【物理】陕西省西安中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】陕西省西安中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

西安中学2019-2020学年度第二学期期中考试 高二物理试题 一、单项选择题 ‎1.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )‎ A. 电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B. 手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C. 太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D. 遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：电磁波可以传递信息，声波也能传递信息，故选项A错误；手机在通话时涉及波既有电磁波又有声波，故选项B正确；太阳光中的可见光的传播速度是光速，医院“B超”中的超声波传播速度是声速，二者的大小不相同，故选项C错误；遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长不相同，故选项D错误．‎ 考点：电磁波与声波的区别．‎ ‎2.物理学史的学习是物理学习中很重要的一部分，下列关于物理学史叙述中不正确的是 ( )‎ A. 汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子 B. 卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型 C. 爱因斯坦发现了光电效应，并提出了光量子理论成功解释了光电效应 D. 巴耳末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．1897年汤姆孙根据放电管中的阴极射线在电磁场和磁场作用下的轨迹确定阴极射线中的粒子带负电，并测出其荷质比，这在一定意义上是历史上第一次发现电子，故A正确；‎ B．卢瑟福 粒子散射实验结果：绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了较大的偏转，并有极少数粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来，这就是α粒子的散射现象。通过分析并提出了原子的核式结构模型，故B正确；‎ C．光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，故C错误，符合题意；‎ D．巴耳末，瑞士数学家、物理学家。主要贡献是建立了氢原子光谱波长的经验公式——巴耳末公式，故D正确。‎ 故选C。‎ ‎3.下列关于布朗运动的说法，正确的是( )‎ A. 布朗运动是液体分子的无规则运动 B. 液体温度越高，悬浮粒子越大，布朗运动越剧烈 C. 布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的 D. 布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动，是液体分子的无规则运动的反映，布朗运动不是由于液体各部分的温度不同而引起的，故AC错误；‎ B．液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧列，故B错误；‎ D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.下列说法中不正确的是( )‎ A. 是聚变 B. 是裂变 C. 是α衰变 D. 是裂变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．是两个轻核聚变为中核的核反应，属于轻核聚变，故A正确，A不合题意；‎ B．是重核在中子的轰击下变成两个中核，同时再生成中子继续反应，属于重核裂变，B项正确，B项不合题意；‎ C．是Ra不稳定自发的衰变，生成物有氦核，属于α衰变，故C项正确，C项不合题意；‎ D．是Na不稳定自发的衰变，生成物有电子，属于 衰变，故D项错误，D项符合题意。故选D。‎ ‎5. 如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）．则在下面的四个图中，哪个图是蓝光形成的干涉图样 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：干涉图样的条纹间的距离都是相等的，衍射时最中间的条纹最粗，向两旁依次变细，故A、C是干涉图样，B、D是衍射图样；又由于红光比蓝光的折射率小，频率小，而光速不变，所以红光的波长较长，则蓝光波长较短，所以蓝光形成的干涉图样条纹间的距离较小，所以A是蓝光形成的干涉图样，该题选A．‎ 考点：干涉与衍射图样．‎ ‎6.爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是（）‎ A. 逸出功与ν有关 B. Ekm与入射光强度成正比 C. ν<ν0时，会逸出光电子 D. 图中直线的斜率与普朗克常量有关 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】光电子的最大初动能与入射光频率的关系是Ekm=hv－W，结合图象易判断D正确．‎ ‎7.氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11 eV。下列说法不正确的( )‎ A. 处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离 B. 大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，不可能发出可见光 C. 大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光 D. 一个处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可最多可能发出3种不同频率的光 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．紫外线的频率比可见光的高，因此紫外线的光子的能量应大于，而处于n=3能级的氢原子其电离能力仅为 所以处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离，故A正确，选项A不符合题意；‎ B．