【物理】山东省济南市2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版） 17页

济南市2020年7月高二年级学情检测 物理试题 ‎（本试卷满分为100分，考试用时90分钟。）‎ 一、单项选择题 ‎1. 1953年莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用在β衰变中产生的中微子与水中的核反应，间接证实了几乎没有质量且不带电的中微子的存在。中微子与水中的发生核反应的方程式为：中微子，则方程式中X的粒子为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】由于中微子几乎没有质量，故质量数为0，且不带电，故电荷数为0，根据核反应方程式中，质量数和电荷数守恒，得到X电荷数为0，质量数为1，即为中子，符号为，故ACD错误，B正确。‎ ‎2. 负压救护车、负压病房在疫情防治中发挥了重要的作用，负压是指空间内的气压略低于外界环境的大气压。若负压空间的温度和外界温度相同，负压空间中的气体和外界环境中的气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是（　　）‎ A. 负压空间中气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能 B. 负压空间中气体单位体积内的分子数小于外界环境中气体单位体积内的分子数 C. 负压空间中每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率 D. 负压空间中气体内能等于外界环境中同体积的气体的内能 ‎【答案】B ‎【解析】AC．因负压空间的温度和外界温度相同，则负压空间中气体分子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能，负压空间中气体分子的平均速率等于外界环境中气体分子的平均速率，而不是负压空间中每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率，AC错误； ‎ B．根据可知，因负压空间中相同质量的气体压强小，则体积较大，分子数密度小，则负压空间中气体单位体积内的分子数小于外界环境中气体单位体积内的分子数， B正确； ‎ D．负压空间与外界环境中比较，相同体积的气体在负压空间的质量较小，分子数较小，而分子平均动能相同，则负压空间中气体的内能小于外界环境中同体积的气体的内能，D错误。 ‎ 故选B。 ‎ ‎3. 关于固体和液体的说法中正确的是（　　）‎ A. 液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性 B. 晶体的物理性质都是各向异性 C. 液体的表面张力的方向总是垂直液面，指向液体内部 D. 没有规则几何形状的固体一定是非晶体 ‎【答案】A ‎【解析】A．液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性，故A正确； ‎ B．只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故B错误； ‎ C．表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液体平行，使液面收缩，故C错误； ‎ D．除非晶体外，多晶体也没有规则的几何形状，故D错误。 ‎ 故选A。 ‎ ‎ 【点睛】 ‎ 晶体有固定的熔点，而非晶体没有确定的熔点；液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性。 ‎ ‎4. 下列说法中正确的是（　　）‎ A. 偏振现象说明光是纵波 B. 结合能越大，原子核越稳定 C. β衰变中产生的β射线实际上是原子核外电子挣脱原子核形成的 D. 康普顿效应说明了光具有粒子性，不但具有能量，也具有动量 ‎【答案】D ‎【解析】A．偏振是横波特有的现象，故光的偏振说明光是横波，A错误；‎ B．原子核的比结合能越大表示该原子核越稳定，B错误；‎ C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核中的一个中子转化为质子和一个电子，不是原子核外电子挣脱原子核形成的，C错误；‎ D．康普顿效应说明光具有粒子性，并且说明了光子不但具有能量，也具有动量，D正确。‎ 故选D。‎ ‎5. 下列说法中正确的是（　　）‎ A. 交警可以利用超声波的多普勒效应测量车速 B. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 C. 