2017-2018学年河南省南阳市高二下学期期末考试物理试题 解析版 18页

河南省南阳市2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题 一、选择题 ‎1. 关于速度、速度的变化量、加速度的关系,下列说法中正确的是（ ）‎ A. 物体的加速度增大时,速度一定增大 B. 物体的速度变化越大,加速度越大 C. 物体的速度变化越快,加速度越大 D. 物体的加速度不变,速度也不变 ‎【答案】C ‎【解析】（1）当物体的加速度与速度同向或者是夹锐角时，速度增大。反向或者是夹钝角速度减小，所以速度是否增大与速度与加速度之间所夹的角度有关，而与加速度的大小无关，A错误。‎ ‎（2）根据加速度的公式，若物体的速度变化大，但所需时间更长的话，物体速度的变化率可能很小，则加速度就会很小，故B错误。‎ ‎（3）加速度的物理意义描述的是物体速度变化快慢的物理量，运动物体的速度变化越快，其加速度一定越大，故C正确.‎ ‎（4）物体的加速度不变，则物体做匀变速运动，速度一定变化。D错误。‎ 故本题选C.‎ ‎2. 1842年,奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时,发现波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的波的频率都会发生变化,并且做出了解释。人们把这种现象叫做多普勒效应。多普勒效应在科学技术中有广泛的应用。装有多普勒测速仪的监视器可以安装在公路上方,向行进中的车辆发射频率已知的超声波,同时测量反射波的频率,根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。在测速的同时把车辆牌号拍摄下来,并把测得的速度自动打印在照片上。下列说法正确的是（ ）‎ A. 当车辆驶向监视器时,监视器发射的超声波频率变大 B. 当车辆驶向监视器时,监视器接收到的超声波频率比发射出时小 C. 车速越大,监视器接收到的超声波频率比发射出时大得越多 D. 超声波能发生多普勒效应,光波也能发生多普勒效应 ‎【答案】D ‎【解析】（1）多普勒效应是波源和观察者有相对运动时观察者接收到的波的频率与波源发出的频率不相同的现象。但波源实际发出的频率并没有变化。所以A错误；‎ ‎（2）当波源和观察者靠近时，接收到的频率增大，当波源和观察者远离时，接收到的频率减小。所以当车辆驶向监视器时,监视器接收到的超声波频率比发射出时的大，B错；‎ ‎（3）车速越大，如果车辆靠近监视器的话，监视器接收到的超声波频率比发射出时大得越多，远离的话反而更小，C错误；‎ ‎（4）超声波，电磁波都可发生多普勒效应，光波属于电磁波所以可以发生多普勒效应。D正确。‎ 故本题选D.‎ ‎3. 振荡电路的振荡周期为时刻电流方向如图所示,此时电容器不带电。下列图象正确的是（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】根据题意，t=0时刻，极板上电荷量为零，电场强度为零，电场能为零；磁场能最强，振荡电流最大，电容器即将进行反向充电。由于能量是标量，所以线圈中磁场能的图象应该在横轴上方。‎ 故本题选D ‎4. 甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的图象如图所示,下列说法正确的是（ ）‎ A. 乙物体先向负方向运动,后向正方向运动 B. 时刻，二者共速并再次处于同一位置 C. 时间内，乙的速度和加速度都是先减小后增大 D. 时间内，两者距离越来越远； 时间内，两者距离越来越近 ‎【答案】C ‎【解析】（1）乙物体的速度一直为正，说明乙物体一直沿正方向运动，故A错误。‎ ‎（2）根据速度图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t2时间内，甲的位移大于乙的物体，则t2时刻，乙物体还没有追上甲，不在同一位置，故B错误。‎ ‎（3）根据速度图线的斜率表示加速度，知0～t2时间内，乙的速度和加速度都是先减小后增大，故C正确。‎ ‎（4）t2时刻之前，甲的速度比乙的速度大，甲在乙的前方，两者间距增大。t2时刻之后，甲的速度比乙的速度小，甲仍在乙的前方，两者间距减小，所以t2时刻相距最远，D错误。‎ 故本题选C ‎【点睛】在速度时间图象中速度的正负表示速度的方向，图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移．结合数学知识分析即可．‎ ‎5. 幽门螺标菌可以引发多种胃病,因此能否准确、迅速地检测病人是否受到感染,对于治疗方案的选择是个关键。