【物理】山东省德州市夏津第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】山东省德州市夏津第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

山东省德州市夏津第一中学2019-2020学年高二（下）期中 物理试题 一、单项选择题 ‎1.有关卢瑟福粒子散射实验的说法，以下正确的是（　　）‎ A. 粒子散射实验说明原子核具有复杂结构 B. 在粒子散射实验中观察到大多数粒子发生了较大幅度的偏转 C. 通过粒子散射实验，可以得出正电荷均匀分布在整个原子中 D. 通过粒子散射实验，可以估算出原子核的大小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 详解】A．粒子散射实验说明原子具有核式结构模型，天然放射性现象说明原子核具有复杂结构，故A错误；‎ B．在粒子散射实验中观察到少数粒子发生了较大幅度的偏转，大多数粒子运动方向基本不变，故B错误；‎ C．通过粒子散射实验，可以得出正电荷集中分布在原子核中，故C错误；‎ D．通过粒子散射实验数据，卢瑟福估算出原子核的大小，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.关于光电效应，以下说法正确的是（　　）‎ A. 光电效应证明了光的波动性 B. 金属的极限频率与照射光的强弱及频率无关 C. 同种金属分别用不同频率的光照射，遏止电压相同 D. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．光电效应证明了光的粒子性，故A错误；‎ B．金属的极限频率 所以极限频率由金属本身决定，与照射光的强弱及频率无关，故B正确；‎ C．用不同频率的光照射时，由光电效应方程 可知得到光电子动能不同，由 可知动能不同，截止电压不同，故C错误；‎ D．由光电效应方程 可知最大初动能与入射光的频率成一次函数关系而非正比关系，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎3.以下说法正确的是（　　）‎ A. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的 B. 成为原子核，要经过8次α衰变和6次β衰变 C. 、、三种射线中，射线的穿透能力和电离能力都最强 D. 半衰期为21小时，则10个原子核，经过21小时后还有5个未衰变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．衰变实质是原子核内的中子转变为质子同时释放一个电子，故A正确；‎ B．由质量数守恒知 即经过6次衰变，由电荷数守恒可知 即经过4次衰变，故B错误；‎ C．根据、、三种射线性质可知，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强，故C错误；‎ D．半衰期是大量放射性元素的原子衰变的统计规律，对个别的原子没有意义，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎4.如图所示，是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，a、b是平行于轴的两束不同单色细光束，a、b到的距离相等，光屏与垂直，左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑，以下说法正确的是（　　）‎ A. a在该玻璃体中折射率比b的小 B. a通过该玻璃体的时间比b短 C. 由该玻璃体进入空气时，a的临界角比b小 D. a比b更容易发生衍射 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．通过玻璃体后，a光的偏折程度比b光的大，则a在该玻璃体中的折射率比b的大，故A错误；‎ B．根据 可知，a光的折射率较大，则a光在玻璃体中的速度较小，则a通过该玻璃体的时间比b长，故B错误；‎ C．根据 可知，a光的折射率较大，则a的临界角比b小，故C正确；‎ D．由于a光的折射率较大，所以a的频率较大，波长较短，波动性较弱，故a比b更不容易发生衍射，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.如图所示为氢原子的能级图，现有大量处于n=4激发态的氢原子，当其向低能级跃迁时，下列说法正确的是（　　）‎ A. 可以产生3种频率的光 B. 由n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光波长最大 C. 由n=4的能级跃迁到n=2能级辐射的光频率最大 D. 电子绕核运动的动能增大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．