2019-2020学年山东省潍坊市第四中学高二下学期收心考试物理物理试卷(解析版)

潍坊市第四中学2019-2020学年高二下学期收心考试
物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题（每题3分，共24分）
1. 2020年我国将全面进入万物互联的商用网络新时代，即5G时代。

所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHz（1M=106）频段的无线电波。

现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHz。

未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps（bps为bitspersecond的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50~100倍。

下列说法正确的是（）
A. 4G信号和5G信号都是纵波
B. 4G信号更容易发生衍射现象
C. 4G信号和5G信号相遇能产生稳定干涉现象
D. 5G信号比4G信号在真空中的传播速度快
『答案』B
『解析』A．电磁波均为横波，选项A错误；
B．因5G信号的频率更高,则波长小,故4G信号更容易发生明显的衍射现象，选项B正确；C．两种不同频率波不能发生干涉，选项C错误；
D．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，选项D错误。

2. 如图，一束白光沿半径方向从A点射入半圆形玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b为折射光的上下边界，c为反射光，若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，可以观察到各色光在光屏上陆续消失，在光带完全消失之前，下列说法正确的有（）
A. c光逐渐变暗
B. ab光带逐渐变亮
C. a光与b光相比，a光先消失
D. 单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间
『答案』D
『解析』AB．入射点从A向B缓慢移动时，光线射到直边的入射角增大，越来越多的光发生全反射，故c光逐渐变亮，ab光带逐渐变暗，故AB错误；
CD．根据偏折程度可知，单色光a的折射率小于单色光b的折射率，光线从玻璃砖射入空
气时，b光的折射角先达到90︒，先发生全反射，故a光与b光相比，b光先消失，又由
c n
v =
知，单色光a在玻璃中的速率比b的大，故通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间，故C错误，D正确。

3. 如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻（）
A. 振荡电流i在增大
B. 电容器正在放电
C. 磁场能正在向电场能转化
D. 电场能正在向磁场能转化
『答案』C
『解析』通过图示电流方向为电流流向正极板，知电容器在充电，振荡电流减小，电容器上的电荷量正在增大，磁场能正在向电场能转化；故选C．
4. 蹦极跳是勇敢者的体育运动。

设运动员离开跳台时的速度为零，从自由下落到弹性绳刚好被拉直为第一阶段，从弹性绳刚好被拉直到运动员下降至最低点为第二阶段。

下列说法中正确的是（）
A. 第一阶段重力对运动员的冲量和第二阶段弹力对运动员的冲量大小相等
B. 第一阶段重力对运动员的冲量和第二阶段合力对运动员的冲量相等
C. 第一、第二阶段重力对运动员的总冲量和第二阶段弹性绳弹力对运动员的冲量大小相等
D. 第一阶段运动员受到的合力方向始终向下，第二阶段运动员受到的合力方向始终向上『答案』C
『解析』AC．整个下落过程中，只有重力和弹力有冲量；由于初末速度都为零，动量变化量为零，根据动量定理，总冲量为零，则得整个过程中，第一、第二阶段重力对运动员的总冲量大小等于第二阶段弹力的冲量大小，则第一阶段重力的冲量应小于第二阶段弹力的冲量大小，选项A错误，C正确；
B ．第一阶段重力对运动员的冲量和第二阶段合力对运动员的冲量大小相等，方向相反，所以冲量不相等，选项B 错误；
D ．第二阶段运动员受到的合力方向先向下后向上，选项D 错误。

5. A 、B 两物体发生正碰，碰撞前后物体A 、B 都在同一直线上运动，其位移－时间图象(x
－t 图)分别为如图中ADC 和BDC 所示．由图可知，物体A 、B 的质量之比为(
)
A. 1:1
B. 1:2
C. 1:3
D. 3:1
『答案』C
『解析』由x －t 图象可以知道,碰撞前16
4/,0m /s 4
A A
B A s v m s v t =
===，碰撞后2016
1m /s 84
A B s v v v t ''
-===
==- 碰撞过程动量守恒,对A 、B 组成的系统,设A 原方向为正方向,则由动量守恒定律得:()A A A B m v m m v =+, 计算得出:1:3A B m m = 故C 正确；ABD 错误；故选C
6. 用频率为v 的某单色光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为E k 。

