2017-2018学年辽宁省沈阳市东北育才学校高二下学期第二阶段考试物理试题 解析版 15页

‎2017—2018学年度下学期第二次阶段考试高二物理试卷 一、选择题：（每小题4分，1-7题为单选题，8-12为多选题）‎ ‎1. 酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退，对此现象正确的解释是(　　)‎ A. 同海市蜃楼具有相同的原理，是由于光的全反射造成的 B. “水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉 C. 太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率大，发生全反射 D. 太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率小，发生全反射 ‎【答案】AD ‎【解析】夏天由于大气的不均匀，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大．我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的．远处的山峰、船舶、楼台、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，而产生了“海市蜃楼”现象，酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，地面附近层的空气，温度比上层高，密度比上层小，折射率也比上层小，光照射时发生全反射，因此AD正确 BC错误。‎ 点晴：发生全反射的条件是光从密介质射入光疏介质，入射角大于临界角，根据全反射知识进行分析。‎ ‎2. 以下电场中能产生电磁波的是(　　)‎ A. E＝10 N/C B. E＝5sin(4t＋1) N/C C. E＝(3t＋2) N/C D. E＝(4t2－2t) N/C ‎【答案】B ‎【解析】A项：E＝10 N/C为怛定的电场，不能产生磁场，所以不能产生电磁波，故A错误；‎ B项：E＝5sin(4t＋1) N/C是周期性变化的电场，能产生周期性变化的磁场，所以能产生电磁波，故B正确；‎ C项：E＝(3t＋2) N/C是均匀变化的电场，能产生恒定的磁场，所以不能产生电磁波，故C错误；‎ D项：E＝(4t2－2t) N/C虽然是非均匀变化的电场，但产生的磁场是均匀变化的，这个均匀变化的磁场再产生的电场是恒定的，此后不再产生磁场，即不能产生电磁波，故D错误。‎ ‎3. 若一列火车以接近光速的速度在高速行驶，车上的人用望远镜来观察地面上的一只排球，如果观察的很清晰，则观察结果是(　　)‎ A. 像一只乒乓球(球体变小) B. 像一只篮球(球体变大)‎ C. 像一只橄榄球(竖直放置) D. 像一只橄榄球(水平放置)‎ ‎【答案】C ‎【解析】根据长度收缩效应可知，排球的水平方向的线度变短，在竖直方向线度不变，因此观察的结果是像一只竖直放置的橄榄球，故应选C。‎ ‎4. 1995年科学家“制成”了反氢原子,它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成的,反质子和质子有相同的质量,带有等量异种电荷。反氢原子和氢原子有相同的能级分布,氢原子能级如图所示,则下列说法中正确的是(　　)‎ A. 反氢原子光谱与氢原子光谱不相同 B. 基态反氢原子的电离能为13.6 eV C. 基态反氢原子能吸收11 eV的光子而发生跃迁 D. 大量处于n=4能级的反氢原子向低能级跃迁时,从n=2能级跃迁到基态辐射的光子的波长最短 ‎【答案】B ‎【解析】A项：反氢原子光谱与氢原子光谱相同，故A错误；‎ B项：处于基态的氢原子的电离能是13.6eV，具有大于等于13.6eV能量的光子可以使氢原子电离，故B正确；‎ C项：基态的氢原子吸收11eV光子，能量为-13.6+11eV=-2.6eV，不能发生跃迁，所以该光子不能被吸收，故C错误；‎ D项：在反氢原子谱线中，从n=2能级跃迁到基态辐射光子能量不是最大，频率不是最大，所以波长不是最小，故D错误。‎ ‎5. 如图所示，光滑斜面AE被分成四个相等的部分，一物体由A点从静止释放，下列结论不正确的是（ ）‎ A. 物体到达各点的速率之比 vB：vC：vD：vE=1：：：2‎ B. 物体到达各点经历的时间tE=2tB=tC=tD C. 物体从A到E的平均速度v=vB D. 物体通过每一部分时，其速度增量vB-vA=vC-vB=vD-vC=vE-vD ‎【答案】D ‎【解析】A、根据运动学公式得：物体由A点从静止释放，所以 所以物体到达各点的速率之比，故A正确； B、根据运动学公式得： 物体到达各点经历的时间，即：，故B正确；‎ C、由平均速度公式可知：，所以物体从A到E的平均速度，故平均速度不等于C点的瞬时速度，故C错误；‎ D、由选项A分析可以知道：，物体通过每一部分时其速度增量不等，故D错误。