北京市西城区2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）

北京市西城区2020学年度第二学期期末试卷 高二物理一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）1.第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是A. 法拉第B. 奥斯特C. 赫兹D. 麦克斯韦【答案】C【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验验证了电磁波的存在,故C正确，ABD错误。2.下列说法正确的是（ ）A. 电磁波在真空中以光速c传播B. 在空气中传播的声波是横波C. 声波只能空气中传播D. 光需要介质才能传播【答案】A【解析】试题分析：电磁波在真空中的传播速度等于光速，A正确；在空气中传播的声波是纵波，B错误；声波的传播需要介质，可以在空气、液体和固定中传播，C错误；光属于电磁波，其传播不需要介质，可以在真空中传播，D错误。【考点定位】考查了机械波和电磁波【方法技巧】本题的关键是知道光是电磁波的一种，电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，机械波传播的是振动形式，其传播离不开介质，机械波在传播过程中波速由介质决定。【此处有视频，请去附件查看】3.下列说法正确的是A. 光电效应现象说明光具有波动性B. 光的干涉现象说明光具有粒子性C. 光偏振现象说明光是一种横波D. 光的衍射现象说明光具有粒子性【答案】C【解析】【详解】A. 光电效应现象说明光具有粒子性，选项A错误；B. 光的干涉现象说明光具有波动性，选项B错误；C. 光的偏振现象说明光是一种横波，选项C正确；D. 光的衍射现象说明光具有波动性，选项D错误.4.如图描绘的是一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景。关于布朗运动，下列说法正确的是A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动B. 液体温度越低，布朗运动越剧烈C. 悬浮微粒越大，液体分子撞击作用不平衡性表现的越明显D. 悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的【答案】D【解析】布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项A错误； 液体温度越高，布朗运动越剧烈，选项B错误； 悬浮微粒越小，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显，选项C错误； 悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，选项D正确；故选D.点睛：悬浮在液体中的固体小颗粒做布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢，且液体分子在做永不停息的无规则的热运动固体小颗粒做布朗运动说明了液体分子不停的做无规则运动5.关于物体的内能，下列说法正确的是A. 温度高的物体内能一定大B. 物体吸收热量，内能一定增大C. 只有物体从外界吸收热量，其内能才能增大D. 物体内能的多少，跟物体的温度和体积有关系【答案】D【解析】【详解】A. 物体的内能与物体的温度、体积以及物质的量等因素都有关，则温度高的物体内能不一定大，选项A错误；B. 物体吸收热量，若物体对外做功，则内能不一定增大，选项B错误；C.做功和热传递都能改变物体的内能，则对物体做功，也能使物体的内能增大，选项C错误；D. 物体内能的多少，跟物体的温度和体积有关系，选项D正确.6.晶体与非晶体的区别在于是否具有A. 天然规则的几何形状B. 各向异性C. 确定的熔点D. 一定的硬度【答案】C【解析】【详解】A. 只有单晶体才具有天然规则的几何形状，多晶体无天然规则的几何形状，选项A错误；B. 只有单晶体才具有各向异性的特点，多晶体无各向异性的特点，选项B错误；C. 所有晶体都具有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，选项C正确；D. 有一些晶体并不硬，例如石墨，有一些晶体非常硬，例如金刚石，所以不能用硬度来区分晶体和非晶体。故D错误；7.如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。若振子向右通过O点时开始计时，则其振动图像为A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】由题意：设向右为x正方向，振子运动到O点时，振子位移为零，所以振子向右通过O点时开始计时振动图象应是正弦曲线，故C正确，ABD错误。8.