幽门螺杆菌在生命过程中会产生一种酶,它使尿素分解,生成物中包括二氧化碳。如果在检测前让病人服下少量尿素,根据呼出的气体中是否含有酶分解尿素产生的二氧化碳,即可做出诊断。然而,正常新陈代谢也会产生二氧化碳。为了将二者区分,可以请病人服下用合成的尿素, 具有放射性,能够自发地进行衰变,因此检测呼出的二氧化碳是否具有放射性即可准确判断。但是射线对人体有害,所以这不是很好的办法。现在医院里普遍选用的尿素是用无放射性的合成的,用质谱仪或光谱分析的方法检测呼出的二氧化碳中是否含有,就可以判断病人的胃部是否被幽门螺杆菌感染,这种方法准确、迅速, 现在已经得到了广泛应用。下列说法正确的是（ ）‎ A. 的化学性质不同 B. 的原子光谱不同 C. 衰变后变为 D. 衰变后生成的新核比的质量数少 ‎【答案】B ‎【解析】（1）三种同位素只是中子数有略微差异，而影响物质化学性质的主要是电子和质子，化学反应主要是电子得失，共用，成键等，质子影响着电子的活动能力，与中子无什么影响，所以化学性质无明显差异，A错误；‎ ‎（2）中子数不同，会影响精细能级分裂的大小，即能级有差异，会影响原子光谱，B正确；‎ ‎（3）由题意可知，自发进行衰变，衰变后原子序数会增加1，故衰变后的新核为，质量数不变，CD错误；‎ 故本题选B。‎ ‎6.‎ ‎ 拍摄立体电影时用一台摄影机,让它通过两个窗口(相当于人的双眼)交替拍摄,两套图像交替地印在同一条电影胶片上。放映时日用一台放映机,通过左右两个窗口,把两套图像交替地映在银幕上。在每个放映窗口前安装一块偏振片,两个窗口射出的光,通过偏振片后成了偏振光。左右两个窗口前的偏振片的透振方向互相垂直,因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众那里,偏振方向不变。观众用偏振眼镜观看时,左眼只看到左窗口映出的画面,右眼只看到右窗口映出的画面,这样就会像直接观看物体那样产生立体感。下列说法正确的是（ ）‎ A. 偏振眼镜的左、右两个镜片偏振方向应保持一致 B. 偏振眼镜的左、右两个镜片偏振方向互换后不能正常观影 C. 只用一只眼睛透过偏振眼镜也可以产生立体感,但是亮度减弱 D. 把放映窗口的两个偏振片偏振方向改为相互平行,把偏振眼镜两个镜片的偏振方向也改为相互平行,并使两者偏振方向一致,也可以正常观影 ‎【答案】B ‎【解析】（1）由于影片播放时，投射到银幕上的两束偏振光的振动方向不同，故偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向不同，否则，只能看到一种偏振光，A错误；‎ ‎（2）由于左眼只能看到左窗口映出的画面（比如左窗偏振光水平，左眼镜片偏振方向水平）；右眼只能看到右窗口映出的画面（比如右窗偏振光竖直，右眼镜片偏振方向竖直）。如果左、右镜片互换，两偏振光均不能通过偏振片，无法正常观影，B正确；‎ ‎（3）人眼接受到的两个偏振方向不同偏振光，两个像经过大脑综合以后，就能区分物体的前后、远近，从而产生立体感，故C错误；‎ ‎（4）根据（3）分析可知，若两个偏振片偏振方向改为相互平行，同时把偏振眼镜两个镜片的偏振方向也改为相互平行，只能接受到一种偏振光，可以看到影片，但没有立体效果，所以不能正常观影，D错误。‎ 故本题选B。‎ ‎7. 如图所示,一轻质弹簧上端固定在天花板上,下端连接一物体,物块沿竖直方向以点为中心点,在之间做周期为的简谐运动。已知在时刻物块的动量为、动能为。下列说法中正确的是（ ）‎ A. 如果在时刻物块的动量也为,则的最小值为 B. 如果在时刻物块的动能也为,则的最小值为 C. 当物块通过点时,其加速度最小 D. 当物块运动至点时,其加速度最小 ‎【答案】C ‎（2）物块经过同一位置或关于平衡位置对称的位置时动能相等，如果在t2时刻物块的动能也为Ek，则t2﹣t1的最小值可以小于T，故B错误。‎ ‎（3）图中O点是平衡位置，根据知，物块经过O点时位移最小，则其加速度最小，故C正确。‎ ‎（4）物块运动至C点时，位移最大，其加速度最大，故D错误。‎ 故选：C。‎ ‎【点睛】物块做简谐运动，物块同向经过关于平衡位置对称的两点时动量相等。物块经过同一位置或关于平衡位置对称的位置时动能相等。当物块通过平衡位置时加速度最小。‎ ‎8. 湖面上停着两条小船,它们相距。一列水波正在湖面上沿连线由向传播,每条小船每分钟上下浮动20次。当船位于波峰时, 船在平衡位置向下振动,两船之间还有一个波峰。则水波的波速为（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【点睛】A船位于波峰时B船恰位于平衡位置，两船之间还有一个波峰，两船之间的距离等于波长，即可求出波长，由每只船每分钟上下浮动20次，求出一次振动的时间，再由波速公式求波速．