【物理】山东省日照市莒县2018-2019学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】山东省日照市莒县2018-2019学年高二下学期期中考试试题（解析版）

‎2018-2019学年度下学期高二模块考试 物理试题 第Ⅰ卷（选择题共45分）‎ 一、本题包括15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，第1~10小题只有一项符合题目要求，第11~15小题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。‎ ‎1. 在人类探索原子及其结构的历史中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是（　　）‎ A. 汤姆孙发现电子，并提出原子的核式结构模型 B. 密立根通过“油滴实验”，发现电荷是量子化 C. 查德威克用α粒子轰击氮原子核，打出一种新的粒子叫质子 D. 爱因斯坦发现铀核被中子轰击后分裂成两块，把这类核反应定名为核裂变 ‎【答案】B ‎【解析】A．汤姆孙发现电子，卢瑟福提出原子的核式结构模型，故A错误；‎ B．密立根通过著名的油滴实验发现电荷是量子化的，并测出了电子的电量，故B正确；‎ C．1919年英国物理学家卢瑟福通过对α粒子轰击氮原子核实验的研究，首次完成了人工核转变，发现了质子，并猜测“原子核是由质子和中子组成的”，故C错误；‎ D．1938年底，德国物理学家哈恩与斯特拉曼斯利用中子轰击铀核时，发现了铀核裂变，故D错误。故选B。‎ ‎2. 对几种物质的认识，错误的是（　　）‎ A. 彩色液晶显示器利用了光学性质具有各向异性的特点 B. 食盐熔化过程中温度保持不变，说明食盐是晶体 C. 玻璃的裂口放在火焰上烧熔后尖端变钝，是液体表面张力的作用结果 D. 天然水晶是晶体，将其熔化以后再凝固形成的石英玻璃仍然是晶体 ‎【答案】D ‎【解析】A．彩色液晶显示器利用了光学性质具有各向异性的特点，选项A正确，不符合题意；‎ B．食盐熔化过程中温度保持不变，说明食盐是晶体，选项B正确，不符合题意；‎ C．玻璃的裂口放在火焰上烧熔后尖端变钝，是液体表面张力的作用结果，选项C正确，不符合题意；‎ D．天然水晶也叫石英，但天然水晶在熔化再凝固后叫人造水晶，人造水晶不是晶体，故D错误，符合题意。故选D。‎ ‎3. 国产科幻片《流浪地球》中，为使地球逃离太阳系，在赤道上建造了一万多座行星发动机，产生推力使地球停止自转并将地球推离太阳系，成为流浪行星。这些行星发动机就利用了核聚变，下列核反应中，属于核聚变的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】聚变是质量轻的核结合成质量大的核；裂变是质量较大的核分裂成较轻的几个核。‎ A．属于轻核聚变，故A正确；‎ BCD．，，是原子核的人工转变，是发现中子和质子的核反应方程，故BCD错误。故选A。‎ ‎4. 电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是（　　）‎ A. 振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大 B. 电磁波在真空中的波长与电磁波的频率无关 C. 均匀变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 D. 麦克斯韦通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度 ‎【答案】A ‎【解析】A．振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大，故A正确；‎ B．电磁波在真空中的速度相同,所以电磁波在真空中的波长与电磁波的频率反比,故B错误；‎ C．均匀变化的电场和磁场形成稳定的磁场和电场，不能形成电磁波，故C错误；‎ D．麦克斯韦预言电磁波在真空中具有与光相同的速度，赫兹通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度，故D错误。故选A。‎ ‎5. 如图所示为氢原子的能级图，已知金属钨的逸出功为4.54eV，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 处于基态的氢原子可以吸收10.3eV的光子而被激发 B. 一个氢原子处于n=4能级，最多辐射6种波长的光 C. 用n=4能级跃迁到n=2能级的辐射光照射钨，能发生光电效应 D. 