‎ 点睛：本题是同一个匀加速直线运动中不同位置的速度、时间等物理量的比较，根据选项中需要比较的物理量选择正确的公式把物理量表示出来，再进行比较。‎ ‎6. 2008年北京奥运会上何雯娜夺得中国首枚奥运会女子蹦床金牌。为了测量运动员跃起的高度，可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录运动员运动过程中对弹性网的压力，并由计算机作出压力-时间图象，如图所示。运动员在空中运动时可视为质点，则可求运动员跃起的最大高度为（g取10m/s2）（ ）‎ A. 7.2m B. 5.0m C. 1.8m D. 1.5m ‎【答案】B ‎...............‎ ‎7. 如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定的偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内 ）。与稳定在竖直位置时相比，小球高度 A. 一定升高 B. 一定降低 C. 保持不变 D. 升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：设L0为橡皮筋的原长，k为橡皮筋的劲度系数，小车静止时，对小球受力分析得：T1=mg，‎ 弹簧的伸长x1＝，即小球与悬挂点的距离为L1=L0+‎ ‎，当小车的加速度稳定在一定值时，对小球进行受力分析如图，得：T2cosα=mg，T2sinα=ma，所以：T2=，弹簧的伸长：x2＝＝，则小球与悬挂点的竖直方向的距离为：L2=（L0+）cosα=L0cosα+＜L0+=L1，所以L1＞L2，即小球在竖直方向上到悬挂点的距离减小，所以小球一定升高，故A正确，BCD错误。‎ 故选：A。‎ 考点：牛顿第二定律；胡克定律。‎ ‎【名师点睛】本题中考查牛顿第二定律的应用，以小球为研究对象，求出静止时小球到悬点间的高度差。当小车的加速度稳定在一定值时，在竖直和水平两个方向上分别列出平衡方程和牛顿第二定律方程，可得出橡皮筋的长度，求出其对应的竖直高度，与静止时的竖直高度比较即可。‎ 视频 ‎8. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．从该时刻起(　　)‎ A. 经过0.35 s，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离 B. 经过0.25 s，质点Q的加速度大于质点P的加速度 C. 经过0.15 s，波沿x轴的正方向传播了3 m D. 经过0.1 s，质点Q的运动方向沿y轴正方向 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：由图，此时P向下运动，Q点向上运动．T=0.2s，经过时，P点到达波峰，Q点到达平衡位置下方，但未到波谷，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离．故A正确．经过时，P点到达波谷，Q点到达平衡位置上方，但未到波峰，质点Q的加速度小于质点P的加速度．故B正确．因波沿x轴的正方向传播，λ=4m，则波速，则经过0.15s，波传播距离．故C正确．，质点Q的运动方向沿y轴负方向．故D错误．‎ 考点：考查了横波的图象；波长、频率和波速的关系．‎ 视频 ‎9. 利用金属晶格(大小约)作为障碍物观察电子的衍射图样,方法是让电子通过电场加速后,让电子束照射到金属晶格上,从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为m,电荷量为e,初速度为0,加速电压为U,普朗克常量为h,则下列说法中正确的是(　　)‎ A. 该实验说明了电子具有波动性 B. 实验中电子束的德布罗意波的波长为λ=‎ C. 加速电压U越大,电子的衍射现象越明显 D. 若用相同动能的质子替代电子,衍射现象将更加明显 ‎【答案】AB ‎【解析】实验得到了电子的衍射图样，说明电子这种实物粒子发生了衍射，说明电子具有波动性，故A正确；由动能定理可得，eU=mv2-0，电子加速后的速度v=，电子德布罗意波的波长λ=，故B正确；由电子的德布罗意波波长公式λ=可知，加速电压U越大，波长越短，波长越短，衍射现象越不明显，故C错误；物体动能与动量的关系是P= ，由于质子的质量远大于电子的质量，所以动能相同的质子的动量远大于电子的动量，由λ=h/p可知，相同动能的质子的德布罗意波的波长远小于电子德布罗意波的波长，越长越小，衍射现象越不明显，因此相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加不明显，故D错误；故选AB．