大量氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，可以向外辐射出种不同频率的光，故A错误；‎ B．由n=4能级跃迁到n=3能级时，能级间差值最小，光子能量最小，由 可知光的波长最大，因此氢原子n=2能级跃迁到n=1能级时，光的波长不是最大，故B错误；‎ C．由n=4的能级跃迁到n=1能级时，能级间差值最大，光子能量最大，由 可知，光的频率最大。因此由n=4的能级跃迁到n=2能级辐射的光频率不是最大，故C错误；‎ D．电子受的库仑力提供电子做圆周运动的向心力 解得电子的动能 氢原子向低能级跃迁时，轨道半径变小，故电子动能增大，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.LC回路在电磁振荡过程中向外辐射电磁波。如图所示，为振荡电路某时刻的状态，以下说法正确的是（　　）‎ A. 此时刻，电流正在增大 B. 此时刻，线圈的自感电动势在变大 C. 此时刻，电场能正在向磁场能转化 D. 该回路振荡过程中辐射的电磁波的频率越来越小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据图像可知，电流指向正极板，可知此时对电容器充电，故此时此刻电流正在减小，故A错误；‎ B．此时电路处于充电状态，故线圈的自感电动势在变大，故B正确；‎ C．此时电路处于充电状态，磁场能正在向电场能转化，故C错误；‎ D．根据 可知该回路振荡过程中辐射的电磁波的频率不变，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎7.明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是（　　）‎ A. 若增大入射角i，则b光先消失 B. 在该三棱镜中a光波长小于b光 C. a光能发生偏振现象，b光不能发生 D. 若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设折射角为α，在右界面的入射角为β，如图所示：‎ 根据几何关系有 根据折射定律：，增大入射角i，折射角α增大，β减小，而β增大才能使b光发生全反射，故A错误；‎ B．由光路图可知，a光的折射率小于b光的折射率（），则a光的波长大于b光的波长（），故B错误；‎ C．光是一种横波，横波有偏振现象，纵波没有，有无偏振现象与光的频率无关，故C错误．‎ D．根据光电效应方程和遏止电压的概念可知：最大初动能，再根据动能定理：，即遏止电压，可知入射光的频率越大，需要的遏止电压越大，，则a光的频率小于b光的频率（），a光的遏止电压小于b光的遏止电压，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎【点睛】本题考查的知识点较多，涉及光的折射、全反射、光电效应方程、折射率与波长的关系、横波和纵波的概念等，解决本题的关键是能通过光路图判断出两种光的折射率的关系，并能熟练利用几何关系．‎ ‎8.下列说法正确的是（ ）‎ A. 将细玻璃管竖直插入它的不浸润液体中，静止时，管内液面为凹面且低于管外液面 B. 冬季室内人向窗户玻璃哈气，玻璃内外表面均会出现雾状小水珠 C. 非晶体其实是粘稠度极高的液体 D. 若规定两分子相距（为平衡距离）时分子势能为零，则当时，分子势能为负 ‎【答案】C ‎【解析】A．不浸润液体呈凸液面，故A错误；‎ B．冬季室内的人向窗户玻璃哈气，玻璃内表面会出现雾状小水珠，外表面不会出现水珠，故B错误；‎ C．非晶体的结构与液体类似，可以看作是粘稠度极高的液体，故C正确；‎ D．当分子间距离等于平衡距离r0时，分子间作用力为零，分子势能最小，故当r>r0时，分子势能为正，故D错误。‎ 故选Ｃ。‎ 二、多项选择题 ‎9.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V–T图象如图所示．下列说法正确的有（ ）‎ A. A→B的过程中，气体对外界做功 B. A→B的过程中，气体放出热量 C. B→C的过程中，气体压强不变 D. A→B→C的过程中，气体内能增加 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A B．由图知A→B的过程中，温度不变，则内能不变，而体积减小，所以外界对气体做功，为保持内能不变， 根据热力学定律知，在A→B的过程中，气体放出热量，故A错误；B正确；‎ C．B→C的过程为等压变化，气体压强不变，故C正确；‎ D．A→B→C的过程中，温度降低，气体内能减小，故D错误．‎ 故选BC．‎ ‎【点睛】两个过程：A到B等温变化，B到C等压变化．‎ ‎10.电磁波在科学研究和日常生活中有着广泛的应用，关于电磁波的应用，以下说法正确的是（　　）‎ A. 图甲中利用雷达天线发射的无线电波可以测定物体位置 B. 