2017-2018高二物理下学期期末试卷带解析

2017-2018 高二物理下学期期末试卷带解析【市级联考】陕西省西安市 20172018 学年高二下学期期末考试物理试题一、选择题（每小题 4 分，共 48 分，19 为单选题，1012 为多选题，全选正确的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有错选或不选的得 0 分）1.关于光电效应，下列说法中正确的是（ ）A. 发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大B. 不同金属产生光电效应的入射光的最低频率是相同的C. 金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能发生光电效应D. 如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应【答案】D【解析】试题分析：根据光电效应方程可得 ，光子的能量与光照强度无关，A 错误；每种金属都有自己的极限频率，B 错误；金属内的每个电子一次只能吸收一个光子，而且是不能积累的，C 错误；当入射光光子的能量小于金属的逸出功时，不能发生光电效应，D 正确考点：考查了光电效应2.如图所示，质量为 M 的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为 m 的物体，某时刻给物体一个水平向右的初速度 v0，那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后（ ）A. 两者的速度均为零B. 两者的速度总不会相等C. 盒子的最终速度为 ，方向水平向右D. 盒子的最终速度为 ，方向水平向右【答案】D【解析】试题分析：根据动量守恒，物块与盒子前后壁多次往复碰撞，最后以相同的速度向右运动，所以： ，选项 D 正确。考点：动量守恒3.如图所示，与水平面成 角、宽为 L 的倾斜平行金属导轨，处在方向竖直向上、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。当回路电流强度为I 时，金属杆 ab 水平静止在光滑导轨上，金属杆 ab 所受安培力为F，斜面的支持力为 N，则下列判断正确的是A. 安培力方向垂直 ab 杆沿斜面向上B. 安培力方向垂直 ab 杆水平向左C. N=D. N=BIL【答案】C【解析】【分析】导体棒垂直处在匀强磁场中，根据安培力公式 F=BIL 求解安培力的大小；根据左手定则判断安培力的方向受力分析后根据共点力平衡条件求解支持力大小【详解】由于 ab 棒与磁场垂直，所以导体棒 ab 受到安培力的大小为：F=BIL；导体棒中电流方向为 ba，由左手定则判断可知导体棒 ab 受到安培力的方向为垂直于杆方向水平向右；故 AB 错误；对导体棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示：根据共点力平衡条件，有： ，故 C 正确，D 错误；故选 C。【点睛】本题关键是导体棒的受力情况，会用左手定则判断安培力方向，会根据共点力平衡条件列式求解，基础问题4.2014 年 3 月 8 日凌晨，从吉隆坡飞往北京的马航 MH370 航班起飞后与地面失去联系，机上有 154 名中国人。之后，中国紧急调动了海洋、风云、高分、遥感等 4 个型号近 10 颗卫星为地面搜救行动提供技术支持。假设“高分一号”卫星与同步卫星、月球绕地球运行的轨道都是圆，它们在空间的位置示意图如图所示。下列有关“高分一号”的说法正确的是（ ）A. 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的大B. 其发射速度可能小于 7.9km/sC. 绕地球运行的周期比同步卫星的大D. 在运行轨道上完全失重，重力加速度为 0【答案】A【解析】【分析】根据万有引力提供向心力 ，判断“高分一号”和月球、同步卫星的运行速率、周期、加速度。 “高分一号”在轨道运行时，处于完全失重状态，但不是不受重力。【详解】根据万有引力提供向心力 ，得 ，即轨道半径越大，角速度越小，由于高分一号的轨道半径小于月球的轨道半径，故“高分一号”绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的大。故 A 正确。近地卫星的发射速度为 7.9km/s，卫星发射的越高，需要的能量越高，故“高分一号”的发射速度一定大于 7.9km/s，故 B 错误。根据万有引力提供向心力 ，得 ，即轨道半径越小，周期越小，由于高分一号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故“高分一号”绕地球运行的周期比同步卫星的小，故 C 错误。万有引力完全提供向心力，故在运行轨道上完全失重，在轨道上的重力加速度满足 ，即重力加速度不为零，故 D 错误。