【物理】山东省威海市文登区2018-2019学年高二下学期期末考试物理试题（解析版）

【物理】山东省威海市文登区2018-2019学年高二下学期期末考试物理试题（解析版）

高二物理 第Ⅰ卷（选择题，共40分）‎ 一、选择题：本题共12小题。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1.空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器液化成水，经排水管排走，空气中的水分减少，人会感觉干燥。若某空调工作一段时间后，排出水的体积为V，已知水的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则排出水中水分子的总数为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由 和得，排出水种水分子的总数为 故选D。‎ ‎2.关于固体和液体，下列说法正确的是（　　）‎ A. 晶体都有确定的几何形状 B. 玻璃、蜂蜡、蔗糖、橡胶都是非晶体 C. 液体的表面张力、浸润和不浸润都是分子力作用的表现 D. 对于一定的液体和一定材质的管壁，管的内径越粗，液体能达到的高度越高 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．单晶体都有确定的几何形状，但多晶体没有，故A错误；‎ B．玻璃、蜂蜡、橡胶都是非晶体，蔗糖是晶体，故B错误；‎ C．液体表面与气体和固体接触会显现出不同的物理现象，这就是表面张力和浸润与不浸润，这两种物理现象都与分子间的作用力相关，故C正确；‎ D．实验和理论分析都说明，对于一定液体和一定材质的管壁，管的内径越细，液体所能达到的高度越高，故D错误。故选C。‎ ‎3.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（　　）‎ A. 甲光的频率大于乙光的频率 B. 乙光的波长大于丙光的波长 C. 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D. 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据 入射光的频率越高，对应的截止电压越大。甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A错误；‎ B．丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以乙光的频率小于丙光的频率，乙光的波长大于丙光的波长，故B正确；‎ C．同一金属，截止频率是相同的，故C错误；‎ D．甲光的截止电压小于丙光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能。故D错误。‎ 故选B。‎ ‎4.在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生衰变，放射出、、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。关于放射性元素氡及三种射线，下列说法正确的是（　　）‎ A. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后将剩下一个氡核 B. 发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4‎ C. 衰变的实质在于原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子 D. 射线经常伴随和射线产生，在这三种射线中射线穿透能力最强，电离能力最弱 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．放射性元素的半衰期是对大量原子核的统计规律，对少数和单个微观事件是不可预测的，故A错误；‎ B．发生衰变时，生成的粒子带两个单位的正电荷和4个单位的质量数，即粒子由2个中子和2个质子构成，故衰变时生成的新核中子数减少2，质子数减少2，故B错误；‎ C．原子核内的中子转化为质子时，放出一个电子，这个过程即衰变，故C正确；‎ D．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线种，射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故D错误。故选C。‎ ‎5.端午节期间，一位游客在南海新区岸边欲乘游船，由于风浪很大，游船上下浮动。把游船的浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为‎30cm，周期为6.0s。当游船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。当地面与甲板的高度差不超过‎15cm时，游客能舒适地登船。在一个周期内，游客能舒适登船的时间是（　　）‎ A. 1.0‎s B. 1.5s C. 2.0s D. 3.0s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意，甲板的振动可表示为 当地面与甲板的高度差等于‎15cm时，解得 所以在一个周期内，游客能舒适登船时间是 故选C。‎ ‎6.水银气压计中混入了一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于‎768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的读数只有‎750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为‎80mm。