【物理】天津市部分区2019-2020学年高二下学期期末考试试卷（解析版）

【物理】天津市部分区2019-2020学年高二下学期期末考试试卷（解析版）

天津市部分区2019 ~ 2020学年度第二学期期末考试 高二物理 温馨提示：‎ 本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，满分：100分，考试时间60分钟。‎ 第I卷（选择题，共40分）‎ 注意事项：‎ 本卷共8题，每题5分，共40分。‎ 一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）‎ ‎1. 卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在 A. 电子 B. 中子 C. 质子 D. 原子核 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核．故选项D正确．‎ ‎【点睛】本题需要熟悉α粒子散射实验和原子核式结构模型．‎ ‎2.处于激发态的氢原子向基态跃迁时（　　）‎ A. 辐射光子，原子能量增加 B. 辐射光子，原子能量减少 C. 吸收光子，原子能量增加 D. 吸收光子，原子能量减少 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．根据波尔原子理论的基本假设，处于激发态的氢原子向基态跃迁时，是由高能极向低能极跃迁，向外辐射光子，原子能量降低，ACD错误B正确。‎ 故选B。‎ ‎3.关于三种射线说法中正确的是（　　）‎ A. 三种射线都是电磁波 B. 三种射线都是带电粒子流 C. 射线较射线具有更强的电离能力 D. 射线是原子的核外电子电离后形成的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．射线是氦核流、射线是电子流、射线是电磁波，A错误；‎ B．射线实质是带正电的氦核、射线实质是带负电的电子流都是带电粒子流，而射线是电磁波不带电， B错误；‎ C．射线是原子核自发放射出的氦核流，它的穿透能力最弱，电离能力最强，C正确；‎ D．射线是原子核发生衰变的过程中，其中的一个中子转化为一个质子和电子的过程中释放出的，D错误。故选C。‎ ‎4.一个大人和一个小孩面对面站在光滑冰面上，都处于静止状态，某时刻小孩沿水平方向用力推了大人一下，结果两人向相反方向滑去．已知大人的质量大于小孩的质量，则下列说法正确的是 A. 小孩受到的冲量较大 B. 大人受到的冲量较大 C. 小孩运动的速度较大 D. 大人运动的速度较大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 两人组成的系统，初状态总动量为零，根据动量守恒，可知两人的动量变化量大小相等，方向相反，根据，可知质量小的速度大，故C正确，D错误；根据动理定理，可知两人的冲量大小相等，故AB错误；故选C.‎ ‎5.利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件说法正确的是 A. 甲对应单缝，乙对应双缝 B. 甲对应双缝，乙对应单缝 C. 都是单缝，甲对应缝宽较大 D. 都是双缝，甲对应的双缝间距较大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据单缝衍射图样和双缝干涉图样特点判断．‎ 单缝衍射图样为中央亮条纹最宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，结合图甲，乙可知，甲对应单缝，乙对应双缝，故A正确，BCD错误．‎ 二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）‎ ‎6.同样高度自由下落的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，比较前后两种情况，下列判断正确的是（　　）‎ A. 前者玻璃杯着地瞬间动量大 B. 前者玻璃杯着地过程动量变化大 C. 前者玻璃杯着地过程动量变化快 D. 前者玻璃杯着地过程受地面的冲击力大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因为是从同一高度下落的，根据 接触水泥和草地的速度大小和方向是一样的，根据 动量是一样的，A错误；‎ B．根据 动量变化也是一样，B错误； ‎ C．掉在水泥地上比掉在草地上作用时间短，根据 玻璃杯着地过程动量变化快，C正确； ‎ D．根据 得 玻璃杯着地过程受地面的冲击力大，D正确。故选CD。‎ ‎7.如图，一列简谐横波向右传播，质点a和b的平衡位置相距‎0.5 m．某时刻质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动．这列波的波长可能是（ ）‎ A. ‎1 m B. ‎2 m C. ‎0.4 m D. ‎‎0.5 m ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】因质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动，则有xab=（n+）λ（n=0，1，2，3，…）λ==m，当n=0，1时，得λ="2" m，‎0.4 m．故B、C选项正确．‎ ‎8.光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成电流。表中给出了4次实验的结果。‎ 由表中数据得出的论断中正确的是（　　）‎ A. 第一组实验的入射光频率较第二组低 B. 第一组实验的入射光频率较第二组高 C. 两组实验所用的金属板逸出功相同 D. 两组实验所用的金属板逸出功不同 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．第一组实验时，光子能量为 ，第二组实验时，光子能量为 ，根据 第一组实验的入射光频率较第二组低，故A正确，B错误；‎ CD．