故选 A。【点睛】决本题的关键掌握万有引力提供向心力 ，会根据该规律判断角速度、周期、加速度与轨道半径的关系。5.下列与粒子相关的说法中正确的是（ ）A. 天然放射性现象中产生的 射线速度与光速相当，贯穿能力很强B. 丹麦物理学家玻尔进行了 粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型C. (铀 238)核放出一个 粒子后就变为 (钍 234)D. 高速 粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为【答案】C【解析】【分析】天然放射性现象中产生的 射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱根据电荷数守恒、质量数守恒判断衰变后的新核；卢瑟福用 粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变【详解】天然放射性现象中产生的射线，只有 射线速度与光速相当，贯穿能力很强， 射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱。选项 A 错误；卢瑟福进行了 粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，选项 B 错误；铀(238）核放出一个 粒子，电荷数少 2，质量数少 4，则电荷数为 90，质量数为234，变为钍 234。故 C 正确。高速 粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为 故 D 错误。故选 C.6.如图所示，木块 B 与水平弹簧相连放在光滑水平面上，子弹 A 沿水平方向射入木块后留在木块 B 内，入射时间极短，而后木块将弹簧压缩到最短，关于子弹和木块组成的系统，下列说法中正确的是( )子弹射入木块的过程中系统动量守恒子弹射入木块的过程中系统机械能守恒木块压缩弹簧过程中，系统总动量守恒木块压缩弹簧过程中，子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】子弹射入木块的过程时间极短，弹簧尚未形变，系统合力为零，所以动量守恒，故 A 正确；在子弹射入木块的过程中，子弹与木块之间有摩擦力，子弹将一部分机械能转化为系统的内能，即系统的机械能不守恒，故 B 错误；木块压缩弹簧过程中，系统受到水平向右的弹力作用，合外力不为零，系统的总动量不守恒，故 C错误；木块压缩弹簧过程中，由子弹、木块和弹簧组成的系统，只有系统内的弹力做功，所以系统的机械能守恒，故 D 正确。所以AD 正确，BC 错误。7.古时有“守株待兔”的寓言，倘若兔子受到的冲击力大小为自身体重 2 倍时即可导致死亡，如果兔子与树桩的作用时间为 0.2s，则被撞死的兔子其奔跑速度可能是：（g=10m/s2）( )A. 1.5m/s B. 2.5m/s C. 3.5m/s D. 4.5m/s【答案】D【解析】设兔子的速度方向为正，能使兔子致死的力 F=-2mg，兔子的运动视为匀减速，说明作用力为恒力；时间为 0.2s，末动量为零；则由动量定理可知：-Ft=0-mv；解得： ；故只有速度大于 4m/s，兔子才会死亡，故只有 D 符合题意；故选 D8.在图中所示的四种典型电场的情况中，电场中、两点的电场强度和电势都相等的是（ ）A. 图（甲）中平行板电容器带电荷，极板间除边缘附近处的任意两点B. 图（乙）中两个等量异号点电荷的连线上，与连线中点等距的任意两点C. 图（丙）中离点电荷等距的任意两点D. 图（丁）中两等量异号点电荷的连线的中垂线上,与连线中点等距的任意两点【答案】D【解析】【分析】等势面上各点的电势相等，沿电场线方向电势逐渐降低；场强既有大小又有方向【详解】电容器间的电场为匀强电场，因为沿电场线方向上电势逐渐降低，可知 a 点的电势高于 b 点的电势，故 A 错误。沿电场线方向上电势逐渐降低，a 点的电势高于 b 点，故 B 错误。以点电荷为球心的球面是等势面，可知 a、b 两点电势相等，但是 ab 两点的场强大小相等，方向不同，故 C 错误。根据两个等量同种电荷等势面的分布情况可知，在两电荷连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点电势相等，场强相等，故 D 正确。故选 D。9.一个静止的铀核，放射一个 粒子而变为钍核，在匀强磁场中的径迹如图所示，则正确的说法( )A. 1 是 ，2 是钍B. 1 是钍，2 是C. 3 是 ，4 是钍D. 3 是钍，4 是【答案】B【解析】一个静止的铀核发生 衰变后变为钍核， 粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据动量守恒定律知，两粒子的动量大小相等，速度方向相反，都为正电，根据左手定则，为两个外切圆；根据 ，因两粒子的动量大小相等、磁感应强度 B 相同，则电量大的轨道半径小，知 1 是钍核的径迹，2 是 粒子的径迹，B 正确，ACD 错误，选 B【点睛】衰变生成的新核与 粒子动量守恒，根据左手定则判断粒子的受力方向，从而判断出是内切圆还是外切圆10.