河北省博野中学2019-2020学年高二下学期开学考试物理试题

河北省博野中学2019-2020学年高二下学期开学考试物理试题

博野中学高二6月考试物理试题 一．选择题（共10小题，每题4分，共40分）‎ ‎1．一列简谐横波沿x轴负方向传播，t＝0时刻的波形图象如图所示，此时刻开始介质中x＝1.0m的质点P经0.25s第一次回到平衡位置。则下列说法中正确的是（　　）‎ A．t＝0时刻质点P向y轴负方向运动 ‎ B．简谐横波的周期为0.8s ‎ C．简谐横波传播的速度为20m/s ‎ D．质点P经过平衡位置向下运动时开始计时的振动方程为y＝10sin（cm）‎ ‎2．雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。如图，太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光。下面说法正确的是（　　）‎ A．a光线是红光，b光线是紫光 ‎ B．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距大于b光条纹间距 ‎ C．a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长 ‎ D．遇到同样的障碍物，a光比b光更容易发生明显衍射 ‎3．如图为LC振荡电路中电流随时间变化的图象，则（　　）‎ A．0﹣t1时间内，磁场能在增加 ‎ B．t1﹣t2时间内，电容器处于放电状态 ‎ C．t2﹣t3时间内，电容器两板间电压在减小 ‎ D．t3﹣t4时间内，线圈中电流变化率在增大 ‎4．如图所示，物体B被钉牢在放于光滑水平地面的平板小车上，物体A以速率v沿水平粗糙车板向着B运动并发生碰撞。则（　　）‎ A．对于A与B组成的系统动量守恒 ‎ B．对于A、B与小车组成的系统动量守恒 ‎ C．对于A与小车组成的系统动量守恒 ‎ D．以上说法都不正确 ‎5．如图a为氢原子的能级图，大量处于n＝2激发态的氢原子吸收一定频率的光子后跃迁到较高的能级，之后再向低能级跃迁时辐射出10种不同频率的光子。当用这些辐射出的光子去照射如图b所示光电管阴极K时，光电管发生了光电效应，改变电源的正负极并调节滑动变阻器滑片，发现遏止电压最大值为8V．则（　　）‎ A．该光电管阴极K的逸出功为7.06eV ‎ B．吸收的光子能量为2.86eV ‎ C．跃迁过程中辐射出的光子能量是连续的 ‎ D．辐射出来的10种光子中只有3种能使该光电管发生光电效应 ‎6．密立根实验的目的是：测量金属的遏止电压Uc与入射光频率v，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦方程式的正确性。其根据实验数据得到Uc﹣v图象，则从图中可以得到物理量描述正确的是（　　）‎ A．普朗克常量为：h＝ ‎ B．普朗克常量为：h＝ ‎ C．该金属的逸出功为：W0＝be ‎ D．该金属的逸出功为：W0＝﹣be ‎7．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景，图中实线表示α粒子运动轨迹，其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中，α粒子在b点时距原子核最近，下列说法正确的是（　　）‎ A．α粒子从a到c的运动过程中加速度先变大后变小 ‎ B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子 ‎ C．α粒子从a到c的运动过程中电势能先减小后变大 ‎ D．α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子运动到b时受到的库仑引力较大 ‎8．电荷之间的引力会产生势能。取两电荷相距无穷远时的引力势能为零，一个类氢原子核带电荷为+q，核外电子带电量大小为e，其引力势能E＝﹣，式中k为静电力常量，r为电子绕原子核圆周运动的半径（此处我们认为核外只有一个电子做圆周运动）。根据玻尔理论，原子向外辐射光子后，电子的轨道半径从r1减小到r2，普朗克常量为h，原子释放的光子的频率v为（　　）‎ A．v＝（﹣） B．v＝（﹣） ‎ C．v＝（﹣） D．v＝（﹣）‎ ‎9．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A．下列说法正确的是（　　）‎ A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 ‎ B．