通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，说明光具有粒子性 D. 在“测定玻璃的折射率”的实验中，若玻璃的两界面不平行，会影响实验结果 ‎【答案】A ‎【解析】A．交警通过发射超声波测量车速，从汽车上反射回的超声波的频率发生了变化，是利用了波的多普勒效应，故A正确； ‎ B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，故B错误； ‎ C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条紋，这是光的衍射现象，说明光具有波动性，故C错误； ‎ D．在“测定玻璃的折射率”的实验中，所用玻璃的两界面不平行，只要正确操作，测量结果不受影响，即测得的折射率不变，故D错误。 ‎ ‎6. 如图甲所示水平弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C 两点之间做简谐运动，规定水平向右为正方向。图乙是弹簧振子做简谐运动的x—t图象，下列说法正确的是（　　）‎ A. 弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为一次全振动 B. 弹簧振子的振动方程为 C. 图乙中的P点时刻速度方向与加速度方向都沿x轴正方向 D. 弹簧振子在2.5s内的路程为‎1m ‎【答案】D ‎【解析】 A．弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为0.5次全振动，故A错误； ‎ B．根据乙图可知，弹簧振子的振幅是‎0.1m，而周期为 ，则角速度为 ‎ ‎ ‎ 规定向右为正，t=0时刻位移为‎0.1m表示振子B点开始，初相为，则振动方程为 ‎ ‎ ‎ 故B错误； ‎ C．简谐运动图象中的P点速度方向为负，此时刻振子正在沿负方向做减速运动，加速度方向为正，故C错误； ‎ D．因周期，则时间2.5s 和周期的关系为 ‎ ‎ ‎ 则振子从B点开始振动的路程为 ‎ ‎ ‎ 故D正确。 ‎ ‎7. 气溶胶粒子是悬浮在大气中的微小颗粒，如云、雾、细菌、尘埃、烟尘等，具有很多动力学性质、光学性质，比如布朗运动，光的反射、散射等。粒子直径小于10微米的气溶胶称为飘尖，关于封闭环境中的飘尘粒子，下列说法正确的是（　　）‎ A. 在空气中会缓慢下沉到地面 B. 在空气中会缓慢上升到空中 C. 在空气中做无规则运动 D. 受到的空气分子作用力的合力始终等于其所受到的重力 ‎【答案】C ‎【解析】ABC. 封闭环境中的飘尘粒子的运动属于布朗运动，在空气中做无规则运动，不会缓慢下沉到地面，也不会缓慢上升到空中，故AB错误，C正确；‎ D.做布朗运动的飘尘粒子受力作用不平衡，所以才能做布朗运动，故D错误。‎ ‎8.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r 轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下由静止开始相互接近的过程中，下列说法正确的是（　　） ‎ ‎ ‎ A. 在阶段，斥力减小，引力增大 B. 在阶段，斥力减小，引力减小 C. 在阶段，分子势能减小 D. 在阶段，分子动能增大 ‎【答案】C ‎【解析】 ‎ 由分子力与分子距离的图像可知r0为分子间的平衡距离；大于平衡距离时分子间为引力，小于平衡距离时，分子间为斥力； ‎ AB．分子之间的相互作用的引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，随着分子间距离的增大而减小，只是分子引力的变化慢，斥力变化快，故AB错误； ‎ C．r大于平衡距离r0 ，分子力表现为引力，相互靠近时F做正功，分子动能增加，分子势能减小，故C正确； ‎ D．当r小于r0 时，分子间的作用力表现为斥力，靠近时F做负功，分子动能减小，势能增加，故D错误。 ‎ ‎9. 下列关于放射性元素的半衰期的说法正确的是（　　）‎ A. 同种放射性元素在不同化学状态下半衰期不同 B. 同种放射性元素在不同压力或温度环境下半衰期不同 C. 氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天就只剩下一个 D. 氡的半衰期是3.8天，若有‎4g氡原子核，则经过7.6天就只剩下‎1g ‎【答案】D ‎【解析】AB．放射性元素的半衰期跟元素的化学状态和物理状态没有关系，只跟原子核的内部因素有关，所以同种放射性元素的半衰期相同，跟外界因素无关，AB错误；‎ C．半衰期是大量原子衰变的统计结果，对单个或者少量原子没有意义，C错误；‎ D．设原来氡的质量为，衰变后剩余质量为，半衰期为，根据半衰期公式，则有 解得 天 D正确。