已知普朗克常量为h ，则下列判断正确的是（ ）
A. 若增加该单色光的光照强度，则逸出电子的最大初动能一定增加
B. 若单色光的频率变为2v ，则逸出电子的最大初动能为2E k
C. 金属锌的逸出功可表示为k hv E +
D. 能使锌产生光电效应的单色光的最低频率为k
E v h
-
『答案』D
『解析』
A ．逸出电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，A 错误； C ．根据爱因斯坦的光电效应方程
k h W E ν-=
因此金属锌的逸出功可表示为k hv E -，C 错误；
B ．在爱因斯坦的光电效应方程中，若单色光的频率变为2v ，而逸出功没变，因此逸出电子的最大初动能应大于2E k ，B 错误； D ．锌板的逸出功
k W h E ν=-
入射光的极限频率为
0=
k E W
h h
νν=- D 正确。

7. 如图，弧光灯发出的光，经过下列实验后产生了两个重要的实验现象。

①经过一狭缝后，在后面的锌板上形成明暗相间的条纹；②与锌板相连的验电器的铝箔张开了一定的角度。

则这两个实验现象分别说明（ ）
A. ①和②都说明光有波动性
B. ①和②都说明光有粒子性
C. ①说明光有粒子性，②说明光有波动性
D. ①说明光有波动性，②说明光有粒子性
『答案』D
『解析』现象①是光的干涉现象，该现象说明了光具有波动性。

现象②是光电效应现象，
该现象说明了光具有粒子性，故ABC 错误，D 正确。

8. 甲、乙两车在平直公路上行驶，其v-t 图象如图所示．t =0时，两车间距为0s ；0
t 时刻，甲、乙两车相遇．00
t 时间内甲车发生的位移为s ，下列说法正确的是( )
A. 00t 时间内甲车在前，002t t 时间内乙车在前
B. 00
2t 时间内甲车平均速度的大小是乙车平均速度大小的2倍
C. 02t 时刻甲、乙两车相距012
s D. 067
s s
『答案』D
『解析』A ．由图知在0～t 0时间内甲车速度大于乙车的速度，故是甲车在追赶乙车，所以
A 错误；
B ．0～2t 0时间内甲车平均速度的大小
03
2
v ，乙车平均速度012v ，所以B 错误；
D ．由题意知，图中阴影部分面积即为位移s 0，根据几何关系知，三角形ABC 的面积对应位移s 0∕3，所以可求三角形OCD 的面积对应位移s 0∕6，所以0—t o 时间内甲车发生的位移为
s=s 0+ s 0∕6
得
s 0=
6
7
s 故D 正确；
C ．2t 0时刻甲、乙两车间距离即为三角形ABC 的面积即s 0∕3，所以C 错误．
故选D 。

二、多选题。

（每题4分，对而不全得2分，错选0分，共16分）
9. 如图所示，为氢原子能级图，现有大量氢原子从n=4的能级发生跃迁，并发射光子照射一个钠光管，其逸出功为2.29ev ，以下说法正确的是（ ）
A. 氢原子可能发出6种不同频率的光
B. 能够让钠光电管发生光电效应现象的有4种光子
C. 光电管发出的光电子与原子核发生β衰变时飞出的电子都是来源于原子核内部
D. 钠光电管发出的光电子轰击处于基态的氢原子只能使氢原子跃迁到n=2的能级
『答案』ABD
『解析』A 、根据24
6C =知，这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子，故A 正确； B 、氢原子由4n =跃迁到2n =能级，辐射的光子能量为3.40.85 2.55eV eV eV -=，大于逸出功，能发生光电效应；而由4n =跃迁到3n =能级，辐射的光子能量为
1.510.850.66eV eV eV -=，及3n =跃迁到2n =能级，辐射的光子能量为3.4 1.51 1.89eV eV eV -=，都小于逸出功，不能发生光电效应，因此让钠光电管发生光电
效应现象的有4n =跃迁到2n =、4n =跃迁到1n =、3n =跃迁到1n =、2n =跃迁到
1n =，共4种光子，故B 正确；
C 、光电管发出的光电子是来自核外，而原子核发生β衰变时飞出的电子是来源于原子核内部的中子衰变成质子而放出的，故C 错误；
E 、氢原子从4n =的能级向1n =发生跃迁，发射光子能量最大，当照射钠光管放出能量为
13.60.85 2.2910.46E eV eV eV eV =--=，而氢原子从1n =的能级跃2n =的能级，需
要吸收能量为13.6 3.410.2E eV eV eV '=-=，因10.4610.2eV eV ＞；氢原子从1n =的能
级跃3n =的能级，需要吸收能量为13.6 1.5112.09?E eV eV eV '=-=，而12.0910.46eV eV ＞，所以钠光电管发出的光电子最多能够让氢原子从1n =的能级跃
2n =的能级，故D 正确．
10.
234
90
Th 钍具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为234
91Pa 镤，同时伴随有γ射线产生，
其方程为→+234
9239140Th Pa X ，钍的半衰期为24天。