‎ 点睛：衍射是波所特有的现象，电子能发生衍射说明电子具有波动性；求出电子德布罗意波波长的表达式是正确解题的关键．‎ ‎10. 恒星内部发生着各种热核反应,其中“氦燃烧”的核反应方程为 ，表示某种粒子,是不稳定的粒子,其半衰期为T,则下列说法正确的是(　　)‎ A. X粒子是 B. 的衰变需要外部作用激发才能发生 C. 经过3个T,剩下的占开始时的 D. “氦燃烧”的核反应是裂变反应 ‎【答案】AC ‎【解析】A项：根据质量数与质子数守恒，则X 粒子是，故A正确；‎ B项：衰变是自发的，不需要外部作用激发，也能发生，故B错误；‎ C项：经过1个半衰期，有半数发生衰变，即剩下开始的一半，那么经过3个T，剩下的占开始时的，故C正确；‎ D项：、“氦燃烧”的核反应方程，是聚变反应，不是裂变反应，故D错误。‎ 点晴：考查核反应的书写规律，掌握裂变反应与聚变反应的区别，理解衰变与人工转变的不同，最后注意半衰期的内涵。 ‎ ‎11. 在同一条平直公路上行驶的甲车和乙车，其速度—时间图像分别为图中直线甲和乙。已知t＝0时，甲、乙两车的距离是16 m，由图可知 A. t＝(6＋2)s时两车可能相遇 B. t＝8 s时两车可能相遇 C. 在两车相遇之前t＝6 s时两车相距最远 D. 相遇地点距甲车的出发点的距离可能是12 m ‎【答案】BD ‎【解析】A、B项：由图可得，甲的加速度为，乙的加速度为，设在t时刻两车相遇，则在t时间内甲的位移为，乙的位移为 开始阶段，若两车相向运动，以乙的速度方向为正方向，相遇时有：-x甲+x乙=16m，解得 t1=4s，t2=8s 开始阶段，若两车相互背离，相遇时有：x甲-x乙=16m，解得，故A错误，B正确；‎ C项：在两车相遇之前，在0-6 s时两车间距减小，t=6s两车间距增大，所以t=6s时相距最近，故C错误；‎ D项：当t1=4s时，代入所以相遇地点距甲车的出发点的距离可能是12m，故D正确。‎ 点晴：本题是追及问题，关键是抓住两车相遇时位移关系列式，要注意速度图象不能反映物体初始位置，所以要分情况讨论。‎ ‎12. 如图，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着，弹簧固定在竖直板上。两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止状态。已知球B的质量为m，O点在半圆柱体圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角。OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45°角，现将轻质细线剪断的瞬间(重力加速度为g)‎ A. 弹簧弹力大小为mg B. 球A的加速度为g C. 球A受到的支持力为mg D. 球B的加速度为g ‎【答案】BC ‎【解析】对A、B受力分析如图 A项：隔离对B分析，根据共点力平衡得：‎ 水平方向有：TOBsin45°=F 竖直方向有：TOBcos45°=mg 则，弹簧弹力F=mg，故A错误；‎ B项：沿切线方向有：，故B正确；‎ 对A分析，如图所示，由几何关系可知拉力TOA和支持力N与水平方向的夹角相等，夹角为60°，则N和T相等，有：2TOAsin60°=mAg，细线剪断瞬间，细线拉力为0，则有，故B正确。‎ D项：轻绳剪断后，TOB=0，另两个力不变，此时，，故D错误。‎ 点晴：解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解．本题采用隔离法研究比较简便。‎ 二、实验题：(每控2分共16分)‎ ‎13. 根据单摆周期公式T＝2π，可以通过实验测量当地的重力加速度．如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆．‎ ‎(1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为________mm.‎ ‎(2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______．‎ a．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些 b．摆球尽量选择质量大些、体积小些的 c．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 d．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T e．