如图所示，在一根张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B摆长相等。先让A摆振动起来，其它各摆随后也跟着振动起来，稳定后A. 其它各摆振动周期跟A摆相同B. 其它各摆振动周期不同，D摆周期最大C. 其它各摆振动振幅相同D. 其它各摆振动振幅不同，D摆振幅最大【答案】A【解析】【详解】AB.A摆摆动，其余各摆也摆动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动频率均等于A摆的摆动频率，振动周期都等于A摆的振动周期，选项A正确，B错误；CD.由于各摆摆长不同，则振幅不同；由于A、B摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则B摆出现共振现象，振幅最大；故CD错误。9.如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】A.当光由空气射入半圆形玻璃砖折射时，折射角应小于入射角，所以这种情况不可能发生。故A不可能，符合题意。B.当光由空气斜射进入半圆形玻璃砖时，既有反射又有折射，折射角小于入射角，是可能发生的。故B可能。不符合题意。C.当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于临界角，既有反射又有折射，是可能发生的。故C可能。不符合题意。D.当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角大于等于临界角时，会发生全反射，光线就不能进入空气，这种情况是可能发生的。故D可能。不符合题意。10.下列现象中属于光的衍射现象的是A. 雨后天空出现美丽的彩虹B. 光通过三棱镜产生彩色条纹C. 阳光下肥皂泡上出现彩色条纹D. 把两只铅笔并在一起，透过中间的狭缝观察日光灯，看到彩色条纹【答案】D【解析】【详解】A.雨后天空出现彩虹属于光的折射现象，故A错误；B.光通过三棱镜形成彩色条纹属于光的折射现象，故B错误；C.日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹是薄膜干涉现象，故C错误；D.通过一个狭缝观察日光灯可以看到彩色条纹，是光绕过障碍物继续传播的现象，故属于光的衍射现象，故D正确；11.如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。欲使光电子从阴极K逸出时的初动能增大，下列方法可行的是A. 改用红光照射B. 改用紫光照射C. 增大光电管上的加速电压D. 增大绿光强度【答案】B【解析】试题分析：由爱因斯坦光电效应方程，同种物质的溢出功相同，所以当增大时，最大初动能增大，而紫光的频率大于红光的频率，所以A选项错误B选项正确；由爱因斯坦光电效应方程可知与增大光电管上的电压或增大绿光的强度无关，所以C、D选项错误。考点：爱因斯坦光电效应方程12.轿车发生碰撞时，关于安全气囊对驾驶员的保护作用，下列说法正确的是A. 减小了驾驶员的动量变化量B. 减小了驾驶员受到撞击力的冲量C. 延长了撞击力的作用时间，从而减小了驾驶员受到的撞击力D. 延长了撞击力的作用时间，从而使得驾驶员的动量变化量更大【答案】C【解析】【详解】AD. 发生碰撞时，驾驶员的动量变化量是一定的，与有无气囊无关，选项AD错误；B. 发生碰撞时，驾驶员的动量变化量是一定的，受到撞击力的冲量也是一定的，与有无气囊无关，选项B错误；C. 在碰撞过程中，人的动量的变化量是一定的，而用安全气囊后增加了作用的时间，根据动量定理Ft=P可知，可以减小驾驶员受到的冲击力，故C正确。二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项是符合题意的，全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。）13.分子间作用力和分子间距离的关系如图所示。关于分子间的作用力和分子势能，下列说法正确的是A. 分子间的引力总是比分子间的斥力小B. 在r = r0处，分子间的引力和斥力大小相等C. 当分子间的作用力做正功时，分子势能减小D. 当分子间的作用力做负功时，分子势能减小【答案】BC【解析】【详解】A.当分子间距增大，引力和斥力均减小，但斥力减小快，存在分子间的引力大于斥力的情况。故A错误。B.由图可知，当分子间的距离为r0时分子间作用力合力为0，分子间的引力和斥力大小相等。故B正确。C.根据分子力做功与分子势能的变化关系可知，当分子间的分子力做正功时，分子势能减小，故C正确。D.根据分子力做功与分子势能的变化关系可知，当分子间的分子力做负功时，分子势能增加，故D错误。14.某质点的振动图像如图所示，下列判断正确的是A. 在t = 0.5s时质点的速度方向沿x轴负方向B. 在t = 1.5s时质点的加速度方向沿x轴正方向C. 在t = 2s到t = 3s时间内质点的速度与加速度方向相反D. 