则下列说法正确的是（ ）
A. X 为电子
B. X 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的
C.
23490
Th 的比结合能比234
91Pa 的比结合能大
D. 1g 钍23490Th 经过120天后还剩0.2g 钍234
90Th
『答案』AB
『解析』A ．根据电荷数和质量数守恒知X 的质量数为0，电荷数为-1，则钍核衰变过程中
放出了一个电子，即X 为电子，故A 正确；
B ．β衰变的实质是β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子同时产生的，故B 正确；
C ．该反应因为放出能量，则23490Th 的比结合能比23491Pa 的比结合能小，选项C 错误；
D ．钍的半衰期为24天，1g 钍23490Th 经过120天后，发生5个半衰期，1g 钍经过120天后
还剩5
1
1()g=0.03125g 2
⨯，故D 错误。

11. 如图所示，光滑水平面上有大小相同的A 、B 两球在同一直线上运动。

两球质量关系为
2A B m m =，规定向右为正方向，A 、B 两球的动量均为6kg m /s ⋅，运动中两球发生碰撞，
碰撞前后B 球动量变化量的大小为4kg m /s ⋅，则（ ）
A. 左方是A 球，碰前两球均向右运动
B. 右方是A 球，碰前两球均向右运动
C. 碰撞后A 、B 两球速度大小之比为5：2
D. 经过验证两球发生的碰撞不是弹性碰撞
『答案』BC
『解析』AB ．根据动量公式p mv =可知A 球质量大，A 球运动的速度小，且A 、B 球的
速度为正，故碰前两球均向右运动，要使两球发生碰撞，由于A 球运动的速度小，故右方是A 球,故A 错误，故B 正确； C ．由动量守恒定律得A B p p ∆=-∆
碰撞后A 球动量=10kg m/s A A A p p p +∆=⋅后 碰撞后B 球动量=2kg m/s B B B p p p +∆=⋅后
根据动量公式p mv =，2A B m m =，碰撞后A 、B 两球速度大小之比为5：2，故C 正确；
D．碰撞前系统的总动能为
2227 22
A B
k
A B B
p p
E
m m m
=+=
同理碰撞后系统的总动能为
2227
22
A B
k
A B B
p p
E
m m m
=+=
后后
后
可知碰撞过程中系统的动能守恒，所以两球发生的碰撞是弹性碰撞，故D错误。

故选BC。

12. 如图所示,t=0时,质量为0.5 kg的物体从光滑斜面上的A点由静止开始匀加速下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),做匀减速直线运动,最后停在C点。

测得每隔2s的三个时刻物体的瞬时速度,记录在表中。

g取10 m/s2,则下列说法中正确的是() t/s 0 2 4 6
v/(m·s-1) 0 8 12 8
A. 物体运动过程中的最大速度为12 m/s
B. t=3 s的时刻物体恰好经过B点
C. t=10 s的时刻恰好停在C点
D. A、B间的距离小于B、C间距离
『答案』CD
『解析』A．物体沿斜面向下做匀加速运动，由加速度的定义式可得
22
1
8
m/s4m/s
2
v
a
t
∆
===
∆
假设4s时物体仍加速运动，则4s时的速度
()
1
842m/s=16m/s
v v at
=+=+⨯
大于12m/s，说明4s时物体已开始做减速运动，则最大速度一定大于12m/s，故A错误；B．假设t=3 s的时刻物体恰好经过B点，在水平面上做匀减速运动，设加速度大小为a2，由速度关系可知
(814)m/s(1212)m/s
+⨯≠+⨯
假设错误，t=3 s的时刻物体不可能恰好经过B点，故B错误；
C．在水平面上做匀减速运动，6s时物体的速度为8m/s，设再经过时间t∆速度减为零，则
28
s=4s 2
v t
a ∆∆=
= 即t=6s+4s=10s 时刻恰好停在C 点，故C 正确； D ．设B 点时的速率为v 21
2AB
v x a = BC 做匀减速运动，视为反向的匀加速运动，则有22
2BC
v x a = 因为12a a >，AB BC x x <，所以AB 间的距离小于BC 间距离，故D 正确。