氢原子从能级n=4跃迁到n=3比从能级n=3跃迁到n=2辐射的电磁波波长要长 ‎【答案】D ‎【解析】A．处于基态的氢原子可以吸收(-3.40eV)-(-13.6eV)=10.2eV的光子而被激发，但是不能吸收能量为10.3eV的光子，选项A错误；‎ B．一个氢原子处于n=4能级，最多辐射3种波长的光，分别对应于4→3，3→2，2→1的跃迁，选项B错误；‎ C．从n=4能级跃迁到n=2能级辐射光子的能量为(-0.85eV)-(-3.4eV)=2.55eV<4.54eV，则当照射钨时不能发生光电效应，选项C错误；‎ D．能级n=4到n=3的能级差要比能级n=3到n=2的能级差小，则氢原子从能级n=4跃迁到n=3比从能级n=3跃迁到n=2辐射的电磁波波长要长，选项D正确。故选D。‎ ‎6. 关于原子和原子核的认识，正确的是（　　）‎ A. 温度越高，放射性元素衰变就越快 B. α、β和γ三种射线中，α射线的穿透力最强 C. 比结合能越大，原子核越稳定 D. 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减小 ‎【答案】C ‎【解析】A．放射性元素的半衰期与原子的化学状态和物理状态无关，由原子核本身来决定，故A错误；‎ B．α、β和γ三种射线中，α射线穿透力最差，电离能力最强，γ射线的穿透能力最强，故B错误；‎ C．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，故C正确；‎ D．氢原子辐射光子后，轨道半径变小，其绕核运动的电子动能变大，故D错误。故选C。‎ ‎7. 下列关于热力学定律的说法，正确的是（　　）‎ A. 第二类永动机并没有违反能量守恒定律 B. 热量只能从高温物体传到低温物体 C. 晶体熔化的过程要吸收热量，因此分子的平均动能增大 D. 一定质量的理想气体经历等容变化，气体吸收热量，其内能有可能减小 ‎【答案】A ‎【解析】A．第二类永动机违反热力学第二定律，并没有违反能量守恒定律，故A正确；‎ B．热量能自发从高温物体传到低温物体，在外力做功的情况下，能从低温物体传到高温物体，故B错误；‎ C．晶体熔化的过程要吸收热量，但温度不变，所以分子的平均动能不变，故C错误；‎ D．一定质量的理想气体经历等容变化，则不做功，有W=0 气体吸收热量，有Q>0‎ 根据热力学第一定律有 所以其内能有增大，故D错误；故选A。‎ ‎8. 某弹簧振子沿着x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（　　）‎ A. t=0.5s时与t=1.5s时的回复力相同 B. t=0.5s时与t=1.5s时的弹性势能相同 C. t=1s时与t=2s时的速度相同 D. t=2.3s时速度为正，加速度也为正 ‎【答案】B ‎【解析】AB．t=0.5s时,振子处于正的最大位移处，弹簧被拉伸，t=1.5s时，振子处于负的最大位移处，故回复力大小相等，方向相反，弹簧被压缩；且t=0.5s时与t=1.5s时弹簧的拉伸量和压缩量相等，故弹性势能相同，故A错误，B正确；‎ C．t=1s时，振子位于平衡位置正在向负方向运动，振子的速度最大，t=2s时，振子位于平衡位置正在向正方向运动，振子的速度最大，由简谐运动的特点可知，t=1s时与t=2s时的速度大小相等，方向相反，故C错误；‎ D．t=2.3s时振子向正方向运动，速度为正，位移为正，故加速度为负，故D错误。故选B。‎ ‎9. 浸润现象和不浸润现象在日常生活中是常见的，下列几种现象的说法，正确的是（　　）‎ A. 水银不能浸润玻璃，说明水银是不浸润液体 B. 水可以浸润玻璃，说明附着层内分子间的作用表现为引力 C. 脱脂棉球脱脂的目的，是使它从不能被水浸润变为可以被水浸润 D. 建筑房屋时在地基上铺一层涂着沥青的纸，是利用了毛细现象 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 附着层里的分子既受固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引。如果受到固体分子的吸引力较弱，附着层的分子就比液体内部稀疏，在附着层里分子间吸引力较大，造成跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润。反之，如果附着层分子受固体分子吸引力相当强，附着层分子比液体内部更密集，附着层就出现液体相互推斥的力，造成跟固体接触的液体表面有扩展的趋势，形成浸润。‎ A．水银不能浸润玻璃，说明水银和玻璃的附着层里分子间吸引力较大，形成不浸润，但是不能说明水银是不浸润液体，故A错误；‎ B．水可以浸润玻璃，，说明附着层内分子间的作用表现为斥力，故B错误；‎ C．