大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光子能量小于，小于可见光的频率，故B正确，选项B不符合题意；‎ C．根据 可知可能发出6种不同频率的光，故C正确，C不符合题意；‎ D．一个处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出 种不同频率的光，故D错误，选项D符合题意。故选D。‎ ‎8.在学校运动场上‎50 m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器．两个扬声器连续发出波长为‎5 m的声波．一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进‎10 m．在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为（ ）‎ A. 2 B. ‎4 ‎C. 6 D. 8‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当同学到两个声源的间距为波长整数倍时，振动加强，听到声音是加强的，故该同学从中间向一侧移动‎0m、2．‎5m、5．‎0m、7．‎5m、‎10m时，听到声音变大；当同学到两个声源的间距为半波长的奇数倍时，振动减弱，听到声音是减弱的，故该同学从中间向一侧移动1．‎25m、3．‎75m、6．‎25m、8．‎‎75m 时，声音减弱；故该同学从中间向一侧移动过程听到扬声器声音由强变弱的次数为4次。故选B．‎ ‎9.做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的 倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的，则单摆振动的（ ）‎ A 周期不变，振幅不变 B. 周期不变，振幅变小 C. 周期改变，振幅不变 D. 周期改变，振幅变大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由单摆的周期公式可知，单摆摆长不变，则周期不变；摆球经过平衡位置的速度减为原来的2/3，由于振动过程中机械能守恒，故：mgh=mv2，据此式可知，速度变小，高度减小，所以偏离平衡位置的最大距离变小，即振幅减小；故选B．‎ ‎【点睛】单摆的摆长和重力加速度的大小决定单摆的周期的大小，单摆的能量决定单摆的振幅的大小．‎ 二、多项选择题 ‎10.实物粒子和光都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波动性的是(　　)‎ A. 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B. β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C. 人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D. 人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子是一种波，故A正确；‎ B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子，故B错误；‎ C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；‎ D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子束是一种波，故D正确.‎ ‎11.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子一驱动力，使振子做受迫振动．把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图丙所示．若用表示弹簧振子的固有周期，表示驱动力的周期，表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则（ ）‎ A. 由图线可知 B. 由图线可知 C. 当附近时，显著增大；当比小得多或大得多时，很小 D. 当在附近时，显著增大；当比小得多或大得多时，很小 ‎【答案】AC ‎【解析】题图甲是保持把手不动，弹簧振子自由振动的振动图像，该图像的周期为固有周期，由图可知，固有周期是4 s，选项A对，B错．在做受迫振动时，驱动力的周期越接近固有周期，其振动的振幅就越大，比较题图乙中驱动力的周期为8 s，弹簧振子没有发生共振，故选项C对，D错．‎ ‎12.频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如右图所示，下列说法正确的是 A. 单色光1的波长小于单色光2的波长 B. 在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2 的传播速度 C. 单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间 D. 单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：由折射光路可知，单色光1的折射率大于单色光2，则单色光1的频率大于单色光2，单色光1的周期小于单色光2，根据，所以单色光1的波长小于单色光2的波长 ，选项A正确；根据在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度，选项B错误；根据，所以单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角，选项D正确；设光线由空气射向玻璃时的入射角是а折射角为θ，则，设玻璃的厚度为d，则光线在玻璃中的路程为，穿过玻璃的时间为，联立以上各式可得：，特殊的，当а=00时，n越大则t越大，所以单色光1通过玻璃板所需的时间大于单色光2通过玻璃板所需的时间，选项C错误．‎ 考点：此题考查了光的折射定律、全反射现象及光在介质中的传播规律．‎ ‎13.如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动．以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin(2.5πt)m．t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度．