故选择CD 选项。

第II 卷（非选择题）
三、实验题（每空2分，共12分）
13. 某冋学利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动规律．某次实验通过电磁打点计时器打出纸带的一部分如图乙所示，图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的计数点，每两个相邻计数点间有4个计时点没有画出，打点计时器所接交流电源频率为50Hz ．分别测出A 点到B 、C 、D 、E 点之间的距离，x 1、x 2、x 3、x 4，以打A 点作为计时起点，算出小车位移与对应运动时间的比值
x t ，并作出x
t
－t 图象如图丙所示．
(1)实验中下列措施必要的是_________(填正确答案标号)
A.打点计时器接220V 交流电源
B.平衡小车与长木板间的摩擦力
C.细线必须与长木板平行
D.小车的质量远大于钩码的质量 (2)由图内中图象求出小车加速度a=_________m/s 2，打A 点时小车的速度v A =_________m/s ．(结果均伓留两位有效数字)
『答案』 (1). C (2). 5.0 0.40
『解析』
（1）电磁打点计时器接4-6V 交流电源，选项A 错误；实验时不需要平衡小车与长
木板间的摩擦力，选项B 错误；细线必须与长木板平行，选项C 正确；实验中小车做匀加速运动即可，没必要小车的质量远大于钩码的质量，选项D 错误；故选C. （2）根据x=v 0t+
12at 2
可得012
x v at t =+，由图像可知：v 0=v A =0.4m/s ； 221.40.4
22/ 5.0/0.4
a k m s m s -==⨯
= 14. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图），单缝保持竖直方向，并选用缝间距为d 的双缝屏。

从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L 。

接通电源使光源正常工作。

(1)组装仪器时，单缝和双缝的空间关系应该为___________。

A.a 代表单缝，b 代表双缝
B.a 代表双缝，b 代表单缝
C.二者相互垂直放置
D.二者相互平行放置
(2)将红色滤光片改为绿色滤光片，其他实验条件不变，在目镜中仍可看见清晰的条纹，则__________。

A.条纹为竖条纹
B.条纹为横条纹
C.与红光相比条纹间距变窄
D.与红光相比条纹间距变宽
(3)经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为Δx ，则这种色光的波长表达式为λ=_____（用题中所给字母表示）。

『答案』 (1). AD (2). AC (3).
d
x L
∆ 『解析』(1)『1』AB ．双缝的光来自于同一个单缝,因此单缝a 距离光源更近，A 正确，B
错误；
CD ．双缝与单缝应该平行放置，才能观察到双缝干涉实验，C 错误，D 正确。

故选AD 。

(2)『2』 AB ．由于单缝保持竖直，条纹的方向与单缝平行，因此条纹竖直，A 正确，B 错误；
CD ．由于绿光的波长比红光的短，因此干涉条纹间距比红光的窄，C 正确，D 错误。

故选AC 。

(3)『3』根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为L x d
λ∆=
可得波长表达式d x L λ=∆ 四、解答题（每题12分，共48分）
15. 如图所示，直角三角形ABC 为棱镜的横截面，∠A =60°、∠B =90°，一细束单色光线的方向垂直于AC 边，从AB 边射入棱镜，入射点与A 点的距离为d ，之后光线从AC 边射出，且方向平行于BC 边，已知光在真空中的传播速度为c 。

