福建省福州市八县（市）一中2020学年高二物理下学期期末联考试题（含解析） 15页

福建省福州市八县（市）一中2020学年高二物理下学期期末联考试题（含解析） ‎ 一、选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，第1—5题只有一项符合题目要求，第6—8题有多项符合题目要求,全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1.物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是 A. J．汤姆孙发现了电子，并提出了“原子的核式结构模型”‎ B. 卢瑟福用α粒子轰击获得反冲核，发现了质子 C. 查德威克发现了天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D. 普朗克提出的“光子说”成功解释了光电效应 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、J．汤姆孙发现了电子，并提出了“枣糕式原子模型”，卢瑟福提出了“原子的核式结构模型”，故A错误。‎ B、卢瑟福用α粒子轰击获得反冲核，发现了质子，故B正确；‎ C、贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构；故C错误；‎ D、普朗克提出了能量子假说，成功地解释了黑体辐射实验；爱因斯坦提出了光子说，解释了光电效应，故D错误。‎ ‎2.下列说法正确是（ ）‎ A. 原子核结合能越大，原子核越稳定 B. 光的波长越短，其波动性越明显；波长越长，其粒子性越显著 C. 氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个 D. 核力是一种强相互作用力，在其作用范围内，可能是引力也可能是斥力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 原子核比结合能越大，原子核越稳定，选项A错误；‎ B. 光的波长越短，其粒子性越明显；波长越长，其波动性越显著，选项B错误；‎ C. 半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核的衰变不适应，选项C错误；‎ D. 核力是一种强相互作用力，在其作用范围内，可能是引力也可能是斥力，选项D正确.‎ ‎3.根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（ ）‎ A. 某原子经过一次α衰变和两次β衰变后，核内质子数不变 B. 放射性元素与别元素形成化合物后就不具有放射性 C. β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流 D. 在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最弱，电离能力最强 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 某原子经过一次α衰变核内质子数减小2，发生一次β衰变后，核内质子数增加1，则原子经过一次α衰变和两次β衰变后，核内质子数不变，选项A正确；‎ B. 放射性元素的放射性与元素所处的化合状态无关，选项B错误；‎ C. β射线是原子核内的中子转化为质子时放出的负电子后形成的电子流，选项C错误；‎ D. 在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，选项D错误.‎ ‎4.用中子轰击原子核产生裂变反应，可能的裂变方程为+→Y++3，方程中的单个原子核、Y、及单个中子的质量分别为m1、m2、m3、m4，‎ 的半衰期为T,核的比结合能比Y核的小，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是 A. Y原子核中含有56个中子 B. 若提高的温度，的半衰期将会小于T C. 方程中的核反应释放的能量为(m1－m2－m3－2m4)c2‎ D. 原子核比Y原子核更稳定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由质量数和电荷数守恒可得：Y原子核的质量数A=235+1-89-3=144，核电荷数Z=92-36=56，故中子数N=144-56=88，故A错误；‎ B、半衰期的大小与温度、压强等因素无关，由原子核内部因素决定，故B错误；‎ C、根据爱因斯坦质能方程知，裂变时释放的能量，故C正确；‎ D、原子核的比结合能小于Y原子核的比结合能，故Y原子核比原子核更稳定，故D错误。‎ ‎5.已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图所示，当大量氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电子的动能减少，氢原子系统的总能量减少 B. 氢原子可能辐射4种频率的光子 C. 有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应 D. 从n=4到n=1发出的光的波长最长 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，核外电子的半径减小，由可知，电子的动能变大，由于辐射光子，则氢原子系统的总能量减少，选项A错误；‎ B. 