在t = 3s到t = 4s时间内质点的速度增大，加速度减小【答案】CD【解析】【详解】A由图可知，在t=0.5s时，质点正处于由平衡位置向正的最大位移处运动的过程中，所以在t=0.5s时质点的速度方向沿x轴正方向，故A错误；B由图可知，在t=1.5s时，质点的位移为正方向，根据简谐振动的回复力方向与位移方向相反可知，此时回复力的方向沿负方向，则质点的加速度方向沿x轴负方向，故B错误；C在t=2s到t=3s时间内，质点由平衡位置向负的最大位移处运动，所以位移方向沿负方向，速度方向也沿负方向，而回复力的方向沿正方向，则加速度的方向沿正方向，所质点的速度与加速度方向相反，故C正确；D在t=3s到t=4s时间内，质点由负的最大位移处向平衡位置运动，位移减小，则可知质点的速度增大，加速度减小，故D正确。15.如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏。用绿光照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹。为使相邻两个亮条纹的中心间距增大，下列措施可行的是A. 减小双缝间的距离B. 增大双缝到屏的距离C. 将绿光换为红光D. 将绿光换为紫光【答案】ABC【解析】【详解】A根据双缝干涉条纹的间距公式知，减小双缝间的距离，即d变小，则干涉条纹间距减大，故A正确。B根据双缝干涉条纹的间距公式知，增大双缝到屏的距离，即l增大，干涉条纹间距增大。故B正确。C根据双缝干涉条纹的间距公式知，将绿光换为红光，波长变长，则干涉条纹间距变大。故C正确。D根据双缝干涉条纹的间距公式知，将绿光换为紫光，波长变短，则干涉条纹间距减小。故D错误。16.如图所示，物块放在光滑水平面上，在一个与水平方向成角的恒力F作用下，物块沿光滑水平面运动了一段时间t，在这段时间t内A. 物块受到的力F的冲量为FtB. 物块受到的力F的冲量为FtcosC. 物块的动量变化量为FtD. 物块的动量变化量为Ftcos【答案】AD【解析】【详解】AB.拉力的冲量为Ft，故A正确，B错误；CD.动量的变化量为合力的冲量I=Ftcos，故C错误，D正确。三、实验题（本题共2小题，共14分）17.如图所示，在“测量玻璃的折射率”的实验中，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找到跟入射光线AO对应的出射光线OB，从而确定玻璃中的折射光线OO。（1）在图中标记了四个角，分别为1、2、3、4，则玻璃的折射率n =_。（2）下列措施中，不能减小实验误差的是_。A玻璃砖界面aa与bb间的距离适当大些B入射角要尽量小些C大头针应竖直地插在纸面上D针P1与P2、P3与P4的间距要适当远些【答案】 (1). (2). B【解析】【详解】第一空.由光的折射定律可知，玻璃的折射率第二空. 玻璃砖界面aa与bb间的距离适当大些，可减小实验的误差，选项A不符合题意；入射角太小，则角度的测量会产生误差，则不能减小误差，选项B符合题意；大头针应竖直地插在纸面上，可减小实验误差，选项C不符合题意；针P1与P2、P3与P4的间距要适当远些，这样可减小标记入射光线以及折射光线时的误差，选项D不符合题意；18.某同学用如图1所示的装置进行“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。（1）为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用的器材有_（用器材前的字母表示）A长度约为1.0m的细绳B长度约为30cm的细绳C直径约为2.0cm的塑料球D直径约为2.0cm的铁球E最小刻度为1cm的米尺F最小刻度为1mm的米尺（2）用游标卡尺测量摆球直径时，游标尺的位置如图2所示，则可知摆球直径d为_mm。（3）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是_（选填选项前的字母）A把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，使之做简谐运动B在摆球到达最高点时开始计时C用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期D用秒表测量单摆完成30次全振动所用的总时间，用总时间除以全振动的次数得到单摆的周期（4）若测出单摆的周期T、摆线长l、摆球直径d，则当地的重力加速度g = _（用测出的物理量表示）。（5）该同学改变摆长，测量出多组周期T、摆长L的值，作出T2-L图像，如图3所示。他根据测量值作出的图像与理论值有偏差（两图线平行）。他认为造成这个结果的原因可能是“实验时将摆线长和球的直径之和当成了摆长”。请你分析他的说法是否正确_。【答案】 (1). ADF (2). 20.6 (3). AD (4). (5). 正确【解析】【详解】第一空.摆长等于摆线的长度和摆球的半径之和，所以选择长近1m的细线，直径为2.0cm的铁球，需要测量摆长，所以需要最小刻度为1mm的米尺故选：ADF第二空.