【物理】北京科技大学附属中学2019-2020学年高二下学期下学期期末考试调研卷试题（解析版）

【物理】北京科技大学附属中学2019-2020学年高二下学期下学期期末考试调研卷试题（解析版）

北京科技大学附属中学2019-2020学年第二学期 高二年级物理期末调研卷 一、单项选择题(本题共12个小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。‎ ‎1.根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是（ ）‎ A. 变化的电场一定能产生磁场 B. 变化磁场一定能产生变化的电场 C. 恒定的电场一定能产生恒定的磁场 D. 恒定的磁场一定能产生恒定的电场 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD．根据电磁波理论可知，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，而恒定不变的磁场不会产生电场，恒定不变的电场也不会产生磁场，故A正确，CD错误；‎ B．变化的磁场不一定能产生变化的电场，因为如果磁场是均匀增加的，则产生的电场是恒定的，而非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，故B错误。‎ 故选A。‎ ‎2.下列叙述正确的是（　　）‎ A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 扩散现象说明分子在不停地做无规则运动 C. 两个分子间距离增大时，分子间作用力的合力一定减小 D. 物体吸收热量，其内能一定增加 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．布朗运动是固体小颗粒的运动，它是液体分子运动的反映，故A错误；‎ B．扩散现象是分子热运动表现，说明分子在不停地做无规则运动，故B正确；‎ C．从平衡位置开始，两个分子间距离增大时，分子间作用力的合力先增大后减小，故C错误；‎ D．根据热力学第一定律，物体的内能变化与物体吸放热以及外界对物体做功都有关，因此无法单一从物体吸收热量的角度来判断其内能就一定增加。故D错误。‎ 故选B。‎ ‎3.已知阿伏伽德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，水的密度为ρ ‎．则一个水分子的质量可以表示为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】一个水分子的质量，故选项A正确，B、C、D错误．‎ ‎4.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则（　　）‎ A. 该交流电压的有效值是311V B. 该交流电压的周期是2s C. 该交流电压的瞬时值表达式是u = 311sin100pt(V) D. 该交流电压的初位相是 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．该交流电压的有效值为，A错误；‎ B．交流电的周期，B错误；‎ C．根据图像可知 则该交流电压的瞬时值表达式是 C正确；‎ D．该交流电压的初位相是0，D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.如图甲所示，上端固定的弹簧振子在竖直方向上做简谐运动．规定向上为正方向，弹簧振子的振动图象如图乙所示．则（ ）‎ A. 弹簧振子的振动频率f=2.0Hz B. 弹簧振子的振幅为‎0.4m C. 在 内，弹簧振子的动能逐渐减小 D. 在 内，弹簧振子的弹性势能逐渐减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据振动图象直接分析振子的频率和振幅．根据加速度的方向判断振子的状态．结合弹簧振子的能量变化分析．‎ ‎【详解】由振动图像可知，弹簧振子的振动周期为2s，频率f=1 /T=0.5Hz，选项A错误；弹簧振子的振幅为 ‎0.2m，选项B错误；在 0∼0.5 s 内，弹簧振子的位移变大，速度减小，动能逐渐减小，选项C正确；在 1.0∼1.5 s 内，弹簧振子离开平衡位置的位移变大，则弹簧的形变量变大，弹性势能逐渐变大，选项D错误；故选C.‎ ‎6.一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为T．t=0时刻的波形如图甲所示,a、b是波上的两个 质点．图乙是波上某一质点的振动图像．下列说法中正确的是　(　　)‎ A. t=0时质点a的速度比质点b的大 B. t=0时质点a的加速度比质点b的小 C. 图乙可以表示质点a的振动           D. 图乙可以表示质点b的振动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】因为在t=0时，a点处于波峰的位置，它的瞬时速度为0，受到的合力最大，加速度最大，而b点处于平衡位置，它的瞬时速度最大，受到的合力为0，加速度为0，故AB错误；在图乙中，质点向下振动，根据甲的波的传播方向可知，b点的振动方向是向下的，故图乙表示质点b的振动情况，故C错误，D正确．‎ 故选D。‎ ‎7.下列说法正确的是（　　）‎ A. 放射性元素的半衰期与外界压强有关 B. 天然放射现象说明原子具有核式结构 C. 原子核放出γ射线说明原子核内有光子 D. 天然放射现象中的α射线是高速运动的氦原子核 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．半衰期是原子核本身具有的属性，与外界条件和所处形态无关，A错误；‎ B．天然放射现象说明原子核内部有复杂的结构，α粒子散射实验说明原子具有核式结构，B错误；‎ C．γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的高频电磁波，原子核内无光子，C错误；‎ D．天然放射现象中的α射线是高速运动的氦原子核，D正确。‎ 故选D。‎ ‎8.在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，先配制好浓度（单位体积溶液中含有纯油酸的体积）为η的油酸酒精溶液，并得到1滴油酸酒精溶液的体积为V用注射器在撒有均匀痱子粉的水面上滴l滴油酸酒精溶液，在水面上形成油酸薄膜，待薄膜形状稳定后测量出它的面积为S.