2017-2018学年福建省晋江市（安溪一中、养正中学、惠安一中、泉州实验中学四校）高二下学期期末联考物理试题 解析版

2017-2018学年福建省晋江市（安溪一中、养正中学、惠安一中、泉州实验中学四校）高二下学期期末联考物理试题 解析版

安溪一中、养正中学、惠安一中、泉州实验中学2016级高二下学期期末考试联考试卷 一、选择题 ‎1.1.关于光学镜头增透膜，以下说法中错误的是( )‎ A. 增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度 B. 增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的四分之一 C. 增透膜利用光的干涉原理 D. 涂有增透膜的镜头，各种色光的反射光全部相互抵消，因此这种镜头的成像效果较好 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】增透膜是利用光的干涉原理制成的，当光程差为光在膜中波长的一半时，出现反射光减弱，减少光的反射损失，从而增加光的透射，则增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的1/4，故ABC正确；在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消，红色、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色，故D错误。此题选择不正确的选项，故选D。‎ ‎【点睛】解决本题的关键是理解增透膜的原理：光的干涉原理，知道光程差为光在膜中波长的一半时反射减弱．‎ ‎2.2.下列说法正确的是（ ）‎ A. 由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空中，在不断增大入射角水面上首先消失的是绿光 B. 光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现亮条纹，时而出现暗条纹 C. 红光的光子能量比紫光光子能量大 D. 只有横波才能产生干涉现象 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由于红光的频率比绿光的小，所以红光的折射率小，即绿光全反射的临界角小，所以最先消失的为绿光，故A正确；光的双缝干涉，在光屏上的某一位置会始终出现明条纹或暗条纹，并非时明时暗，故B错误；红光的频率比紫光小，则红光的光子能量比紫光光子能量小，选项C错误； 波的干涉和衍射现象是波特有的现象，并非只有横波才能产生干涉现象，故D错误。故选A。‎ ‎3.3.如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2．29eV的金属钠，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 这群氢原子只能发出三种频率不同的光，其中从n=3 跃迁到n=2所发出的光波长最短 B. 金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9．80eV C. 金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11．31eV D. 这群氢原子只能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 分析：氢原子能级间跃迁时，吸收和辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，光子频率越大．根据光电效应方程求出光电子的最大初动能．‎ 解答：解：一群氢原子处于n=3的激发态，可能发出3中不同频率的光子，因为n=3和n=1间能级差最大，所以从n=3跃迁到n=1发出的光子频率最高，波长最短．故A、D错误．‎ 从n=3跃迁到n=1发出的光子频率最高，发出的光子能量为13.60-1.51eV=12.09eV．根据光电效应方程EKm=hv-W0得，最大初动能Ekm=12.09-2.29eV=9.80eV．故B正确，C错误．‎ 故选B．‎ 点评：解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，以及掌握光电效应方程EKm=hv-W0．‎ ‎4.4.一颗子弹沿水平方向射向一个木块，第一次木块被固定在水平地面上，第二次木块静止放在光滑的水平面上，两次子弹都能射穿木块而继续飞行。这两次相比较（ ）‎ A. 第一次子弹的动量变化较大 B. 第二次子弹的动量变化较大 C. 两次子弹的动量变化相等 D. 无法比较两次子弹的动量变化大小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 子弹在同一块木块中穿行过程中受到的阻力大小是相等的，因此子弹的加速度大小是不变的。当木块被固定时，子弹在木块中运动的位移等于木块的宽度，而木块静止放在光滑的水平面上时，子弹在木块中运动的过程中，木块也要运动，则子弹在木块中运动的位移大于木块的宽度（对地面参考系而言），因此第二次子弹在木块中运动的时间较长，因此子弹受到的阻力的冲量较大，它的动量变化也较大。故选B。‎ ‎5.5.如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. a光的波长小于b光的波长 B. a光的频率大于b光的频率 C. 在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大 D. 