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期T＝‎ ‎【答案】 (1). 18.6 (2). abe ‎【解析】试题分析：（1）游标卡尺的读数方法是先读出主尺上的刻度，大小：18mm，再看游标尺上的哪一刻度与固定的刻度对齐：第6刻度与上方刻度对齐，读数：0．1×6=0．6mm，总读数：L=18+0．6=18．6mm．‎ ‎（2）该实验中，要选择细些的、伸缩性小些的摆线，长度要适当长一些；和选择体积比较小，密度较大的小球．故ab是正确的．摆球的周期与摆线的长短有关，与摆角无关，故c错误；拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，故d错误；释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时；要测量多个周期的时间，然后求平均值．故e正确．故选abe．‎ 考点：用单摆测量当地的重力加速度 ‎【名师点睛】该题考查游标卡尺的读数方法与用单摆测量重力加速度实验中的几个注意事项，所以记忆性的知识，要求对该部分知识有准确的记忆．属于简单题。‎ 视频 ‎14. 一课外活动实验小组利用如下器材测定某细金属丝的直径：一段细金属丝，两块表面光滑的玻璃板A、B，一束波长为λ的单色平行光，一台读数显微镜，一把刻度尺．‎ 实验原理和部分实验步骤如下：‎ a．将玻璃板A放在水平桌面上，玻璃板B置于玻璃板A上，用金属丝将板B的一端垫起，且使金属丝与两玻璃板的交线平行，两玻璃板之间形成一个倾角θ很小的楔形空气薄层，其截面图如图所示．‎ b．用已知波长为λ的单色平行光从B板的上方垂直于B 板照射．得到稳定的干涉图样，‎ 由光的干涉知识可知相邻两明条纹之间的距离为.‎ c．利用读数显微镜测出N条明条纹间的距离为a.‎ ‎(1)为测出细金属丝的直径D，还需要测量的物理量是__________．‎ ‎(2)用λ、N、a和第(1)问中测得的物理量表示细金属丝的直径D＝__________.‎ ‎【答案】 (1). 细金属丝与两玻璃板的交线之间的距离L (2). ‎ ‎【解析】(1)设细金属丝与两玻璃板的交线之间的距离为L，则 ‎ ‎ 因为 ‎ 根据得，解得： ‎ 所以还需要测量细金属丝与 两玻璃板的交线之间的距离L ‎(2)由(1)可知，细金属丝的直径。‎ ‎15. 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速直线运动，在纸带上打出一系列小点．‎ ‎（1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．可以测出1~6每个点的瞬时速度，画出v-t图象，进而得到a，其中3号点的瞬时速度的大小v3＝________ m/s (保留三位有效数字)．‎ ‎（2）也可以去除一个数据，利用逐差法处理数据，如果去除的是2.88cm这一数据，计算出滑块的加速度a＝________ m/s2 (保留三位有效数字)．‎ ‎（3）为测量动摩擦因数，又测量出滑块的质量m2,托盘和砝码的总质量m3.则滑块与木板间的动摩擦因数μ＝________ (用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)．与真实值相比，测量的动摩擦因数________ (填“偏大”或“偏小”)．‎ ‎【答案】 (1). 0.264m/s (2). 0.496 m/s2 (3). (4). 偏大 ‎【解析】(1) 3号点的瞬时速度的大小；‎ ‎(2)每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔：T=0.1s，‎ 将第一段位移舍掉，设1、2两计数点之间的距离为x1，则第6、7之间的距离为x6，利用匀变速直线运动的推论△x=at2，即逐差法可以求物体的加速度大小：‎ 根据逐差法有：；‎ ‎(3) 根据牛顿第二定律有：m3g-m2gμ=（m3+m2）a，故解得：‎ 于根据牛顿第二定律列方程的过程中，即考虑了木块和木板之间的摩擦，没有考虑细线和滑轮以及空气阻力等，故导致摩擦因数的测量会偏大。‎ 点晴：纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论△x=aT2，可计算出打出某点时纸带运动加速度，对木块受力分析，根据牛顿第二定律列方程，可求出滑动摩擦因数的表达式，由于木块滑动过程中受到空气阻力，因此会导致测量的动摩擦因数偏大。‎ 三、计算题：‎ ‎16. 某些建筑材料可产生放射性气体——氡，氡可以发生α或β衰变,如果人长期生活在氡浓度过高的环境中,那么,氡经过人的呼吸道沉积在肺部,并放出大量的射线,从而危害人体健康。