北京市顺义区2018-2019学年高二下学期期末考试物理试题 16页

顺义区2018- -2019学年度第二学期高二物理期末试卷 一、单项选择题 ‎1.街道务的路灯江海里的航标灯都要求夜晚亮白天关闭利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄天的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（　　）‎ A. 压敏性 B. 光敏性 C. 热敏性 D. 三特性都利用了 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意可知灯要求夜晚亮白天熄，说明电路和光照有关，所以这是利用了半导体的光敏性，压敏性与压力有关，热敏性与温度有关，均不符合题意，ACD错误，B正确。‎ 故选B ‎2.关于、β、γ三种射线，下列说法正确的是（　　）‎ A. 射线是带负电的高速电子流 B. β射线是带正电的高速粒子流 C. γ射线是能量很高的电磁波 D. 、β、γ三种射线都是高速运动的带电粒子流 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】A．高速运动的氦原子核的粒子束，称为α射线，α射线带正电荷，故A错误； B．β射线由放射性同位素衰变时放出来带负电荷的粒子，故B错误； CD．γ射线是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，能量高穿透力强，γ射线不带电，故C正确，D错误。 故选C。‎ ‎3.关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是（　　）‎ A. 均匀变化的电场周围可产生电磁波 B. 电磁波可能是横波，也可能是纵波 C. 正交的电场和磁场叠加，形成了电磁场 D. 一切电磁波在真空中的传播速度为3.0×‎108m/s ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．周期性变化的电场可产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场可产生周期性变化的电场，变化的电场和磁场交替出现，由近及远的向外传播形成电磁波，选项AC错误； ‎ B．电磁波是横波，电场方向与磁场方向垂直，选项B错误；‎ D．一切电磁波在真空中的传播速度为3.0×‎108m/s，选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.一个氢原子从基态跃迁到n=2的激发态。该氢原子（　　）‎ A. 吸收光子，能量增加 B. 吸收光子，能量减少 C. 放出光子，能量增加 D. 放出光子，能量减少 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】一个氢原子从基态跃迁到n=2的激发态，即从低能级向高能级跃迁，需要吸收光子，能量增加，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎5.如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后并联在电路中。接入交流电源后，三盏灯亮度相同。若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率减小，则下列判断正确的是（　　）‎ A. 灯泡L1将变暗 B. 灯泡L2将变暗 C. 灯泡L3将变暗 D. 灯泡亮度都不变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率减小，对电阻没有影响，而电容器对其阻碍变大，线圈对其阻碍变小。所以灯泡L1将变亮，灯泡L2将变暗，灯泡L3将亮度不变。故B正确ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎6.如图所示，闭合线圈正上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下但未插入线圈内部．当磁铁向上运动时（ ）‎ A. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 D. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当磁铁向上运动时，穿过线圈的磁通量变小，原磁场方向向下，所以感应磁场方向向下，根据右手螺旋定则，拇指表示感应磁场的方向，四指弯曲的方向表示感应电流的方向，故可判断出产生了如图中箭头方向相反的的感应电流．根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互吸引。‎ 故选B。‎ ‎7.图示为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹。若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以（　　）‎ A. 增大双缝的间距 B. 将光屏移近双缝 C. 将光源向双缝移动一小段距离 D. 更换滤光片，改用波长更长的单色光 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】由条纹间距干涉知，为了增大光屏上干涉条纹的间距，应使得双缝间距离d缩小，或者增大L与λ。‎ A．增大双缝的间距d，则条纹间距变小，故A错误；‎ B．将光屏移近双缝，减小L，则条纹间距变小，故B错误；‎ C．将光源向双缝移动一小段距离，根据以上分析可知，间距不变，故C错误；‎ D．更换滤光片，改用波长更长的单色光，则间距变大，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎8.如图所示，一束光从介质a斜射向介质b，在两种介质的分界面上发生了全反射，下列判断正确的是（　　）‎ A. 光的入射角必须等于临界角 B. 光的入射角必须小于临界角 C. a是光疏介质，b是光密介质 D. b是光疏介质，a 是光密介质 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 对照全反射的条件知，光的入射角必须大于或等于临界角，故AB错误；‎ CD. 光从介质a射向介质b，在a、b介质的分界面上发生了全反射，则a是光密介质，b是光疏介质。故C错误D正确。‎ 故选D。‎ ‎9.如图所示，a是由红、紫两种单色光组成的一束复色光，射向半圆形玻璃砖，折射后分成了光束b和光束c，下列判断正确的是（　　）‎ A. b是红光，c是紫光 B. b的频率大于c的频率 C. b和c在玻璃中的传播速度相等 D. 在真空中b的波长等于c的波长 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.