氢原子可能辐射种不同频率光子，选项B错误；‎ C. n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，n=4跃迁到n=2辐射的光子能量为2.55eV，均小于逸出功，不能发生光电效应，其余3种光子能量均大于2.7eV，所以这群氢原子辐射的光中有3种频率的光子能使钙发生光电效应。故C正确；‎ D. 从n=4到n=1能级差最大，则发出光的频率最大，波长最短，选项D错误.‎ ‎6.如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，能上升的最大高度为（不计空气阻力），则（　 　）‎ A. 小球和小车组成的系统动量守恒 B. 小车向左运动的最大距离为R C. 小球离开小车后做斜上抛运动 D. 小球落回B点后一定能从A点冲出 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，水平方向系统动量守恒，但由于小球有向心加速度，系统竖直方向的合外力不为零，所以系统动量不守恒，故A错误；‎ B.设小车向左运动的最大距离为x。系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：mv-mv′=0，即得，解得：x=R，故B正确；‎ C. 小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，则知小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度均为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故C错误；‎ D.小球第一次从静止开始上升到空中最高点的过程，由动能定理得：mg（h-）-Wf=0，Wf为小球克服摩擦力做功大小，解得：Wf=mgh，即小球第一次在车中滚动损失的机械能为mgh，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于mgh，机械能损失小于mgh，因此小球从B点落回后一定能从A点冲出。故D正确。‎ ‎7.如图甲所示，长木板A静止在光滑的水平面上，质量m＝2 kg的物体B以v0＝2 m/s的水平速度滑上A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法中正确的是 (　 　)‎ A. 木板获得的动能为1 J B. 系统损失的机械能为2 J C. 木板A的最小长度为1 m D. A、B间的动摩擦因数为0.2‎ ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ 试题分析：设木板的质量为M，由动量守恒得，木板获得的速度为，解得．木板获得的动能为．故A正确．由图得到：0-1s内B的位移为，A的位移为，木板A的最小长度为．故C正确．由斜率大小等于加速度大小，得到B的加速度大小为，根据牛顿第二定律得：，代入解得，．故D错误．系统损失的机械能为．故B正确．‎ 考点：考查了动量守恒定律；动量定理；动能定理．‎ ‎8.在光电效应实验中，某同学按如图a方式连接电路，利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流与A、K两极之间电压UAK的关系曲线（甲光、乙光、丙光）如图b所示，则下列说法正确的是 （ ）‎ A. 甲、乙两光的光照强度相同 B. 甲、乙两光的频率相同 C. 丙光照射阴极时，极板的逸出功最小 D. 乙光的波长大于丙光的波长 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】B.根据eUc=Ek=hv-W0，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大。甲光、乙光的遏止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，故B正确；‎ A.‎ ‎ 甲光、乙光的频率相等，由图可知，甲光饱和光电流大于乙光，因此甲光的光强大于乙光的光强，故A错误；‎ C.极板的逸出功只与极板金属的材料有关，与入射光无关，选项C错误；‎ D. 丙光的遏止电压大于乙光的遏止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长，故D正确；‎ 二、选修3-4选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的五个选项中有三个正确答案．选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分,有选错的得0分。）‎ ‎9.下列说法正确的是 (　 　)‎ A. 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果 B. 用光导纤维传送图像信息，这是光的全反射的应用 C. 泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了激光的相干性 D. 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰 E. 眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的折射的结果，选项A错误；‎ B. 用光导纤维传送图像信息，这是光的全反射的应用，选项B正确；‎ C. 泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了激光的相干性，选项C正确；‎ D. 