有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法( )A. 点火后即将升空的火箭。因火箭还没运动，所以加速度一定为零B. 高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车。轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大C. 运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶。高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大D. 汽车匀速率通过一座拱桥。因为汽车做的是曲线运动，加速度不为零【答案】BD【解析】点火后即将升空的火箭，虽然速度还为零，但因其合外力不为零，加速度不为零，A 错误；轿车紧急刹车时速度变化很快，由 可知，其加速度很大，B 正确；高速行驶的磁悬浮列车，虽然速度很大，若其不变化，则加速度为零，C 错误；汽车匀速率过拱桥时，汽车做曲线运动，汽车速度方向时刻变化，其加速度不为零，D 正确11.关于下列四幅图说法正确的是（ ）A. 玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运行轨道的半径不是任意的，是某一固定值B. 光电效应产生的条件为：光强大于临界值C. 电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性D. 发现少数 粒子发生了较大偏转，说明金原子质量大而且很坚硬【答案】AC【解析】A、由图和玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，A 正确；B、光电效应产生的条件为：入射光的频率大于金属的截止频率， B 错误；C、衍射是波的特有现象，电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，C 正确；D、少数 粒子发生了较大偏转，说明原子的几乎全部质量和所有正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转，D 错误；故选 AC。12.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是 ，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是A. 一群处于 能级的氢原子向基态跃迁时，能放出 3 种不同频率的光B. 一群处于 能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为 eVC. 用能量为 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D. 用能量为 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子电离【答案】ABD【解析】【详解】A、氢原子从能级低的基态向能级高的激发态跃迁必须吸收能量；故 A 错误。B、一群处于 n=3 能级的氢原子向基态跃迁时，根据 可知，能放出 3 种不同频率的光，然而一个处于 n=3 能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能放出 2 种不同频率的光子；故 B 错误。C、一群氢原子从 n=3 向 n=1 的能级发出的光子的能量最大为 ，因锌的逸出功是 3.34ev，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为EKm=12.09-3.34=8.75eV；故 C 正确。D 、能量为 10.3eV 小于电离能 13.6eV，因此此光子照射不能使处于基态的氢原子电离；故 D 错误。故选 C。【点睛】解决本题的关键知道什么是电离，以及能级的跃迁满足h=Em-En ，注意吸收光子是向高能级跃迁，释放光子是向低能级跃迁，同时掌握吸收或释放能量要正好等于能级之差二、实验题13.在“验证动量守恒定律”的实验中：（1）在确定小球落地点的平均位置时通常采用的做法是用圆规画一个尽可能小的圆把所有的落点圈在里面,圆心即平均位置 ，其目的是减小实验中的_（2）入射小球每次必须从斜槽上_滚下，这是为了保证入射小球每一次到达斜槽末端时速度相同（3）入射小球的质量为 ，被碰小球的质量为 m2，在 m1 m2 时，实验中记下了 O、M、P、N 四个位置(如图所示) ，若满足_(用 m1、m2、OM、OP、ON 表示)，则说明碰撞中动量守恒；若还满足_(只能用 OM、OP、ON 表示)，则说明碰撞前后动能也相等【答案】 (1). 