2020年物理人教版选修3-4 选修3-5综合试题

2020年物理人教版选修3-4 选修3-5综合试题

高二物理选修期末综合试题（选修3-4 选修3-5） ‎ 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间为90分钟。‎ 第Ⅰ卷（选择题 共42分）‎ 一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，有一个以上的选项是正确的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ x/cm t/s ‎4‎ ‎5‎ ‎2‎ O ‎3‎ ‎1‎ ‎1．如图所示为一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系图象，由图可知，在t=4s时，质点的（ ）‎ A．速度为正的最大值，加速度为零 ‎ B．速度为负的最大值，加速度为零 ‎ C．速度为零，加速度为正的最大值 ‎ D．速度为零，加速度为负的最大值 ‎2．光从空气进入某介质，当入射角是53°时，折射角为37°；则当入射角为0°时的折射角和介质的折射率分别是（sin37°=0.6，sin53°=0.8）（ ）‎ 8‎ 第 8 页 共 8 页 A．0°和0‎ B．0°和1‎ C．0°和1.33‎ D．90°和0.75‎ 8‎ 第 8 页 共 8 页 ‎→25mm←‎ ‎→25mm←‎ a ‎→20mm←‎ ‎→20mm←‎ ‎→20mm←‎ b ‎3．心电图是现代医疗诊断的重要手段，医生从心电图上测量出相邻两波峰的时间间隔，即为心动周期，由此可计算1min内心脏跳动的次数（即心率）。甲、乙两人在同一台心电图仪上做出的心电图分别如图a、b所示，医生通过测量后记下甲的心率是60次/min，则心电图仪图纸移动的速度v以及乙的心率为（ ）‎ A．25mm/s，48次/min B．25mm/min，75次/min C．25mm/s，75次/min D．25mm/min，48次/min ‎20‎ x/m y/cm ‎-20‎ O ‎4．如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，若波速为200m/s，则下列说法中正确的是（ ）‎ A．从图示时刻开始，质点b的加速度将增大 B．图示时刻，质点b的振动方向沿y轴正方向 C．若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为50Hz D．从图示时刻开始，经过0.01s，质点a沿波传播方向迁移了2m ‎ ‎5．虹是由阳光射人雨滴(视为球形)时，经一次反射和两次折射而产生色散形成的。现有白光束L由图示方向射人雨滴，a、b是经反射和折射后的其中两条出射光线，如图。下列说法正确的是（ ）‎ A．光线b在水滴中传播时的波长较长 B．光线b在雨滴中的折射率较大 ‎ 8‎ 第 8 页 共 8 页 C．若分别让a、b两色光通过同一双缝装置，则b光形成的干涉条纹的间距较大 D．光线b在雨滴中的传播速度较大 S A P B O ‎6．利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量。其原理是：偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ，这一角度称为“旋光角”，θ的值与糖溶液的浓度有关。将θ的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 到达O处光的强度会明显减弱 B. 到达O处光的强度不会明显减弱 C. 将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于θ D. 将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于θ 白光 a b c ‎7．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）‎ A. 把温度计放在c的下方，示数增加最快 B.若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大。‎ C. a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小 D. 若让a、b、c三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射 ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎8‎ x/m y/cm ‎-8‎ O P 甲 ‎5‎ ‎15‎ ‎25‎ ‎ Q A ‎.‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎0.4‎ ‎0.8‎ ‎1.2‎ ‎8‎ t/s y/cm ‎-8‎ O B 乙 ‎8．一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，图中质点A的振动图象如图乙所示。则（ ）‎ A．这列波的波速是25m/s ‎ B．这列波沿x轴负方向传播 C．质点A在任意的1s内所通过的路程都是0.4m D．若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为1.25Hz 金箔 A B C D 放射源 荧光屏 ‎─‎ ‎0.6 ‎ A ‎2‎ ‎1‎ ‎0‎ ‎3‎ ‎15‎ ‎─‎ ‎3‎ V ‎2‎ ‎1‎ ‎0‎ ‎3‎ ‎200‎ ‎─‎ mA ‎2‎ ‎1‎ ‎0‎ P B A C D ‎ 图8‎ 图1‎ 显微镜 ‎9．如图为卢瑟福和他的同事们做a 粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法中正确的是（ ）‎ A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最 多。‎ B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍少些。‎ C．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少。‎ D．放在C、D位置时屏上观察不到闪光。