在真空中，a光的传播速度比b光大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由折射光路可知，a光的折射程度较小，则折射率较小，则a光的频率较小，a光的波长较大，根据可知，在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大，选项C正确，AB错误；在真空中各种光的传播速度均相同，选项D错误；故选C.‎ 点睛：解决本题的突破口在于通过光的偏折程度得出折射率的大小，即可判断折射率、频率、波速、波长等物理量的大小关系。‎ ‎6.6.如图甲所示，正三角形导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示。t=0时刻磁场方向垂直纸面向里，在0～4s时间内，线框ab边所受安培力F随时间t变化的关系（规定水平向左为力的正方向）可能是下图中的（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎0-1s，感应电动势为： ，为定值；感应电流： ，为定值；安培力F=BI1L∝B；由于B逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，故CD均错误；3s-4s内，感应电动势为： ，为定值；感应电流： ，为定值；安培力F=BI2L∝B，由于B逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零；由于B逐渐减小到零，故通过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量减小，有扩张趋势，故安培力向外，即ab边所受安培力向左，为正，故A正确，B错误；故选A.‎ ‎7. 公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板.一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T.取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即t=0，其振动图象如图所示，则 ( )‎ A. t=T时，货物对车厢底板的压力最大 B. t=T时，货物对车厢底板的压力最小 C. t=T时，货物对车厢底板的压力最大 D. t=T时，货物对车厢底板的压力最小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：在 时刻，由图看出，货物的位移为正向最大，则货物的加速度为负向最大，即加速度向下最大，根据牛顿第二定律可知，货物受到的弹力最小，则货物对车厢底板的压力最小．故A错误．在时刻，货物的位移为零，加速度为零，弹簧的弹力大小等于货物的重力，而在时刻，货物的弹簧小于货物的重力，说明在时刻，弹簧的弹力不是最小，则货物对车厢底板的压力不是最小．故B错误．在时刻，由图看出，货物的位移为负向最大，则货物的加速度为正向最大，即加速度向上最大，根据牛顿第二定律可知，货物受到的弹力最大，则货物对车厢底板的压力最大．故C正确，D错误．‎ 故选C．‎ 考点：简谐运动的回复力和能量；牛顿第二定律．‎ 点评：本题考查运用牛顿第二定律分析简谐运动中物体受力情况的能力，也可以应用超重、失重观点进行分析．‎ ‎8.8.如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻。开关S是闭合的，V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。U1数值不变，现断开S，下列推断中正确的是（ ）‎ A. U2变小、I3变大 B. U2不变、I3变小 C. I1变小、I2变小 D. I1变大、I2变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 理想变压器的电压与匝数程正比，由于理想变压器原线圈接到电压不变，则副线圈电压不变，所以V2的示数U2也不变，‎ 当s断开之后，并联电路的电阻变大，副线圈的电阻也就变大，由于副线圈电压不变，所以副线圈的总电流减小，即I2变小，‎ 由于电流与匝数成反比，当副线圈的电流减小时，原线圈的电流也就要减小，所以I1变小，‎ 由于副线圈的总电流减小，R1的电压减小，并联电路的电压U3就会增大，所以R3的电流I3就会增大，‎ 综上所述，故C正确。‎ 点晴：电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。‎ ‎9.9.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生交流电压为U=220Sin100πt V，则（ 　　）‎ A. 它的频率是50 Hz B. 当t=0时，线圈平面与中性面重合 C. 电压的平均值是220 V D. 当s时，电压达到最大值 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】线圈的角速度为100πrad/s，故其频率为：f==50Hz，故A正确；当t=0时e=0，此时线圈处在中性面上，故B正确。交流电的有效值U==220V，平均值和有效值不同；故C错误；当t=s时，sin100πt=1，所以e有最大值，故D正确；故选ABD。‎ ‎【点睛】对于交流电的产生和描述要正确理解，要会推导交流电的表达式，明确交流电表达式中各个物理量的含义．‎ ‎10. 下列说法正确的是( )‎ A. 康普顿发现了电子 B. 