C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 ‎ C．A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量 ‎ D．A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功 ‎10．某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间（之前为空气），如图所示，特制容器未画出，通过比对填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率。则下列说法正确的是（设空气的折射率为1）（　　）‎ A．x2＝x1 ‎ B．x2＞x1 ‎ C．该矿泉水的折射率为 ‎ D．该矿泉水的折射率为 二．计算题（共6小题，每题10分，共60分）‎ ‎11．如图所示，质量为m的物体放在与弹簧固定的木板上，弹簧在竖直方向做简谐运动，当振幅为A时，物体对弹簧的压力最大值是物重的1.5倍，求 ‎（1）物体对弹簧的最小压力 ‎（2）欲使物体在弹簧的振动中不离开弹簧，其振幅最大值．‎ ‎12．坐标原点O处有一波源做简谐振动，它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播。t＝0时，波源开始振动，t＝3s时，波刚好传到x＝6m处，波形图如图所示，其中P为介质中的一个质点。‎ ‎（1）通过计算画出波源的振动图象；‎ ‎（2）再经过多长时间P点的动能最大。‎ ‎13．如图所示为一透明薄壁容器，其截面为等腰直角三角形ABC，AB＝AC＝2a，∠A＝90°，该容器内装有某种液体，从容器内部AC边上的P点（图中未画出）发出一束极细的白光，以30°的入射角照射到BC边的中点O．右侧紧靠B点有一与AC边平行的光屏BG，从O点折射出的光线在光屏BG上形成一条彩带，E、F点（图中均未画出）处分别显现红色和紫色。已知该液体对红光的折射率n1＝1.2，对紫光的折射率n2＝1.6，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．sin98°＝sin82°＝1，求光屏BG上E、F两点之间的距离。‎ ‎14．一个静止在磁场中的Ra（镭核），发生α衰变后转变为氡核（元素符号为Rn）。已知衰变中释放出的α粒子的速度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直。设镭核、氡核和α粒子的质量依次是m1、m2、m3，衰变的核能都转化为氡核和α粒子的动能。求：‎ ‎（1）写出衰变方程；‎ ‎（2）氡核和α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比；‎ ‎（3）氡核的动能Ek。‎ ‎15．如图所示，水平地面上有两个静止的小物块A和B（可视为质点），A的质量为m＝1.0kg，B的质量为M＝2.0kg，A、B之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与物块接触而不连接。水平面的左侧连有一竖直墙壁，右侧与半径为R＝0.32m的半圆形轨道相切。现压缩弹簧使A、B由静止释放（A、B分离后立即撤去弹簧），A与墙壁发生弹性碰撞后，在水平面上追上B相碰后粘合在一起。已知A、B粘合体刚好能通过半圆形轨道的最高点，重力加速度取g＝10m/s2，不计一切摩擦。‎ ‎（1）求A、B相碰后粘合在一起的速度大小；‎ ‎（2）求弹簧压缩后弹簧具有的弹性势能。‎ ‎16．如图所示，竖直放置的导热U形管，右侧管比左侧管长15cm，右管横截面积是左管横截面积的2倍，左侧管上端封闭一定长度的空气柱（可视为理想气体），右侧管上端开口开始时与大气相通，当环境温度为t0＝27℃时，左侧管中空气柱高h0＝30cm，左侧管中水银面比右侧管中水银面高H＝15cm，外界大气压强p0＝75cmHg。‎ ‎①求环境温度升高到多少摄氏度时，左侧空气柱长hl＝40cm；‎ ‎②若环境温度保持t0＝27℃不变，而在右侧管中用活塞封住管口，并慢慢向下推压，最终使左侧空气柱长度变为20cm，右侧水银柱未全部进入水平管，求活塞下推的距离。‎ 物理答案 选择题1C 2C 3B 4B 5B 6A 7A 8A 9C 10C ‎ ‎11‎ ‎【解答】解：（1）由题意可知，最大压力为1.5mg；‎ 此时加速度最大，则最大加速度为 ‎1.5mg﹣mg＝ma；‎ 解得：a＝0.5g；‎ 因为木块在竖直方向上做简谐运动，依题意木块在最低点时对弹簧的压力最大，在最高点对弹簧的压力最小．