摆球直径d为：20mm+0.1mm6=20.6mm。第三空.把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，使之做简谐运动，选项A正确；在摆球到达最低点时开始计时，选项B错误；用秒表测量单摆完成30次全振动所用的总时间，用总时间除以全振动的次数得到单摆的周期，选项C错误，D正确；第四空.由，则；第五空.根据单摆周期公式可知T 2和L的关系为，理论上摆长。若“实验时将摆线长和球的直径之和当成了摆长”，则测量的摆长值，比理论值偏大了。这样对图线斜率没有影响，只是导致根据测量值作出的图线向右平移。所以该同学的说法正确。四、论述、计算题（本题共4小题，共38分）解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。19.如图1所示是一列简谐横波在t0时刻的图像，P点是此时处在平衡位置的一个质点。如图2所示是质点P的振动图像。（1）判断这列波的传播方向；（2）求经过时间t1=2s，波传播的距离x；（3）求经过时间t2=4s，质点P通过的路程s。【答案】（1）沿x轴正方向传播（2）4m（3）2m【解析】【详解】（1）P质点在t=0时刻向上振动，可知波沿x轴正方向传播（2）从图甲可知波长=0.8m，从图乙可知振动周期T=0.4s根据波速公式波向前传播的距离x=vt1代入数据解得x=4m（3）一个周期内质点通过的路程为20cm在t2=4s的时间内质点通过的路程代入数据解得s=200cm=2m20.如图所示，某种气体在状态A时的压强为2105Pa，体积为1m3，温度为200K。（1）它在等温过程中由状态A变为状态B，状态B的体积为2m3。求状态B的压强。（2）随后，又由状态B在等容过程中变为状态C，状态C的温度为300K。求状态C的压强。【答案】(1) 105Pa (2) 1.5105Pa【解析】（1）气体的状态参量：，由玻意耳定律得：，代入数据解得：；（2）气体的状态参量：，由查理定律得，代入数据解得：；点睛：本题考查了求气体的压强，分析清楚气体状态变化过程，求出气体的状态参量，应用玻意耳定律与查理定律即可正确解题。21.如图所示，质量为m的物体，仅在与运动方向相同的恒力F的作用下做匀变速直线运动。经过时间t，速度由v1增加到v2。请根据牛顿运动定律和匀变速直线运动规律，推导在这个运动过程中，恒力F的冲量和物体动量变化之间的关系，即动量定理。【答案】见解析【解析】详解】根据牛顿第二定律F=ma根据匀变速直线运动规律v2=v1+at联立两式得动量定理Ft=mv2mv122.动量定理也适用于变力，此时的力可以理解为平均作用力。如图所示，一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动。若钢球与墙壁的碰撞时间为0.02s，求墙壁对钢球的平均作用力的大小和方向。【答案】F=60N，方向向左【解析】【详解】以钢球为研究对象，以向右为正方向；根据动量定理-Ft=（-mv）-mv代入数据解得F=60N，方向向左.23.用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别进行研究。如图所示，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是，碰撞后弹出的角度也是，碰撞前后的速度大小都是v。碰撞过程中忽略小球所受重力。若小球与木板的碰撞时间为Dt，求木板对小球的平均作用力的大小和方向。【答案】，方向沿y轴正方向【解析】【详解】小球在x方向的动量变化为小球在y方向的动量变化为根据动量定理解得，方向沿y轴正方向24.2022年第24届冬季奥运会将在北京和张家口举行。冰壶运动是冬季运动项目之一，深受观众喜爱。图1为中国运动员在训练时投掷冰壶的镜头。冰壶的一次投掷过程可以简化为如图2所示的模型：在水平冰面上，运动员将冰壶甲推到A点放手，冰壶甲以速度v0从A点沿直线ABC滑行，之后与对方静止在B点的冰壶乙发生正碰。已知两冰壶的质量均为m，冰面与两冰壶间的动摩擦因数均为，ABL，重力加速度为g，冰壶可视为质点。不计空气阻力。（1）求冰壶甲滑行到B点时的速度大小v；（2）若忽略两冰壶发生碰撞时的能量损失。请通过计算，分析说明碰后两冰壶最终停止的位置将如图3所示：甲停在B点，乙停在B右侧某点D。（3）在实际情景中，两冰壶发生碰撞时有一定的能量损失。如果考虑了它们碰撞时的能量损失，请你在图4中画出甲、乙两冰壶碰后最终停止的合理位置。【答案】（1）（2）见解析（3）【解析】【详解】（1）以甲冰壸为研究对象，从A到B，根据动能定理解得（2）以甲、乙两冰壸为研究对象，设碰后瞬间它们的速度分别为v甲和v乙，根据动量守恒定律mv=mv甲+mv乙根据能量守恒定律联立解得v甲=0，v乙=v即碰后甲停在B点，乙以速度v向前做匀减速直线运动，最后停在D点。（3）甲、乙两冰壶碰后最终停止的合理位置如图所示，甲、乙停在BD之间，甲在B点右侧，乙在D点左侧。