脱脂棉能够吸取药液，在于脱脂后把它从不能被水浸润变成了可以被水浸润，以便吸取药液，故C正确；‎ D．砖的内部也有许多细小的孔道，会起到毛细管的作用，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，可以防止地下水分沿着夯实的地基以及砖墙的毛细管上升，以保持房屋干燥，不是浸润现象，故D错误。故选C。‎ ‎10. 用不同频率的光照射某种金属时，逸出光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线如图所示，图线的反向延长线与纵轴交点纵坐标为-a（a＞0），与横轴交点横坐标为b，电子的电荷量大小为e，则由图获取的信息，错误的是（　　）‎ A. 该金属的截止频率为b B. 该金属的逸出功为a C. 普朗克常量为 D. 入射光的频率为2b时，遏止电压为 ‎【答案】C ‎【解析】ABC．根据爱因斯坦光电效应方程 结合图像，当Ekm=0时，；当时 即该金属的逸出功为a；普朗克常量为 则选项AB正确，不符合题意；选项C错误，符合题意；‎ D．根据爱因斯坦光电效应方程可得，当入射光的频率为2b时，光电子最大初动能为 而 则 故D正确，不符合题意。故选C。‎ ‎11. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 有的原子发射光谱是连续谱，有的原子发射光谱是线状谱 B. 可以用原子的特征谱线确定物质的组成成分 C. 可以利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施 D. 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 ‎【答案】BC ‎【解析】AB．各种原子的发射光谱都是线状谱，线状谱是原子的特征谱线，可以用原子的特征谱线确定物质的组成成分，故A错误，B正确；‎ C．紫外线有荧光作用，则可以利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施，选项C正确；‎ D．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变反应，选项D错误。故选BC。‎ ‎12. 康普顿效应深入地解释了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量。用λ表示光的波长，v表示光的频率，h表示普朗克常量，c表示光速。下列关于光子的动量表达式，正确的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】根据质能方程有又因为且得,故选BD。‎ ‎13. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大 B. 只有缝、孔的宽度跟波长相差不多或比波长更小时，才能发生波的衍射现象 C. 当波源的频率发生变化时，就会发生多普勒效应现象 D. 频率不同的两列波相互叠加时，各个质点的振幅是不断变化的 ‎【答案】AD ‎【解析】A．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，产生共振，此时受迫振动的振幅最大，选项A正确；‎ B．只有缝、孔宽度跟波长相差不多或比波长更小时，才能发生波的明显的衍射现象，选项B错误；‎ C．多普勒效应是波源与观察者间相对运动时，接收到的频率与波源的频率不同而产生的现象；当波源与观察者有相对运动时，才会发生多普勒效应，故C错误；‎ D．频率不同的两列波相互叠加时，各个质点的振幅是不断变化的，选项D正确。故选AD。‎ ‎14. 光学既是一门古老的基础科学，又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前景。关于光的应用，下列说法正确的是（　　）‎ A. 光导纤维传递信息时，利用了光的衍射原理 B. 检查一个平面的平整程度，可以利用光的干涉 C. 望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，是利用了光的偏振 D. 激光雷达能精确测出目标的距离和运动速度，是利用了激光平行度好的特点 ‎【答案】BD ‎【解析】A．光导纤维传递信息时，利用了光的全反射，故A错误；‎ B．检查一个平面的平整程度，可以利用光的薄膜干涉，故B正确；‎ C．望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，是利用了光的薄膜干涉，故C错误；‎ D．