波速由介质的性质决定，与波源无关。‎ ‎9. 有位同学做过这样一个实验,将三个普通的橡皮筋串在一起,一端系着一把门锁,手拿着另一端使锁处于静止状态。当手在竖直方向快速上、下往复运动时,锁几乎不动;当手运动的周期接近1s时,锁的振幅最大。在手上、下周期性运动时,下列说法正确的是（ ）‎ A. 橡皮筋和锁相当于一个竖直方向的“弹簧振子”‎ B. 锁的振动周期等于橡皮筋和锁组成的“弹簧振子”的固有周期 C. 橡皮筋和锁组成的“弹簧振子”的固有周期约为 D. 橡皮筋和锁组成的系统机械能守恒 ‎【答案】AC ‎【解析】（1）题中给的橡皮筋和锁组成的系统，接近弹簧振子的理想模型条件：空气阻力远远小于锁的重力，可以忽略不计；锁的尺寸较小可以看成质点；锁的质量远远大于橡皮筋，橡皮筋质量可以忽略不计。故该系统可以看成一个接近理想状态的“弹簧振子”，A正确；‎ ‎（2）该系统的锁做的受迫振动，它的周期应和驱动力的周期相等，B错误；‎ ‎（3）当手运动的周期为1s时，系统达到了共振状态，故根据共振条件可知，系统的固有周期为1s，C正确；‎ ‎（4）系统做受迫振动，克服阻力做功，消耗机械能，损失的机械能得到了驱动力源源不断的补充，符合能量守恒的规律，但不能说是机械能守恒，D错误 故本题选AC。‎ ‎10. 将一根沿南北方向放置的水平长绳的南端向西抖动一下,北端向东抖动一下,就分别有1、2两个半波在绳上相向传播如图所示。仔细观察发现,两个半波相遇后彼此穿过,仍然保持各自的运动特征,继续传播,就像没有跟另一列波相遇一样。若1、2两个半波形状完全相同,当它们完全重叠时,下列说法正确的是（ ）‎ A. 重叠部分各点偏平衡位置的位移均为0‎ B. 重叠部分各点的加速度均为0‎ C. 重叠部分各点的速度均为0‎ D. 重叠部分各点中,中点位置速度最大 ‎【答案】AB ‎【解析】（1）根据波的叠加原理，重叠部分的质点同时参与了两列波的振动，质点的位移等于这两列波单独传播时引起的位移矢量和，因为在重叠区域，这两列波单独引起的位移大小相等、方向相反，故合位移为0，处于平衡状态，加速度为零，A、B正确；‎ ‎（2）根据波的传播方向和波中质点振动方向的关系，可以发现，除中点处质点速度为0外，在半波同侧叠加后，质点的速度均不为0，C、D错误；‎ 故本题选AB ‎11. 光的干涉现象在技术中有重要应用。例如,在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示,在被测平面上放一个透明的样板,在样板的一端垫一个薄片,使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射,在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的,干涉条纹就是一组平行的直线(如图甲),下列说法正确的是（ ）‎ A. 这是空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉 B. 空气层厚度相同的地方,两列波的路程差相同,两列波叠加时相互加强或相互削弱的情况也相同 C. 如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲,就表明被测表面弯曲对应位置向下凹 D. 如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲,就表明被测表面弯曲对应位置向上凸 ‎【答案】ABC ‎【解析】（1）在标准样板平面和被测平面间形成了很薄的空气薄膜，用单色光从标准平面上面照射，从空气薄膜的上下表面分别反射的两列光波频率相等，符合相干条件，在样板平面的下表面处发生干涉现象，出现明暗相间的条纹，A正确；‎ ‎（2）在空气层厚度d相等的地方，两列波的波程差均为2d保持不变，叠加时相互加强和削弱的情况是相同的，属于同一条纹，故薄膜干涉也较等厚干涉，B正确；‎ ‎（3）薄膜干涉条纹，又叫等厚条纹，厚度相同的地方，应该出现在同一级条纹上。图中条纹向左弯曲，说明后面较厚的空气膜厚度d，在左面提前出现，故左方存在凹陷现象，C正确，D错误。‎ 故本题选ABC ‎12. 关于原子核的结合能,下列说法正确的是（ ）‎ A. 比结合能越大,原子核越不稳定 B. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 C. 自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 D. 