取重力加速度的大小为g=‎10m/s2.以下判断正确的是______（双选，填正确答案标号）‎ A. h=‎1.7m ‎B. 简谐运动的周期是0.8s C. 0.6s内物块运动的路程是‎0.2m ‎D. t=0.4s时，物块与小球运动方向相反 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】t=0.6s时，物块的位移为y=0.1sin(2.5π×0.6)m= ‎-0.1m；则对小球，解得h=‎1.7m ，选项A正确；简谐运动的周期是，选项B正确；0.6s内物块运动的路程是‎3A=‎0.3m，选项C错误；t=0.4s=，此时物块在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，选项D错误．‎ ‎14.太阳大约在几十亿年后，会逐渐进入红巨星时期，核心温度逐渐升高，当升至某一温度时，太阳内部的氦元素开始转变为碳，即氦闪。三个 生成一个(称为3α反应)，核反应方程为3→，瞬间释放大量的核能。如果太阳发生氦闪，对太阳系内的生命都是毁灭性的，电影《流浪地球》讲述的就是发生在这样的背景之下的故事。下列说法正确的是(已知的质量是mc=12.000 0 u，He的质量是mHe=4.002 6 u，1u的质量对应的能量是931.5MeV )( )‎ A. 氦闪发生的是核裂变反应 B. 一次3α反应释放的核能为7.265 7MeV C. 一次3α反应亏损的质量为△m=0.007 8u D. 的比结合能比的比结合能大，更稳定 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．核聚变，即轻原子核（例如氘和氚）结合成较重原子核（例如氦）时放出巨大能量，故A错误。‎ BC．由核反应方程 ‎3→‎ 可知亏损的质量 释放的能量为 故BC正确。‎ D．通过核聚变生成释放巨大能量，说明比结合能更大，故D正确。‎ 故选BCD 三、实验题 ‎15.在双缝干涉实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距与绿光的干涉条纹间距相比______ （填“＞”、“＜”或“＝”）．若实验中红光的波长为，双缝到屏幕的距离为 ‎，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为，则双缝之间的距离为______．‎ ‎【答案】 (1). ＞ (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】双缝干涉条纹间距，红光波长长，所以用红光的双缝干涉条纹间距较大，即 ‎>．条纹间距根据数据可得，根据可得．‎ ‎【点睛】双缝干涉实验的条纹间距公式熟记，对于从红光到紫光的波长频率折射率全反射临界角等等要认清变化趋势．‎ ‎16.如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．‎ ‎(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________．‎ ‎(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)．‎ ‎【答案】 (1). l1和l3 (2). (3). 偏大 ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空第二空.根据几何知识得，入射角的正弦，折射角的正弦 ‎，根据折射定律得，玻璃砖的折射率，所以需要用刻度尺测量l1和l3． 第三空.该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，折射光线将顺时针转动，而作图时仍以MN为边界，AD为法线，则入射角不变，折射角变小，由折射率公式律可知，测得玻璃砖的折射率将偏大．‎ ‎【点睛】本题用插针法测定半圆形玻璃砖折射率，数据处理的方法是单位圆法，分析误差关键分析入射角和折射角产生的误差，由实验原理律分析．‎ 四、计算题 ‎17.两束平行的细激光束垂直于半圆柱玻璃的MN平面射到半圆柱玻璃上，如图所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O，另一条光线的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点，已知玻璃截面的圆半径为R，OA=，OP=R，求玻璃的折射率. ‎ ‎【答案】1.73‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】作出光路如图所示其中一条光线沿直线穿过玻璃，可知O点为圆心，另一条光线沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，入射角设为θ1，折射角设为θ2则 ‎ 得 θ1=30° ‎ 因OP=R，由几何关系知BP=R，知折射角θ2=60°折射定律得玻璃的折射率为 n=‎ ‎18.如图中实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形，虚线是这列波在t2=0.5 s时刻的波形：‎ ‎(1)写出这列波的波速表达式；‎ ‎(2)若波速大小为‎74 m/s，波速方向如何？‎ ‎【答案】(1)波向右传播，（n=0，1，2…）；波向左传播，（n=0，1，2…）；(2)波向左传播 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)若该列波向右传播，则 ‎（n=0，1，2…）‎ 解得 ‎（n=0，1，2…）‎ 则波速为 ‎（n=0，1，2…）‎ 若该列波向左传播，则 ‎（n=0，1，2…）‎ 解得 ‎（n=0，1，2…）‎ 则波速为 ‎（n=0，1，2…）‎ ‎(2)若波速大小为，向右传播 解得不为整数；向左传播 解得 综上所述可知若波速大小为‎74 m/s，波向左传播。‎ ‎19.一静止原子核发生衰变，生成一粒子及一新核．粒子垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R的圆．已知粒子的质量为m，电荷量为q；新核的质量为M；光在真空中的速度大小为c．求衰变前原子核的质量．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设衰变产生的粒子的速度大小为v，有洛伦兹力公式和牛顿第二定律得 设衰变后新核的速度大小为V，衰变前后动量守恒，有 设衰变前原子核质量为M0.衰变前后能量守恒，由 联立上式可得