【物理】江苏省扬州中学2019-2020学年高二下学期期中考试

【物理】江苏省扬州中学2019-2020学年高二下学期期中考试

江苏省扬州中学2019-2020学年度第二学期期中考试 高二物理试卷 总分：100分 考试时间：90分钟 ‎ 所有答案需填（涂）在答题纸上的相应区域，填涂在试卷上无效 一、单项选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分，每小题只有一个选项符合题意）‎ ‎1．一束可见光射到置于空气中的平行玻璃砖上，穿过玻璃砖后从下表面射出，分为a、b两束单色光，如图所示．如果光束b是蓝光，则 A．光束a可能是绿光，且a、b两束光平行 B．光束a可能是绿光，且a、b两束光不平行 C．光束a可能是紫光，且a、b两束光平行 D．光束a可能是紫光，且a、b两束光不平行 ‎ ‎2．普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，下列关于描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图线中，符合黑体辐射实验规律的是 ‎ A B C D ‎3．下列说法正确的是 ‎ A．光速不变原理是广义相对论的两个基本假设之一 B．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了光的电磁理论 D．电磁波频率由低到高排序为无线电波、红外线、可见光、X射线、紫外线、射线 ‎4．现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构，为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为，其中n>1，已知普朗克常量h，电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为 ‎ A． B．() C． D． ‎5．某质点做简谐运动的振幅为A，周期为T，则质点在时间内的最大路程是 ‎ A．1.5A B．A C．0.5A D．0.2A 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有不少于两个选项符合题意．全部选对得4分，漏选得2分，错选和不答的得0分）‎ ‎6．‎2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空．中国将成为全球第一个实现卫星和地面之间量子通信的国家．在量子世界中，一个物体可以同时处在多个位置，一只猫可以处在“死”和“活”的叠加状态上；所有物体都具有“波粒二象性”，既是粒子也是波；两个处于“纠缠态”的粒子，即使相距遥远也具有“心电感应”，一个发生变化，另一个会瞬时发生相应改变．正是由于这些不同于宏观物理世界的奇妙特性，才构成了量子通信安全的基石．在量子保密通信中，由于量子的不可分割、不可克隆和测不准的特性，所以一旦存在窃听就必然会被察觉并规避．通过以上材料可知 ‎ A．电磁波是量子化的 B．电磁波具有波粒二象性 C．可以准确测定微观粒子的位置 D．微观粒子相互独立互不干扰 ‎7．如图所示是一个单摆的共振曲线（取g = 10 m/s2），则 ‎ A．此单摆的摆长约为2.8 m B．此单摆的周期约为0.3 s C．若摆长增大，共振曲线的峰将向上移动 D．若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动 ‎8．如图所示，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m．一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3 s时a第一次到达最高点．下列说法中正确的有 ‎ A．在t＝6 s时刻波恰好传到质点d处 B．在t＝5 s时刻质点c恰好到达最高点 C．质点b开始振动后，其振动周期为4 s D．在4 s < t < 6 s的时间间隔内质点c向上运动 ‎9．如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同物体P和Q，质量均为m，在水平恒力F作用下以速度v向右做匀速运动．在t=0时刻轻绳断开，Q在F的作用下继续前进，则下列说法中正确的有 ‎ A．t=0至时间内，P、Q的总动量守恒 B．t=0至时间内，P、Q的总动量守恒 C．时，Q的动量为3mv D．时，P的动量为 三、简答题（本题共2小题，共 21分，每空3分．）‎ ‎10．（9分）如图甲所示的装置为阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（G·Atwood 746-1807）创制的一个著名力学实验装置，用以研究匀变速直线运动的规律．某同学对该装置加以改进后用来验证动量守恒定律，如图乙所示．（已知当地重力加速度为g，不计滑轮质量、滑轮与转轴间的摩擦及空气阻力）‎ ‎（1）该同学用20分度的游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图丙所示，则d= mm；然后将质量均为m（A的含挡光片和挂钩、B的含挂钩）的重物用轻绳连接后，跨放在定滑轮上，A置于桌面上，轻绳竖直，系统处于静止状态．‎ ‎（2）为了验证动量守恒定律，该同学让A在桌面上处于静止状态，将B从静止位置竖直提升s后由自由下落后，光电门记录下挡光片挡光的时间为Δt ‎（B始终未接触桌面），则A通过光电门瞬时的速度为 ，验证绳绷紧过程中系统沿绳方向动量守恒的表达式为__________________．（用题中所给物理量符号表示）‎ ‎11．（12分）“用双缝干涉测光波波长”实验中，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的10分度的游标卡尺进行测量．转动手轮，移动分划板使分划中心刻线与某条明条纹中心对齐时（如图A所示），将此明条纹记为1；然后再转动手轮，使分划板中心刻线向右移动，依次经过2，3，…等明条纹，最终与明条纹6中心对齐，分划板中心刻线与明条纹1和明条纹6对齐时游标卡尺示数分别如图B、C所示．求：‎ ‎（1）图B对应的读数为________m，相邻两个亮条纹之间的距离为________m．