2015-2016学年山西省朔州市怀仁一中高二(下)期末物理试卷

2015-2016学年山西省朔州市怀仁一中高二（下）期末物理试卷学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题(本大题共5小题，共15.0分)1.下列说法中正确的是（）A.α粒子散射实验证明了原子核还可以再分B.天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构C.分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子是最大初动能较大D.基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，不可能发射多种频率的光子【答案】C【解析】解：A、α粒子散射实验证明了原子的核式结构模型，故A错误；B、天然放射现象的发现揭示了原子核是有内部结构的，故B错误；C、根据光电效应方程，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，x射线的频率比绿光的频率大，则用x射线照射时光电子的最大初动能大，故C正确；D、基态氢原子吸收一个光子跃迁到n大于2的激发态后，因不稳定，则会向低能级跃迁，可能发射多种频率的光子，故D错误；故选：Cα粒子散射实验证明原子具有核式结构模型；天然放射现象的发现揭示了原子核有内部结构；光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与入射光的强度无关；原子吸收能量后，跃迁到激发态，因不稳定，则向基态跃迁，从而会发射多种频率的光子，从而即可求解．考查α粒子散射实验与天然放射现象的作用，掌握光电效应的特点，理解跃迁发出光子的原理．2.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）A.放出光子，能量增加B.放出光子，能量减少C.吸收光子，能量增加D.吸收光子，能量减少【答案】B【解析】解：一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，即从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少．故选：B．从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少，从低能级向高能级跃迁，吸收光子，能量增加．知道高能级向低能级跃迁，释放光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子．3.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光（）A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大C.从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大D.用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大【答案】C【解析】解：A、由可知，蓝光在玻璃中的折射率大，蓝光的速度较小，故A错误；B、以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中，蓝光的折射率大，向法线靠拢偏折得多，折射角应较小，故B错误；C、从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式可知，红光的折射率小，临界角大，故C正确；D、用同一装置进行双缝干涉实验，由公式可知蓝光的波长短，相邻条纹间距小，故D错误．故选C．根据题目中的蓝光的折射率比红光的折射率大，可以判断这两种光在该玻璃中的波速大小，以及波长、临界角等大小情况，然后以及相关物理知识即可解答．折射率大的频率高、波长短、临界角小、光子能量高等这些规律要明确，并能正确应用．4.如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置获得的干涉图样，现让a、b两种单色光组成的复色光通过三棱镜或平行玻璃砖，光的传播路径和方向可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】解：由图看出a光的干涉条纹大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式△x=λ可知，a光的波长大，则同一介质对a的折射率小，对b光的折射率大．A、根据平行玻璃砖的光学特性可知，光线经过两次折射后从玻璃射出的出射光线与入射光线平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，所以出射时a光应在右侧，故A错误．B、根据平行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，即ab应该都与入射光平行，故B错误．C、由sin C=分析可知，a光的临界角较大．当光从棱镜射入空气中时，若b发生全反射，则a光可能不发生全反射，能从棱镜射出，但光线在棱镜右侧面仍有反射，反射光则为复色光，故C正确．D、若a光发生全反射，则b光一定发生全反射，两光束都不能从棱镜射出，故D错误．故选：C．根据双缝干涉相邻条纹间距公式△x=λ可得波长关系，得出折射率关系，结合玻璃砖的光学特性进行分析．由sin C=分析临界角的大小，分析光从棱镜射入空气时能否发生全反射．解决本题掌握光学的基本知识：双缝干涉相邻条纹间距公式△x=λ、折射定律、临界角公式sin C=、全反射的条件，知道折射率与波长、频率等等的关系．5.[物理一选修3-5]如图，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触．