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰是利用光的偏振。只能让振动方向与透振方向一致的光通过。故D正确。‎ E. 眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项E错误.‎ ‎10.直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示。a、b光相比 (　 　)‎ A. 玻璃对a光的折射率较大 B. a光在玻璃中的传播速度较大 C. 在真空中，a光波长大于b光波长 D. 若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光小 E. 用同一双缝干涉实验装置观察，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 ‎【答案】BCE ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图知，光线通过玻璃砖后，b光的偏折角大，则玻璃对b光的折射率较大，那么玻璃对a光的折射率较小，故A错误；‎ B.玻璃对a光的折射率较小，由v=c/n分析知，a光在玻璃中的传播速度较大，故B正确；‎ C. a光的折射率较小，则a光的频率较小，在真空中的波长较大，选项C正确；‎ D. 玻璃对a光的折射率较小，由sinC=1/n可知，a光的临界角较大，即若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光大，选项D错误；‎ E.用同一双缝干涉实验装置做实验，因玻璃对a光的折射率较小，那么a光的波长大，由得a光的相邻两明条纹之间的距离大，故E正确；‎ ‎11.下列说法正确的是(　 　)‎ A. 振子向平衡位置运动时，加速度与速度方向相同 B. 在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大 C. 单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关 D. 火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发出的频率高 E. 当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长大的多时，将发生明显的衍射现象 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 振子向平衡位置运动时，加速度与速度方向都指向平衡位置，方向相同，选项A正确；‎ B. 在干涉现象中，振动加强点的振幅总比减弱点的振幅要大，振动加强点和振动减弱点都在平衡位置上下做简谐振动，因此振动加强点的位移不一定比减弱点的位移大，选项B错误；‎ C. 单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，与单摆的摆长无关，选项C正确；‎ D. 根据多普勒效应，火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发出的频率高，选项D正确；‎ E. 当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长小的多时，将发生明显的衍射现象，选项E错误.‎ ‎12.一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，图中质点A的振动图象如图乙所示。则 (　 　)‎ A. 这列波的波速是25 m/s B. 这列波沿x轴正方向传播 C. 质点P在1 s内通过的路程是40 cm D. t=0.7 s时，x=2.5 m处的质点到达波峰 E. 若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为1.25 Hz ‎【答案】ADE ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图甲知，该波的波长λ=20m，由图乙知，该波的周期T=0.8s，则波速。故A正确。‎ B.由图乙知，质点A在t=0时刻的速度方向沿y轴正向，根据波形平移法可知，这列波沿x轴负方向传播，故B错误。‎ C.因t=1s=1T，则从图甲所示位置开始，只有起始位置在平衡位置或最大位移处时，质点在1s内能通过的路程是S=5A=5×8cm=40cm，因P点起始位置不在平衡位置或最大位移处，则P点在1 s内通过的路程不是40 cm，故C错误。‎ D.t=0.7 s时，波传播的距离为s=vt=25×0.7m=17.5m=λ，则此时x=2.5 m处的质点到达波峰，选项D正确；‎ E.这列波的频率 f=1/T=1/0.8Hz=1.25Hz．产生稳定干涉现象的条件是两列波的频率相等。故若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为1.25Hz．故E正确。‎ 三、实验题（本题共2小题，共10分，每空2分）‎ ‎13.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以ab、cd为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_______；乙同学测得的折射率与真实值相比________。