偶然误差 (2). 同一位置由静止开始 (3). (4). OPONOM【解析】（1）由于落点比较密集，又较多，每次测量距离很难，确定落点平均位置的方法是最小圆法，用圆规画一个尽可能小的圆把所有的落点圈在里面，圆心即平均位置，这样可以减小偶然误差；（2）为了保证小球每次到达斜面末端时速度相同，应让小球每次从同一位置由静止滑下；（3）设落地时间为 t，则有：v1= ，v1= ，v2=而动量守恒的表达式是：m1v1=m1v1+m2v2所以若两球相碰前后的动量守恒，则有：m1OM+m2ON=m1 OP 成立；若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有： m1v12= m1v12+ m2v22即 m1OM2+m2ON2=m1OP2 成立联立可得：OP=ON-OM；点睛：验证动量守恒定律实验中，质量可测，而瞬时速度较难因此采用了落地高度不变的情况下，水平射程来反映平抛的初速度大小，所以仅测量小球抛出的水平射程来间接测出速度过程中小球释放高度不需要，小球抛出高度也不要求最后可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒；根据机械能守恒定律可明确机械能是否守恒14.根据所学知识填空：（1）有一游标卡尺，用它测量一小球的直径，如图 1 所示的读数是_cm（2）用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图 2 所示的读数是_mm（3）某电阻丝 R 的额定电压为 3V，为测量其电阻值，某同学先用多用电表粗测其电阻用已经调零且选择开关指向欧姆挡“10”档位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“_”档位（选填“100”或“1” ） ，然后进行欧姆调零，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图 3 所示，则此段电阻丝的电阻为_【答案】 (1). 3.335 (2). 3.265 (3). 1 (4). 12.0【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为 33mm，游标读数为0.057mm=0.35mm，所以最终读数为 33.35mm，即 3.33cm；(2) 螺旋测微器的固定刻度读数为 3.0mm，可动刻度读数为0.0126.5mm=0.265mm，所以最终读数为：3.0mm+0.265mm=3.265mm；(3) (3)指针的偏转角度太大则说明电阻小，要用换小量程的选1，其阻值为：12.01=12.0.三、计算题（写出必要的文字说明和演算过程）15.质量 M=0.5kg 的木块静止在光滑的水平面上，一颗质量 m=10g、速度大小 v0=800m/s 的子弹沿水平方向射入木块子弹从木块穿出时的速度大小减为原来的 1/8求：（1）子弹穿透木块的过程中，阻力对子弹的冲量大小；（2）子弹穿出后，木块的速度大小【答案】 （1）7Ns；（2）14m/s；【解析】试题分析：（1）对于子弹穿透木块的过程，根据动量定理求阻力对子弹的冲量大小；（2）木块原来静止在光滑的水平面上，子弹穿透木块的过程，子弹和木块组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，由动量守恒定律求子弹穿出后，木块的速度大小（1）子弹从木块穿出时的速度大小为：以子弹为研究对象，取子弹的初速度方向为正方向，由动量定理得：解得： ，则阻力对子弹的冲量大小为 7Ns（2）对子弹和木块组成系统，取子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：解得子弹穿出后，木块的速度大小为：【点睛】对于打击过程，关键要掌握其基本规律：系统的动量守恒解题时，要注意选取正方向，特别是速度方向有变化时，要用符号表示出速度的方向16.如图所示，在某一足够大的真空室中，虚线 PH 的右侧是一磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧是一场强为 E、方向水平向左的匀强电场在虚线 PH 上的点 O 处有一镭核（ Ra)某时刻原来静止的镭核水平向右放出一个质量为 m、电荷量为q 的 粒子而衰变为质量为 M、电荷量为 Q 氡核(Rn) ，设 粒子与氡核分离后它们之间的作用力及重力忽略不计，涉及动量问题时，亏损的质量可不计(1)写出镭核衰变为氡核的核反应方程；(2)经过一段时间 粒子刚好到达虚线 PH 上的 A 点，测得 = L求此时刻氡核的速度 为多大【答案】 （1） ；（2） 【解析】【详解】 （1）核反应方程为（2）设衰变后，氡核的速度为 v0， 粒子速度为 v，由动量守恒定律得 Mv0=mV， 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，到达 A 点需要的时间为 ，qvB 氡核在电场中做匀加速直线运动，t 时刻速度为 v=v0+at，氡核的加速度为 ，由以上各式解得 17.