【物理】江苏省南通市如皋中学2019-2020学年高二下学期教学质量调研试题（一）（解析版）

【物理】江苏省南通市如皋中学2019-2020学年高二下学期教学质量调研试题（一）（解析版）

‎2019~2020学年度高二年级第二学期教学质量调研（一）‎ 物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共计24分，每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1.下列关于放射现象的说法正确的是（　　）‎ A. 放射现象说明原子具有核式结构 B. U衰变成要6次β衰变和8次α衰变 C. β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的 D. 氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核 ‎【答案】B ‎【解析】A．天然放射现象说明原子核可再分，卢瑟福的α粒子散射实验说明原子具有核式结构，故A错误；‎ B．U衰变成质量数少32，电荷数少10，设经过了n次α衰变、m次β衰变，则有4n=32，2n－m=10 解得n=8，m=6 故B正确；‎ C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变成质子时所产生的，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，对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故D错误。故选B。‎ ‎2.下列关于机械波的说法正确的是（　　）‎ A. 发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化 B. 各质点都在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移 C. 波发生反射时，波频率不变，但波长、波速发生变化 D. 发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长大或差不多 ‎【答案】B ‎【解析】A．发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，是由于波源和观察者必须有相对运动造成听起来频率变化，故A错误；‎ B．机械波在介质中传播时，由于各质点间的相互作用力，前一质点带动相邻的后一质点在其平衡位置附近振动，但各质点并不随波迁移，故B正确；‎ C．波发生反射时在同一介质中，频率、波长和波速均不变，故C错误；‎ D．波生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或相差不多，故D错误。故选B。‎ ‎3.下列说法正确的是（　　）‎ A. 机械波和电磁波既有横波又有纵波 B. 根据麦克斯韦的电磁理论，均匀变化的电场会产生变化的磁场 C. 为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的 D. 宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，但仍具有波粒二象性 ‎【答案】D ‎【解析】A．电磁波是横波，而机械波既有横波又纵波，故A错误；‎ B．均匀变化的电场一定产生恒定的磁场，故B错误；‎ C．为了有效地向空间辐射能量，必须是开放电路，故C错误；‎ D．宏观物体运动时，由于宏观物体的波长非常小，很难观察到它的波动性，但仍具有波粒二象性，故D正确。故选D。‎ ‎4.如图所示，长为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球，在O点正下方处的P点固定一小钉子。现将小球拉至A点，使细线与竖直方向间夹角很小，然后由静止释放小球，小球在竖直平面内运动。点B（图中未标出）是小球能够到达的左方最高位置，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A. 点B在点A下方 B. 点B在点A上方 C. 小球摆动的周期为 D. 小球摆动的周期为 ‎【答案】D ‎【解析】AB．小球摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，可知两侧最高点动能均为零，故重力势能也相等，故最大高度相同，即点B与点A等高，故AB错误；‎ CD．小球从最低点到A点再到最低点的时间为 小球从最低点到B点再到最低点的时间为 则小球的周期为 故C错误，D正确。故选D。‎ ‎5.如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，则（　　）‎ A. 若i正在减小，线圈两端电压在增大 B. 若i正在增大，此时A板带正电 C. 若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大 D. 若仅增大电容器的电容，振荡频率增大 ‎【答案】A ‎【解析】A．