河南省郑州市2019_2020学年高二物理下学期期末考试试题含解析.doc

河南省郑州市2019-2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）第卷（选择题共48分）一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912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. 一列沿直线传播的简谐横波，其传播速度为，波源的振动图像如图所示，则这列波的波长和频率分别为（ ）A. ，B. ，C. ，D. ，【答案】B【解析】由振动图象可以读出波的周期为，则，由波速公式得：波长，B正确故选B【点睛】解决本题的关键是可以由振动图象获取相应信息，以及熟练掌握公式、2. 下列说法正确的是A. 传感器是把非电信息转换成电信息的器件或装置B. 真空中的光速在不同惯性系中测得的数值是不相同的C. 紫外线常用于医院和食品消毒，是因为它具有显著的热效应D. 波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率小于波源的频率【答案】A【解析】【详解】A.传感器是把被测非电信息转换为电信息的装置，故选项A正确；B.根据光速不变原理知在不同惯性系中，光在真空中传播速度大小相等，故选项B错误；C.紫外线常用于医院和食品消毒，但它不具有显著的热效应，反而红外线才是显著的热效应，故选项错误；D.根据多普勒效应，当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率会增加，观察者接收到的频率大于波源的频率，故选项D错误3. 下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是（）A. 变化的磁场产生的电场一定是变化的B. 不均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生不均匀变化的电场C. 稳定的磁场产生不稳定的电场D. 振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的【答案】D【解析】【详解】A根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场周围能产生电场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故A项错误；B不均匀变化的电场产生变化的磁场，磁场有可能不是均匀变化的；均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故B项错误；C稳定的磁场其周围不产生电场，故C错误；D振荡的磁场在周围空间产生的电场是振荡的，振荡的电场在周围空间产生的磁场是也振荡的，故D正确。4. X射线是一种高频电磁波，若X射线在真空中的波长为，以h表示普朗克常量，c表示真空的光速，以E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则A. ，p=0B. ，C. ，p=0D. ，【答案】D【解析】【详解】光子的能量，动量为：5. 1905 年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应，因此获得 1921年诺贝尔物理学奖 下列关于光电效应的描述正确的是A. 只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应B. 金属的逸出功与入射光的频率和强度无关C. 用同种频率的光照射各种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能都相同D. 发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，从光照射到金属表面到发射出光电子的时间间隔将明显增加【答案】B【解析】【详解】只有入射光波长小于金属的极限波长才能发生光电效应，选项A错误；金属的逸出功由金属本身决定，与入射光的频率和强度无关，选项B正确；由于不同金属的逸出功不同，则如果用同种频率的光照射各种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能不相同，选项C错误；发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，从光照射到金属表面到发射出光电子的时间间隔不变，只是逸出的光电子的数量减小，选项D错误.6. 一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从船上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后炮艇的速度为v，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是A. Mv0(Mm)vmvB. Mv0(Mm)vm(vv0)C. Mv0(Mm)vm(vv)D. Mv0Mvmv【答案】A【解析】试题分析：以地面为参照物，发射炮弹过程中动量守恒，所以有：，故BCD错误，A正确故选A7. 明代学者方以智在阳燧倒影中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是（）A. 若增大入射角i，则b光先消失B. 在该三棱镜中a光波长小于b光C. a光能发生偏振现象，b光不能发生D. 