广西南宁市第三中学2020学年高二物理下学期期中试题(1) 14页

广西南宁市第三中学2020学年高二物理下学期期中试题 ‎ ‎（考试时间：90分钟 满分：100分）‎ 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，1-8小题只有一个选项正确；9-12小题有多个选项正确，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1．物理学家在对客观世界进行探索的过程中，科学实验起着非常重要的作用，推动了物理学的发展，下列说法符合历史事实的是 A．托马斯•杨利用双缝干涉实验有力地说明光是一种机械波 B．卢瑟福通过对粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子 C．贝可勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，‎ 并测出了该粒子的比荷 ‎2．一束光线从空气射向玻璃，入射角为α.下列四幅光路图中正确的是 A． B． C． D．‎ ‎3．关于振动和波动，下列说法中正确的是 A．有振动一定有波动，有波动不一定有振动 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．光从空气进入水中，光的频率不变，传播速度变大，波长变长 D．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在远离我们 ‎4．一弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，‎ 由图可知：‎ A．质点的振幅为10cm B．质点的振动频率是4Hz C．t=2s时刻速度最大,方向沿x轴的正方向 D．t=3s时，质点加速度为正向最大 ‎5．2020年1月3日，“嫦娥四号”探测器完成了人类历史上的首次月背软着陆．“嫦娥四号”的核电池利用放射性同位素Pu衰变供电；静止的Pu衰变为铀核和X粒子，放出频率为ν的γ光子．已知：Pu、和X粒子的质量分别为mPu、mU和mX，普朗克常数为h，光速为c．则下列说法正确的是 ‎　A．X粒子是He ‎　B．的比结合能比Pu的大 ‎　C．释放出的γ光子能量为(mPu- mU)c2‎ ‎　D．放射性同位素Pu的半衰期随温度降低而变大 ‎6．如图所示为氢原子能级示意图．现有大量的氢原子处于n=4的激发态，‎ 当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是 A．最多可辐射出3种不同频率的光 B．由n=2跃迁到n=1能级产生的光的频率最小 C．由n=4跃迁到n=1能级产生的光的波长最短 D．由n=4跃迁到n=3能级，氢原子的电势能减小 ‎7．如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为ν0，元电荷为e，普朗克常量为h．现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上，则下列方法一定能够增加饱和光电流的是 A．照射光强度不变，增加光的频率 B．照射光频率不变，增加照射光强度 C．增加A、K电极间的电压 D．减小A、K电极间的电压 ‎8．如图所示，甲图为一列沿x轴传播的简谐横波在t=1s时刻的波动图象，乙图为参与波动的质点P的振动图象，则下列判断正确的是 A．该波的传播方向沿x轴正方向 B．该波的传播速度为8m/s C．该波的传播速度为4m/s D．经过1s，质点P沿波的传播方向迁移4m ‎9．（多选）如图，a、b、c、…、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点，e点为波源，t＝0时刻从平衡位置开始向上做简谐运动，振幅为3 cm，周期为0.2 s．在波的传播方向上，后一质点比前一质点迟0.05 s开始振动．t＝0.25 s时，x轴上距e点2.0 m的某质点第一次到达最高点，则 ‎　A．该机械波在弹性介质中的传播速度为8m/s ‎　B．该机械波的波长为2 m ‎　C．图中相邻质点间距离为0.5 m ‎　D．当b点在平衡位置上方3cm处时，f点也在平衡位置上方3cm处 ‎10．（多选）两木块A、B质量分别为m、M，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如图所示，用外力将木块A压下一段距离静止，释放后A上下做简谐振动．在振动过程中，木块B刚好始终不离开地面即它对地面最小压力为零．以下说法正确的是 A．在振动过程中木块A的机械能守恒 B．A做简谐振动的振幅为 C．A做简谐振动的振幅为 D．木块B对地面的最大压力是 ‎11．（多选）某质点在直线上做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为 ‎，‎ ‎　　t的单位为s，则质点 A．第1s内速度不断增大 B．第2s内加速度不断减小 C．第1s末与第5s末的动能相等 D．第1s初到第2s末的经过的路程为8cm ‎12．（多选）甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播波速均为40cm/s，两列波在t=0时的部分波形如图所示．关于这两列波，下列说法不正确的是 A．甲波的波长λ甲=40m B．乙波的周期为T乙=1.2s C．两列波可以形成稳定的干涉 D．t=0时刻，介质中偏离平衡位置位移为24cm的相邻质点 ‎　平衡位置间的距离为480cm 二、实验题（每空2分，共14分）‎ ‎13．某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中，已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°；在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间内为t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为L，再用游标卡尺测得摆球的直径为d．‎ ‎（1）用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g= ______________________‎ ‎（2）实验结束后，某同学用公式法测得的重力加速度总是偏大，其原因可能是下述原因中的 A．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了 B．把n次摆动的时间误记为（n+1）次摆动的时间 C．以摆线长作为摆长来计算 D．以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算 ‎14．甲、乙两个研究小组的同学去实验室进行光学实验的研究：‎ ‎（1）甲研究小组根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示，在一个圆盘上，过圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，然后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值．