激光雷达能精确测出目标的距离和运动速度，是利用了激光平行度好的特点，故D正确；‎ 故选BD。‎ ‎15. 用如图所示的电路，可以研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色等物理量间的关系。K在受到光照射时能够发射光电子，K与A之间电压的大小可以调整，电源的正负极也可以对调。电源按图示极性连接时，阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流。关于实验结果，下列说法正确的是（　　）‎ A. 不断增大入射光的光照强度，光电流也不断增大 B. 不断增大K与A之间电压，光电流也不断增大 C. 不断增大入射光的频率，遏止电压也不断增大 D. 不断增大光照时间，无论什么样的单色光，迟早都能发生光电效应 ‎【答案】AC ‎【解析】A．由图可知，光电管加的是正向电压，当不断增大入射光的光照强度时，单位时间逸出光电子的个数增加，则光电流也不断增大，选项A正确；‎ B．光电管加的是正向电压，开始时不断增大K与A之间电压，光电流也不断增大，但是当光电流达到饱和光电流时，即使再增加电压光电流也是不变的，选项B错误；‎ C．根据遏止电压与光的频率关系 可知，不断增大入射光频率，遏止电压也不断增大，选项C正确；‎ D．根据光电效应的规律可知，能否发生光电效应与光照时间无关，选项D错误。故选AC。‎ 第Ⅱ卷（非选择题共55分）‎ 二、本题包括2小题，共17分。根据题目要求将答案填写在答题卡中指定的位置。‎ ‎16. 某同学在做“用单摆测重力加速度”的实验，步骤如下，请帮助该同学将步骤补充完整。‎ ‎（1）让细线的一端穿过摆球的小孔，然后打一个比小孔大的线结，制成一个单摆。线的另一端悬挂在铁架台上，如图甲所示有两种不同的悬挂方式，最好选______（填“A”或“B”）；‎ ‎（2）把铁架台放在实验桌边，使悬挂点伸到桌面以外，让摆球自由下垂。用米尺量出悬线长度l，用游标卡尺测出摆球的直径d，如图乙所示，则d=______mm；‎ ‎（3）单摆的摆长为______（用字母l和d表示）；‎ ‎（4）把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度（不超过5°）后释放，使摆球只在一个竖直平面内摆动，此时单摆做简谐运动，当摆球通过平衡位置时，按下秒表并从“‎1”‎开始计数，摆球通过平衡位置的次数为n时，记下所用的时间t，则单摆的周期T=______；‎ ‎（5）改变摆长，重做几次实验，由几组周期的平方和摆长做出T2-L图象如图丙所示，若图象的斜率为k，则重力加速度g=______。‎ ‎【答案】 (1). B (2). 4.60 (3). (4). (5). ‎ ‎【解析】(1)[1]方法A中当摆球摆动时摆长会发生变化，则如图甲所示的两种不同的悬挂方式中，最好选B；‎ ‎(2)[2]摆球直径d=‎4mm+‎0.05mm×12=‎4.60mm；‎ ‎(3)[3]单摆摆长为 ‎ ‎(4)[4]单摆的周期 ‎ ‎(5)[5]根据单摆周期公式 可得 则 解得 ‎17. 同学们用双缝干涉实验测黄光的波长。已知双缝间距d=2.0×10－‎4m，双缝到屏的距离l=‎0.8m，屏幕上出现黄光的干涉条纹如图甲所示。回答下列问题：‎ ‎(1)分划线对准最左边的亮条纹中心时，螺旋测微器的读数x1=‎0.300mm，转动手轮，分划线向右移，对准另一条亮条纹时，螺旋测微器的示数如图乙所示，x2=______mm；‎ ‎(2)相邻的亮条纹的间距Δx=______mm（结果保留两位小数）；‎ ‎(3)黄光的波长的计算式λ=______（用前面给出的字母d、l、Δx表示），代入相关数据，求得所测黄光的波长为______m（结果保留两位小数）；‎ ‎(4)若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是_____（填选项前的字母代号）‎ A．改用强度大的黄色激光做实验 B．改用红色的单色光做实验 C．减小双缝之间的距离 D．将光源向远离双缝的位置移动 ‎【答案】 (1). 12.212（12.211～12.214之间都对） (2). 2.38 (3). 5.95×10－7 (4). BC ‎【解析】(1)[1]图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为‎12mm，可动刻度读数为0.01×‎21.2mm=‎0.212mm，所以最终读数为‎12.212mm，由于误差（‎12.211mm～‎12.214mm之间都对）‎ ‎(2)[2]相邻的亮条纹的间距 ‎(3)[3]根据双缝干涉条纹的间距公式得 ‎[4]代入数据得 ‎(4)[5]根据双缝干涉条纹的间距公式可知，为了增大光屏上干涉条纹的间距，应使得双缝间距离d缩小，或者增大L与λ A．