一个重原子核衰变成a粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 ‎【答案】BD ‎【解析】A、比结合能越大，原子核越稳定，故A错误；‎ B、原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故B正确；‎ C、自由核子组成原子核时，其质量亏损对应的能量等于该原子核的结合能，故C错误；‎ D、一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故D正确；‎ 故选:BD。‎ ‎【点睛】比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量．用于表示原子核结合松紧程度． ‎ 结合能：两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量．分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能．‎ 二、实验题 ‎13. 实验课上同学们利用打点计时器等器材,研究小车做匀变速直线运动的规律。其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带,如图所示。图中是按打点先后顺序依次选取的计数点,在纸带上选定的相邻两个计数点之间还有四个打出的点没有画出。打点计时器使用的是频率为的交流电源。‎ 由图中的数据可知,打点计时器打下点时小车运动的速度大小是___________,小车运动的加速度大小是__________。(计算结果均保留两位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). 0.96; (2). 2.4;‎ ‎【解析】根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，有：‎ ‎,解得 由题意可知：x1=3.60cm，x2=（9.61﹣3.60）cm=6.01cm，x3=（18.01﹣9.61）cm=8.4cm，x4=（28.81﹣18.01）cm=10.8cm 由此x=2.4cm，T=0.1s，根据匀变速直线运动推论x=aT2，可得：‎ 故代入数据解得：；‎ ‎【点睛】根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小。‎ ‎14. 如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离。接通电源使光源正常工作。‎ ‎(1)已知测量头上主尺的分度值是1毫米,副尺(游标尺)上有20小格。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,使分划板中心刻线与某条纹中心对齐,如图乙所示,此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示,此示数为_____________;接着再转动手轮,使分划板中心刻线与某条纹中心对齐时,测量头上的示数为。利用上述测量结果,经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长______________‎ ‎ (结果保留2位有效数字)‎ ‎(2)另一同学按实验装置安装好仪器后,观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置做了一下改动后,在像屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是_______________。‎ A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B.仅将单缝向远离双缝方向移动少许 C.仅将单缝与双缝的位置互换 D.仅将红色滤光片换成绿色的滤光片 ‎【答案】 (1). 0.25 ; (2). ; (3). D;‎ ‎【解析】（1）图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第5刻度与上边对齐，则读数为：0mm+0.05×5=0.25mm，‎ A到B条纹间的距离为8.40mm，由图可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则：‎ 根据公式得：‎ ‎（2）对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知各条纹的宽度减小．