若i正在减小，说明磁场能转化为电场能，则线圈两端电压在增大，故A正确；‎ B．线圈中的电流从下到上，此时电流正在增大，表明电容器正在放电，所以B板带正电，A板带负电，故B错误；‎ C．LC振荡电路的周期公式为，若仅增大线圈的自感系数，周期增大，振荡频率减小，故C错误；‎ D．LC振荡电路的周期公式为，若仅增大电容器的电容，周期增大，振荡频率减小，故D错误。故选A。‎ ‎6.质点A做简谐运动的振动图像与t＝1.6 s时刻的波动图像如图所示,则下列说法正确的是(　 )‎ A. 质点A向下运动，波向左传播 B. 质点A向下运动，波向右传播 C. 质点A向上运动，波向左传播 D. 质点A向上运动，波向右传播 ‎【答案】C ‎【解析】根据振动图像可知t=1.6s时刻质点A向上振动，在波动图像中根据“同侧法”知波向左传播，故ABD错误，C正确。故选C。‎ ‎7.直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示。a、b光相比（　　）‎ A. a光的频率比b光的小 B. 玻璃对a光的折射率较大 C. b光在玻璃中的传播速度较大 D. 用同一衍射实验装置做实验，a光的衍射条纹宽度相等且比b光的宽 ‎【答案】A ‎【解析】AB．由图知，光线进入玻璃砖后，b光的偏折角大，则玻璃对b光的折射率较大，玻璃对a光的折射率较小，则a光的频率比b光的小，故A正确，B错误；‎ C．玻璃对a光的折射率较小，由可知，a光在玻璃中的传播速度较大，故C错误；‎ D．衍射条纹宽度是不均匀的，中央宽两边窄，故D错误。故选A。‎ ‎8.如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上透射光的强度最大，下列说法正确的是（　　）‎ A. 此时A、B的透振方向垂直 B. 将A绕OO′轴旋转时，屏上透射光的强度几乎为零 C. 将B绕OO′轴旋转时，屏上透射光的强度几乎为零 D. 将A、B同时绕OO′轴反方向旋转时，屏上透射光的强度几乎为零 ‎【答案】D ‎【解析】A．光是横波，振动方向和传播方向相互垂直，要使屏上透射光强度最大，AB的偏振方向一定是平行的，故A错误；‎ BC．只要将AB中的任意一个旋转，还有部分光透射到屏上，故BC错误；‎ D．将A、B同时绕OO′轴反方向旋转时，此时两偏振片垂直，屏上透射光的强度均达最弱，几乎为零，故D正确。故选D。‎ 二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分，每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分。‎ ‎9.下列说法正确的有（　　）‎ A. 医学上用激光切除肿瘤，利用的是激光亮度高的特点 B. 光学镜头增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的 C. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 D. 红外线具有很强的穿透本领，常用来在医学上做人体透视 ‎【答案】AC ‎【解析】A．激光的其中一个特点是亮度高，把激光束汇聚起来照射到物体上，可以使物体的被照部分在极短时间内熔化，医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点，故A正确；‎ B．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，故B错误；‎ C．由黑体辐射规律可知，辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故C正确；‎ D．X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体；红外线具有明显的热效应，用于加热物体，故D错误。故选AC。‎ ‎10.如图所示，S1、S2是振动情况完全相同两个机械波波源，振幅为A，a、b、c三点位于S1、S2连线的中垂线上，且ab＝bc。某时刻a是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，则（　　）‎ A. a处质点的振幅为2A B. c处质点始终处于波谷 C. b处质点为振动减弱点 D. c处质点为振动加强点 ‎【答案】AD ‎【解析】a、b、c三点到达波源的路程差都为零，都为振动加强点，即振幅都为2A，振动加强点也是在平衡位置附近振动，则c处质点不可能始终处于波谷，故AD正确，BC错误。‎ 故选AD。‎ ‎11.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，静止的铀U发生α衰变，生成新原子核X，已知α粒子和新核X在纸面内做匀速圆周运动，则（　　）‎ A. 原子核X的电荷数为91，质量数为236 B. α粒子做顺时针圆周运动 C. α粒子和原子核X的周期之比为10∶13 D. α粒子和原子核X的半径之比为45∶1‎ ‎【答案】CD ‎【解析】A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，原子核X的电荷数为 质量数为 故A错误；‎ B．