】玻璃对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小，则紫光通过三棱镜后，偏折角最大，红光的偏折角最小，可知，a侧为紫光，b侧为红光，故A错误；三棱镜对a侧光的折射率比对b侧光的折射率大，则a侧光的频率比b侧光的频率大，在真空中，由c=λf知，a侧光的波长小于b侧光的波长，故BC正确；紫光的折射率大于红光的折射率，由，可知，在三棱镜中a侧光（即紫光）的传播速率小于b侧光（即红光）的传播速率，故D错误。所以BC正确，AD错误。‎ ‎【点睛】对于七种色光的折射率、频率、波长、全反射临界角等物理量的关系，要结合色散实验和干涉实验结果解题。‎ ‎19.氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为 1.62～3.11eV.下列说法正确的是(　　) ‎ A. 一个处于n＝2能级的氢原子，可以吸收一个能量为4eV的光子 B. 大量处于n＝4能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出6种不同频率的光子 C. 氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量可能大于 13.6eV D. 用能量为 10eV和 3.6eV的两种光子同时照射大量处于基态的氢原子，有可能使个别氢原子电离 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】n=2能级的氢原子能级为-3.4eV，当吸收一个能量为4 eV的光子，则会出现电离现象。故A正确；大量处于n=4能级的氢原子，跃迁到基态的过程中，根据=6，因此释放出6种频率的光子。故B正确。氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量，小于13.6eV．故C错误；处于基态的氢原子电离需要的最小能量是13.6eV，则用能量为 10eV和 3.6eV的两种光子同时照射大量处于基态的氢原子，不可能使个别氢原子电离，故D错误。‎ 三、实验题（每空3分，共计21分）‎ ‎20.在“测定玻璃折射率”的实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示。当光线是由空气射入玻璃砖时，则θ1和θ2中为入射角的是_______；当光线由玻璃砖射入空气时，临界角的正弦值是_______；从图线可知玻璃砖的折射率是_______。‎ ‎【答案】(1)0.67 1.50‎ ‎【解析】‎ 试题分析：当光线是由空气射入玻璃砖时，入射角大于折射角，所以入射角为；由图可知折射率；当光线由玻璃砖射入空气时，临界角的正弦值．‎ 考点：折射定律；临界角．‎ ‎21.用双缝干涉测光的波长实验装置如图甲所示，已知双缝与屏的距离L，双缝间距d.用测量头来测量亮纹中心的距离测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数．‎ ‎(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1= ______mm (允许误差)、对准第4条时读数x2= ______mm(允许误差) ‎ ‎(2)写出计算波长的表达式， ______ (用x1、x2、L、d表示，不用计算)．‎ ‎(3)在屏上观察到了干涉条纹如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将变______ ；(选大或小)‎ ‎【答案】 (1). (1)2.190mm (2). 7.869 (3). (2) (4). (3)小 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对准第4条亮纹时固定刻度读数为7.5mm，可动读数为0.01×36.9=0.369mm，所以最终读数为7.869mm.‎ ‎（2）根据，可得：。‎ ‎（3）根据知双缝间距d增大时条纹间距变小。‎ 四、计算题（本题共3小题，共29分。22题8分、23题9分、24题12分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.）‎ ‎22.如图所示，单摆摆长为L，做简谐运动，C点在悬点O正下方，D点与C相距为x，C、D之间是光滑水平面，当摆球A到左侧最大位移处时，小球B从D点以某一速度v匀速地向C点运动，A、B二球在C点迎面相遇，求小球B的速度大小．(重力加速度为g)‎ ‎【答案】m/s，（n= 0、1、2、……）‎ ‎【解析】‎ 小球从左侧最大位移处摆动到C点，速度方向向左的时间为：，（n=0 1 2 3…）‎ 小球B运动到C点的时间为，解得，（n=0 1 2 3…）‎ ‎23.如图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2s后的波形图线．‎ ‎ ‎ ‎（1）若波向左传播，求它传播的最小距离；‎ ‎（2）若波向右传播，求它的最大周期；‎ ‎（3）若波速为35m／s，求波的传播方向．‎ ‎【答案】（1）3m ‎（2）0.8s ‎（3）向左 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）波长为：，如果波向左传播，可能传播了，‎ ‎（2）若这列波向右传播，传播距离可能为：，，经过时间为0.2s，所以：，解得：，当n=0时，周期最大，最大周期为0.8s ‎（3）若波速是35m/s，过0.2s，传播距离：，如果向左传播，x=5m位置传到了x=-2m位置，根据图像可知，正确；若波向右传播，x=-3m位置传到了x=4m位置，根据图像可知，不符，所以波向左传播 ‎24.如图所示,一等腰直角三棱镜放在真空中,斜边BC=d,一束单色光以60°的入射角从AB侧面的中点入射,折射后从侧面AC折射出.已知三棱镜的折射率n= ,单色光在真空中的光速为c,求此单色光通过三棱镜的时间.（需作出规范光路图）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：光在AB面上入射角为60°，根据折射定律求出折射角，根据几何知识求出光在三棱镜中传播的距离，由求出光在三棱镜传播的速度，再求此单色光通过三棱镜的时间 单色光在AB面上发生折射,光路如图.‎ 根据折射定律: ,又因：‎ 由以上两式得:α=45°.‎ 因α=45°,故光在棱镜内传播的路径DE与BC平行,且 ‎ 光在棱镜中的速度: ‎ 所以：‎ 点睛：本题主要考查了光的折射，是简单的几何光学问题，首先作出光路图再结合几何知识即可解题。‎ ‎ ‎ ‎ ‎