图乙中天文学家利用射电望远镜发射无线电波，进行天体物理研究 C. 图丙中病房内应用紫外线进行杀菌消毒 D. 图丁中CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．雷达天线是通过发射的无线电波来测定物体位置，故A正确；‎ B．天文学家利用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究，故B错误；‎ C．紫外线主要是通过对微生物的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的，故病房内应用紫外线进行杀菌消毒，故C正确；‎ D．CT机通过X射线拍摄人体组织，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎11.在光电效应实验中，用甲、乙、丙三束单色光照射同一光电管，得到的光电流与光电管两端电压之间的关系曲线如图所示，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 甲与丙频率相同 B. 乙波长大于丙波长 C. 甲照射光电管产生的光电子的最大初动能大于丙照射光电管产生的光电子的最大初动能 D. 乙照射光电管产生的光电子的最大初动能大于丙照射光电管产生的光电子的最大初动能 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据 可知甲与丙的截止电压相同，故二者频率相同，故A正确；‎ B．根据 可知同一光电管的逸出功相同，乙的截止电压大于丙的截止电压，故乙波长小于丙波长，故B错误；‎ CD．根据 可知乙的截止电压大于甲和丙的截止电压，甲和丙的截止电压相同，故乙照射光电管产生的光电子的最大初动能大于丙照射光电管产生的光电子的最大初动能，甲照射光电管产生的光电子的最大初动能等于丙照射光电管产生的光电子的最大初动能，故C错误，D正确。‎ 故选AD。‎ ‎12.如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5 s时的波形图.已知该简谐波的周期大于0.5 s.关于该简谐波，下列说法正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A. 波速为‎6 m/s B. 频率为1.5 Hz C. t＝1 s时，x＝‎1 m处的质点处于波峰 D. t＝2 s时，x＝‎2 m处的质点经过平衡位置 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】由图象可知，波长为λ=‎‎4m AB. 由题意知 ‎ ‎ 得周期为 ‎ ‎ 因为该简谐波的周期大于0.5s，则n取0‎ ‎ ‎ 频率为 ‎ ‎ 波速为 ‎ ‎ 故AB项与题意相符；‎ C. t=0时x=‎1 m处的质点位于波峰，经t=1 s，即经过1.5个周期，该质点处于波谷处，故C项与题意不相符；‎ D. t=0时x=‎2 m处的质点位于平衡位置正向上运动，经t=2 s，即经过3个周期，质点仍然位于平衡位置正向上运动，故D项与题意相符．‎ 三、非选择题 ‎13.某实验小组要测量某透明液体的折射率，他们找到一个底面直径和高都为‎12cm的圆柱形玻璃水槽，先用红色激光笔自上边缘上Ａ直接照到B点，A、B、D位于同一竖直平面内且BD为底面直径，如图所示，然后开始向水槽中加该液体，当加到‎6cm深度时，红色光线射到槽底C点，记下C点，测得BC长度为‎2.54cm。‎ ‎(1)请画出红光射到Ｃ点的光路；‎ ‎(2)该液体折射率为（结果保留2位有效数字）；‎ ‎(3)若将上面的实验过程仅改用用绿色激光笔，光线也要射到C点，则所加的液体深度是否应该大于‎6cm？‎ ‎【答案】(1)；(2)1.4；(3)是 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由题意得作光路图如下 ‎(2)由图可得 根据折射定律有 解得 ‎(3)改用绿色激光笔，入射光波长减小，则折射率增大，为了使光线也要射到C点，则所加的液体深度应大于‎6cm。‎ ‎14.用DIS研究一定质量气体在温度不变时压强与体积关系的实验装置如图所示，实验步骤如下：‎ ‎①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；‎ ‎②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值；‎ ‎③用图象处理实验数据，得出如图所示图线 ‎(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_______。‎ ‎(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是________。‎ ‎(3)如果实验操作规范正确,但如图所示的图线不过原点，则V0代表________。