α粒子带正电，由左手定则可知，α粒子做逆时针圆周运动，故B错误；‎ C．根据可知，α粒子和原子核X的周期之比 故C正确；‎ D．根据动量守恒定律，α粒子和原子核X的动量大小相同，且有 得 可知，α粒子和原子核X的半径之比为 故D正确。故选CD。‎ ‎12.如图所示，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC，底面水平，罩内为空气。发光点D位于AB中点，发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列说法正确的有（　　）‎ A. D发出的光照射到CB界面时不会发生全反射 B. 液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮 C. 液体的折射率为 D. 液体的折射率为 ‎【答案】AC ‎【解析】A．D发出的光照射到CB界面时，是从光疏介质向光密介质入射，不能发生全反射，故A正确；‎ B．由题，发光点D发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面，可知点D发出的垂直于BC以下部分的光不能射出界面，所以在液面上方不能够看到透明罩所有位置都被照亮，故B错误；‎ CD．由几何关系可知，发光点D发出的垂直于BC的光垂直于BC进入液体后，在上边的界面处的入射角等于，恰好不能射出液面，则临界角为，所以折射率 故C正确，D错误。故选AC。‎ ‎13.某实验小组用图甲所示的电路研究a、b两种单色光的光电效应规律，通过实验得到的光电流I与电压U的关系如图乙所示。则（　　）‎ A. a种光的频率小于b种光的频率 B. 金属K对a、b两种光的逸出功相等 C. a、b两种光照射出的光电子的最大初动能相等 D. 若仅增大a种单色光的入射强度，与a种单色光对应的饱和电流将增大 ‎【答案】ABD ‎【解析】AC．由图可知，单色光b照射后遏止电压较大，根据 可知，b光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程 得b光的频率大于a光的频率，故A正确，C错误；‎ B．根据逸出功可知，同一金属的极限频率相同，故逸出功相同，故B正确；‎ D．若仅增大a单色光入射的强度，由于每个光子的能量不变，因此光电子的最大初动能不变，但单位时间内射出的光电子数增多，因此饱和电流将增大，故D正确。故选ABD。‎ ‎14.如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，设普朗克常量为h，下列说法正确的是 A. 能产生3种不同频率的光子 B. 产生的光子的最大频率为 C. 当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，氢原子的能量变大 D. 若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为 ‎【答案】ABD ‎【解析】A．根据可得从n=3能级跃迁能产生种光子，A正确；‎ B．产生的光子有最大能量的是从n=3能级向n=1能级跃迁时产生的，根据公式，解得，B正确；‎ C．从高能级向低能级跃迁，释放光子，氢原子能量变小，C错误；‎ D．若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生的光电效应，则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为，故D正确．‎ 三、非选择题：本题共6小题，共计52分。请将解答填写在答题卡相应的位置。‎ ‎15.某同学利用“插针法”测定平行玻璃砖的折射率。‎ ‎(1)将坐标纸用图钉钉在平木板上，画出界面和入射光线，并在入射光线上竖直插上两枚大头针P1、P2，再在另一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住_____的像，P4挡住_____。‎ ‎(2)移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作出射光线，在坐标纸上记录的情况如图所示。虚线为以入射点O为圆心作出的圆，由此计算出玻璃砖的折射率为_____，光在玻璃中的传播速度为______m/s。（光在真空中的传播速度为c＝3.0×108 m/s，结果均保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). P1、P2 P3及P1、P2像 (2). 1.5 2.0×108‎ ‎【解析】(1)[1][2]为了测量截面为玻璃折射率，先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖的另一侧观察到P1像和P2像，当P1的像被恰好被P2像挡住时，插上大头针P3和P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像 ‎(2)[3]由图可得：入射角的正弦 折射角的正弦 则玻璃砖的折射率 ‎[4]由光在真空中的传播速度，根据折射率可得，光在玻璃中的传播速度 ‎16.