‎ 8‎ 第 8 页 共 8 页 ‎10．“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（称为母核）俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变为中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核（称为子核）的过程。中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，很难被探测到，人们最早就是通过核的反冲而间接证明中微子的存在的，一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，下面说法正确的是（ ）‎ 8‎ 第 8 页 共 8 页 A．母核的质量数等于子核的质量数 ‎ C．子核的动量与中微子的动量相同 B．母核的电荷数大于子核的电荷数 ‎ D．子核的动能大于中微子的动能 8‎ 第 8 页 共 8 页 ‎11．一群处于n＝3激发态的氢原子向基态跃迁，发出的光以入射角θ照射到一块平行玻璃砖A上，经玻璃砖A后又照射到一块金属板B上，如图所示，则下列说法正确的是（ ）‎ A．入射光经玻璃砖A后会分成相互平行的三束光线，从n＝3直接跃迁到基态发出的光经玻璃砖A后的出射光线与入射光线间的距离最大 B．在同一双缝干涉装置上，从n＝3直接跃迁到基态发出的光形成的干涉条纹最窄 C．经玻璃砖A后有些光子的能量将减小，有些光在玻璃砖的下表面会发生全反射 D．若从n＝3能级跃迁到n＝2能级放出的光子刚好能使金属板B发生光电效应，则从n＝2能级跃迁到基态放出的光子一定能使金属板B发生光电效应 ‎12．某静止的放射性元素的原子核X，放出一个α粒子后转变成某种新粒子Y，设衰变过程产生的核能以动能的形式释放，若已知α粒子的动能为Ek，则（ ）‎ A．Y的动能为（m-4）Ek/4 ‎ B．Y的动能为4Ek/(m-4) ‎ C．衰变过程中的质量亏损为mEk/[(m-4)c2] ‎ D．衰变过程中的质量亏损为(m-4)Ek/(mc2)‎ E/eV ‎0‎ ‎-0.85‎ ‎-1.51‎ ‎-3.4‎ ‎-13.6‎ n ‎4‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎∞‎ ‎13．氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV—3.11eV，下列说法错误的是（ ）‎ A．处于n = 3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离 ‎ B．大量氢原子从高能级向n = 3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应 ‎ C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光 ‎ D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光 ‎14．某原子核的衰变过程是 表示放出一个α粒子，下列说法中正确的是（ ）‎ A．核C比核B的中子数少2 ‎ 8‎ 第 8 页 共 8 页 B．核C比核A的质量数少5‎ C．原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子的电子数多1‎ D．核C比核A的质子数少1‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共58分）‎ 乙 二、填空、实验题（本题共26分，每空2分） ‎ ‎15．在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学用毫米刻度尺测得摆线长L0 = 945.8mm；用游标卡尺测得摆球的直径如图甲所示，则摆球直径d = mm；用秒表测得单摆完成n = 40次全振动的时间如图乙所示，则秒表的示数t = s；若用给定物理量符号表示当地的重力加速度g，则g = 。‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎0‎ 单位：cm 甲 如果该同学测得的g值偏大，可能的原因是 。（填字母代号）‎ A．计算摆长时没有计入摆球的半径 ‎ B．开始计时时，秒表过迟按下 C．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 D．试验中误将39次全振动数为40次 ‎16．用双缝干涉测光的波长。实验装置如图（甲）所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图（乙）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。‎ ‎（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图（丙）所示，则对准第1条时读数x1=______________mm、对准第4条时读数x2=______________mm ‎（2）写出计算波长λ的表达式，λ=______________（用符号表示），λ=______________nm 光源 滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏 图（甲）‎ L1‎ L2‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎0‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎15‎ 图（丙）‎ 第1条时读数 第4条时读数 ‎15‎ ‎20‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎0‎ ‎30‎ ‎35‎ ‎40‎ ‎45‎ 图（乙）‎ 8‎ 第 8 页 共 8 页 ‎①‎ a b c d b a d c ‎③‎ a b d c ‎②‎ ‎17．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以ab、cd为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比 ；乙同学测得的折射率与真实值相比 ；丙同学测得的折射率与真实值相比 。