‎ ‎10. 如图甲所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，当圆盘静止时，小球可稳定振动。改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线（振幅 A与驱动力的频率f的关系）如图乙所示。现使圆盘以4s的周期匀速转动，经过—段时间后，小球振动达到稳定，则下列说法正确的是（　　） ‎ A. 此振动系统的固有频率约为0.25Hz B. 此振动系统的振动频率约为3Hz C. 若圆盘匀速转动的周期减小，系统的振动频率变大 D. 若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向左移动 ‎【答案】C ‎【解析】 ‎ A．由乙图的振动图像可知，此振动系统的固有频率约为3Hz，A错误； ‎ B．此振动系统的振动频率为 ‎ ‎ ‎ B错误。 ‎ C．因系统的振动频率等于驱动力的频率，根据，若圆盘匀速转动的周期减小，系统的振动频率变大， C正确； ‎ D．因共振曲线的峰值与振子的固有频率有关，振子固有频率不变，若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率变小，但是共振曲线的峰值不变，D错误。 ‎ 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，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。‎ ‎11. 大家熟悉的do，re，mi，fa，sol，la，si是一组按照音调高低次序排列起来的音阶，下表中列出了某乐律C调音阶中各音的频率。下列说法正确的是（　　）‎ 唱名 do re mi fa sol la si f/Hz（C调）‎ ‎264‎ ‎297‎ ‎330‎ ‎352‎ ‎396‎ ‎440‎ ‎495‎ A. do音和sol音的振动频率之比2：3‎ B. do音和sol音的振动周期之比2：3‎ C. do音和sol音在空气中传播时的波长之比3：2‎ D. do音和sol音在空气中传播时的速度之比2：3‎ ‎【答案】AC ‎【解析】AB. 声音频率的高低叫做音调，do音和sol音的振动频率之比 do音和sol音的振动周期之比 故A正确，B错误；‎ CD. do音和sol音在空气中传播时的波速相同，由知，do音和sol音在空气中传播时波长之比 故C正确，D错误。‎ ‎12. 一定质量理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其P—V图像如图所示，在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化，对于这两个过程，下列说法正确的是（　　）‎ A. 在过程1中气体温度不变 B. 在过程1中气体内能减小 C. 在过程2中气体一直对外放热 D. 在过程2中气体内能的改变量与在过程1中气体内能的改变量相同 ‎【答案】BD ‎【解析】AB．气体经历过程1，压强减小，体积变大，气体膨胀对外做功，由于气体始终与外界无热量交换，所以内能减小，温度降低，故A错误，B正确；‎ C．气体在过程2中，根据理想气体状态方程，刚开始时，体积不变，压强减小，则温度降低，则内能减小，且气体和外界都不做功，根据热力学第一定律，可得，气体对外放热；然后压强不变，体积变大，根据理想气体状态方程，可知温度升高，则内能增大，且气体膨胀对外做功，根据热力学第一定律，可得，气体吸热，故C错误；‎ D．无论是经过1过程还是2过程，初、末状态相同，故内能改变量相同，D正确。‎ ‎13. 如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　）‎ A. 若b光为绿光，则c光可能为蓝光 B. a、b、c三种色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小 C. 若分别让a、b、c三色光通过同一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最小 D. 若让a、b、c三色光以同一入射角从某介质射向空气，b光恰能发生全反射，则a 光也―定能发生全反射 ‎【答案】AB ‎【解析】A．由图知，光的偏折角最小，光的偏折角最大，则光的折射率最小，光的折射率最大，绿光的折射率比蓝光的小，所以若光为绿光，则光可能为蓝光，A正确；‎ B．光的折射率最小，光的折射率最大，由公式分析可知，、、三种光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小，B正确； ‎ C．