【物理】河北省邢台市第二中学2019-2020学年高二下学期期末考试试卷（解析版） 16页

邢台市第二中学2019-2020高二（下）期末物理试卷 一、单选题（每题4分，共32分）‎ ‎1. 在距地面高度为h处，同时以大小相等的初速度v0，分别平抛、竖直上抛、竖直下抛出一个质量相等的小球，不计空气阻力，比较它们从抛出到落地过程中动量的增量Δp，正确的是（　　）‎ A. 平抛过程中动量的增量Δp最大 B. 竖直下抛过程中动量的增量Δp最小 C. 竖直上抛过程中动量的增量Δp最小 D. 三者一样大 ‎【答案】B ‎【解析】三种运动中物体都只受重力作用，且三个小球的重力相等，竖直上抛的物体运动时间最长，竖直下抛的物体运动时间最短，由动量定理 可知，竖直上抛的物体动量改变量最大，竖直下抛的物体动量改变量最小，故选B。‎ ‎2. 一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为（ ）‎ A. v0-v2 B. v0+v2‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】系统分离前后，动量守恒： ，解得： ，故ABC错误；D正确．‎ ‎3. 如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中（　　）‎ A. 小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒 B. 小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒 C. 在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反 D. 小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受外力不为零，因此，系统只在水平方向动量守恒，故AB错误；‎ C．系统只在水平方向动量守恒，初始状态系统总动量为零，所以在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等，方向相反，总动量为零，故C正确；‎ D．系统水平方向动量守恒，初始状态总动量为零，因此，当小球的速度为零时，小车的速度也为零，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎4. 如图所示，一小球用细线悬挂于O点，细线长为L，O点正下方L处有一铁钉．将小球拉至A处无初速释放(摆角很小)，这个摆的周期是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 小球再次回到A点时所用的时间为一个周期，其中包括了以L为摆长的简谐运动半个周期和以为摆长的简谐运动的半个周期；‎ ‎【详解】以L为摆长的运动时间为： 以为摆长的运动的时间为： 则这个摆的周期为：，故ABC错误，D正确．‎ ‎【点睛】考查对单摆周期的理解，明确不同的摆长对应不同的周期．‎ ‎5. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）‎ A. 扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明 B. 不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 C. 两个分子在相互靠近的过程中，其分子力逐渐增大，而分子势能一定先减小后增大 D. 全息照相主要是利用了光的衍射现象 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明，A正确；‎ B．热力学第二定律可以表示为：不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化，B错误；‎ C．两个分子在相互靠近的过程中，其分子力的合力可能增加，也可能先减小后增加，要看初始距离大小，C错误；‎ D．全息照相利用光的干涉现象，D错误。‎ 故选A。‎ ‎6. 一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其V−T图像如图所示，其中图线ab的反向延长线过坐标原点O，图线bc平行于T轴，图线ca平行于V轴，则（　　）‎ A. ab过程中气体压强不变，气体放热 B. bc过程中气体体积不变，气体吸热 C. ca过程中气体温度不变，气体向外界放热 D. 整个变化过程中气体的内能先减少后增加 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．其V − T图像如图所示，其中图线ab的反向延长线过坐标原点O，所以ab过程中气体压强不变。体积变大，气体对外做功，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故A错误；‎ B．bc过程中气体体积不变，温度降低，体积不变，气体不对外界做功，外界也不对气体做功，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，气体放热，故B错误；‎ C．ca过程中气体温度不变，内能不变，体积变小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放热，故C正确；‎ D．整个变化过程温度先升高，后降低，最后不变，所以气体的内能先增加，后减小，最后不变，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎7. 一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射从玻璃砖上表面射出，光线分为a、b两束，如图所示。下列说法正确的是（　　）‎ A. 在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B. 在真空中，遇到障碍物时a光更容易产生明显的衍射现象 C. a、b光在涂层表面一定不会发生全反射 D. 