关于本实验，下列说法正确的是 A. 水面形成的油酸薄膜的体积为V B. 撒痱子粉是为了便于确定出油酸薄膜轮廓 C. 根据可以估测油酸分子的直径 D. 根据可以估测油酸分子的直径 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、油酸酒精溶液的体积为V，油酸的体积为ηV，故水面上水面形成的油酸薄膜的体积为ηV；故A错误；‎ B、撒痱子粉是为了便于确定出油酸薄膜的轮廓，便于测量油膜的面积，故B正确；‎ CD、油酸薄膜的体积为ηV，根据可以估测油酸分子的直径，故CD错误．‎ ‎9.一个氘核（）与一个氚核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程中（　　）‎ A. 吸收能量，生成的新核为 B. 吸收能量，生成的新核为 C. 放出能量，生成的新核为 D. 放出能量，生成的新核为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】核聚变质量亏损，放出能量，核反应方程为 ABD错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎10.某种介质对空气的折射率是 ，一束光从该介质射向空气，入射角是 60°，则下列光路图中正确的是（图 中 I 为空气，Ⅱ为介质）（ ）‎ A B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】设该介质的临界角为C，则，C=45°，由于光从介质射向空气，入射角i=60°＞C，所以发生全反射，光线全部被反射回原介质．故ABC错误，D正确．‎ ‎11.如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖圆心O，经折射后分为两束单色光a和b．下列判断正确的是 A. 玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 B. 逐渐增大入射角，b光首先发生全反射 C. 在玻璃中，a光的速度大于b光的速度 D. 在真空中，a光的波长小于b光的波长 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.因为光的偏折程度大于光，所以根据折射定律得知玻璃对光的折射率大于对光的折射率，故选项A错误；‎ B.根据全反射临界角公式知，光的临界角小于光的临界角，光首先发生全反射，故选项B错误；‎ C.由可知，光的折射率较大，则在玻璃砖中，光的速度小于光的速度，故选项C错误；‎ D.根据折射率大，频率大，波长短，可知光的折射率大于光的折射率，则光在真空中的波长小于光在真空中的波长，故选项D正确．‎ ‎12.2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm（1 nm=10–‎9 m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.6×10–34 J·s，真空光速c=3×‎108 m/s）‎ A. 10–21 J B. 10–18 J C. 10–15 J D. 10–12 J ‎【答案】B ‎【解析】‎ 一个处于极紫外波段的光子的能量约为，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同，故选B．‎ ‎【名师点睛】根据题意可知光子的能量足以电离一个分子，因此该光子的能量应比该分子的电离能大，同时又不能把分子打碎，因此两者能量具有相同的数量级，不能大太多．‎ 二、不定项选择题：（本题共6小题，每小题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）‎ ‎13.关于光的本性，下列描述正确的是（　　）‎ A. 泊松亮斑说明光具有波动性 B. 薄膜干涉说明光具有波动性 C. 光电效应说明光具有粒子性 D. 偏振现象说明光是一种纵波 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．泊松亮斑属于光的衍射现象，说明光具有波动性，A正确；‎ B．薄膜干涉属于光的干涉现象，说明光具有波动性，B正确；‎ C．光电效应说明光子具有能量，说明光具有粒子性，C正确；‎ D．偏振现象说明光是一种横波，D错误。‎ 故选ABC。‎ ‎14.如图所示，物块放在光滑水平面上，在一个与水平方向成θ角的恒力F作用下，物块沿光滑水平面运动了一段时间t，在这段时间t内 A. 物块受到的力F的冲量为Ft B. 物块受到的力F的冲量为Ftcosθ C. 物块的动量变化量为Ft D. 物块的动量变化量为Ftcosθ ‎【答案】AD ‎【解析】AB.拉力的冲量为Ft，故A正确，B错误； CD.动量的变化量为合力的冲量I=Ftcosθ，故C错误，D正确．‎ ‎15.如图所示，在一根张紧的水平绳子上挂着四个摆，其中、摆长相等，让摆在垂直于水平绳的方向振动起来，通过张紧的绳子给另外三个摆施加驱动力，使它们各自做受迫振动。可以观察到、、三个摆的运动情况是（ ）‎ A. 三个摆的振动周期相同 B. 三个摆的振动振幅相同 C. 摆的振动振幅最大 D. 摆的振动周期最小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．由a摆摆动从而带动其它个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故其它各摆振动周期跟a摆相同，故A正确，D错误；‎ BC．受迫振动时，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大，因为摆的固有频率与a摆的相同，故c摆发生共振，振幅最大，故BC错误。‎ 故选A。‎ ‎16. 关于气体热现象的微观意义，下列说法正确的是 A. 物体温度升高，每个分子的动能都增大 B. 物体温度升高，分子的平均动能增大 C. 气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的 D. 气体压强的大小与气体分子的平均动能及分子的密集程度有关 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由于温度是分子平均动能的反映，故温度升高，分子的平均动能增大，但每个分子的动能却不一定都增大，也许个别的分子动能还减小，但整体的分子平均动能是增大的，所以A错误，B正确；‎ C．