光的波长最长，光的波长最短，因为双缝干涉条纹的间距与波长成正比，光形成的干涉条纹的间距最大，C错误；‎ D．光的折射率最小，光的折射率最大，由临界角公式分析得知，光的临界角最大，光的临界角最小，则若让、、三色光以同一入射角从某介质射向空气，光恰能发生全反射，则光不一定能发生全反射，D错误。‎ ‎14. 如图所示为氢原子的能级示意图，处于n=4能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　　）‎ A. 这些氢原子可能发出3种不同频率的光 B. 氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级释放的光子能量最小 C. 氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加 D. 已知钾的逸出功为2.22eV，则氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子能量为不从金属钾的表面打出光电子 ‎【答案】CD ‎【解析】 A．这些氢原子可能发出种不同频率的光，A 错误； ‎ B．因为由4→3的能级差最小，则氢原子由n=4 能级跃迁到n=3能级释放的光子能量最小，B错误； ‎ C．氢原子由n=4能级跃迁到n =3能级时，氢原子能量减小，核外电子的运动半径减小，根据 ‎ ‎ ‎ 可知，核外电子动能增加，C正确； ‎ D．已知钾的逸出功为2.22eV，氢原子从n=3 能级跃迁到n=2能级释放的光子能量为1.89eV，小于钾金属的逸出功，则不能从属钾的表面打出光电子， D正确。 ‎ 故选CD。 ‎ ‎15. 内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声，如图所示为某种消声器的示意图，可以用来削弱高速气流产生的噪声。一列声波沿水平管道自左向右传播，到达a处时分成上下两束波，这两束声波在b处相遇时可削弱噪声。关于此消声器下列说法正确的是（　　）‎ A. 利用了波的干涉原理 B. 利用了波的衍射原理 C. 只能消除某一频率的噪声 D. 可以消除某些频率噪声 ‎【答案】AD ‎【解析】AB. 噪音通常是不规则或随机的声音信号，由于声波是一种机械波，因此它具有波的特性。当声波自左向右传播，到达a处时分成上下两列波，即成为两列相干声波，在b处相遇时，满足一定条件就会发生干涉相消现象，故A正确，B错误；‎ CD. 声波在a处时分成上下两列波，两列波的频率相同，经过不同的波程在b处相遇，若波程差满足半波长的奇数倍，即 两列波在b处就会干涉相消，起到削弱噪音的作用，由于噪音通常是不规则或随机的声音信号，可能在b处相遇的两列波的波程差是其半波长的1倍，也可能是3倍、5倍等，所以此消声器可以消除某些频率的噪声，故C错误，D正确。‎ 故选AD。‎ 三、非选择题：本题共6小题，共50分。‎ ‎16. “油膜法估测分子直径”是典型的通过测量宏观量来估算微观量的实验。‎ ‎(1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成______（选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。若将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为______。‎ ‎(2)实验时若痱子粉撒的太厚，则所测分子直径会______（选填“偏大”或“偏小”）。‎ ‎(3)我们把描有油膜轮廓的玻璃板放在方格纸上，通过数格子的方法计算出油膜的面积，则所选用方格纸格子的大小对实验结果的准确程度______（选填“有”或“无”）影响。‎ ‎【答案】 (1). 单层 (2). 偏大 (3). 有 ‎【解析】 ‎ ‎(1)[1]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子分布的，②把油酸分子看成球形，③分子之间没有空隙，由上可知，在水面上要形成单层分子油膜； ‎ ‎[2]一滴油酸的体积为V；则油酸分子的直径为 ‎ ‎ ‎ ‎(2)[3]实验过程中，若油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由可知，实验测量的油酸分子的直径偏大； ‎ ‎(3)[4]通过数格子的方法计算出油膜的面积，不足半格的舍去，超过半格的算一格，则所选用方格纸格子的大小对方格数的准确程度有影响。 ‎ ‎17. 如图甲所示为采用光电门和示波器进行单摆实验来测量当地的重力加速度的装置示意图，两根长度相等的轻细线一端连接小球，另一端固定在铁架台的水平横杆上，用游标卡尺测量小球直径，测量结果如图乙所示。