若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低【答案】D【解析】【详解】A设折射角为，在右界面的入射角为，如图所示：根据几何关系有根据折射定律：，增大入射角i，折射角增大，减小，而增大才能使b光发生全反射，故A错误；B由光路图可知，a光的折射率小于b光的折射率（），则a光的波长大于b光的波长（），故B错误；C光是一种横波，横波有偏振现象，纵波没有，有无偏振现象与光的频率无关，故C错误D根据光电效应方程和遏止电压的概念可知：最大初动能，再根据动能定理：，即遏止电压，可知入射光的频率越大，需要的遏止电压越大，则a光的频率小于b光的频率（），a光的遏止电压小于b光的遏止电压，故D正确。故选D。【点睛】本题考查的知识点较多，涉及光的折射、全反射、光电效应方程、折射率与波长的关系、横波和纵波的概念等，解决本题的关键是能通过光路图判断出两种光的折射率的关系，并能熟练利用几何关系8. 现有三束单束光，其波长关系为.当用光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为，若改用光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为，当改用光束照射该金属板时（ ）A. 能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为B. 能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为C. 能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为D. 由于光束光子能量最小，该金属板不会发生光电效应【答案】B【解析】【详解】a、b、c三束单色光,其波长关系为a:b:c=1:2:3，因为光子频率v=，知光子频率之比6:3:2。设a光的频率为6a，根据光电效应方程：Ekm=hvW0得：Ek=h6aW0，=h3aW0，联立两式解得逸出功：W0=ha.Ek=ha，c光的光子频率为2a>W0，能发生光电效应，最大初动能：Ekm=h2aW0=ha=Ek，故B正确，ACD错误。故选B.9. 下列说法正确的是（）A. 振荡电路中，当电流增大时，电容器所带电量也增大B. 光的偏振现象说明光是横波C. “泊松亮斑”说明光不具有波动性D. 阳光下的肥皂泡上有彩色条纹，这属于光的干涉现象【答案】BD【解析】【详解】ALC振荡电路中，当电流增大时，电容器一定是在放电，则所带电量减小，选项A错误；B光的偏振现象说明光是横波，选项B正确；C“泊松亮斑”说明光具有波动性，选项C错误；D阳光下的肥皂泡上有彩色条纹，这属于光的干涉现象，选项D正确。故选BD。10. 一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中若把其在空中下落的过程称为过程，进入泥潭起到停止的过程称为过程，则()A. 过程中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量B. 过程中阻力的冲量大小等于过程中重力的冲量的大小C. 、两个过程中合外力的总冲量等于零D. 过程中钢珠的动量的改变量等于零【答案】AC【解析】过程中钢珠所受外力只有重力，由动量定理可知，钢珠动量的改变等于重力的冲量，故A正确；过程中，钢珠所受外力有重力和阻力，所以过程中阻力的冲量大小等于过程中重力的冲量大小与过程中重力冲量大小的和,故B错误；在整个过程中，钢珠动量的变化量为零，由动量定理可知，、两个过程中合外力的总冲量等零，故C正确；过程中钢珠所受合外力的冲量不为零，由动量定理可知，过程中钢珠的动量的改变量不等于零，故D错误所以AC正确，BD错误11. 关于光的波粒二象性的叙述中正确的是（ ）A. 光有波动性，又有粒子性，这是相互矛盾、不统一的B. 任何光现象都能明显地显示波动性与粒子性C. 大量光子产生的效果往往显示波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性D. 频率较低的光子往往显示波动性，频率较高的光子往往显示粒子性【答案】CD【解析】【详解】A波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著故A错误；BC大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性高频光波长短光的粒子性显著，低频光波长长光的波动性显著，B错误C正确；D光的频率越低，波长越长，越容易衍射，其波动性越明显；频率越高，波长越短，越不容易衍射，其粒子性越显著，故D正确。故选D。12. 如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2，图乙为它们碰撞前后的xt图像.已知m1=0.1kg由此可以判断（ ）A. 碰前m2静止，m1向右运动B. 碰后m2和m1都向右运动C. 由动量守恒定律可以算出m2=0.3kgD. 碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能【答案】AC【解析】【详解】A.由xt图像知碰前m2的位移不随时间而变化，处于静止状态.m1的速度大小为，m1只有向右运动才能与m2相撞，故A正确.B.由图读出，碰后m2的速度为正方向，说明向右运动，m1的速度为负方向，说明向左运动，故B错误.C.由图像求出碰后m2和m1的速度分别为v'=2m/s，v1'=2m/s，根据动量守恒定律得m1v1=m2v2'+m1v1'，代入解得m2=0.3kg，故C正确.D.