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  • 2021-05-25 发布

河北省博野中学2019-2020学年高二下学期开学考试物理试题

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博野中学高二6月考试物理试题 一.选择题(共10小题,每题4分,共40分)‎ ‎1.一列简谐横波沿x轴负方向传播,t=0时刻的波形图象如图所示,此时刻开始介质中x=1.0m的质点P经0.25s第一次回到平衡位置。则下列说法中正确的是(  )‎ A.t=0时刻质点P向y轴负方向运动 ‎ B.简谐横波的周期为0.8s ‎ C.简谐横波传播的速度为20m/s ‎ D.质点P经过平衡位置向下运动时开始计时的振动方程为y=10sin(cm)‎ ‎2.雨后太阳光射入空气中的水滴,先折射一次,然后在水滴的背面发生反射,最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。如图,太阳光从左侧射入球形水滴,a、b是其中的两条出射光线,在这两条出射光线中,一条是红光,另一条是紫光。下面说法正确的是(  )‎ A.a光线是红光,b光线是紫光 ‎ B.用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验,a光条纹间距大于b光条纹间距 ‎ C.a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长 ‎ D.遇到同样的障碍物,a光比b光更容易发生明显衍射 ‎3.如图为LC振荡电路中电流随时间变化的图象,则(  )‎ A.0﹣t1时间内,磁场能在增加 ‎ B.t1﹣t2时间内,电容器处于放电状态 ‎ C.t2﹣t3时间内,电容器两板间电压在减小 ‎ D.t3﹣t4时间内,线圈中电流变化率在增大 ‎4.如图所示,物体B被钉牢在放于光滑水平地面的平板小车上,物体A以速率v沿水平粗糙车板向着B运动并发生碰撞。则(  )‎ A.对于A与B组成的系统动量守恒 ‎ B.对于A、B与小车组成的系统动量守恒 ‎ C.对于A与小车组成的系统动量守恒 ‎ D.以上说法都不正确 ‎5.如图a为氢原子的能级图,大量处于n=2激发态的氢原子吸收一定频率的光子后跃迁到较高的能级,之后再向低能级跃迁时辐射出10种不同频率的光子。当用这些辐射出的光子去照射如图b所示光电管阴极K时,光电管发生了光电效应,改变电源的正负极并调节滑动变阻器滑片,发现遏止电压最大值为8V.则(  )‎ A.该光电管阴极K的逸出功为7.06eV ‎ B.吸收的光子能量为2.86eV ‎ C.跃迁过程中辐射出的光子能量是连续的 ‎ D.辐射出来的10种光子中只有3种能使该光电管发生光电效应 ‎6.密立根实验的目的是:测量金属的遏止电压Uc与入射光频率v,由此算出普朗克常量h,并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较,以检验爱因斯坦方程式的正确性。其根据实验数据得到Uc﹣v图象,则从图中可以得到物理量描述正确的是(  )‎ A.普朗克常量为:h= ‎ B.普朗克常量为:h= ‎ C.该金属的逸出功为:W0=be ‎ D.该金属的逸出功为:W0=﹣be ‎7.根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景,图中实线表示α粒子运动轨迹,其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中,α粒子在b点时距原子核最近,下列说法正确的是(  )‎ A.α粒子从a到c的运动过程中加速度先变大后变小 ‎ B.卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子 ‎ C.α粒子从a到c的运动过程中电势能先减小后变大 ‎ D.α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子运动到b时受到的库仑引力较大 ‎8.电荷之间的引力会产生势能。取两电荷相距无穷远时的引力势能为零,一个类氢原子核带电荷为+q,核外电子带电量大小为e,其引力势能E=﹣,式中k为静电力常量,r为电子绕原子核圆周运动的半径(此处我们认为核外只有一个电子做圆周运动)。根据玻尔理论,原子向外辐射光子后,电子的轨道半径从r1减小到r2,普朗克常量为h,原子释放的光子的频率v为(  )‎ A.v=(﹣) B.v=(﹣) ‎ C.v=(﹣) D.v=(﹣)‎ ‎9.如图所示,一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A.