当这个气压计的读数为‎740mm水银柱时，实际的大气压相当于（设温度保持不变）（　　）‎ A. ‎755mm高的水银柱产生的压强 B. ‎756mm高的水银柱产生的压强 C. ‎757mm高的水银柱产生的压强 D. ‎758mm高的水银柱产生的压强 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】取水银柱上方封闭的空气作为研究对象，‎1mm水银柱产生的压强为133Pa，令133Pa = Y Pa，当实际大气压相当于‎768mm水银柱产生的压强时，气体的压强为 这时气体的（为玻璃管的横截面积），当气压计读数为‎740mm水银柱时，气体体积 由玻意耳定律可求出这时气体的压强 此时实际的大气压 即相当于‎756 mm水银柱产生的压强。故选B。‎ ‎7.如图所示为氢原子的能级示意图，假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为。则对300个处于能级的氢原子，下列说法正确的是（　　）‎ A. 向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量可以是任意值 B. 向低能级跃迁时，向外辐射的光子能量的最大值为12.75eV C. 辐射的光子总数为500个 D. 吸收大于1eV的光子时不能电离 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量一定等于两能级的能量差，A错误；‎ B．当氢原子由第四能级跃迁到第一能级时，向外辐射的光子能量最大，其值为12.75eV，B选项正确；‎ C．这300个氢原子向低能级跃迁时，分别向第3、2、1能级跃迁100个，第3能级的100个氢原子分别向2、1能级跃迁50个，第2个能级的150个氢原子直接跃迁到第1能级，因此总共向外辐射550个光子，C错误；‎ D．只要吸收的光子具有的能量大于等于0.85eV就能使氢原子电离，D错误。故选B。‎ ‎8.下列说法正确的是（　　）‎ A. “光纤通信”利用了全反射的原理 B. 在岸边观察水中的鱼，鱼的实际深度比看到的要浅 C. 光由光疏介质射入光密介质时，折射角大于入射角 D. 一切波都能发生干涉和衍射，但干涉和衍射不是波特有的现象 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在光纤通信种是利用了全反射原理，故A正确；‎ B．岸边观察前方水种的一条鱼，根据视深则有，鱼的实际深度比看到的要深，故B错误；‎ C．光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角，故C错误；‎ D．一切波都能发生干涉和衍射，干涉和衍射是波特有的现象，故D错误。故选A。‎ ‎9.如图a所示，在xOy平面内有两个沿z方向（垂直于xOy平面方向）做简谐运动的点波源和，两波源的振动图像如图b和c所示，两列波的波速均为‎4m/s。下列说法正确的是（　　）‎ A. 两列波从波源传播到点的路程差为‎2m B. 两列波引起的点处的质点位移始终为0‎ C. 两列波引起的点处的质点振幅为‎4cm D. M点的振动传到点处后，两列波引起的点在此后2s内通过的路程为‎16cm ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 分析】由几何关系求路程差。由波速公式求解波长。如果两波源起振同方向，当介质中某一点与两波源的路程差等于半波长的奇数倍时，这一点是振动减弱的点。路程差等于波长的整数倍时，这一点振动加强；如果两波源起振方向相反，当介质中某一点与两波源的路程差等于半波长的奇数倍时，这一点是振动加强的点。路程差等于波长的整数倍时，这一点振动减弱，据此分析即可。‎ ‎【详解】A．两列波从波源传播到点的路程差为 故A错误；‎ B．两列波引起的点处的路程差为 始终为0，故B正确；‎ C． 由图可知 所以波长为 两列波到点处的路程差为 又因为两列波起振方向相反，所以在点处振动加强，其振幅为‎4cm，故C正确；‎ D．根据点R处振幅为‎4cm可知，一个全振动过程的路程为‎16cm，故两列波引起的点在此后2s内通过的路程应为‎32cm。故D错误。故选BC。‎ ‎10.如图所示，产生电磁振荡的电路中线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，现在把原来接在1上的开关S接到2上，下列说法正确的是（　　）‎ A. 从此刻起至少历时，回路中的磁场能才能达到最大 B. 从此刻起至少历时，回路中的电场能才能达到最大 C. 如果没有能量损失，电磁振荡可以永远持续下去 D. 要有效地发射电磁波，振荡电路必须要有足够高的振荡频率 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．振荡电路的振荡周期为 根据电磁振荡的变化规律，磁场能最大时至少经历的时间为 电场能最大时至少经历的时间为 故AB错误；‎ C．如果没有能量损失，电场能与磁场能可以完全相互转化，电磁振荡可以永远持续下去，故C正确；‎ D．要有效地发射电磁波，需要足够高的振荡频率，因为振荡频率越高，发射电磁波的本领就越强，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎11.如图所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，下列说法正确的是（　　）‎ A. a光的频率大于b光的频率 B. 真空中a光的波长大于b光的波长 C. a光和b光在空气中相遇后能够发生干涉现象 D. 