由图可得：b光的折射角较小，故折射率较大，那么，b光的频率较大，故b光是紫光；那么，c光是红光，故A错误B正确；‎ C.根据 可知，b光的折射角较小，故折射率较大，b的传播速度小，故C错误；‎ D.根据 可知，b光的频率较大，波长小，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎10.科学家发现在月球上含有丰富的He（氦3）。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为 聚变下列表述正确的是（　　）‎ A. 聚变反应产生了新的原子核 B. 聚变反应不会释放能量 C. 聚变反应没有质量亏损 D. 目前核电站都采用He聚变反应发电 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．聚变反应产生了新原子核，故A正确；‎ BC．聚变反应有质量亏损，所以要放出大量能量，故BC错误；‎ D．目前核电站都采用铀核裂变反应；故D错误。‎ 故选A。‎ ‎11.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′，bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲、丙两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aa′，bb′为界面画光路图。下列说法正确的是（　　）‎ A. 甲同学测得的折射率与真实值相比偏大 B. 甲同学测得的折射率与真实值相同 C. 乙同学测得的折射率与真实值相比偏小 D. 乙同学测得的折射率与真实值相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】AB．甲同学测量光路图如图甲所示， ‎ 真实值，测量值，因r′＞r，故n＞n′，所以甲同学测得的折射率与真实值相比偏小，故AB错误；‎ CD．乙同学测量的光路图如图乙所示 测量值与真实值相等，故C错误D正确。‎ 故选D。‎ ‎12.如图所示的电路中，和是完全相同的两只灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下面说法中正确的是 A. 合上开关S接通电路时，和同时亮 B. 合上开关S接通电路时，先亮，后亮 C. 断开开关S切断电路时，先灭，后灭 D. 断开开关S切断电路时，先灭，后灭 ‎【答案】B ‎【解析】‎ AB、合上开关S接通电路时，两支路电流增加，所以灯泡A2马上亮起来，而在A1‎ 支路中线圈L上会产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以使得电灯慢慢亮起来，故B正确，A错误；‎ CD、当断开开关S切断电路时，电路中的电流减小，所以支路中的电流立即消失，但是在支路由于L中的自感电动势阻碍电流的减少，此电流会在L中重新形成回路，所以会使得两灯慢慢的一起熄灭，故CD错误；‎ 故选B．‎ ‎13.某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电．已知输电线的总电阻为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器，则下列说法中错误的是（ ）‎ A. 通过电流的有效值是 B. 降压变压器原、副线圈的电压之比为 C. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D. 升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 降压变压器副线圈输出电压的有效值，所以电流有效值，故A正确．理想变压器的电压和线圈的匝数成正比，所以原副线圈的电压比等于原副线圈匝数之比4:1，故B正确．由于输电线存在电阻，根据 ‎，所以升压高压器下的输出电压大于降压变压器的输入电压，故C错误．同理由于输电线电阻的功率损耗，升压变压器下的输出功率大于降压器的输入功率，故D正确．故选C．‎ 点睛：理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损．输电线上的损失功率与其电流的平方成正比，而与输电线两端的电压的平方成反比．‎ ‎14.随着科技发展。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图所示。用频率为v的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，下列说法正确的是（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子的电荷量）（　　）‎ A. 电子的最大初动能是定值 B. 电子的最大初动能等于 C. 遏止电压U可能等于 D. 遏止电压U可能等于 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 用频率为v的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应，一个电子在短时间内吸收多个光子，故最大初动能不再是定值，与吸收的光子个数有关，且由于吸收光子个数未知，则最大初动能无法具体计算，故AB错误；‎ CD. 一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应，即吸收的光子能量为nhv，n=2，3，4，则有：eU=nhv-W，解得：‎ ‎，n=2，3，4…‎ 故C错误D正确。‎ 故选D。‎ 二、论述计算题 ‎15.用单摆测定重力加速度的实验装置如右图所示：‎ ‎(1)组装单摆时，应在下列器材中选用。_______（选填选项前的字母）；‎ A.约‎1m长的细线 B.约0. ‎8m长的橡皮筋 C.直径约‎1cm的实心木球人 D.直径约‎1cm的实心钢球 ‎(2)测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=____；（用 L，n，t 表示）‎ ‎(3)表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理：‎ 组次 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 摆长L/cm ‎80.00‎ ‎90.00‎ ‎100.00‎ ‎50 次全振动时间t/s ‎90.0‎ ‎95.5‎ ‎100.5‎ 振动周期T/s ‎1.80‎ ‎1.91‎ 重力加速度g/（m⋅s−2）‎ ‎9.74‎ ‎9.73‎ 请计算出第3组实验中的 T=________s，g=_______m/s2（保留小数点后两位）；‎ ‎(4)实验时某同学测得的g值偏大，其原因可能是_______；‎ A.测摆长时摆线拉的过紧 ‎ B开始计时时，秒表过迟按下 C.测出49次全振动误作为50次 D.