下列说法正确的是(  )‎ A.A→B过程中气体分子的平均动能增加,单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 ‎ B.C→A过程中单位体积内分子数增加,单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 ‎ C.A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量 ‎ D.A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功 ‎10.某一质检部门为检测一批矿泉水的质量,利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器中,放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气),如图所示,特制容器未画出,通过比对填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率。则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)(  )‎ A.x2=x1 ‎ B.x2>x1 ‎ C.该矿泉水的折射率为 ‎ D.该矿泉水的折射率为 二.计算题(共6小题,每题10分,共60分)‎ ‎11.如图所示,质量为m的物体放在与弹簧固定的木板上,弹簧在竖直方向做简谐运动,当振幅为A时,物体对弹簧的压力最大值是物重的1.5倍,求 ‎(1)物体对弹簧的最小压力 ‎(2)欲使物体在弹簧的振动中不离开弹簧,其振幅最大值.‎ ‎12.坐标原点O处有一波源做简谐振动,它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播。t=0时,波源开始振动,t=3s时,波刚好传到x=6m处,波形图如图所示,其中P为介质中的一个质点。‎ ‎(1)通过计算画出波源的振动图象;‎ ‎(2)再经过多长时间P点的动能最大。‎ ‎13.如图所示为一透明薄壁容器,其截面为等腰直角三角形ABC,AB=AC=2a,∠A=90°,该容器内装有某种液体,从容器内部AC边上的P点(图中未画出)发出一束极细的白光,以30°的入射角照射到BC边的中点O.右侧紧靠B点有一与AC边平行的光屏BG,从O点折射出的光线在光屏BG上形成一条彩带,E、F点(图中均未画出)处分别显现红色和紫色。已知该液体对红光的折射率n1=1.2,对紫光的折射率n2=1.6,sin37°=0.6,cos37°=0.8.sin98°=sin82°=1,求光屏BG上E、F两点之间的距离。‎ ‎14.一个静止在磁场中的Ra(镭核),发生α衰变后转变为氡核(元素符号为Rn)。已知衰变中释放出的α粒子的速度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直。设镭核、氡核和α粒子的质量依次是m1、m2、m3,衰变的核能都转化为氡核和α粒子的动能。求:‎ ‎(1)写出衰变方程;‎ ‎(2)氡核和α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比;‎ ‎(3)氡核的动能Ek。‎ ‎15.如图所示,水平地面上有两个静止的小物块A和B(可视为质点),A的质量为m=1.0kg,B的质量为M=2.0kg,A、B之间有一轻质弹簧,弹簧的两端与物块接触而不连接。水平面的左侧连有一竖直墙壁,右侧与半径为R=0.32m的半圆形轨道相切。现压缩弹簧使A、B由静止释放(A、B分离后立即撤去弹簧),A与墙壁发生弹性碰撞后,在水平面上追上B相碰后粘合在一起。已知A、B粘合体刚好能通过半圆形轨道的最高点,重力加速度取g=10m/s2,不计一切摩擦。‎ ‎(1)求A、B相碰后粘合在一起的速度大小;‎ ‎(2)求弹簧压缩后弹簧具有的弹性势能。‎ ‎16.如图所示,竖直放置的导热U形管,右侧管比左侧管长15cm,右管横截面积是左管横截面积的2倍,左侧管上端封闭一定长度的空气柱(可视为理想气体),右侧管上端开口开始时与大气相通,当环境温度为t0=27℃时,左侧管中空气柱高h0=30cm,左侧管中水银面比右侧管中水银面高H=15cm,外界大气压强p0=75cmHg。‎ ‎①求环境温度升高到多少摄氏度时,左侧空气柱长hl=40cm;‎ ‎②若环境温度保持t0=27℃不变,而在右侧管中用活塞封住管口,并慢慢向下推压,最终使左侧空气柱长度变为20cm,右侧水银柱未全部进入水平管,求活塞下推的距离。‎ 物理答案 选择题1C 2C 3B 4B 5B 6A 7A 8A 9C 10C ‎ ‎11‎ ‎【解答】解:(1)由题意可知,最大压力为1.5mg;‎ 此时加速度最大,则最大加速度为 ‎1.5mg﹣mg=ma;‎ 解得:a=0.5g;‎ 因为木块在竖直方向上做简谐运动,依题意木块在最低点时对弹簧的压力最大,在最高点对弹簧的压力最小.