若a光与b光以相同的入射角由水射向空气，在不断增大b入射角的过程中水面上首先消失的是b光 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由折射图可知a光的入射角大于b光，a光的频率小于b光的频率，故A错误；‎ B．由公式可知，频率越大，波长越小，所以真空中a光的波长大于b光的波长，故B正确；‎ C．发生干涉现象的条件是光的频率相同，由图可知，a光、b光的频率不同，故不能发生干涉现象，故C错误；‎ D．根据光路可逆和斯涅尔定律，假设a为红光，b为紫光，红光的波长最长，在介质中的速度最大，临界角最大，不易发生全反射，衍射本领最强，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎12.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，。下列说法正确的是（　　）‎ A. 该波的波长为‎6m B 若波沿x轴正向传播，则周期 C. 若波沿x轴负向传播，从时刻经位于处质点刚好到达平衡位置 D. 若波速为，时刻处的质点正在向y轴正方向振动 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图可知，该简谐波的波长为‎8m，故A错误；‎ B． 若波沿正向传播，由图可知，在时间内，有 由于 因此 求得周期为 故B正确；‎ C．若波沿负向传播，由图可知，在时间内，有 由于 因此 求得周期为 从时刻至处所用的时间为 故C正确；‎ D．若波速为，则波在0.5s内传播的距离为 由于 结合图像可知，波沿x轴负方向传播，根据波动与振动的关系可知，时刻，处的质点沿y轴正向运动。故D正确。‎ 故选BCD。‎ 第Ⅱ卷（非选择题，共60分）‎ 注意事项：‎ ‎1.第Ⅱ卷共8道题。‎ ‎2.第Ⅱ卷所有题目的答案，考生须用0.5毫米黑色中性签字笔答在答题卡规定的区域内，在试卷上答题不得分。‎ 二、实验题：本题共3小题，共18分。‎ ‎13.某小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验用油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中含有纯油酸0.6mL，1mL上述溶液有80滴。实验中先用滴管吸取该油酸酒精溶液，然后向撒有痱子粉的水面中央滴入一滴该溶液。‎ ‎(1)实验中让油酸尽可能散开的目的是______；‎ ‎(2)油膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为‎2cm，根据数据估测出油酸分子的直径为______m（结果保留两位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 为了获得单分子油膜层 (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]实验中让油酸尽可能散开的目的是为了获得单分子油膜层。‎ ‎(2)[2]1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积 由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为 ‎【点睛】实验中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，由体积与面积相除求出油膜的厚度，即等于分子直径。‎ ‎14.某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为‎97.50 cm，摆球直径为‎2.00 cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，如图所示，则：‎ ‎(1)该摆摆长为______cm，秒表所示读数为______s.‎ ‎(2)如果测得的g值偏小，可能的原因是( )‎ A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，秒表过迟按下 D．实验中误将49次全振动记为50次 ‎ (3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标，T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g＝______(用k表示)．‎ ‎【答案】（１）98.50（２）75.2（３）B（４）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：（1）单摆的摆长；‎ 小表盘表针超过了半刻线，故：t=60s+15．2s=75.2s．‎ ‎（2）测摆线时摆线拉得过紧，则摆长的测量量偏大，则测得的重力加速度偏大．故A错误．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，振动周期变大，而测得的摆长偏小，则测得重力加速度偏小．故B正确．开始计时，秒表过迟按下，测得单摆的周期偏小，则测得的重力加速度偏大．故C错误．实验中误将49次全振动数为50次．测得周期偏小，则测得的重力加速度偏大．故D错误．故选B．‎ ‎（3）由单摆的周期公式：，，图线的斜率，解得 考点：利用单摆测重力加速度 ‎【名师点睛】本题考查了“利用单摆测重力加速度”实验中数据测量的方法和减小读数误差的技巧，掌握单摆的周期公式，并能灵活运用．‎ ‎15.某小组用如图所示装置做“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验，为了测量红光的波长，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前该小组已获得的数据有：双缝间的间距d，双缝到屏的距离l。