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 C. 贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象 D. 伦琴发现了X射线 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：电子是汤姆生发现的，故A项不正确；‎ 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故B项正确；‎ 贝克勒尔发现了含铀矿物的天然放射现象，但铀不是他发现的，故C项不正确；‎ 伦琴发现了X射线，并因此获得了诺贝尔奖，故D项正确 考点：物理学史 点评：物理学史属于必考知识，在高中阶段有一些重要的历史人物需要大家总结归纳记忆，在光学和原子物理方面就人物更多了，需要学生多看书，积累。‎ 视频 ‎11.11.原子核俘获一个慢中子后发生裂变，核反应方程式为，，其中X为某种粒子，a为X的个数。则以下说法正确的是（ ）‎ A. a＝3 B. X为电子 C. 上述原子核中的核子数最多的是 D. 上述原子核中的中子数最少的是 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据电荷数和质量数守恒有：92=56+36+0知X为中子，235+1=a+141+92知a=3，A正确，B错误；核子数=质量数，则原子核中的核子数最多的是，故C正确；中子数235-92=143，141-56=85，92-36=56，上述原子核中的中子数最少的是，故D错误。故选AC。‎ ‎12.12.如图所示的整个装置放在竖直平面内，欲使带负电的油滴P在两平行金属板间静止，导体棒ab将沿导轨运动的情况是（ ）‎ A. 向右匀减速运动 B. 向右匀加速运动 C. 向左匀减速运动 D. 向左匀加速运动 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 质量为m，电荷量为q的带负电的液滴处于静止状态．有 ‎ ，电场强度的方向竖直向下，则上板电势高于下板，因此线圈N上端相当于电源的正极，下端相当于电源的负极．根据安培定则可知，线圈N的磁场竖直向上，大小减小，或竖直向下，大小增大；当棒向右匀减速运动时，因切割磁感线，由右手定则可知，感应电流方向由b到a，大小减小，则线圈M产生竖直向下的磁场，且大小减小，那么线圈N的磁场是竖直向上，大小减小，符合题意，故A正确；当棒向右匀加速运动时，因切割磁感线，由右手定则可知，感应电流方向由b到a，大小增加，则线圈M产生竖直向下的磁场，且逐渐增强，那么线圈N的磁场是竖直向上，大小增加，根据楞次定律，电容器下极板为正，故B错误；当棒向左匀减速运动时，因切割磁感线，由右手定则可知，感应电流方向由a到b，大小减小，则线圈M产生竖直向上的磁场，且大小减小，那么线圈N的磁场是竖直向下，大小减小，不符合题意，故C错误；当棒向左匀加速运动时，因切割磁感线，由右手定则可知，感应电流方向由a到b，大小增加，则线圈M产生竖直向上的磁场，且大小增强，那么线圈N的磁场是竖直向下，大小增强，根据楞次定律，电容器上极板为正，故D正确，符合题意，故D正确；故选AD．‎ 点睛：解决本题的关键根据液滴受力平衡求出平行板两端间的电势差，从而求出导体棒切割的速度．通过电场的方向得出两端电势的高低，根据右手定则得出导体棒运动的方向．‎ ‎13.13.两列简谐横波在同种介质中沿x轴相向传播，如图所示是两列波在t＝0时的各自波形图，实线波A向右传播，周期为TA . 虚线波B向左传播。已知实线波的振幅为10cm，虚线波的振幅为5cm。则下列说法正确的是（ ）‎ A. 虚线波B遇到障碍物时更容易发生明显的衍射现象 B. 实线波和虚线波的频率之比为2∶3‎ C. 两列波在相遇区域内会发生干涉现象 D. t＝TA时，x＝5m处的质点的位移为10cm ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 由波形图可知，虚线波B的波长大于实线波A的波长，则虚线波B遇到障碍物时更容易发生明显的衍射现象，选项A正确；因，，两列波的波速相同，根据可知实线波和虚线波的频率之比为3:2，选项B错误；两列波的频率不同，则两列波相遇时不会产生干涉现象，选项C错误；t=TA时，两波均向前传播4m，此时x=5m处的质点由实线波引起的位移为10cm，由虚线波引起的位移为零，则此时此质点的位移为10cm，选项D正确；故选AD.‎ ‎14.14.如图所示，将一光滑的质量为4m半径为R的半圆槽置于光滑水平面上，在槽的左侧紧挨有一个质量为m的光滑物块，今让一质量也为m的小球自左侧槽口A的正上方高R处从静止开始落下，与半圆槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（ ）‎ A. 小球在半圆槽内第一次由A到最低点B的运动过程中，槽的支持力对小球做负功 B. 小球第一次运动到半圆槽的最低点B时，小球与槽的速度大小之比为4：1‎ C. 小球第一次在半圆槽的最低点B时对槽的压力为 D. 物块最终的动能为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】小球从A→B的过程中，小球对半圆槽的压力方向向左下方，所以半圆槽要向左推动物块一起运动，因而小球参与了两个运动：一个是沿半圆槽的圆周运动，另一个是与半圆槽一起向左运动，小球所受支持力方向与速度方向并不垂直，而是大于90°，故槽的支持力对小球做负功，故A正确；由小球、半圆槽和物块组成的系统在水平方向不受外力，故球、半圆槽和物块在水平方向动量守恒，取向右为正，则有：mv1-（4m+m）v2=0，解得：v1：v2=5：1，故B错误；根据系统机械能守恒得：mg×2R＝，联立解得： ；‎ 小球第一次在最低点，由牛顿第二定律得：FN−mg＝m，联立解得：FN＝mg，故C正确；当小球从B→C的过程中，小球对半圆槽有向右下方的压力，半圆槽开始减速，与物块分离，则物块最终以的速度向左匀速运动，则物块的动能为，故D正确；故选ACD。