‎ 在最低点根据牛顿第二定律有FN﹣mg=ma,代入数据解得a=0.5 g.‎ 由最高点和最低点相对平衡位置对称,加速度大小等值反向,所以最高点的加速度大小为a′=0.5 g,在最高点根据牛顿第二定律有mg﹣FN′=ma′,‎ 故FN′=mg﹣ma′=0.5 mg.‎ ‎(2)当物体在平衡位置静止时,弹簧的弹力等于物体的重力,即:‎ mg=kx0‎ 当振幅为A时,在最高点物体对弹簧的压力等于0.5mg,由胡克定律得:‎ FN′=kx1‎ 而:x1=x0﹣A 联立得:x0=2A 欲使物体在弹簧的振动中不离开弹簧,则在最高点物体对弹簧的压力恰好为0,则在最高点弹簧的长度等于弹簧的原长!所以此时物体的振幅等于x0,即等于2A 答:(1)物体对弹簧的最小压力的大小为0.5mg.‎ ‎(2)欲使物体在弹簧的振动中不离开弹簧,其振幅最大值是2A.‎ ‎12.‎ 解:(1)根据同侧法可知,x=6m处的质点的振动方向向上,所以所有质点的起振方向向上,‎ 简谐横波传播的速度为:‎ 由图象得:λ=4m 简谐波的周期为:=2s 波源的振动图象为:‎ ‎(2)简谐波的表达式y=Asin(ωt+φ0)‎ 而图示时刻,质点P的位移为:y=1m 则1=2sinφ0,‎ 因为质点P在图示时刻的振动方向向下,则质点P振动的初相位为:φ0=‎ 则从图式时刻开始,质点P的振动方程为:‎ 当P质点的位移为零时,质点P到达平衡位置,动能最大,即y=0,所以得到达P点的时间为t=‎ 根据简谐运动的对称性及周期性可得P点运动到动能最大的时间为:△t= n=0、1、2、3…‎ 答:(1)波源的振动图象如图所示;‎ ‎(2)再经过()s n=0、1、2、3…,P点的动能最大。‎ ‎13‎ 解:光路图如图所示:,‎ 令红光和紫光的折射角分别为α、β,BE=y,BF=x,‎ 根据折射定律有:,‎ ‎,‎ 所以α=37°,β=53°,‎ 在△OEB和△OFB中,根据正弦定理有:,x=‎ ‎,则,‎ 所以E、F两点之间的距离为:y﹣x=。‎ 答:E、F两点之间的距离为。‎ ‎14.‎ 解:(1)根据质量守恒定律和核电荷数守恒,Ra(镭核)衰变方程式为:Ra→Rn+He。‎ ‎(2)根据qvB=m,得r=,‎ 根据动量守恒定律:m2v2﹣m3v3=0‎ 可见,两个粒子动量大小相等,‎ 由公式r=知,r∝,得==‎ ‎(3)由质能方程得:△E=(m1﹣m2﹣m3)c2,‎ 由Ek=mv2,p=mv 解得:Ek=,可知两粒子动能跟质量成反比,‎ 因此,氡核分配到的动能为:Ek=。‎ 答:(1)Ra(镭核)衰变方程式为Ra→Rn+He;‎ ‎(2)氡核和α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比为;‎ ‎(3)氡核的动能为。‎ ‎15.‎ 解:(1)设粘合体在圆轨道的最高点的速度大小为v4,粘合体刚好能通过圆轨道的最高点,则对粘合体由牛顿第二定律得:‎ 设A、B相碰后粘合在一起的速度大小为v3,则有机械能守恒定律得:‎ ‎=‎ 联立解得:v3=4m/s ‎(2)压缩弹簧释放后,设A的速度大小为v1,B的速度大小为v2,取向左为正方向,由动量守恒定律得:‎ mv1﹣Mv2=0‎ A与墙壁发生弹性碰撞反弹,速度大小不变,追上B相碰后粘合在一起,由动量守恒定律得:‎ mv1+Mv2=(m+M)v3‎ 设弹簧被压缩后具有弹性势能为Ep,由机械能守恒定律得:‎ 联立解得:Ep=27J 答:(1)求A、B相碰后粘合在一起的速度大小为4m/s;‎ ‎(2)求弹簧压缩后弹簧具有的弹性势能为27J。‎ ‎16.解:①设左侧水银面下降的高度为x==(40﹣30)cm=10cm 由于右管横截面积是左管横截面积的2倍,所以右侧水银面上升的高度为x′==5cm 此时左右水银面的高度差=0,即左右两管水银面等高 初状态的压强 末状态的压强 根据理想气体状态方程得:‎ 即 解得=500K ‎②先选左侧空气柱为研究对象,根据玻意耳定律 ‎=cmHg=90cmHg 当左侧空气柱长度变为20cm时,右侧水银面下降了 再选右侧空气柱为研究对象,刚加上活塞时空气柱的高度h0′=15+30+15(cm)=60cm 设活塞下推了x时,左侧空气柱长度变为20cm,右侧空气柱压强 空气柱的高度 根据玻意耳定律定律得:‎ ‎75×60=120×(65﹣x)‎ 解得x=27.5cm 答:①环境温度升高到227摄氏度时,左侧空气柱长hl=40cm;‎ ‎②若环境温度保持t0=27℃不变,而在右侧管中用活塞封住管口,并慢慢向下推压,最终使左侧空气柱长度变为20cm,右侧水银柱未全部进入水平管,活塞下推的距离为27.5cm。‎