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了 ‎(5)有两位同学利用假期分别去参观北京大学和厦门大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2-L图像，如图甲所示。去北大的同学所测实验结果对应的图线是__________（填“A”或“B”）。‎ ‎【答案】 (1). AD (2). (3). 2.01 (4). 9.76 (5). ABC (6). B ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1] 为减小实验误差，单摆摆线适当长些，应选择约‎1m长的细线做摆线，为 减小空气阻力对实验的影响，应选择质量大而体积小的球做摆球，因此摆球应选择钢球，故选AD。‎ ‎(2)[2] 单摆周期：，由单摆周期公式：可知，重力加速度：‎ ‎(3)[3][4] 由表中实验数据可知，第三组实验中，周期：‎ 代入数据：‎ ‎(4)[5]A． 测摆线长时摆线拉得过紧，则摆长的测量值偏大，导致重力加速度测量值偏大，故A正确；‎ B． ‎ 开始计时时，秒表过迟按下，则测量的时间偏小，由表达式可知将导致重力加速度测量值偏大。故B正确；‎ C． 测出49次全振动误作为50次，则周期测量值偏小，导致重力加速度测量值偏大，故C正确；‎ D． 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了，则摆长测量值偏小，导致重力加速度测量值偏小，故D错误。‎ 故选ABC。‎ ‎(5)[6]根据可知，，知T2～L图象的斜率越大，则重力加速度越小，因为厦门当地的重力加速度小于北京，去北大的同学所测实验结果对应的图线的斜率小，应该是B图线。‎ ‎16.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，依据图像求：‎ ‎(1)该交流电的电压有效值；‎ ‎(2)该交流发电机转动的角速度；‎ ‎(3)电动势的瞬时值的表达式。‎ ‎【答案】(1)100V；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由图像得 根据有效值和峰值关系 ‎(2)交流发电机转动的角速度 ‎(3)电动势的瞬时值的表达式 ‎17.如图所示，图甲是一列简谐横波在t=0时刻的图像，P点是此时处在平衡位置的一个质点。图乙是质点P的振动图像。求：‎ ‎(1)这列波的传播速度；‎ ‎(2)经过30s，波向前传播的距离x；‎ ‎(3)判断这列波的传播方向。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)向左 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由甲图读出波长 由乙图读出周期 根据 ‎(2)经过30s，波向前传播的距离 ‎(3)由图乙可知，时刻质点P正在向下振动，所以波沿x轴负方向传播，即向左传播。‎ ‎18.如图所示，AB为空气与某种介质界面，直线MN垂直于界面AB。光由空气射入折射率n=的这种介质。已知光在空气中的传播速度约为3×‎108m/s。求：‎ ‎(1)当入射角时，折射角r；‎ ‎(2)光在这种介质中的传播速度大小v；‎ ‎(3)若光由这种介质射向空气，发生全反射的临界角的正弦值。‎ ‎【答案】(1)30°；(2) ；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由折射定律 得 代入数据，解得折射角为 ‎(2)光在这种介质中的传播速度 ‎(3)根据全反射的临界角公式 ‎19.如图所示，在匀强磁场中倾斜放置两根平行金属导轨，导轨与水平面夹角为，磁场方向垂直导轨平面向下，磁感强度的大小为B，平行导轨间距为L。两根金属杆ab和cd可以在导轨上无摩擦地滑动。两金属杆的质量均为m，电阻均为R。导轨的电阻不计。若用与导轨平面平行的拉力F作用在金属杆ab上，使ab匀速上滑并使cd杆在导轨上保持静止。求：‎ ‎(1)判断a、b两端电势哪点高？‎ ‎(2)拉力F的大小；‎ ‎(3)ab杆上滑的速度大小；‎ ‎(4)拉力F做功的功率。‎ ‎【答案】(1)a点；(2)；(3)；(4)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由右手定则，判斯a端电势高。‎ ‎(2)由于ab棒和cd棒均处于平衡状态，设回路中的电流为I，根据楞次定律和左手定则，判断出ab棒受到磁场力的方向沿斜面向下，根据力的平衡条件有 对cd棒受力分析，根据力的平衡条件有 联立以上两式，解得 ‎(3)回路中的感应电动势为 感应电流为 联立上式可得 ‎(4)由于作用在ab棒上的拉力恒定，ab棒匀速运动，所以拉力F做功的功率是恒定的，‎ 即 联立解得 ‎20.‎ 从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。例如，玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为m，元电荷为e，静电力常量为k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1。‎ ‎(1)氢原子处于基态时，电子绕原子核运动的速率。‎ ‎(2)氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中离场源电荷q为r处的各点的电势。求处于基态的氢原子的能量。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)电子绕原子核做匀速圆周运动 解得 ‎(2)由题意可知，处于基态的氢原子的电子的动能 取无穷远处电势为零，距氢原子核为r处的电势 处于基态的氢原子的电势能 所以，处于基态的氢原子的能量 ‎21.在微观粒子的相互作用满足碰撞模型。以铀235‎ 为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减速。在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子。以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由。‎ ‎【答案】氢核减速效果最好，理由见解析。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设中子与其它粒子碰撞前的速率为，中子与其它粒子发生完全弹性碰撞时，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 解得碰后中子的速率 仅从力学角度分析，氢核减速效果最好。由于铅核质比中子质量大很多，碰撞后中子几乎被原速率弹回。由于电子质量比中子质量小很多，碰撞后中子将基本不会减速。由于中子质量与氢核质量相差不多，碰撞后中子的速率将会减小很多。‎