‎ ‎【点睛】本题考查动量守恒定律与机械能守恒定律。当球下落到最低点过程，由于左侧竖直墙壁作用，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，但小球机械能守恒。当球从最低点上升时，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒，但小球机械能不守恒，而小球与槽组成的系统机械能守恒。‎ 二、解答题 ‎15.15.如下图为t=0时刻沿X轴传播的波形图。图中参与振动的质元P的平衡位置为X=1.5米，若已知波速为20米/秒。‎ ‎（1）若波向左传播，求P点位移达正的极大值至少要经多少时间？‎ ‎（2）若波向右传播，求至少经多长时间P点速度与t=0时刻等大反向？‎ ‎（3）若波向右传播，写出由图示时刻开始计时，P点的振动方程（只需写出方程，不用写出过程）。‎ ‎【答案】（1）0.175s；（2）0.05s；（3） XP=5sin(10πt+π/4) cm ‎【解析】‎ ‎（12分）（1）平衡位置为5米处质点振动传到P点所需时间即为所求 t1==0.175秒 ‎（2）平衡位置为0.5米处质点在图示时刻速度与P点等大反向，t2==0.05秒 ‎（3）由图示可知 振幅A=5cm , ω=2π/T =10π φ=π/4 ‎ 所以XP=5sin(10πt+π/4) cm ‎16.16.如图所示,半圆玻璃砖的半径,折射率,直径与屏幕垂直并接触于点,激光以入射角从真空射向半圆玻璃砖的圆心,在屏幕上出现两个光斑.已知真空中该激光波长,真空中光速.求:‎ ‎(1)该激光在玻璃砖中的波长;‎ ‎(2)屏上两光斑间的距离.‎ ‎【答案】（1）375nm；（2）23.1cm；‎ ‎【解析】‎ 本题考查光的折射和反射。‎ ‎(1)光由真空进入玻璃砖频率不变，设光在玻璃砖中的波长为，速度为，‎ ‎、‎ 代入数据解得： .‎ ‎(2)画出如图光路图 设折射角为，根据折射定律 可得： ‎ 由几何知识得，为直角三角形 所以两个光斑之间的距离 代入数据可解得: ‎ ‎17.17.如图所示,木板A质量mA=1kg,足够长的木板B质量mB=4kg,质量为mC=4kg的木块C置于木板B上右侧,水平面光滑,B、C之间有摩擦。现使A以v0=12m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s速度弹回。求：‎ ‎(1)B运动过程中的最大速度大小。‎ ‎(2)C运动过程中的最大速度大小。‎ ‎(3)整个过程中系统损失的机械能的多少。‎ ‎【答案】（1）4m/s；（2）2m/s；（3）48J；‎ ‎【解析】‎ ‎（1）A与B碰后瞬间，B速度最大，由A、B系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得，代入数据得：；‎ ‎（2）B与C共速后，C速度最大，由BC系统动量守恒，以B的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据得；‎ ‎（3）由能量守恒定律得：，解得；‎ ‎18.18.如图1所示，两平行导轨是由倾斜导轨(倾角为θ)与水平导轨用极短的圆弧导轨平滑连接而成的，并处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，两导轨间距为L，上端与阻值为R的电阻连接．一质量为m的金属杆AB在t＝0时由静止开始在沿P1P2方向的拉力(图中未画出)作用下沿导轨下滑．当杆AB运动到P2Q2处时撤去拉力，杆AB在水平导轨上继续运动，其速率v随时间t的变化图象如图2所示，图中vmax和t1为已知量．若全过程中电阻R产生的总热量为Q，杆AB始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触，导轨和杆AB的电阻以及一切摩擦均不计，求：‎ ‎(1)杆AB中的最大感应电流Imax的大小和方向；‎ ‎(2)杆AB下滑的全过程通过电阻R的电荷量q；‎ ‎(3)撤去拉力后杆AB在水平导轨上运动的路程s.‎ ‎【答案】（1），由A流向B；（2）；（3）；‎ ‎【解析】‎ 试题分析：根据E=BLv和闭合电路的欧姆定律求解感应电流的最大值；根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律结合电荷量的计算公式求解杆MN沿斜导轨下滑的过程中，通过电阻R的电荷量；根据平均加速度和安培力的关系计算撤去拉力后，杆MN在水平导轨上运动的路程s.‎ ‎（1）由题图2知杆AB运动到水平轨道P2Q2处时的速率为vmax，‎ 则回路中的最大感应电动势Emax＝BLvmax 杆AB运动到水平轨道的P2Q2处时，回路中的感应电流最大，‎ 回路中的最大感应电流：‎ 解得： 根据右手定则知Imax的方向由A流向B ‎(2)根据法拉第电磁感应定律得，杆AB下滑全过程平均感应电动势 平均感应电流：‎ 又因：‎ 解得：‎ 而ΔΦ＝BLs1cos θ 由题图2知杆AB下滑的距离 解得： ‎ ‎(3)撤去拉力后杆AB在水平导轨上做减速运动感应电流：‎ 根据牛顿第二定律有：BIL＝ma 若Δt趋近于零，则 由以上三式可得：‎ 则，，…，，得 即：‎ 联立可得：‎ 点睛：本题主要考查了电磁感应问题，研究的思路一条从力的角度，重点是分析安培力作用下物体的平衡问题；另一条是能量，分析电磁感应现象中的能量如何转化是关键。‎ ‎ ‎