由公式得：‎ A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，λ、L与d都不变，则不变．故A错误；‎ B．仅将单缝远离双缝移动少许，λ、L与d都不变，则不变．故B错误；‎ C．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉．故C错误；‎ D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，λ减小，L与d都不变，则减小．故D正确．‎ ‎【点睛】（1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读；‎ 单测量相邻两根条纹的间距误差比较大，往往采取测量多条干涉条纹的间距，然后求平均值，减小测量的偶然误差．根据测量光波的波长．‎ ‎（2）对实验装置作了一下改动后，条纹数目有所增加，可知各条纹的宽度减小，然后由分析即可．‎ ‎15. 下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属发生光电效应时入射光的频率和与之对应的遏制电压的几组数据。已知。‎ ‎5.644‎ ‎5.888‎ ‎6.098‎ ‎6.303‎ ‎6.501‎ ‎0.541‎ ‎0.637‎ ‎0.714‎ ‎0.809‎ ‎0.878‎ ‎(1)试在给定的坐标系中作出图象__________________________：‎ ‎(2)通过图象求出这种金属的截止频率为___________(结果保留3位有效数字)；‎ ‎(3)通过图象求出普朗克常量为______________(结果保留3位有效数字)。‎ ‎【答案】 (1). (2). ; (3). ;‎ ‎【解析】根据表格数据，通过一一描点，并作出图象，如图所示：‎ ‎（2）根据光电效应方程得：Ekm=hv﹣W0=hv﹣hv0‎ 又Ekm=eUC 解得：。‎ 知图线的斜率为：，‎ 解得：h=6×10﹣34J•s 当Uc=0，由图象与横坐标的交点，则有：。‎ ‎【点睛】根据表格数据，通过描点作图，即可；根据光电效应方程得出遏止电压与入射光频率的关系，通过图线的斜率求出普朗克常量；遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率。‎ 三、计算题 ‎16. 氢原子第能级的能量为,其中是基态能量,而…。若一氢原子发射能量为的光子后处于比基态能量高出的激发态,则氢原子发射光子前后分别处于第几能级?‎ ‎【答案】 , ‎ ‎【解析】设氢原子发射光子前后分别位于第与第能级，‎ 则依题意有， ‎ ‎，‎ 解得， 。‎ ‎17. 图中的实线是一列沿轴负向传播的正弦波在某一时刻的波形曲线。经过后,其波形如图中虚线所示。若该波的周期大于,求波的周期和波速。‎ ‎【答案】v=0.12m/s，T=2s ‎【解析】波向左传播，传播距离=6cm=0.06m 所以波速=0.12m/s 又根据波长、波速和周期的关系得：=2s ‎18. 玻璃棱镜可以看成是由如图所示的三个直角三棱镜成,相关角的度数图中已标出。一束从面射入的光线在棱镜中的折射光线与面的夹角,已知光在真空的速度,玻璃的折射率。求：‎ ‎(1)光在棱镜中的传播速度大小；‎ ‎(2)该束光线第一次从面出射时的折射光线与射入棱镜的光线之间的夹角(偏向角)大小。‎ ‎【答案】（1） （2）所以偏向角为 ‎【解析】（1），‎ ‎，，‎ ‎。‎ ‎（2）光线在面入射角为 设玻璃的临界面为。则 ‎，因此光线在面会发生全反射。‎ 光线在面的入射角 得，‎ 所以偏向角为 ‎19. ‎ 红灯停,绿灯行。绿灯之后有3秒左右的黄灯时间,黄灯闪亮时只允许已经越过停止线的车辆通过,车辆在黄灯闪亮之后,通过停止线俗称“闯黄灯”,也是违法行为。在一个十字路口, 两车在同一个车道内同向以相同的速度匀速行驶, 车在前, 车在后, 车车头和车车尾的距离为。当车车头距停止线时,红绿灯指示牌显示绿灯剩余时间为。车司机怕“闯黄灯”,立即刹车,使车做匀减速运动,恰好在黄灯亮起时, 车车头与停止线对齐。在车司机开始刹车前,车司机认为车将顺利通过路口,不会刹车。为了使车也能紧随车通过红绿灯口, 车司机使车以的加速度加速。当发现车减速时,又匆忙刹车。如果两车刹车的加速度相同,忽略车从加速变为减速所用的时间。求:‎ ‎(1) 车刹车前的速度；‎ ‎(2)要保证两车不相撞,从车开始刹车到车开始刹车的时间间隔最大是多少?‎ ‎【答案】（1） （2）， ‎ ‎【解析】（1）设两车运行速度为，车减速时 ‎，‎ ‎，‎ ‎（2）车减速前的位移 ‎ ‎ 车加速时 ‎ ‎ 车减速时 ‎ ‎ 间的位置关系为 解得，‎ ‎ ‎ ‎ ‎