改用强度大的黄色激光做实验时，波长不变，光屏上干涉条纹间距不变，故A错误；‎ B．改用红色的单色光做实验即增大入射光的波长，光屏上干涉条纹间距增大，故B正确；‎ C．减小双缝之间的距离可使光屏上干涉条纹间距增大，故C正确；‎ D．将光源向远离双缝的位置移动，不会影响条纹间距，故D错误。故选BC。‎ 三、本题包括4小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤，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。‎ ‎18. 如图所示，一定质量的理想气体，经历A→B→C→A的过程，其中A→B是双曲线的一部分。则 ‎（1）气体从A到B的过程中，吸收热量还是放出热量，请分析说明。‎ ‎（2）从C到A的过程中，气体对外做功还是外界对气体做功，做了多少功？‎ ‎（3）若在A→B→C→A的整个过程中，气体对外界放出86J的热量，从A到B的过程中，对外做了多少功？‎ ‎【答案】（1）见解析；（2）600J；（3）514J ‎【解析】（1）A→B是双曲线的一支，故为等温变化，内能不变。体积增大，气体对外做功，即WAB为负，由热力学第一定律可知，气体吸收热量 ‎（2）由图可知，从C到A的过程是等压变化，体积减小，故外界对气体做功。‎ WCA=p（VC-VA） 解得WCA=600J ‎（3）在A→B→C→A的整个过程中，气体的内能不变，而B→C的过程中为等容变化，做功为零 由热力学第一定律WAB+WCA-Q=0 解得WAB=-514J 即对外做功514J ‎19. 一个静止的铀核（）衰变为钍核（）时释放出一个粒子X。‎ ‎（1）写出核反应方程（标上质量数和电荷数）；‎ ‎（2）若衰变后钍核的速度大小为v0，求粒子X的速度大小；‎ ‎（3）已知铀核的质量为3.853131×10‎-25kg，钍核的质量为3.786567×10‎-25kg，粒子X的质量为6.64672×10‎-27kg，光速c=3×‎108m/s。则衰变过程中释放的能量是多少焦耳（结果保留两位有效数字）？‎ ‎【答案】（1）；（2）58.5v0；（3）8.7×10-13J ‎【解析】（1）核反应方程 ‎（2）铀核衰变过程中动量守恒，若钍核的质量为‎234m，根据上面的核反应方程，X粒子的质量为‎4m，根据动量守恒定律有0=234mv0-4mv 解得X粒子的速度大小v=58.5v0‎ ‎（3）根据已知条件，核反应过程的质量亏损Δm=M铀-M钍-MX 解得Δm=9.68×10‎‎-30kg 根据质能方程有ΔE=Δmc2 代入数据，解得ΔE=8.7×10-13J ‎20. 如图，一列简谐横波沿x轴方向传播。实线为t=0时的波形图，此时x=‎4m的质点M速度方向沿y轴正方向。虚线为t=0.6s时的波形图。求：‎ ‎（1）这列波的传播方向；‎ ‎（2）简谐波的周期；‎ ‎（3）波的最小传播速度。‎ ‎【答案】（1）向右；（2）s（n=0，1，2……）；（3）‎ ‎【解析】（1）t=0时x=‎4m的质点M速度方向沿y轴正方向，可知波传播方向向右；‎ ‎（2）由图可知，波长λ=‎‎8m 设波的周期为T，在Δt的时间内，波向右运动了（n=0，1，2……）即 ‎（n=0，1，2……） 简谐波的周期s（n=0，1，2……）‎ ‎（3）由 周期最大时，波的传播速度最小，故当n=0时，周期最大为0.8s 波的最小速度 ‎21. 如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=60°。一细光束从BC边的D点入射，折射后，射到AC边的E点，并在E点恰好发生全反射，后经AB边的F点射出。已知反射光线EF平行于棱镜的BC边，AC=d，E点恰好是AC的中点。不计多次反射。‎ ‎（1）棱镜的折射率n；‎ ‎（2）光束从BC边的D点入射时，入射角的正弦值sinα；‎ ‎（3）光束在三棱镜中的传播时间t。‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）‎ ‎【解析】（1）由于光在E点反射后的光线与BC边平行，由几何关系可知，在E点的反射角等于60° 又由于光恰好在E点发生全反射，可得临界角C=60°‎ 根据全反射临界角与介质折射率的关系得 解得棱镜的折射率 ‎（2）由几何关系可知，光线在D点的折射角γ=30°‎ 由折射定律得 解得得 ‎（3）已知AC=d，E点为AC的中点，即CE=EA=‎ 由几何关系可得， ‎ 光束在棱镜中经过的路程为 光在棱镜中的传播速度 光束在三棱镜中的传播时间 解得