‎ 在最低点根据牛顿第二定律有FN﹣mg＝ma，代入数据解得a＝0.5 g．‎ 由最高点和最低点相对平衡位置对称，加速度大小等值反向，所以最高点的加速度大小为a′＝0.5 g，在最高点根据牛顿第二定律有mg﹣FN′＝ma′，‎ 故FN′＝mg﹣ma′＝0.5 mg．‎ ‎（2）当物体在平衡位置静止时，弹簧的弹力等于物体的重力，即：‎ mg＝kx0‎ 当振幅为A时，在最高点物体对弹簧的压力等于0.5mg，由胡克定律得：‎ FN′＝kx1‎ 而：x1＝x0﹣A 联立得：x0＝2A 欲使物体在弹簧的振动中不离开弹簧，则在最高点物体对弹簧的压力恰好为0，则在最高点弹簧的长度等于弹簧的原长！所以此时物体的振幅等于x0，即等于2A 答：（1）物体对弹簧的最小压力的大小为0.5mg．‎ ‎（2）欲使物体在弹簧的振动中不离开弹簧，其振幅最大值是2A．‎ ‎12．‎ 解：（1）根据同侧法可知，x＝6m处的质点的振动方向向上，所以所有质点的起振方向向上，‎ 简谐横波传播的速度为：‎ 由图象得：λ＝4m 简谐波的周期为：＝2s 波源的振动图象为：‎ ‎（2）简谐波的表达式y＝Asin（ωt+φ0）‎ 而图示时刻，质点P的位移为：y＝1m 则1＝2sinφ0，‎ 因为质点P在图示时刻的振动方向向下，则质点P振动的初相位为：φ0＝‎ 则从图式时刻开始，质点P的振动方程为：‎ 当P质点的位移为零时，质点P到达平衡位置，动能最大，即y＝0，所以得到达P点的时间为t＝‎ 根据简谐运动的对称性及周期性可得P点运动到动能最大的时间为：△t＝ n＝0、1、2、3…‎ 答：（1）波源的振动图象如图所示；‎ ‎（2）再经过（）s n＝0、1、2、3…，P点的动能最大。‎ ‎13‎ 解：光路图如图所示：，‎ 令红光和紫光的折射角分别为α、β，BE＝y，BF＝x，‎ 根据折射定律有：，‎ ‎，‎ 所以α＝37°，β＝53°，‎ 在△OEB和△OFB中，根据正弦定理有：，x＝‎ ‎，则，‎ 所以E、F两点之间的距离为：y﹣x＝。‎ 答：E、F两点之间的距离为。‎ ‎14．‎ 解：（1）根据质量守恒定律和核电荷数守恒，Ra（镭核）衰变方程式为：Ra→Rn+He。‎ ‎（2）根据qvB＝m，得r＝，‎ 根据动量守恒定律：m2v2﹣m3v3＝0‎ 可见，两个粒子动量大小相等，‎ 由公式r＝知，r∝，得＝＝‎ ‎（3）由质能方程得：△E＝（m1﹣m2﹣m3）c2，‎ 由Ek＝mv2，p＝mv 解得：Ek＝，可知两粒子动能跟质量成反比，‎ 因此，氡核分配到的动能为：Ek＝。‎ 答：（1）Ra（镭核）衰变方程式为Ra→Rn+He；‎ ‎（2）氡核和α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比为；‎ ‎（3）氡核的动能为。‎ ‎15．‎ 解：（1）设粘合体在圆轨道的最高点的速度大小为v4，粘合体刚好能通过圆轨道的最高点，则对粘合体由牛顿第二定律得：‎ 设A、B相碰后粘合在一起的速度大小为v3，则有机械能守恒定律得：‎ ‎＝‎ 联立解得：v3＝4m/s ‎（2）压缩弹簧释放后，设A的速度大小为v1，B的速度大小为v2，取向左为正方向，由动量守恒定律得：‎ mv1﹣Mv2＝0‎ A与墙壁发生弹性碰撞反弹，速度大小不变，追上B相碰后粘合在一起，由动量守恒定律得：‎ mv1+Mv2＝（m+M）v3‎ 设弹簧被压缩后具有弹性势能为Ep，由机械能守恒定律得：‎ 联立解得：Ep＝27J 答：（1）求A、B相碰后粘合在一起的速度大小为4m/s；‎ ‎（2）求弹簧压缩后弹簧具有的弹性势能为27J。‎ ‎16.解：①设左侧水银面下降的高度为x＝＝（40﹣30）cm＝10cm 由于右管横截面积是左管横截面积的2倍，所以右侧水银面上升的高度为x′＝＝5cm 此时左右水银面的高度差＝0，即左右两管水银面等高 初状态的压强 末状态的压强 根据理想气体状态方程得：‎ 即 解得＝500K ‎②先选左侧空气柱为研究对象，根据玻意耳定律 ‎＝cmHg＝90cmHg 当左侧空气柱长度变为20cm时，右侧水银面下降了 再选右侧空气柱为研究对象，刚加上活塞时空气柱的高度h0′＝15+30+15（cm）＝60cm 设活塞下推了x时，左侧空气柱长度变为20cm，右侧空气柱压强 空气柱的高度 根据玻意耳定律定律得：‎ ‎75×60＝120×（65﹣x）‎ 解得x＝27.5cm 答：①环境温度升高到227摄氏度时，左侧空气柱长hl＝40cm；‎ ‎②若环境温度保持t0＝27℃不变，而在右侧管中用活塞封住管口，并慢慢向下推压，最终使左侧空气柱长度变为20cm，右侧水银柱未全部进入水平管，活塞下推的距离为27.5cm。‎