在小球摆动的最低点处装有光电门，并和示波器相连，当小球通过光电门时，示波器上将显示被挡光的电压脉冲图像。把摆球从平衡位置拉开一个小角度（小于5°）由静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，示波器上显示的电压脉冲图像如图丙所示。‎ ‎(1)本实验中单摆的有效摆长可用L表示，周期可用T表示，则重力加速度的表达式g=______。‎ ‎(2)图乙中用游标卡尺测得的小球直径为______cm。‎ ‎(3)若实验中测得轻细线的长度为‎84.10cm，横杆上两固定点之间的距离为‎8.20cm，则此单摆的有效摆长为______cm。‎ ‎(4)由图丙可知该单摆的周期为______s。‎ ‎【答案】 (1). (2). 2.000 (3). 85.00 (4). 1.85 （18.2~1.88都正确）‎ ‎【解析】 (1)[1]由单摆的周期公式 可知 ‎(2)[2]图乙中用游标卡尺测得的小球直径为‎2.000cm。‎ ‎(3)[3]此单摆的有效摆长为 ‎(4)[4]由图丙可知该单摆的周期为1.85s，1.82~1.88都正确。‎ ‎18. 光照射金属铝时，能发生光电效应的最大波长为。当用波长为的光照射铝时发生光电效应，测得遏止电压为Uc，已知光速为c，光电子的电量为e。求 ‎（1）光电子的最大初动能；‎ ‎（2）普朗克常量h。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】 （1）光电子的最大初动能 ‎ ‎ ‎ ‎（2）因为 ‎ ‎ ‎ 根据光电效应方程 ‎ ‎ ‎ 解得 ‎ ‎ ‎ ‎19. 如图所示，实线是一列简谐横波在某时刻的波形图像，经过△t=0.2s后这列波的图像如图中虚线所示。求：‎ ‎(1)这列波波长及振幅；‎ ‎(2)若波沿x轴负方向传播，该波的波速的最小值；‎ ‎(3)若波速等于‎45m/s，则波沿哪个方向传播？‎ ‎【答案】(1)；；(2)‎15m/s；(3)波沿x轴正向传播 ‎【解析】 (1) 由某时刻的波形图像知，这列波波长，振幅为 ； ‎ ‎(2)若这列波沿x轴负向传播，有 ‎ ‎ ‎ 当n=0时，周期T有最大值 ‎ ‎ ‎ 对应波速最小，即 ‎ ‎ ‎ ‎(3)若波速等于‎45m/s，经过△t=0.2s 对应的传播距离 ‎ ‎ ‎ 满足 ‎ ‎ ‎ 由波形移动可知，波沿x轴正向传播。 ‎ ‎20. 如图所示，半径为R的半球形玻璃砖放置在水平面上，折射率，圆心为O点，半球形的最高点为Q点。在玻璃砖内紧贴底面的P点放置一点光源，P点距O点的距离为。已知，求:‎ ‎（1）P点发出的光经过Q点折射射出，求出射角的正弦值sinθ；‎ ‎（2）通过计算判断，P点沿垂直底面方向发出的光能否从玻璃砖球面射出；‎ ‎（3）若P点发出的光能从玻璃砖球面任意位置射出，P点距O点的距离L应满足的条件？‎ ‎【答案】（1）；（2）不能从玻璃砖球面射出；（3）‎ ‎【解析】（1）P点发出的光经过Q点折射射出的光路如图所示 由几何关系可知 ‎（2）P点沿垂直底面方向发出的光的光路如图所示 由几何关系可知 可得，P点沿垂直底面方向发出的光在界面处发生了全反射，不能从玻璃砖球面射出；‎ ‎（3）若P点发出的光能从玻璃砖球面任意位置射出，则光线在砖内的入射角α的最大值小于临界角C 由几何关系可知 当，即时，有最大值，α最大，时，即P点沿垂直底面方向发出的光能够射出，则其它任意位置均可射出，得 ‎21. 当薄膜两侧存在压强差时，空气会从高压一侧透向低压一侧。如图所示为研究某种薄膜材料透气性能的装置示意图，固定的薄膜把密闭性非常好的渗透室分成左右两部分，左侧室有充气口，右侧室与一竖直放置的U型玻璃管左管上端相连通，右管上端开口，管内水面平齐，各部分空间内压强均为Pa。实验时，先将右管上端口封闭，此时右管上端气柱长度为 h=‎55cm，然后通过进气口迅速给左侧室充入空气使压强变为 ，经过较长时间，稳定时发现左管中水面下降了△h=‎5cm。已知水的密度 kg/m3，重力加速度g取‎10m/s2，不考虑整个过程中温度的变化以及薄膜的形变，求： ‎ ‎(1)稳定时右管中封闭空气的压强p2（结果用科学记数法表达，并保留4 位有效数字）； ‎ ‎(2)稳定时右侧室中封闭空气的压强p3（结果用科学记数法表达，并保留4 位有效数字）； ‎ ‎(3)左侧室内稳定时剩余的空气质量与刚充气完毕瞬间空气质量的比值（结果保留三位小数）。 ‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】 ‎ ‎(1)右管中封闭空气经历等温变化过程，根据玻意尔定律有 ‎ ‎ ‎ 解得 ‎ ‎ ‎ ‎(2)对于U玻璃管中的水柱，由平衡方程可得 ‎ 解得 ‎ ‎(3)左侧室内稳定时，有 ‎ 左侧室内刚充气完毕瞬间，有 ‎ 解得比值 ‎