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）‎ ‎18．气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：‎ A．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；‎ B．调整气垫导轨，使导轨处于水平；‎ C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销 锁定，静止地放置在气垫导轨上；‎ D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1．‎ E．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2．‎ 本实验中还应测量的物理量是_____________________，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是____________________．‎ 三、计算题（本题共4小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎19．（6分）2008年北京奥运会场馆周围 80％～90％ 的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（H）转化成一个氦核（He）和两个正电子（e）并放出能量.（已知质子质量mP = 1.0073u，α粒子的质量mα = 4.0015u，电子的质量me = 0.0005u． 1u的质量相当于931.MeV的能量．）‎ ‎（1）写出该热核反应方程；‎ ‎（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量?（结果保留四位有效数字）‎ 8‎ 第 8 页 共 8 页 P ‎20.（7分）如图所示，一束光线以60°的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P，现在将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，则进入透明体的光线经平面镜反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的P′点，与原来相比向左平移了3.46 cm，已知透明体对光的折射率为。求光在透明体里运动的时间。‎ y/cm x/m ‎0‎ ‎0.2‎ P ‎5‎ ‎5‎ ‎-5‎ Q ‎0.4‎ ‎2.5‎ ‎20.（9分）如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的图象。此时质点P的运动方向沿y轴负方向，且当t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。问：‎ ‎（1）该简谐横波的波速v的大小和方向如何？‎ ‎（2）从t=0至t=1.2s，质点Q运动的路程L是多少？‎ ‎（3）当t=1.2s时，质点Q相对于平衡位置的位移s的大小是多少？‎ V μA K A a b 单色光 ‎22.（10分）如图所示是做光电效应实验的装置简图．在抽成真空的玻璃管内，K为阴极（用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为1.9eV），A为阳极．在a、b间不接任何电源，用频率为（高于铯的极限频率）的单色光照射阴极K，会发现电流表指针有偏转．这时，若在a、b间接入直流电源，a接正极，b接负极，并使a、b间电压从零开始逐渐增大，发现当电压表的示数增大到2.1V时，电流表的示数刚好减小到零．（普朗克恒量h=6.63×10-34J·s）‎ 求：（1）a、b间未接直流电源时，通过电流表的电流方向．‎ ‎（2）从阴极K发出的光电子的最大初动能EK是多少焦？‎ ‎（3）入射单色光的频率是多少？‎ 8‎ 第 8 页 共 8 页 高中物理选修期末综合试题 参考答案 ‎1. D 2. C 3. C 4. AC 5. ACD 6. ACD 7. A 8. ABD ‎ ‎9. AC 10.AB 11.ABD 12.BC 13.D 14.AD ‎15. 20.20；78.4；；BD 16．（1）2.190，7.868 （2），676‎ ‎17. 偏小；不变；偏小 18. B的右端至D板的距离L2 ‎ ‎19. （6分）①4H →He +2e…（2分）‎ ‎②Δm = 4mP－ mα－2me = 4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u = 0.0267 u…（2分）‎ ΔE = Δ mc2 = 0.0267 u×931.5MeV/u ＝24.86 MeV …（2分）‎ ‎20.（7分）光路示意图如图所示．由（2分）‎ 得β=30°（1分）‎ 由题意及光路图得，‎ 代入数值解得d＝1.5 cm．（2分）‎ 光在透明介质里传播的速度v=，光在透明介质里的路程 s=2，所以光在透明体里运动的时间t= = = 2×10-10s（2分）‎ ‎21.（9分）‎ ‎（1）此波沿x轴负向传播（2分）‎ ‎ 在t1=0到t2=0.55s这段时间里，质点P恰好第3次到达y正方向最大位移处 则有 (2+)T=0.55s（1分）解得 T =0.2s（1分）‎ ‎ 由图象可得简谐波的波长为 λ=0.4m 则波速 v= =2m/s（1分）‎ ‎（2）在t1=0至t3=1.2s这段时间，质点Q恰经过了6个周期，即质点Q回到始点，由于振幅A=5cm 8‎ 第 8 页 共 8 页 所以质点Q运动的路程为 L=4A×6=4×5×6cm=120cm （2分）‎ ‎（3）质点Q经过6个周期后恰好回到始点，则相对于平衡位置的位移为s=2.5cm（2分）‎ ‎22.（10分）‎ ‎（1）光电子由K向A定向移动，光电流由A向K，因此通过电流表的电流从下向上．（2分）‎ ‎（2）具有最大初动能的电子刚好不能到达A板，对该电子用动能定理，EK=Ue得最大初动能为2.1eV=3.36×10-19J（4分）‎ ‎（3）由光电效应方程：EK=hν-W，得ν=9.65×1014Hz（4分） ‎ 8‎ 第 8 页 共 8 页