现摆球a向左拉开一小角度后释放．若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是（）A.第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等B.第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等C.第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同D.发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置的右侧【答案】A【解析】解：A、两球在碰撞前后，水平方向不受外力，故水平方向两球组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：mv0=mv1+3mv2，两球碰撞是弹性的，故机械能守恒，即：mv02=mv12+3mv22，解两式得：v1=-，v2=，可见第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等，故A正确；B、因两球质量不相等，故两球碰后的动量大小不相等，方向相反，故B错误；C、两球碰后上摆过程，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mv2=mgh，上升的最大高度：h=，由于v的大小相等，则两球上升的最大高度相等，已知两摆长相等，故两球碰后的最大摆角相同，故C错误；D、由单摆的周期公式T=2π可知，两球摆动周期相同，经半个周期后，两球在平衡位置处发生第二次碰撞，故D错误．故选：A．两球碰撞过程中动量守恒、机械能守恒，由动量守恒与机械能守恒定律列方程，求出碰后的速度，然后答题．两小球的碰撞是弹性碰撞，由动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题．二、多选题(本大题共3小题，共9.0分)6.如图是一列简谐波在t=0时刻的波形图，介质中x=4m处质点沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=5sin5πtcm．关于这列波，下列说法正确的是（）A.波长为4mB.波速为l0m/sC.波沿x轴正方向传播D.再经过半个周期的时间，x=4m处质点沿波的传播方向移动2mE.再经过半个周期的时间，x=4m处质点位于波谷【答案】AB【解析】解：A、由图读出：波长为λ=4m，故A正确．B、由x=4m处质点沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=5sin5πtcm，可知ω=5πrad/s，周期为T==s=0.4s，则波速为v===10m/s．故B正确．C、由表达式y=5sin5πtcm，可知t=0时刻x=4m处质点沿y轴正方向运动，则根据波形的平移法可知，波沿x轴负方向传播．故C错误．D、简谐波传播过程中，介质中质点不向前移动，只在自己平衡位置附近振动．故D错误．E、再经过半个周期的时间，x=4m处质点经过平衡位置向下，故E错误．故选：AB．根据质点简谐运动的表达式y=10sin5πt（cm），读出角频率ω，求出周期．根据t=0时刻x=4m处质点的振动方向判断波的传播方向．读出波长，求出波速．简谐波传播过程中，介质中质点不向前移动．每经过半个周期质点的振动反向．解决本题关键要掌握简谐运动的表达式一般形式y=A sinωt，读出ω，再结合振动与波动之间的联系进行分析．7.如图所示，A、B两物体质量之比m A：m B=3：2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（）A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒【答案】BCD【解析】解：A、因为A、B都要受到车的摩擦力作用，且由于A的质量大于B的质量，两个物体与车上表面的动摩擦因数相等，即A物体受到的摩擦力大于B物体受到的摩擦力，所以当只把A、B作为系统时，显然系统受到的合外力不为0，它们的总动量不守恒的，故A错误；B、当把A、B、C、弹簧作为系统时，由于地面光滑，系统受到的合外力等于0，所以系统的总动量是守恒的，故B正确；C、若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统所受的合外力等于0，所以A、B 组成的系统动量守恒，故C正确；D、若A、B所受的摩擦力大小相等，地面光滑，系统受到的合外力等于0，所以A、B、C组成的系统动量守恒，故D正确；故选：BCD．当系统不受外力或所受的外力之和为零，系统动量守恒，根据动量守恒的条件进行判断．解决本题的关键掌握动量守恒的条件，即系统受到的合外力等于0，这是运用动量守恒定律解题的关键，注意研究对象的选择．8.如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R=，现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出．设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的进间为t，若真空中的光速为c，则（）A.n可能为B.n可能为2C.t可能为D.t可能为【答案】AB【解析】解：A、B只经过两次全反射可知第一次入射角为45°，反射光路图如图所示．根据全反射可知临界角C≤45°，再根据n=，可知n≥，故A、B正确；C、D当光线恰好与内壁相切时，光线在透明体内通过的路程最小，如图所示，根据几何知识可知，光在透明柱体中运动路程为L≥4r，运动时间为t=，v=，则t≥=，故C、D错误．