‎ ‎(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出N处的实验器材是______，该器材的作用是_________。‎ ‎(2)如果把毛玻璃屏向远离N 的方向移动，相邻两个暗条纹的中心间距将______（填“变大”“变小”或“不变”）‎ ‎(3)经测量，红光干涉相邻两个亮条纹的中心间距为，请写出能够反映红光波长大小的表达式______（用题给字母表示）。‎ ‎(4)如果把红色滤光片换成绿色，相邻两个亮条纹的中心间距将______（填“增大”“减小”或“不变”）。‎ ‎【答案】 (1). 双缝 获得相干光 (3). 变大 (4). (5). 减小 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题主要考查用双缝干涉测光的波长。‎ ‎【详解】(1)[1][2]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以N处的实验器材是双缝；双缝的作用是获得相干光源。‎ ‎(2)[3]干涉图样应是时间距相等明暗相间的条纹，由于红光的波长大于蓝光的波长，根据 可知，红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽，所以相邻两个暗条纹的中心间距将变大。‎ ‎(3)[4]根据公式 解得 ‎(4)[5]干涉图样应是时间距相等明暗相间的条纹，由于红光的波长大于绿光的波长，根据 可知，绿光的干涉图样的明暗相间的条纹更窄，所以相邻两个暗条纹的中心间距将减小。‎ 三、计算题：本题共5小题，共42分。要求写出必要的文字说明、方程式，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。‎ ‎16.一个振动，如果回复力大小与偏离平衡位置的位移大小成正比，回复力方向与位移方向相反，那么就能判定这个振动是简谐运动。如图所示，一质量为m，侧面积为S 的正方体木块，放在水面上静止（平衡）。现用力向下将其压入水中一段深度后（未全部浸没）撤掉外力，木块在水面上下振动，请证明木块的振动为简谐运动。‎ ‎【答案】见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】以木块为研究对象，设静止时木块浸入水中深，则 当木块被压入水中位移x后受力如图所示 规定位移x方向为正方向，此时 木块所受合力即为回复力 整理得 即 ‎（）‎ 所以木块的振动为简谐运动。‎ ‎17.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图所示，此时坐标为的质点刚好开始振动，在时，图中质点恰好第二次到达波峰位置，求：‎ ‎(1)这列波的传播速度；‎ ‎(2)从时刻开始，当Q点第一次出现波谷时，原点O通过的路程。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当处质点的状态传到Q点时，Q点第二次到达波峰 ‎(2)根据，当处质点的状态传到Q点时，Q点第一次到达波谷 代入数据得 ‎18.如图所示，绝热圆柱形气缸直立在水平地面上，内有质量不计、可上下移动的绝热活塞，在距缸底高为的缸口处有固定的卡环，使活塞不会从气缸中顶出，不计摩擦。活塞下方距缸底高为处还有一固定的导热隔板，将容器分为A、B两部分，A、B中各封闭同种理想气体，开始时A、B中气体的温度均为‎27℃‎，压强等于外界大气压强 ‎，活塞距气缸底的高度为，现通过电热丝缓慢加热B中气体，求：‎ ‎(1)当B中气体的压强为时，活塞距缸底的高度是多少？‎ ‎(2)当A中气体的压强为时，B中气体的压强是多少？‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)B中气体做等容变化，由查理定律得 解得 A中气体做等压变化，由盖-吕萨克定律得 即 解得 ‎(2)当A中气体压强为时，对A中气体有 即 解得 A、B中气体温度相同，故 B中气体做等容变化，由查理定律得 得 解得 ‎19.钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和粒子，而铀核激发态立即衰变为铀核，并放出能量为0.097MeV的光子．已知：、和粒子的质量分别为和MeV ‎（1）写出衰变方程；‎ ‎（2）已知衰变放出的光子的动量可忽略，求粒子的动能．‎ ‎【答案】（1）；（2）5.03MeV。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）衰变方程为 合起来有 ‎（2）上述衰变过程的质量亏损为 放出的能量为 这些核能是轴核的动能、粒子的动能和光子的能量之和 由上式得 设衰变后的轴核和粒子的速度分别为和，则由动量守恒有 又由动能的定义知 联立得 则可得 代入题给数据得 ‎5.03MeV ‎20.如图所示，折射率为、厚度为d的平行玻璃砖，下表面涂有反射物质，一细光束以的入射角射到玻璃砖上表面的P点，上表面右端平行于入射光方向放置一标尺AB，细光束会在标尺上的两个位置出现光点，光在真空中的传播速度为c，不考虑细光束在下表面的第二次反射。‎ ‎(1)画出光路图；‎ ‎(2)求光在玻璃砖内的传播时间t；‎ ‎(3)在标尺上出现的两个光点间的距离L。‎ ‎【答案】(1)见解析；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)光路图如图所示 ‎(2)设折射角为r，则 光在玻璃内传播的路程 整理得 ‎(3)由图中几何关系有 解得