则 ‎①图中P3、P4两位置中对应的折射率较大的是____（填P3或P4）‎ ‎②若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为_____‎ ‎（2）乙实验小组进行“用双缝干涉测光的波长”实验，如图甲所示将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏．‎ 从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm．然后，接通电源使光源正常工作．‎ ‎①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A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_______mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与图丙中条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为8.40mm．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λ=________m（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．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．仅将单缝远离双缝移动少许 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 三、计算题(共38分.其中15题8分，16题9分，17题10分，18题11分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分.有数字计算的题答案中必须明确数值和单位.)‎ ‎15．渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示．‎ ‎(1)从该时刻开始计时，画出x＝m处质点做简谐运动的振动图像(在答题卡的坐标轴上画至少一个周期的振动图像)．‎ ‎(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略此过程船和鱼群的运动)．‎ ‎16．如图,平行玻璃砖厚度为d,一射向玻砖的细光束与玻砖上表面的夹角为30°,光束射入玻砖后先射到其右侧面．已知玻璃对该光的折射率为,光在真空中的传播速度为c．‎ ‎(1)光束从上表面射入玻砖时的折射角;‎ ‎(2)光束从射入玻砖到第一次从玻砖射出所经历的时间．‎ ‎17．一列简谐横波在x轴上传播，在t1＝0和t2＝0.05 s时，其波形分别用如图的实线和虚线表示，求：‎ ‎(1)这列波可能具有的波速.‎ ‎(2)当波速为280 m/s时，波的传播方向如何？以此波速传播时，t=0时刻x＝8 m处的质点P从平衡位置运动至y=1cm所需的最短时间是多少.‎ ‎18．如图所示，水平虚线X下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，整个空间存在匀强电场（图中未画出）．质量为m，电荷量为+q的小球P静止于虚线X上方A点，在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为2I的冲量作用而做匀速直线运动．在A点右下方的磁场中有定点O，长为l的绝缘轻绳一端固定于O点，另一端连接不带电的质量为2m的小球Q，自然下垂．保持轻绳伸直，向右拉起Q，直到绳与竖直方向有一小于5o的夹角，在P开始运动的同时自由释放Q，Q到达O点正下方W点时速率为v0．P、Q两小球在W点发生正碰，碰后电场，磁场消失，两小球黏在一起运动．P、Q两小球均视为质点，P小球的电荷量保持不变，绳不可伸长不计空气阻力，重力加速度为g .‎ ‎（1）求匀强电场场强的大小和进入磁场时的速率.‎ ‎（2）若绳能承受的最大拉力为,要使绳不断，至少为多大；‎ ‎（3）求点距虚线的距离.‎ 高二段考物理试题参考答案 一、选择题（每题4分，共40分.1-8为单题，9-12为多选题）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 D A D C B C B C BC BD AC ACD 二、实验题（每空2分，共14分）‎ ‎13．（1）‎ ‎（2）BD ‎14．（1）①P4‎ ‎② ‎ ‎（2）①0.25mm ；4.8×10-7 m ‎②D 三、计算题(共38分.其中15题8分，16题9分，17题10分，18题11分.)‎ ‎15. (8分)‎ 解：(1)该波的周期为T＝＝1×10－5s（1分）‎ 由波动图像知，此时x＝7.5×10－3 m处的质点位于负的最大位移处，所以，从该时刻开始计时，该质点的振动图像如图所示．（图像3分）‎ ‎(2)由波形图读出波长λ＝15×10－3 m （1分）‎ 由波速公式得v＝λf ① （1分）‎ 鱼群与渔船的距离为x＝vt② （1分）‎ 联立①②式，代入数据得x＝3 000 m （1分）‎ ‎16. (9分)‎ 解： (1)光路图如图所示，‎ 设光在上表面折射时，入射角为i，折射角为r，则 ‎ （1分）‎ 由折射定律有： （2分）‎ 解得： （1分）‎ ‎(2)光线射到右侧面时，入射角 因 （1分）‎ 故光束在右侧面发生全反射，接着从下表面射出 由几何关系得光束在玻璃砖内传播的距离为： （2分）‎ 光束在玻璃砖内传播的速度： （1分）‎ 解得传播的时间为：． （1分）‎ ‎17.(10分)‎ 解：①若波沿x轴正向传播，则：‎ n=1，2，3， （1分）‎ ‎（2分）‎ 若波沿x轴负向传播，则：‎ n=1，2，3， （1分）‎ ‎（1分）‎ ‎②当波速为280m/s时，有（1分）‎ · ‎，所以波向x轴负向传播．（1分）‎ ‎（1分）‎ t=0时刻x＝8 m处的质点P从平衡位置运动的振动方程为：‎ 当x=1cm时： （1分）‎ 则 最短时间为： （1分）‎ ‎18.(11分)‎ 解：（1）P整个空间小球重力和电场力平衡，有qE=mg 得 （1分）‎ 设小球P受到冲量获得速度为v，由动量定理：2I=mv 得： （2分）‎ ‎（2）设P、Q同向碰撞碰后速度大于反方碰后的速度，考虑到绳有最大拉力，此时应为同向碰撞．‎ Q碰前在W点的最大速度为v0，由动量守恒定律得：mv+2mv0=（m+2m)v’ （1分）‎ 此刻轻绳的张力也为最大，由牛顿运动定律得：（1分）‎ 联立方程，得： （1分）‎ ‎（3）设P在X上方做匀速直线运动的时间为t，则t=s/v （1分）‎ 设P在X下方做匀速圆周运动的时间为t，则 （1分）‎ 情况一：在W点相向运动 设小球Q从开始运动到与P球相向碰撞的运动时间为t，由单摆周期性有：‎ ‎ （1分）‎ 由题意，有:‎ 联立相关方程，得 （1分）‎ 情况二：在W点同向运动 设小球Q从开始运动到与P球相向碰撞的运动时间为t’，由单摆周期性有：‎ ‎ ‎ ‎（1分）‎ 由题意，有: ‎ 联立相关方程，得: （1分）‎