碰撞过程中系统损失的机械能为，代入解得E=0，故D错误.第卷（非选择题共52分）三、实验题（本大题共3小题，共12分。请按题目要求作答。）13. 在“测玻璃的折射率”实验中：(1)为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是_。A必须选用上下表面平行的玻璃砖B选择的入射角应尽量小些C大头针应垂直地插在纸面上D大头针和及和之间的距离应适当大些(2)甲同学在画界面时，不小心将两界面和间距画得比玻璃砖宽度大些，如图甲所示，则他测得的折射率_（选填“偏大”“偏小”或“不变”）(3)乙同学有刻度尺没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线，与法线的交点分别为B点和D点。如图乙所示：的长度为，的长度为，的长度为，的长度为，和的长度为，的长度为r。则他只需要测量_（填各段长度给定的符号），就可以求出玻璃的折射率_（用测量出的物理量表示）【答案】 (1). CD (2). 偏小 (3). x1和x2 (4). 【解析】【详解】(1)1A根据实验原理，选用上下表面不平行的玻璃砖也能测折射率，选项A错误；B选择的入射角应尽量大些，以减小角度测量的误差，选项B错误；C大头针应垂直地插在纸面上，选项C正确；D大头针P1和P2及P3和P4之间的距离应适当大些，以减小确定光线方向时的误差，选项D正确。故选CD。(2)2如图，是真实的光路图，是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图看出，在这种情况测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小；(3)34图中AO作为入射光线，OO是折射光线，设光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r，则由几何知识得到则折射率则他只需要测量x1和x2，就可以求出玻璃的折射率14. 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素(1)下列关于单摆实验的操作，正确的是_A.摆球运动过程中摆角应大于30°B.摆球到达平衡位置时开始计时 C.摆球应选用泡沫小球 D.保证摆球在同一竖直平面内摆动 (2)正确组装单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量出从悬点到摆球最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测出摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为_mm，单摆摆长l为_m(3)实验中，测出不同摆长l对应的周期值T，作出T2l图象，如图所示，已知图线上A、B两点的坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)，可求出g=_【答案】 (1). (1)BD (2). (2)12.0 (3). 0.9930 (4). (3)【解析】(1)摆球运动过程中摆角应小于10°，否则就不是简谐振动，选项A错误；摆球到达平衡位置时，即最低点开始计时，选项B正确；摆球应选用质量大，体积较小的球，不能选泡沫球，选项C错误；保证摆球在同一竖直平面内摆动，选项D正确；故选BD. (2)该摆球的直径为12mm+0.01mm×0=12.0mm，单摆摆长l为0.9990m-6.0mm=0.9930m(3)根据单摆的周期公式T=2，即 有： ； 联立解得： 点睛：本题关键是明确单摆模型的特点，掌握用单摆测重力加速度的注意事项，然后根据单摆的周期公式T=2列式求解重力加速度15. 在做“验证动量守恒定律”实验中，装置如图1.(1)需要的测量仪器或工具有_.A.秒表 B.天平 C.刻度尺 D.重锤线 E.打点计时器 F.圆规(2)必须要求的条件是_. A.两小球碰撞时，球心必须在同一高度上B.斜槽轨道末端的切线必须水平C.入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下(3)某次实验中得出的落点情况如下图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为_.(4)在做“验证动量守恒定律”实验中，对产生误差的主要原因表述正确的是_.A.碰撞前入射小球的速度方向，碰撞后两小球的速度方向不是在同一直线上B.倾斜部分轨道对入射小球的摩擦力作用C.没有测量高度，算出具体的平抛时间D.测量长度的误差【答案】 (1). （1）BCDF (2). （2）ABD (3). （3）19：5 (4). （4）AD【解析】【分析】1.实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度v、v，找出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p=m1v1+m2v2，看碰撞前后动量是否守恒2. 实验器材斜槽、小球（两个）、天平、复写纸、白纸等3.