已知双缝到屏的距离为60.00 cm，单缝到双缝的距离为8 cm，双缝之间的间距为0.2 mm，则发生干涉的光波波长为________m．‎ ‎（2）有一位同学通过测量头观察到如图D所示的清晰的干涉图样，出现这种现象的原因为__________． ‎ A．单缝和双缝没有调平行 B．光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏没有调共轴 C．测量头过于左偏，应调节测量头上的手轮，使它适当右移 D．测量头过于右偏，应调节测量头上的手轮，使它适当左移 四、计算题（本题共4小题，共48分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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）‎ ‎12．（12分）一列简谐横波沿x轴传播，P、Q是介质中的两个质点．以某时刻为t=0，质点Q的振动图像如图（b）所示，经后的波形图如图（a）所示．求：‎ ‎（1）波速及波的传播方向；‎ ‎（2）质点Q的平衡位置的x坐标．‎ ‎13．（12分）如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“．”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上，D位于AB边上，过D点作AC边的垂线交AC于F．该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察．恰好可以看到小标记的像；过O点作AB边的垂线交DF于E；测得DE=2 cm，EF=1 cm．不考虑光线在三棱镜中的反射，真空中光速c=3×108m/s．求：‎ ‎（1）三棱镜的折射率n；‎ ‎（2）三棱镜中的光速v．‎ ‎14．（12分）如图所示，光电管的阴极K是用极限波长为λ0= 5.0×10-7m的钠制成．现用波长为λ=3.0×10-7m的紫外线照射阴极K，当阳极A和阴极K之间加电压U =2.1V时，光电流达到最大值Im=0.56μA．已知电子的电荷量e=1.60×10-19C，普朗克常量h =6.63×10-34J·s，光速c=3×108m/s．求：‎ ‎（1）每秒钟内由阴极K发射的光电子数目n；‎ ‎（2）在该紫外线照射下的遏止电压Uc ；(保留三位有效数字)‎ ‎（3）电子到达阳极A时的最大动能Ekm是多少eV？ (保留三位有效数字)‎ ‎15．（12分）如图所示，光滑水平面MN的左端M处固定一能量补充装置P，使撞击它的物体弹回后动能在原来基础上增加一定值．右端N处与水平传送带恰好平齐且靠近，传送带沿逆时针方向以恒定速率v＝6m/s匀速转动，水平部分长度L＝9m．放在光滑水平面上的两相同小物块A、B（均视为质点）间有一被压缩的轻质弹簧，弹性势能Ep＝9J，弹簧与A、B均不粘连，A、B与传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.2，物块质量mA＝mB＝1kg．现将A、B同时由静止释放，弹簧弹开物块A和B后，迅速移去轻弹簧，此时，A还未撞击P，B还未滑上传送带．取g＝10m/s2．‎ ‎（1）求A、B刚被弹开时的速度大小；‎ ‎（2）试通过计算判断B第一次滑上传送带后，能否从传送带右端滑离传送带；‎ ‎（3）若B从传送带上回到光滑水平面MN上与被弹回的A发生碰撞后粘连，并一起再次滑上传送带．则P应给A至少补充多少动能才能使二者一起从右端滑离传送带？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎【参考答案】‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ C D B D B AB AD ACD BC ‎10．（每空3分） 5.00 ， ， ‎ ‎11．（每空3分） 0.0194 ， 1.8×10-3 ， 6×10-7 ， D ‎ ‎12．（12分）（1） v=18 cm/s ，向左（或-x方向）传播 ；（2）‎ ‎【解析】（1）由图（a）可知，该波的波长为，由图（b）可知，周期为，‎ 则波速为： ，由图（b）知，当时，Q点向上运动，‎ 结合图（a）可得，波沿轴负方向传播（或写成向左传播）。 （6分）‎ ‎（2）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、，‎ 由图（a）知，处，因此：‎ ‎（也可用，xOP=vΔtOP的形式表述）； ‎ 由图（b）知，在时Q点处于平衡位置，经，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有： ，‎ 则质点Q的平衡位置的x坐标为 （6分）‎ ‎13．（12分）（1）过D点作AB边的垂线，连接OD，则为O点发出的光线在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为β，如图所示。‎ 根据折射定律有：① ，式中n为三棱镜的折射率 由几何关系可知：② ，③‎ 在中有：④‎ 由③④式和题给条件得：⑤‎ 根据题给条件可知，为等腰三角形，有⑥‎ 由①②⑥式得 ⑦ （8分）‎ ‎（2） （4分）‎ ‎14．（12分）（1）3.5×1012 (个) ，（2）1.66V ， （3）3.76eV (即6.01×10-19J) ‎ ‎【解析】 （1）光电流达到最大值时 ；，解得n=3.5×1012 (个) （4分）‎ ‎（2）光电子从阴极K逸出时的最大初动能为Ekm0，‎ 由光电效应方程有Ekm0= ，又由eUc = Ekm0 ，可得Uc=1.66V （4分）‎ ‎（3）由动能定理Ekm- Ekm0= eU ，解得Ekm= 3.76eV (即6.01×10-19J) （4分）‎ ‎15．（12分）（1）vA＝3m/s，vB＝3m/s；（2）B不能从传送带右端滑离传送带；（3）108J ‎【解析】（1）弹簧弹开的过程中，系统机械能守恒： ，‎ 由动量守恒有： mAvA－mBvB＝0 ，‎ 联立以上两式解得： vA＝3m/s，vB＝3m/s （4分）‎ ‎（2）假设B不能从传送带右端滑离传送带，则B做匀减速运动直到速度减小到零，设位移为s，由动能定理得：－μmBgs＝0－ ，解得：s＝＝2.25m ，‎ 由于s

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