求：
(1)棱镜对该光的折射率；
(2)光线在棱镜中传播的时间。

『答案』(1)3n =；(2)3d t = 『解析』(1)画出光路图如图所示
由几何关系可知，光线在AB 边的入射角和折射角分别为60°和30°，由折射定律，棱镜对该光的折射率
sin 603sin 30n ︒=
=︒
(2)光线在棱镜中传播的时间 d t v
= 其中c v n
=，光线在棱镜中传播的时间 3d t = 16. 海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源．两个氘核的核反应产生一个32He 核
和一个粒子，其中氘核的质量为2.013 0 u ，氦核的质量为3.015 0 u ，中子的质量为1.008 7 u ．
(1 u ＝931.5 MeV)，求：
(1)写出核反应方程；
(2)核反应中释放的核能；
(3)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV 进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，反应中产生的粒子和氦核的动能．
『答案』(1)21He ＋21He →32
He ＋10n (2) 2.14 MeV (3)2.13 MeV 0.71 MeV 『解析』(1)核反应方程为：21He ＋21He →32He ＋1
0n . (2)核反应中的质量亏损为Δm ＝2m H －m He －m n
由ΔE ＝Δmc 2可知释放的核能：
ΔE ＝(2m H －m He －m n )c 2＝2.14 MeV
(3)把两个氘核作为一个系统，碰撞过程系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的动能相等，其动量等大反向，因此反应前后系统的总动量为零，即m He v He ＋m n v n ＝0；反应前后系统的总能量守恒，即12m He v ＋12
m n v 2
n ＝ΔE ＋2E kH ，又因为m He ∶m n ＝3∶1，所以 v He ∶v n ＝1∶3
由以上各式代入已知数据得：
E kHe ＝0.71 MeV ，E kn ＝2.13 MeV
17. 在某路口，有按倒计时显示的时间显示灯．有一辆汽车在平直路面上正以36 km/h 的速度朝该路口停车线匀速前行，在车头前端离停车线70 m 处司机看到前方绿灯刚好显示“5”．交通规则规定：绿灯结束时车头已越过停车线的汽车允许通过．
(1)若不考虑该路段的限速，司机的反应时间为1 s ，司机想在剩余时间内使汽车做匀加速直线运动以通过停车线，则汽车的加速度至少为多大？
(2)若该路段限速60 km/h ，司机的反应时间为1 s ，司机反应过来后汽车先以2 m/s 2的加速度沿直线加速3 s ，为了防止超速，司机在加速结束时立即踩刹车使汽车匀减速直行，结果车头前端与停车线相齐时刚好停下，求刹车后汽车加速度的大小．(结果保留两位有效数字) 『答案』(1)2.5 m/s 2 (2)6.1 m/s 2
『解析』
试题分析：（1）司机反应时间内做匀速直线运动的位移是：10110x v t m ==；
加速过程：2154t t s =-=
2102121702x v t a t -=+ 代入数据解得：21 2.5/a m s =
（2）汽车加速结束时通过的位移：2220102231110103234922x v t v t a t m =++
=+⨯+⨯⨯= 此时离停车线间距为：327021x x m =-=
此时速度为：1022102316/v v a t m s =+=+⨯=
匀减速过程：2322ax v =
带入数据解得：23128 6.1/21
a m s == 考点：匀变速直线运动规律
『名师点睛』本题关键分析清楚汽车的运动规律，然后分阶段选择恰当的运动学规律列式求解，不难．
18. 如图所示，在光滑的水平面上有一长为L =5m 的木板B ，上表面粗糙，在其左端有一光滑的14
圆弧槽C ，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B 、C 静止在水平面上。

现有滑块A 以初速度0v =8m/s 从右端滑上B ，一段时间后，以4m/s 滑离B ，并恰好能到达C 的最高点，A 、B 、C 的质量相等，g 取10m/s 2求：
(1)A 刚滑离木板B 时，木板B 和圆弧槽C 的共同速度；
(2)A 与B 的上表面间的动摩擦因数μ；
(3)圆弧槽C 的半径R 。

『答案』(1)2m/s ；(2)04；(3)0.1m
『解析』(1)对A 在木板B 上的滑动过程，取A 、B 、C 为一个系统，根据动量守恒定律有
mv 0＝m
02
v ＋2mv B 解得
v B ＝04
v =2m/s (2)对A 在木板B 上的滑动过程，A 、B 、C 系统减少的动能全部转化为系统产生的热量
22
2000111--222224v v mgL mv m m μ⎛⎫⎛⎫⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
＝ 解得μ＝20516v gL =0.4 (3)对A 滑上C 直到最高点的作用过程，A 、C 系统动量守恒
02mv ＋mv B ＝2mv A 、C 系统机械能守恒22200111222242
v v mgR m m mv ⎛⎫⎛⎫+-⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭＝ 解得R ＝2064v g
=0.1m。