填“偏大”、“偏小”或“不变”‎ ‎【答案】 (1). 偏小 (2). 不变 ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空.如图．测定折射率时，玻璃中折射角增大，则由知，折射率减小；‎ 第二空.用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；即乙同学测得的折射率与真实值相比不变.‎ ‎14.在观察光的双缝干涉现象的实验中：‎ ‎(1)将激光束照在如图所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是选项图中的 （ ）‎ ‎(2)保持双缝到光屏的距离不变，换用间隙更小的双缝，在光屏上观察到的条纹宽度将________；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将________(均选填“变宽”、“变窄”或“不变”)．‎ ‎【答案】（1）A（2）变宽 变窄 ‎【解析】‎ 试题分析：(1)光照在双缝上出现的是双缝干涉现象，而双缝干涉图象中间是亮条纹，两侧是明暗相间的等间距对称的干涉条纹，所以A是正确。（2）根据双缝干涉条纹间距公式，其中L表示双缝到荧光屏之间的间距，d为两条双缝之间的距离，换用间隙更小的双缝d减小，条纹间距将会变宽；保持双缝间隙不变，减小光屏到双缝的距离，则条纹间距将会变窄。‎ 考点：本题考查了光的双缝干涉图象和条纹间距公式 四、计算题（本道题为选修3-4计算题，共16分,答案必须按照小题号写在答题卡指定区域）‎ ‎15.如图所示，实线为t1＝0时刻的图象，虚线为t2＝0.2 s时刻的波形，求：‎ ‎（1）若已知T＜t2-t1＜2T，且图中P质点在t1时刻的瞬时速度方向向上，求可能的波速；‎ ‎（2）若0.1 s＜T＜0.2 s，且从t1时刻起，图中Q质点比R质点先回到平衡位置，求可能的波速；‎ ‎【答案】（1）50m/s；（2）40m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）P质点在t1时刻的瞬时速度方向向上，波向左传播 若T﹤t2－t1﹤2T，波传播的距离x=λ+4 m=10 m 波速= 50 m/s.‎ ‎（2）Q比R先回到平衡位置，说明波是向右传播；0.1s＜T＜0.2s，这段时间内波只可能向右传播了8 m；‎ ‎= 40m/s.‎ ‎16.如图所示，等腰直角三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于O点处的点光源在透明介质内向各个方向发射光线，其中从AC边上的D点射出的光线平行于BC，且OC与OD夹角为15°，从E点射出的光线垂直BC向上。已知BC边长为2L。求：‎ ‎（1）该光在介质中发生全反射的临界角C；‎ ‎（2）DE的长度x。‎ ‎【答案】（1）C=45°；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由几何关系可知，题图中∠ODE=60°，故光线OD在AC面上的入射角为30°，折射角为45°‎ 根据光的折射定律有 由sinC=1/n，知C=45°.‎ ‎（2）由 ，解得 由几何关系可知，光线OE在AC面上的折射角为45°，根据光的折射定律有，OE光线在AC面上的入射角为30°，故题图中∠OEC=60°，则△ODE为等边三角形，得 五、计算题(该部分为 3-5 计算题,共2小题，共18分。解答应写出必要的文字说明.方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎17.一静止的氡核Rn发生α衰变转变成钋核Po，已知放出的α粒子的质量为m，速度为v0。假设氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能。‎ ‎（1）试写出氡核衰变的核反应方程。‎ ‎（2）求出氡核发生衰变时的质量亏损。（已知光在真空中的速度为c）‎ ‎【答案】（1）Rn→Po+He.；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）衰变的核反应方程：Rn→Po+He.‎ ‎（2）由动量守恒定律：0=mv0－Mv 其中 由 .‎ 得 ‎18.如图所示，光滑曲面AB与粗糙水平轨道BC相切于B点，一质量m1=0.1 kg的小滑块1从离BC高H=0.8 m处静止开始滑下，与静止在B处的质量m2=0.3 kg的小滑块2发生弹性碰撞，碰撞后滑块2恰好运动到C处停止。已知BC间距离s=1 m，O在C的正下方，C离水平地面高h=0.45 m，（两滑块均可看作质点，不计空气阻力，g=10 m/s2）。‎ ‎（1）求两物块碰撞前瞬间物块1的速度大小v0；‎ ‎（2）求物块2与水平轨道BC间动摩擦因数μ；‎ ‎（3）若增加物块1 的质量，碰撞后物块2从C点水平飞出后落在水平地面上的D点，求D与C的水平距离最大不会超过多少？‎ ‎【答案】（1）4m/s；（2）0.2；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）物块1从A到B，由动能定理： ‎ 得v0=4 m/s.‎ ‎（2）物块1、2发生弹性碰撞，则 m1v0=m1v1+m2v2‎ 联立以上两式得：v2==2 m/s 从B到C由动能定理： ‎ 得μ=0.2‎ ‎（3）由可知当m1远大于m2时，发生弹性碰撞后物块2速度最大vm=2v0=8 m/s.‎ 从B到C由动能定理： ‎ 离开C后做平抛运动，由 则 联立上式解得 ‎