由爱因斯坦质能方程 可得，第一组实验 第二组实验 解得 即两种材料的逸出功相同，故C正确，D错误。‎ 故选AC。‎ 第II卷 注意事项：‎ ‎1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。‎ ‎2.本卷共4题，共60分。‎ ‎9.用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。‎ ‎①为了减小误差，组装单摆时，应在下列器材中选用_____（选填选项前的字母）‎ A．长度为‎30cm左右的细线 B．长度为‎1m左右的细线 C．直径为‎1.8cm的铁球 D．直径为‎1.8cm的塑料球 ‎②测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t。请写出重力加速度的表达式g=_____。‎ ‎【答案】 (1). BC (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]ABCD．组装单摆时，应选用1 m左右的细线，摆球应选择体积小、密度大的球，AD错误BC正确。‎ 故选BC。‎ ‎（2）[2] 单摆的振动周期 ‎ 根据单摆的周期公式 重力加速度 ‎ ‎。‎ ‎10.如图甲所示，在“探究碰撞中的不变量”实验时，长木板光滑且处于水平，小车A的前端粘有橡皮泥，用手推动一下小车A，放手后小车A做匀速运动，然后与原来諍止在前方的小车B相碰并粘合在一起，之后继续匀速运动，在小车A后连着纸带，打点计时器电源周期为0.02s。‎ ‎①若获得纸带如图乙所示，a为运动的起始点，从a点开始，每5个点取一个计数点，其中a、b、c、d、e都为计数点，并测得相邻计数点间距（已标在图上），则应选_____段来计算A的碰前速度，应选_____段来计算A和B碰后的共同速度（填ab、bc、cd或de）。‎ ‎②已测得小车A（含橡皮泥）的质量mA=‎0.30kg，小车B（含撞针）的质量为mB=‎0.20kg，由以上测量结果可得碰前系统总动量为_____kg·m/s，碰后系统总动量为_____kg·m/s。（结果均保留三位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). bc de (2). 1.04 1.03‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①‎ ‎[1]推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故bc段为匀速运动的阶段，故选bc计算碰前的速度；‎ ‎[2]碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选de段来计算碰后共同的速度；‎ ‎②[3]A碰前的速度 碰后共同速度 碰前系统总动量 ‎[4]碰后系统总动量 ‎11.一透明玻璃元件，截面是半径为R的圆，如图所示，O为圆心，AB为直径。来自B点的单色光线BM从M点射出，出射光线平行于AB，与BM频率相同的光线BN恰好在N点发生全反射。已知∠ABM=30°，真空中光速c=3×‎108m/s。求：‎ ‎(1)玻璃元件的折射率；‎ ‎(2)光线在玻璃元件内的速度；‎ ‎(3)圆心O到BN的距离。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）光线BM在M点发生折射，令折射角为，由几何关系可知入射角 折射角 ‎ 折射率 ‎（2）根据 可得 ‎（3）由于光线BN恰好在N点发生全反射，所以 由几何关系，圆心O到BN的距离 解得 ‎12.一列简谐波的波源位于坐标原点O处，t=0时刻开始波源沿y轴做简谐运动，t=0.5s时波恰好传播到x=‎1m处，形成图示波形，且在0~0.5s时间内波源通过的路程为‎12cm。求：‎ ‎(1)该列波的振幅、周期、波长；‎ ‎(2)该列波的传播速度大小；‎ ‎(3)从图示时刻起，经多长时间x=‎4.5m处的质点N第一次到达波峰？‎ ‎【答案】（1）‎6cm，1s，‎2m；（2）‎2m/s；（3）25s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由题意可知振幅A=‎6cm，周期T=1s，波长λ=‎2m。‎ ‎(2)根据公式 可得波速为。‎ ‎(3)从图示时刻起，波传播到点N的时间 由图示波形可判断出点N的起振方向向下，所以点N从平衡位置第一次到达波峰的时间 综上可得，从图示时刻起，点N第一次到达波峰的时间 ‎13.在用铀235（）做燃料的核反应堆中，铀235核吸收一个中子后，可发生裂变反应生成钡（）、氪（）和x个中子，并放出能量，其核反应方程为 ‎(1)其中x等于多少？‎ ‎(2)已知中子的质量为m，核的质量为m1，核的质量为m2，核的质量为m3，真空中光速为c，一个铀235核发生上述裂变反应释放的核能为多少？‎ ‎(3)上述裂变反应产生的中子速度太快，铀核不能“捉”住它，从而不能使反应堆中裂变反应进行下去，所以要将反应放出的中子减速。石墨、重水常用作减速剂，中子在石墨中与碳核碰撞减速，在重水中与氘核碰撞减速。假设上述碰撞均为正碰，且为弹性碰撞，并认为碰撞前碳核和氘核都是静止的，碰撞模型可简化为如图所示，其中1代表中子，质量为m，碰前速度为v；2代表碳核或氘核，质量用M表示（其中碳核质量M1=‎12m，氘核质量M2=‎2m），碰前速度为0.通过计算说明，仅从一次碰撞角度考虑，用石墨、重水做减速剂，那种减速效果更好？‎ ‎【答案】(1) 3；(2)；(3)重水 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据 根据质量数守恒 解得 ‎（2）核反应的质量亏损 根据爱因斯坦质能方程可得 ‎（3）设碰后中子的速度为、碳核或氘核的速度为，由于碰撞为正碰，且为弹性 碰撞，所以有 解得 碳核质量M1=‎12m，代入可得，中子与碳核碰后 氘核质量M2=‎2m，代入可得，中子与氘核碰后 其中“-”表示与碰前的速度相反，由于 可知用重水做减速剂减速效果更好