下列说法正确的是_A. 处于完全失重的水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果B. 液体与固体接触处的附着层都有收缩的趋势C. 液体与气体接触处的表面层都有收缩的趋势D. 毛细管插入浸润液体中管内液面会上升E. 毛细管插入不浸润液体中管内液面会上升【答案】ACD【解析】【详解】处于完全失重的水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果，选项 A 正确；附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体表现出扩张的趋势，液体与固体间表现为浸润；附着层内分子间的距离大于 r0 时，液体表现出收缩的趋势，表现为不浸润。故 B 错误。液体与气体接触表面层内液体分子间距比液体内分子间距大，表现为引力，所以液体与气体接触处的表面层都有收缩的趋势。故C 正确；毛细管插入跟它浸润的液体中时，管内液面上升，插入跟它不浸润的液体中时，管内液面降低，故 D 正确，E 错误；故选ACD.18.一定质量的理想气体，状态从 ABCA 的变化过程可用如图所示的 PV 图线描述，气体在状态 C 时温度为 TC=300K，求：（1）气体在状态 A 时的温度 TA，并比较 A、B 状态时气体的温度；（2）若气体在 AB 过程中吸热 500J，则在 AB 过程中气体内能如何变化？变化了多少？【答案】【解析】（1）从 A 到 B，根据理想气体的状态方程可得 ，代入数据解得 ；从 B 到 C，根据理想气体状态方程得： ，解得 ，故 ；（2）气体在 AB 过程压强不变， ，由热力学第一定律可得 ，即 ，可得 ，即增加了 200J；【点睛】本题考查理想气体状态方程和热力学第一定律的应用，分析清楚气体状态变化过程，应用理想气体状态方程与热力学第一定律可以解题，应用热力学第一定律解题时注意各物理量的正负19.如图所示，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t=0 时刻波传播到平衡位置位于 x=5m 处的质点 B，平衡位置位于 x=1m 处的质点A 在 t=0.9s 时第三次出现在波峰，关于该简谐波，下列说法正确的是_A. 波长为 5mB. 波速为 10m/sC. 频率为 2.5HZD. 从 t=0 到 t=0.9s 的过程中， A 质点的路程为 0.4mE. t=0.6s 时，平衡位置位于 x=6m 处的质点 C 第二次位于波峰【答案】BCE【解析】【分析】由图得到波长，根据质点 A 的振动得到周期，从而求得频率和波速；根据质点 A 的振动得到路程，由波速得到质点 C 的振动时间，从而得到质点 C 的振动。【详解】由图可得：波长 =4m，故 A 错误；根据波向右传播可得：t=0 时，质点 A 在平衡位置向上振动，故由 t=0.9s 时质点 A 第三次出现波峰可得：周期 T=0.4s；故频率 f1/T2.5Hz，故 C 正确；根据波长和周期可得：波速 v 10m/s，故 B 正确；由 C 可知：从t=0 到 t=0.9s 的过程中，A 质点的路程为 9A=45cm=0.45m，故 D 错误；根据波向右传播可得：波前向上振动，故由波速可得：t=0.1s时波传到质点 C，故在 t=0.1s 时质点 C 开始振动，在平衡位置向上振动；由周期 T=0.4s 可得：t=0.6s 时，平衡位置位于 x=6m 的质点C 第二次位于波峰，故 E 正确；故选 BCE。【点睛】机械振动问题中，一般根据振动图或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程。20.如图所示，半圆表示一半径为 R 的半圆柱玻璃体的横截面，以圆心 O 为坐标原点建立直角坐标系。现有一束平行光垂直于 y 轴射人半圆柱玻璃体，其中从 A 点入射的光线通过玻璃体后，与 x 轴交于P 点，已知 OA= R，OP= R。（1）求该玻璃体的折射率；（2）使垂直于 y 轴入射的光都能从玻璃柱圆弧面射出，求入射点的范围。【答案】【解析】I、作入射光的光路图，由几何关系可知 ， ；折射角 ，又，由几何关系可知，BOP 为等腰三角形，故该玻璃体的折射率II、垂直于 y 轴入射的光，在圆弧面的入射角等于临界角 C 时，发生全反射而不能从玻璃柱射出，设此时光线入射点为 M，光路图如图因此，该束平行光入射的范围 【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律 、临界角公式 、光速公式 ，运用几何知识结合解决这类问题