原来静止的氡核)发生一次α衰变生成新核钋(Po),并放出一个能量为E0=0.09 MeV的光子。已知放出的α粒子动能为Eα=5.55 MeV;忽略放出光子的动量,但考虑其能量;1 u=931.5 MeV/c2。（注意：计算动能时各粒子的质量为质量数乘以u）求：‎ ‎(1)写出衰变的核反应方程;‎ ‎(2)衰变过程中总的质量亏损为多少?(保留三位有效数字)‎ ‎【答案】(1) (2) 0.006 16 u ‎【解析】试题分析：(2)①衰变方程为：RnPo＋He＋γ ；（2分，无γ 不扣分）‎ ‎②忽略放出光子的动量，根据动量守恒定律，0＝pα＋pPo，（2分）‎ 即新核钋(Po)的动量与α粒子的动量大小相等，又Ek＝，（1分）‎ 可求出新核钋(Po)的动能为EPo＝Eα. （1分）‎ 由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、α粒子动能形式出现衰变时释放出的总能量为ΔE＝Eα＋EPo＋E0＝Δmc2（2分）‎ 故衰变过程中总的质量亏损是Δm＝＝0.00616u（1分）‎ 考点： 衰变 质量亏损 ‎17. 如图所示，矩形ABCD为长方体水池横截面，宽度m，高 m，水池里装有高度为m、折射率为的某种液体，在水池底部水平放置宽度m的平面镜，水池左壁高m处有一点光源S，在其正上方放有一长等于水池宽度的标尺AB，S上方有小挡板，使光源发出的光不能直接射到液面，不考虑光在水池面上的反射，求在此横截面上标尺上被照亮的长度和液面上能射出光线部分的长度。‎ ‎【答案】 ，2.2m ‎【解析】试题分析：由题，光源S发出的光经过平面镜反射后射到液面，作出光路图，画出左右边界光线，右边界光线恰好发生全反射，根据光的反射定律、几何知识和折射定律求出尺上被照亮的长度，并得到液面上能射出光线部分的长度。‎ S发出的临界光线光路如图所示 由几何关系有： ‎ 根据折射定律： ‎ 则：β=45°‎ 此横截面上标尺上被照亮的长度为：‎ ‎ ‎ 代入数据解得：x1=2m       ‎ 设此液体的临界角为θ，则 ‎ ‎ 则 θ=45°   ‎ 则液面上能射出光线部分的长度为：‎ ‎ ‎ 代入数据解得：。‎ 点晴：几何光学是重点，画出光路图是解决几何光学问题的基础，充分运用几何知识研究出入射角和折射角，就能轻松解答。‎ ‎18. 为了体现人文关怀，保障市民出行安全和严格执法，各大都市交管部门强行推出了“电子眼”，据了解，在城区内全方位装上“电子眼”后，机动车擅自闯红灯的记录大幅度减少，因闯红灯引发的交通事故也从过去的5%下降到1%.现有甲、乙两辆汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10 m/s.当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车(反应时间忽略不计)，乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5 s)．已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍．g取10 m/s2.求；‎ ‎(1)若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15 m，他采取上述措施能否避免闯红灯？‎ ‎(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离？‎ ‎【答案】(1)能 (2)2.5 m ‎【解析】解：（1）甲刹车的位移为：＜15 m，‎ 故能避免闯红灯．‎ ‎（2）甲车速度减为零的时间为：，‎ 乙车速度减为零的时间为：‎ 减速到同速时有：v﹣a甲t=v﹣a乙（t﹣0.5 s）‎ 代入数据解得：t="2.5" s 则有：，‎ x乙=v×0.5="15" m 则有：△x=x乙﹣x甲="2.5" m．‎ 答：（1）可避免闯红灯 ‎（2）甲、乙两汽车行驶过程中应保持2.5 m．‎ 考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．‎ 专题：直线运动规律专题．‎ 分析：（1）判断甲车能否避免闯红灯，关键求出甲车刹车到停下来的位移与15m的大小关系．‎ ‎（2）判断两车能否相撞，即判断两车在速度相等时有无撞上，因为速度相等前，乙车的速度大于甲车的速度，它们间距离在减小，速度相等后，乙车的速度小于甲车的速度，所以相撞只能在速度相等之前撞．‎ 点评：解决本题的关键利用牛顿第二定律求出加速度，再根据运动学公式进行求解．注意速度大者减速追速度小者，判断能否撞上，应判断速度相等时能否撞上，不能根据两者停下来后比较两者的位移去判断．‎ ‎ ‎ ‎ ‎