在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．光路图如图所示 在玻璃砖上表面折射时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，由知，在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度，但在真空中，a光的传播速度等于b光的传播速度，故A错误；‎ B．b光的波长较长，波动性较强，遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象，故B错误；‎ C．a、b光在涂层表面的入射角等于在玻璃砖上表面的折射角，由光路可逆性可知，a、b光在涂层表面一定不会发生全反射，故C正确；‎ D．a光的折射率大，频率大，则波长小，根据知，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎8. 钍基熔盐堆核能系统（TMSR）是第四代核能系统之一．其中钍基核燃料铀由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次β衰变而来；铀的一种典型裂变产物是钡和氪．以下说法正确的是 A. 题中铀核裂变的核反应方程为 B. 钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定 C. 钍核经过2次β衰变可变成镤 D. 在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能减小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的核反应方程为：，选项A正确；‎ B．原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故B错误；‎ C．钍核()经过1次β衰变可变成镤()，选项C错误；‎ D．重核裂变的过程中释放能量，所以重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能增大，故D错误；‎ 二、多选题（每题4分，共16分）‎ ‎9. 矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图所示，质量为m的子弹以速度v水平射入滑块，若射击上层，则子弹刚好不穿出；若射击下层，整个子弹刚好嵌入，则上述两种情况相比较（ ）‎ A. 两次子弹对滑块做的功一样多 B. 两次滑块受的冲量一样大 C. 子弹射入下层过程中克服阻力做功较少 D. 子弹射入上层过程中系统产生的热量较多 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由动量守恒可知两种情况的最后速度相同，滑块获得的动能相同，根据动能定理可知子弹对滑块做的功相同，A对；‎ B．由动量定理，合外力的冲量等于滑块动量的变化量，所以合外力的冲量相同，B对；‎ C．两种情况，子弹动能变化量相同，克服阻力做功相同，C错；‎ D．产生的热量等于阻力乘以相对位移，可知射入下层过程中系统产生的热量较多，D错；‎ 故选ＡＢ。‎ ‎10. 如图甲为一列波在t＝2s时的波形图，图乙是平衡位置在x＝‎1.5 m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x＝‎2 m的质点，下列说法正确的是(　   　)‎ A. 波速为‎0.5 m/s B. 波的传播方向向右 C. 0－2 s时间内，P运动的路程为‎1m ‎D. 当t＝7 s时，P恰好回到平衡位置 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】由图甲可知该简谐横波波长为‎2m，由图乙知周期为4s，则波速为 ‎，故A正确；根据图乙的振动图象可知，在x=‎1.5m处的质点在t=2s时振动方向向下，所以该波向左传播，故B错误；由于t=2s时，质点P在波谷，且2s=0.5T，所以质点P的路程为‎2A=‎8cm，故C错误；当t=7s时，△t=5s=1T，P恰好回平衡位置，故D正确．故选AD．‎ ‎11. 一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经0.5s波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为‎4m/s，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 这列波的周期为0.5s B. 这列波沿x轴负方向传播 C. t=0时刻质点a经0.5s通过的路程为‎0.3m D. x=‎4m处的质点的位移表达式为y=0.3sin（πt+π）m ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图读出波长λ=‎8m，则波的周期为 波传播的时间为 由波形平移法知波的传播方向沿x轴负方向，故A错误，B正确；‎ C．该波沿x轴负方向传播，由上下坡法可知t=0时刻质点a沿y轴正方向运动，从t=0时刻到t=0.5s时刻经过的时间是周期，a通过的路程小于一个振幅，即小于‎0.3m，故C错误；‎ D．t=0时刻x=‎4m处的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，其位移表达式为 故D正确。故选BD。‎ ‎12. 氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656‎ ‎ nm．以下判断正确的是（ 　）‎ A. 氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm B. 用波长为325 nm的光照射可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级 C. 