气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，C正确；‎ D．气体压强的大小与气体分子的平均动能及分子的密集程度有关，D也正确；‎ 故选BCD。‎ ‎17. 如图，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220V和‎2.2A．以下判断正确的是 A. 变压器输入功率为484W B. 通过原线圈的电流的有效值为‎0.6A C. 通过副线圈的电流的最大值为‎2.2A ‎D. 变压器原、副线圈的电流匝数比 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】变压器的输出功率为P2=U2I2=60×2.2=132W，所以输入功率P1=P2=132W，故A错误；根据变压规律，变流规律，解得原线圈的电流的有效值为I1=‎0.6A，所以BD正确； ‎2.2A是有效值，C错误．‎ ‎18. 用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则这两种光 A. 照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大 B. 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大 C. 通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大 D. 通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：由光电效应方程，由题图可得b光照射光电管时使其逸出的光电子最大初动能大，b光的频率大，波长小，故A错误；b光的频率大，在玻璃中的折射率大，由可知：从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角小，a光大，故B错误；发生双缝干涉时，‎ ‎，b光波长小，相邻条纹间距b光小，a光大，故C正确；在玻璃中的折射率，b光的偏折程度大，故D错误 考点：考查了光电效应，光的干涉，全反射，光的折射 ‎【名师点睛】要熟练掌握所学公式，明确各个物理量之间的联系．如本题中折射率、临界角、光子能量、最大初动能等都有光的频率有关 三、实验题：(共 16 分) ‎ ‎19.(1)某同学用如图所示的实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，他用带有游标尺的测量头测量相邻两条亮条纹间的距离。转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第一亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数x1=‎1.15mm；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第六亮条纹的中心，此时游标尺上的示数x2=‎8.95mm。双缝间的距离d=‎0.20mm，双缝到屏的距离L=‎60cm。实验中计算波长的表达式λ=________（用直接测量量的符号表示）。根据以上数据，可计算得出光的波长λ=__________m。（结果保留两位有效数字）‎ ‎(2)关于该实验，以下说法中正确的是（ ）。‎ A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 ‎【答案】 (1). (2). (3). AB ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]根据双缝干涉条纹的间距公式 得 ‎[2]根据[1]，代入数据得：‎ ‎(2)[3]A．将屏移近双缝，L变小，根据双缝干涉条纹的间距公式知条纹间距减小，A正确；‎ B．将滤光片由蓝色的换成红色的，光的波长变长，根据公式知条纹间距增大，B正确；‎ C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，C错误。‎ 故选AB。‎ ‎20.在“用单摆测定重力加速度”的实验中： ‎ ‎(1)为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，除秒表外，还应选用下列所给器材中的________。（将所选用的器材前的字母填在横线上） ‎ A. 长 ‎1m 左右的细绳； B. 长 ‎10cm 左右的细绳； ‎ C. 直径约 ‎2cm 的钢球； D. 直径约 ‎2cm 的木球； ‎ E. 分度值是 ‎1cm 的米尺； F. 分度值是 ‎1mm 的米尺； ‎ ‎(2)将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是____________（选填选项前的字母）‎ A.把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，使之做简谐运动 ‎ B.在摆球到达最高点时开始计时 ‎ C.用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期 ‎ D.用秒表测量单摆完成30 次全振动所用的总时间，用总时间除以全振动的次数得到单摆的周期 ‎ ‎(3)若测出单摆的周期T、摆线长 l、摆球直径 d，则当地的重力加速度 g =________（用测出的物理量表示）。‎ ‎(4)若测量出多组周期T、摆长 L 的数值后，画出图线如图，此图线斜率的物理意义是 （ ） 。 ‎ ‎ ‎ A.g B. C. D. ‎ ‎(5)在(4)中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的图线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小 （ ）‎ A.偏大 B.偏小 C.不变 D.都有可能 ‎【答案】 (1). ACF (2). AD (3). (4). C (5). C ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]单摆的摆角较小，所以所用细绳需要适当长一些，这样摆幅较大，便于观察，选择长 ‎1m 左右的细绳，即A；为减小空气阻力对实验的影响，应选择质量较大，体积较小的钢球，即C；测量长度需要尽量精确，选择分度值是 ‎1mm 的米尺，即F。