故选：AB由题意利用几何关系作出光路图可知第一次的入射角，即可判断临界角的大小，并能判断出折射率的大小范围；由光路图即可得出运行时间．本题考查全反射，解题的关键在于题目中几何关系的应用，只有根据几何关系解出入射角才能求出正确结果．五、多选题(本大题共1小题，共6.0分)13.下列说法正确的是（）A.单摆摆动时，摆球所需回复力就是摆球所受的合力B.火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高C.用两束单色光A、B，分别在同一套装置上做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则说明A光波长大于B光波长D.根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场E.当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动【答案】BCE【解析】解：A、单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力．故A错误B、根据多普勒效应，当声源接近接收器时接收到的频率变高，故B正确．C、在装置相同的情况下，根据两相邻的明（暗）条纹间距公式△x=知，△x与波长成正比，故C正确．D、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；均匀变化的电（磁）场只能产生恒定不变的磁（电）场，故D错误；E、经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动，故E正确故选：BCE单摆振动时，径向的合力提供向心力，回复力等于重力沿圆弧切线方向的分力，多普勒效应，当声源接近接收器时接收到的频率变高在装置相同的情况下，双缝干涉实验中两相邻明（暗）条纹间距为△x=麦克斯韦的电磁场理论是变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．其中的变化有均匀变化与周期性变化之分，当物体以接近光速运动时，根据爱因斯坦相对认可知，质量变化明显，所以经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动．经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动；适用于宏观物体，而不适用于微观物质七、多选题(本大题共1小题，共4.0分)15.下列说法正确的是（）A.卢瑟福通过a粒子散射实验建立了原子核式结构模型B.根据玻尔理论可知，当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时，发射出光子C.β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D.R n的半衰期为3.8天，若有20g R n，经过7.6天后还剩下5g R nE.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小【答案】ABD【解析】解：A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型．故A正确．B、根据玻尔理论可知，当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时，能量减小，辐射光子．故B正确．C、β衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来．故C错误．D、20g R n经过7.6天后，经过了两个半衰期，根据m=m0（）2=则还有5g未衰变．故D正确．E、根据光电效应发生的条件可知，一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的频率太低，与光强无关．故E错误．故选：ABD．卢瑟福通过α粒子散射实验推翻了汤姆孙的枣糕模型，建立了原子核式结构模型；原子从高能级向低能级跃迁，辐射光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子．β衰变产生的电子来自原子核，不是核外电子．半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，由内部自身因素决定．本题考查了核式结构模型、玻尔理论、衰变等基础知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点．三、实验题探究题(本大题共2小题，共18.0分)9.某照明电路出现故障，其电路如图1所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50V档检测故障，他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．（1）断开开关，红表笔接在a点时多用表指示如图2所示，读数为______ V，说明______ 正常（选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）．（2）红表笔接在b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图2相同，可判定发生故障的器件是______ （选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）【答案】11.5；蓄电池；小灯【解析】解：（1）量程为50V，故最小刻度为1V，故读数为11.5V；电压表测量是路端电压，接进电源的电动势，说明蓄电池正常；（2）闭合开关后，多用表指示读数等于路端电压，说明小灯泡断路；故答案为：（1）11.5V，蓄电池；（2）小灯．