大量处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 D. 用波长为633 nm的光照射不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，即有：，而当从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射能量更多，则频率更高，则波长小于656nm．故A错误．当从n=2跃迁到n=1的能级，释放的能量： =[-3．4-（-13．6）]×1．6×10-19，则解得，释放光的波长是λ=122nm，则用波长为122nm的光照射，才可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级．故B错误．根据数学组合，可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C正确；同理，氢原子的电子从n=2跃迁到n=3的能级，必须吸收的能量为△E′，与从n=3跃迁到n=2的能级，放出能量相等，因此只能用波长656nm的光照射，才能使得电子从n=2跃迁到n=3的能级．故D正确．故选CD．‎ 三、实验题（每空2分，共14分）‎ ‎13. 某学习小组利用带光电门的气垫导轨以及滑块A和B来探究动量守恒定律，光电计时器如图甲所示，可以显示遮光片经过光电门时的挡光时间，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。实验装置简化如图乙所示。‎ 采用的实验步骤如下 ‎①将遮光片固定在滑块上，并用天平分别测出滑块A、B质量、；‎ ‎②调整气垫导轨，使导轨处于水平；‎ ‎③在A和B间放入一个被压缩轻弹簧且两端与A、B链接，用电动遥控卡销锁定，A紧靠在左侧挡板处静止放置在气垫导轨上，光点门1位于O处，光电门2位于E处 ‎④按下遥控电钮放开卡销，当B运动到O时，弹簧第一次恢复原长；当弹簀再次压缩到最短时（B尚未达到E点），遥控装置自动锁定弹簧，使弹簧不再伸长。光电门1记录B第一次到达O时的挡光时间为，光电门2记录B第一次达到E的挡光时间；‎ ‎⑤利用上述测量的实验数据，探究动量守恒定律 ‎(1)关于本实验，以下说法正确的是（ ）‎ A．在B滑动到O之前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，能量守恒 B．在B从O运动到E的过程中，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，能量守恒 C．刚开始弹簧压缩时的总长度与A、B运动中弹簧被压缩到最短时的总长度相同 D．在B从O运动到E的过程中，滑块A、B有两次速度相同 ‎(2)探究动量守恒定律的表达式为_____；‎ ‎(3)在B经过O点之后运动到E的过程中，当弹簧再次恢复到原长时，滑块A的速率_____（填“大于”、“小于”“等于”）滑块B的速率。‎ ‎【答案】 (1). BD (2). (3). 大于 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]A．在B滑动到O之前，对于A、B和弹簧组成的系统受到左侧的挡板的力，系统合外力不为零，系统的动量不守恒，能量守恒，A错误；‎ B．在B从O运动到E的过程中，对于A、B和弹簧组成的系统受到合外力为零，系统的动量守恒，只有系统的弹力做功，能量守恒，B正确；‎ C．从开始到达当A的速度等于B的速度时，弹簧压缩到最短过程，根据能量守恒，‎ 即开始的弹性势能大于压缩量最短的弹性势能，所以刚开始弹簧压缩时的总长度与A、B运动中弹簧被压缩到最短时的总长度不同，C错误； ‎ D．弹簧开始时具有弹性势能，当B运动到O 时，弹簧第一次恢复原长，然后A、B和弹簧继续运动，B受到弹簧的拉力为阻力B做减速运动，A受到弹簧的拉力为动力A做加速运动，因为B的速度大于A的速度，弹簧将伸长，当A和B的速度相同时，弹簧的伸长量最大，由于弹簧仍是伸长的，B继续受到弹簧的拉力为阻力B做减速运动，A继续受到弹簧的拉力为动力A做加速运动，即此过程中A的速度大于B的速度，弹簧伸长量将继续减少，一直到弹簧伸长量为零达到弹簧再次恢复原长，此时A的速度仍然大于B的速度，弹簧将从原长受到压缩，一直到A的速度等于B的速度，弹簧压缩到最短，做后到达E点，所以，在B从O运动到E的过程中，滑块A、B有两次速度相同，D正确。‎ 故选BD。‎ ‎（2）[2]根据极短时间内的平均速度表示瞬时速度，滑块通过光电门的速度分别为 运动到O时速度 第一次达到E的速度 B经过O点之后运动到E的过程中，动量守恒 即由以上各式解得 ‎。‎ ‎（3）[3] 弹簧开始时具有弹性势能，当B运动到O时，弹簧第一次恢复原长，然后A、B和弹簧继续运动，B受到弹簧的拉力为阻力B做减速运动，A受到弹簧的拉力为动力A做加速运动，因为B的速度大于A的速度，弹簧将伸长，当A和B的速度相同时，弹簧的伸长量最大，由于弹簧仍是伸长的，B继续受到弹簧的拉力为阻力B做减速运动，A继续受到弹簧的拉力为动力A做加速运动，即此过程中A的速度大于B的速度，弹簧伸长量将继续减少，一直到弹簧伸长量为零达到弹簧再次恢复原长，此时A的速度仍然大于B的速度。‎ ‎14. 在利用“插针法”测定玻璃的折射率实验中。‎ ‎(1)下列操作可以减小实验误差的是_____‎ A．P1、P2及P3、P4之间距离适当大些 B．入射角适当小些 C．入射角适当大些 D．若有几块厚度不同玻璃砖，应选用厚度较小的 ‎(2)正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，此玻璃的折射率计算式n=_____（用图中的a、b表示）‎ ‎(3)实验小组内的两位学生在实验中 ‎①第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面aa′和bb′。因不慎碰动了玻璃砖，使它向aa′方向平移了一点（如图1所示），以后的操作都正确无误，并仍以aa′和bb′为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。