‎ 故选ACF。‎ ‎(2)[2]A．单摆的摆角不超过，把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，使之做简谐运动，A正确；‎ B．摆球在最高点速度为零，停滞时间较大，从最高点计时误差较大，摆球在最低点速度最大，所以应从最低点开始计时，B错误；‎ CD．用1次全振动的时间作为周期误差较大，应用秒表测量单摆完成30 次全振动所用的总时间，用总时间除以全振动的次数得到单摆的周期，C错误，D正确。‎ 故选AD。‎ ‎(3)[3]根据单摆的周期公式，可知重力加速度 ‎(4)[4]根据单摆的周期公式，变形得 斜率为，ABD错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎(5)[5]结合(4)可知斜率与摆长无关，所以斜率不变，ABD错误，C正确。‎ 故选C。‎ 四、论述、计算题(共40分．解答应画出受力示意图，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)（g取‎10m/s2） ‎ ‎21.如图所示，一质量为M的物块静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h。一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度射出。重力加速度为g。求：‎ ‎(1)物块被子弹射穿时的速度；‎ ‎(2)此过程中系统损失的机械能；‎ ‎(3)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。‎ ‎【答案】(1) ；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)子弹击中木块前后的过程由动量守恒定律有 解得 物块被子弹射穿时的速度为。‎ ‎(2)此过程，对系统由功能关系可知 解得 此过程中系统损失的机械能。‎ ‎(3)物块的飞行时间 解得物块飞行的水平距离 物块落地点离桌面边缘的水平距离为。‎ ‎22.如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，磁场的磁感应强度为。线圈匝数为，电阻为，长为，宽为，转动角速度为。线圈两端外接阻值为的电阻和一个理想交流电流表．求：‎ ‎（）线圈转至图示位置时的感应电动势；‎ ‎（）电流表的读数；‎ ‎（）从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式。‎ ‎【答案】（） （） （）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（）此时电动势最大值 由 解得 ‎（）由闭合电路欧姆定律，则有 ‎ ‎ 解得 ‎（）从图示位置开始计时，线圈平行磁感线，感应电动势最大，则感应电动势的瞬时值表达 ‎23.氢原子的能级如图所示。原子从能级 n=4 向 n=2 跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应。现有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属。普朗克常量h= 6.63´10-34J×s，求：‎ ‎(1)该金属的逸出功为多少？截止频率是多少？（结果保留三位有效数字）‎ ‎(2)一群处于 n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，可以辐射几种频率的光子？在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有多少种？ ‎ ‎(3)这些光子使该金属材料产生光电效应时，产生光电子最大初动能的最大值是多少。 ‎ ‎【答案】(1)，；(2)6，4；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)原子从能级 n=4 向 n=2 跃迁所辐射的光子，正好使某种金属材料产生光电效应，则逸出功为 截止频率为 ‎(2)一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，可以辐射种频率的光子；要使金属发生光电效应，光子能量需要大于等于，对应的能级跃迁有、、、四种，所以能使该金属发生光电效应的频率共有4种。‎ ‎(3)能级跃迁产生的最大光子能量为，对应光子能量为 产生的最大初动能的最大值 ‎24.(1)如图1所示，质量为 m 的物体，仅在与运动方向相同的恒力F的作用下做匀变速直线运动。经过时间t，速度由 v1 增加到 v2。请根据牛顿运动定律和匀变速直线运动规律，推导在这个运动过程中，恒力 F 的冲量和物体动量变化之间的关系，即动量定理。‎ ‎(2)动量定理也适用于变力，此时的力可以理解为平均作用力。如图 2所示，一个质量是 ‎0.1kg 的钢球，以 ‎6m/s 的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以‎6m/s 的速度水平向左运动。若钢球与墙壁的碰撞时间为 0.02s，求墙壁对钢球的平均作用力的大小和方向。 ‎ ‎(3)用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别进行研究。如图3所示，质量为 m 的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v。碰撞过程中忽略小球所受重力。若小球与木板的碰撞时间为t，求木板对小球的平均作用力的大小和方向。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎【答案】(1)见解析；(2)，方向水平向左；(3)，方向竖直向上 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据匀变速直线运动的规律可知 根据牛顿第二定律可知 两式联立推得动量定理为 ‎(2)以钢球初速度为正方向，根据动量定理 解得 方向水平向左。‎ ‎(3)小球受到木板的作用力在方向上，小球在方向上根据动量定理 解得 方向竖直向上。‎