（1）先找准刻度，得到最小分度，再读数；电压表测量是路端电压；（2）闭合开关后，多用表指示读数等于路端电压，说明小灯泡断路．本题关键是明确用多用电表电压挡检测电路故障的方法，结合闭合电路欧姆定律来判断各个部分的电路情况，基础题目．10.在“测定金属的电阻率”的实验中（1）用螺旋测微器测量金属丝直径时，其示数如图1所示，则金属丝的直径为d= ______ mm（2）某同学设计了如图2所示的电路测量该金属丝的电阻（阻值约3Ω）可选用的器材规格如下：电源Ε（电动势3V，内阻不计）；电流表Α（0〜0.6Α，内姐约0.5Ω）；电流表G（0〜10m A，内阻为50Ω）；滑动变阻器R1（阻值0〜5Ω，额定电流2A）；滑动变阻器R2（阻值0〜1ΚΩ，额定电流1A）；定值电阻R3=250Ω；定值电阻R4=2500Ω；开关S和导线若干．①为了便于操作，并使测量尽量精确，定值电阻办应选，滑动变阻器R应选______ ．②某次测量时电流表G的读数为5.0m A，安培表示数为0.50A，计算R x的准确值为R x= ______ Ω．（计算结果保留3位有效数字）【答案】0.800；R1；R3；3.03【解析】解：解：（1）固定刻度读数为0.5mm+0.01×30.0=0.800mm，则此金属丝的直径为0.800mm．（2）根据闭合电路欧姆定律电路和电流表最小读数，可求出电路中需要的最大电阻为：R==Ω=15Ω，由于待测电阻电阻为3Ω，所以滑动变阻器应用R1根据串分压原理，R===300Ω，故定值电阻R3根据电阻定律，由R===3.03Ω故答案为：（1）0.800mm（2）①R1；R3②3.03（1）千分尺固定刻度最小分度为1mm，可动刻度每一分度表示0.01mm，由固定刻度读出整毫米数包括半毫米数，由可动刻度读出毫米的小数部分．（2）根据闭合电路欧姆定律电路和电流表最小读数，可求出电路中需要的最大电阻，根据欧姆定律再进行求解．用伏安法测量电阻，首先要考虑安全，其次准确，最后操作方便．四、计算题(本大题共2小题，共20.0分)11.如图所示，一透明半圆柱体折射率为n=2，半径为R、长为L．一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面射出．求该部分柱面的面积S．【答案】解：半圆柱体的横截面如图所示，OO′为半径，设从A点入射的光线在B点处恰好满足全反射条件，入射角恰好等于临界角C，则由折射定律得：n==2得θ=30°由几何关系得：∠OO′B=θ则有光线从柱面射出的柱面面积S=2θ•R•L=答：该部分柱面的面积S是．【解析】作出半圆柱体的横截面．光线在透光的边界恰好发生全反射，入射角等于临界角，即可由折射定律求出光线在柱面上的入射角，由几何知识求面积S．本题关键要掌握全反射及其产生条件，结合几何知识求解即可．12.如图所示，A为有光滑曲面的固定轨道，轨道底端的切线方向是水平的．质量M=40kg的小车B静止于轨道右侧，其上表面与轨道底端在同一水平面上．一个质量m=20kg的物体C以2.0m/s的初速度从轨道顶端滑下，冲上小车B后经一段时间与小车相对静止并一起运动．若轨道顶端与底端的高度差h=1.6m．物体与小车板面间的动摩擦因数μ=0.40，小车与水平面间的摩擦忽略不计．（取g=10m/s2），求：（1）物体与小车保持相对静止时的速度v；（2）物体冲上小车后，与小车发生相对滑动经历的时间t；（3）物体在小车上相对滑动的距离L．【答案】解：（1）下滑过程机械能守恒，有：mgh+mv=0+mv代入数据得：v2=6m/s；设初速度方向为正方向，物体相对于小车板面滑动过程动量守恒为：mv2=（m+M）v联立解得：v===2m/s．（2）对小车由动量定理有：μmgt=M v，解得：t===1s．（3）设物体相对于小车板面滑动的距离为L由能量守恒有：μmg L=mv-（m+M）v2代入数据解得：L==3m．答：（1）物体与小车保持相对静止时的速度v为2m/s；（2）滑行的时间为1s；（3）相对距离为3m．【解析】（1）由机械能守恒可求得C滑上小车的速度；再由动量守恒可求得相对静止时的速度；（2）对小车由动量定理可求得相对滑动经历的时间；（3）由机械能守恒定律可求得物体相对滑动的距离．本题考查动量定恒、机械能守恒及功能关系，本题为多过程问题，要注意正确分析过程，明确各过程中应选用的物理规律．六、计算题(本大题共1小题，共9.0分)14.如图所示，一个大游泳池，池底面水平，池水深1.2m，有一竹竿竖直插入池底，浸入水中的部分正好是全长的一半，阳光与水平方向成37°角射入池底，竹竿的影长为2.5m，求水的折射率．【答案】解：作出光路如图所示．由折射定律有：n==°…①由几何关系有：L=h1cot37°+h2tanθ2…②得，tanθ2=°==由②解得：θ2=37°由①得：n=答：水的折射率为．【解析】先作出光路图．如图所示．根据几何知识求得BD长，得到EF的长度，即可求得入射角i和折射角r的正弦值，由折射定律n=求出折射率n．解答几何光学问题，首先要正确作出光路图，再根据几何知识求出相关的长度，由折射定律求解n．八、计算题(本大题共1小题，共10.0分)16.高压采煤水枪出水口的横截面积为S，水的射速为v，水柱水平垂直地射到煤层后，速率变为0，若水的密度为ρ，假定水柱截面不变，则水对煤层的冲击力是多大？【答案】解：设t时间内有V体积的水打在煤层上，则这些水的质量为：m=ρV=ρS vt，以这部分水为研究对象，它受到煤层的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：F t=0-mv，即：F=-=-ρS v2，负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可以知道，水对煤层的冲击力大小也为ρS v2．答：水对煤层的冲击力是ρS v2．【解析】取时间t内的水研究对象，根据动量定理列式求解即可．本题关键是研究对象的选择，然后根据动量定理列式求解即可，基础问题．。