‎ ‎②第二位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的aa′和bb′都比实际的折射面向外侧平移了一些（如图2所示）以后的操作都正确无误，并仍以aa′和bb′为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。‎ ‎【答案】 (1). AC (2). (3). 不变 偏小 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) [1]A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以减小在确定光线方向时的误差，A正确；‎ BC．入射角适当大些可减小测量角度时的误差，B错误，C正确；‎ D．若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较大的，可减小确定光线方向时的误差，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎(2)[2]根据光路图可得玻璃的折射率计算式 ‎(3)①[3]如图1所示，实线表示玻璃砖向上平移后实际的光路图，虚线表示作图光路图，由图看出，画图时的入射角、折射角与实际的入射角、折射角相等，由折射定律可知，测出的折射率不变 ‎ ②[4]如图2所示，乙同学画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些，但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在ab、cd上，如图，实线表示实际的光路图，虚线表示乙同学画图时光路图，可见入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律得知，测出的折射率n将偏小。‎ 四、解答题 ‎15. 如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速大小为‎0.6m/s，振幅为‎5cm，P质点的横坐标为‎66cm，Q质点的横坐标为‎12cm，从图中状态开始计时，求：‎ ‎(1)经过多长时间，P质点开始振动，振动时方向如何？‎ ‎(2)当P质点第一次出现波峰时，Q点通过路程是多少？‎ ‎【答案】(1)0.7s，P开始振动时方向向下；(2)‎‎50cm ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)图示时刻，这列波的最前端的质点坐标是‎24cm，据波的传播方向可知这一质点沿y轴负方向运动，因此在波前进方向的每一个质点，开始振动的方向都是沿y轴负方向，故P点开始振动时的方向是沿y轴负方向，即P开始振动时方向向下。P质点开始振动的时间为 ‎(2)质点P第一次到达波峰，即初始时刻这列波的波峰传到P点，因此所用的时间是 因为 因为，则 S=2.5×‎4A=‎10A=‎‎50cm ‎16. 如图所示，绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦．两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为，温度均为，压强均为.缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体温度为原来的1.4倍.设环境温度始终保持不变，求气缸A中气体的体积和压强.‎ ‎【答案】 PA=1.2P0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】因为气缸B导热，所以B中气体始末状态温度相等，为等温变化；另外，因为是刚性杆连接的绝热活塞，所以A、B体积之和不变，即 由题意有： ；‎ 对A：‎ 对B：‎ 联立解得：‎ ‎17.‎ ‎ 如图所示为一半径为R的透明半球体过球心O的横截面，面上P点到直径MN间的垂直距离为．一细光束沿PO方向从P点入射，经过面MON恰好发生全反射．若此光束沿平行MN方向从P点入射，从圆上Q点射出，光在真空中的传播速度为c，求：‎ ‎①透明半球体的折射率n；‎ ‎②沿MN方向从P点入射的光在透明物中的传播时间t．‎ ‎【答案】①②‎ ‎【解析】‎ 试题分析：光线从P点入射，经过面MON恰好发生全反射，说明在MON面的入射角等于临界角C，由几何关系求出临界角进而求出折射率；由几何关系求出光线在P点的入射角，由折射定律求折射角，由几何关系求出光线在透明物中传播的距离，求出光线在透明物中传播的速度，从而求得传播时间．‎ ‎①设透明半球体的临界角为C，光路如图所示： ‎ ‎ ‎ 则由几何关系有：‎ 又有： ‎ 解得： ‎ ‎②光在P点的入射角 设对应的折射角为r，则 ‎ 解得： ‎ 光在透明半球体中的传播距离 光在透明半球体中的传播时间 ‎ 光在透明半球体中的传播速度： ‎ 联立解得： ‎ 点睛：本题主要考查了折射定律的应用，关键是掌握全反射的条件和临界角，要画出光路图，运用几何知识求解入射角与折射角，即可求解．‎ ‎18. 如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的圆弧槽C，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C静止在水平面上。现有滑块A以初速度从右端滑上B，一段时间后，以滑离B，并恰好能到达C的最高点，A、B、C的质量均为m。求： ‎ ‎(1)A刚滑离木板B时，木板B和圆弧槽C的共同速度；‎ ‎(2)A与B的上表面间的动摩擦因数μ；‎ ‎(3)圆弧槽C的半径R。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】 (1)B、C速度相等，设为v，对A、B、C组成的系统，规定向左为正方向，由动量守恒定律得 解得BC的速度为 ‎(2)对系统，由能量守恒得 解得 ‎(3)A、C共速为v2时，A滑到C最高点，对A、C由动量守恒，规定向左为正方向，有 根据能量守恒有 联立解得