实验步骤(1)用天平测出两小球质量，并选定质量大的小球为入射小球(2)按照实验原理图甲安装实验装置调整、固定斜槽使斜槽底端水平(3)白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好记下重垂线所指的位置O(4)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面圆心P就是小球落点的平均位置(5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次用步骤(4)方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N如实验原理图甲所示(6)连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度将测量数据填入表中最后代入，看在误差允许的范围内是否成立(7)整理好实验器材放回原处(8)实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒【详解】(1)本实验需要天平称量物体的质量，需要刻度尺测量长度，需要中垂线调节轨道末端水平，需要圆规找物体的平均落点，故选BCDF(2)A、要保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，故A正确；B、要保证碰撞后两个球做平抛运动，故斜槽轨道末端的切线必须水平，故B正确；C、入射球质量要大于被碰球质量，即m1m2，防止碰后m1被反弹，故C错误；D、为保证碰撞的初速度相同，入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故D正确；故选ABD(3)根据动量守恒定律，有：,代入数据有： m1×0.2550=m1×0.1550+m2×0.3800,解得:m1：m2=19：5(4)A、要保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动；若碰撞前入射小球的速度方向，碰撞后两小球的速度方向不是在同一直线上会产生较大的误差，故A正确；B、倾斜部分轨道对入射小球的摩擦力作用，但只要入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，即可保证碰撞的初速度相同，故B错误；C、小球做平抛运动的时间由高度差决定，由于高度差一定，故平抛的时间都相同，故水平射程与平抛的初速度成正比，故不需要测量高度差，只要满足：，就一定有m1v1+m2v2=m1v1+m2v2，故C错误；D、测量长度的误差对最终动量是否守恒的验证会有影响，故D正确；故选AD.【点睛】实验注意事项：(1)前提条件：保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动(2)利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m1m2，防止碰后m1被反弹.四、解答题（本大题共4小题，共40分。解答过程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能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）16. 如图所示，A、B两物体质量分别为M和m，放置在光滑水平面上的一条直线上。A物体以初速度v0向右运动，与B物体发生完全非弹性碰撞，求A物体对B物体的冲量大小。【答案】【解析】【详解】由动量守恒定律得对B物体由动量定理得解得17. 如图所示，甲图为某波源的振动图象，乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形图，波形图的O点表示波源问： (1)这列波的波速多大？ (2)若波向右传播，当乙图中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，从乙图图示时刻开始质点P已经经过了多少路程？【答案】(1) 1 m/s. (2) 0.5 m【解析】（1）由振动图象可知周期T0.2 s，由波动图象可知波长0.2 m 则由波速公式可得 vm/s1 m/s （2）P点振动了ts0.4 s=2T 可得P点经过路程为2×4A2×4×0.05m0.4m 18. 如图所示为一直角棱镜的截面图，ACB90°，CAB53°，AC边长为L一平行细光東从AB面上的O点沿垂直于AB面的方向射入棱镜，在AC面的中点P恰好发生全反射，在BC面上的M点发生反射和折射(M点图中未画出)，反射光线从AB面的O射出已知光在真空中的传播速度为c.(sin53°0.8，cos53°0.6)求该棱镜的折射率光在棱镜中传播时从O点到O点所用的时间【答案】（1）n=1.25；（2）【解析】【详解】在AC面的中点P由得：n=1.25由图可知：总路程19. 用速度大小为v的中子轰击静止的锂核( Li)，发生核反应后生成氚核和粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与粒子的速度之比为78，中子的质量为m，质子的质量可近似看做m，光速为c.(1)写出核反应方程(2)求氚核与粒子的速度大小.(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为粒子和氚核的动能，求出质量亏损.【答案】(1)nLiHHe(2)vv(3)【解析】【详解】(1)由题意可知，核反应方程为：nLiHHe(2)设中子的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv3mv14mv2由题意得：v1v278解得：v1v，v2v.(3)氚核和粒子的动能之和为：Ek×3mv12×4mv22mv2释放的核能为：EEkEknmv2mv2mv2由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为：m- 15 -