‎ ‎【答案】 (1). 在注射器的活塞上涂润滑油 (2). 移动活塞要缓慢，不能用手握住注射器封闭气体部分 (3). 注射器与压强传感器连接部位的气体体积 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂润滑油。这样可以保持气密性。‎ ‎(2)[2]为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分。这样能保证装置与外界温度一样。‎ ‎(3)[3]体积读数值比实际值大，根据 C为定值，则 如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，则代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。‎ ‎15.具有放射性，发生α衰变后变为，已知核的质量是226.0254u，核的质量为222.0175u，α粒子的质量是4.0026u，1u相当于931.5MeV。‎ ‎(1)写出核衰变的方程；‎ ‎(2)求在这一次α衰变中释放出的核能（结果保留两位有效数字）。‎ ‎【答案】(1)；(2)4.9MeV ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据质量数与核电荷数守恒可知，核衰变的方程为 ‎(2)该核衰变反应中质量亏损 根据爱因斯坦质能方程得，释放出的核能为 解得 ‎16.一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于‎10 cm．O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x="5" cm处的两个质点．t=0时开始观测，此时质点O的位移为y="4" cm，质点A处于波峰位置；t=s时，质点O第一次回到平衡位置，t="1" s时，质点A第一次回到平衡位置．求：‎ ‎（i）简谐波的周期、波速和波长；‎ ‎（ii）质点O的位移随时间变化的关系式．‎ ‎【答案】（i）4 s ；‎7.5 cm/s； ‎30 cm （2）y=0.08cos(+)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设振动周期为T．由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是个周期，由此可知T＝4s；由于质点O与A的距离‎5m小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在时回到平衡位置，而A在t＝1s时回到平衡位置，时间相差，两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度：；利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长：λ＝vT＝‎7.5m/s×4s＝‎0.3m；‎ ‎(2)设y＝Asin(ωt+φ0)，‎ 可得：‎ 再由t＝0时，y＝‎4cm；时，y＝0，‎ 代入得：A＝‎8cm＝‎0.08m，‎ 再结合t＝1s和当时，质点的位移，可得：‎ 所以质点O的位移随时间变化的关系式为：‎ ‎17.如图所示，玻璃砖的横截面是圆心角为90°的扇形，O为圆心，其半径为R，将其放置在水平桌面上。一束单色光平行于桌面射向玻璃砖曲面，入射点C到桌面的距离为，光线通过玻璃砖从OB面射出时折射角θ=60°，已知光在真空中传播速度为c，不考虑光在玻璃砖内的反射，求该单色光：‎ ‎(1)在玻璃砖中的折射率n；‎ ‎(2)在玻璃砖内传播的时间。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)光在玻璃砖中传播的光路如图所示 过C点做OA的垂线，垂足为E，由题意可知 中 可得 在C点有 在D点有 由题意 由几何知识得 联立解得 ‎(2)光在半球体中传播的速度为 由几何关系知 光在半球体中传播的时间 解得 ‎18.如图，可自由移动的活塞将密闭气缸分为体积相等的上下两部分A和B，初始时A、B中密封的理想气体温度均为800 K，B中气体压强P=1.25×l05 Pa，活塞质量m=‎2.5 kg，气缸横截面积S=‎10 cm2，气缸和活塞均由绝热材料制成．现利用控温装置（未画出）保持B中气体温度不变，缓慢降低A中气体温度，使A中气体体积变为原来的 ，若不计活塞与气缸壁之间的摩擦，求稳定后A中气体的温度．(g=‎10 m/s2)‎ ‎【答案】450 K ‎【解析】‎ ‎【详解】A中气体的体积变为原来的，则B中气体的体积变为原来体积的，即，B中气体发生等温变化，根据玻意耳定律有 解得稳定后B中气体的压强 ‎= 1×l05 Pa 对A中气体，初态：‎ ‎，=1×l05 Pa 末态：‎ ‎=0.75×105 Pa 对A中气体，由理想气体状态方程有，解得 ‎=450K