某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。‎ ‎(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_____。‎ A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动 C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝 ‎(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为∆x，则单色光的波长λ=_____。‎ ‎(3)本实验用到了干涉条纹间距公式，请利用图乙（图中d≪l）证明之________。‎ ‎【答案】 (1). B (2). (3). 见解析 ‎【解析】(1)[1]增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离为为减小相邻亮条纹（暗条纹）间的宽度，可增大双缝间距离或减小双缝到屏的距离；故B正确，ACD错误 故选B ‎(2)[2]第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为△x，则两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为 则单色光的波长为 ‎(3)[3]在线段P1S2上作P1M=PS1，则S2M=r2－r1‎ 因dl，三角形S1S2M可看做直角三角形，有 另有 得 若P1处为亮纹，则(k=0、1、2……)‎ 解得(k=0、1、2……)‎ 所以相邻两亮纹或暗纹的中心间距为 ‎17.如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点．求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角．‎ ‎【答案】150°‎ ‎【解析】设球半径为R，球冠地面中心为O′，连接OO′，则OO′⊥AB 令∠OAO′=α 则：…①‎ 即∠OAO′=α=30°…②‎ 已知MA⊥AB，所以∠OAM=60°…③‎ 设图中N点为光线在球冠内地面上反射点，光路图如图所示．‎ 设光线在M点的入射角为i，折射角为r，在N点的入射角为i′，反射角为i″，玻璃的折射率为n．‎ 由于△OAM为等边三角形，所以入射角i=60°…④‎ 由折射定律得：sini=nsinr…⑤‎ 代入数据得：r=30°…⑥‎ 作N点的法线NE，由于NE∥MA，所以i′=30°…⑦‎ 由反射定律得：i″=30°…⑧‎ 连接ON，由几何关系可知△MAN≌△MON，则∠MNO=60°…⑨‎ 由⑦⑨式可得∠ENO=30°‎ 所以∠ENO为反射角，ON为反射光线．由于这一反射光线垂直球面，所以经球面再次折射后不改变方向．所以，该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角为β=180°-∠ENO=150°‎ ‎18.如图所示，有一束单色光入射到极限频率为ν0金属板K上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到达右侧极板时速度刚好为零。已知电容器的电容为C，带电荷量为Q，极板间距为d，普朗克常量为h，电子电荷量的绝对值为e，不计电子的重力。‎ ‎(1)电容器右侧极板带正电荷还是负电荷？‎ ‎(2)求入射光的频率ν。‎ ‎【答案】(1)负电；(2)‎ ‎【解析】(1)以最大初动能入射至电容器的电子经板间电场到达右侧极板时速度刚好为零，说明电场力做负功，电场强度方向向右，右侧极板带负电 ‎(2)电子在电容器中有 ‎ 根据爱因斯坦光电效应方程有，解得 ‎19.如图所示，实线表示一列横波在某时刻的波形图线，虚线是经过0.2s时的波形图线。‎ ‎(1)若波向左传播，求它在这段时间内传播的距离；‎ ‎(2)若波向右传播，求波速多大；‎ ‎(3)若波的传播速度为115m/s，试判断波的传播方向。‎ ‎【答案】(1)(n=0，1，2，……)；(2)(k=0，1，2，……)；(3)向左传播 ‎【解析】(1)由波的图像可知，波长，波在空间上具有周期性，向左传播的可能距离 ‎(n=0,1,2,……)‎ ‎(2)若波向右传播，波传播的时间 得(k=0,1,2……)‎ 波速为解得(k=0,1,2……)‎ ‎(3)当v=115m/s时，波在0.2s时间内传播的距离为 可知向左传播 ‎20.如图，在光滑水平轨道上静止着一质量为m2小车，用长为L的轻绳悬挂着一质量为m1的砂袋。现有一水平向左射来的质量为m的子弹，它射入砂袋的时间极短且未穿出砂袋，砂袋立刻获得方向向左、大小为v1的速度，不计砂袋大小，重力加速度为g ‎(1)求子弹射入砂袋前瞬间的速度大小v0；‎ ‎(2)已知砂袋摆到最高点时，悬绳偏转的角度小于，求砂袋第一次摆起后能上升的最大高度h。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】(1)子弹射入砂袋前后动量守恒，有 解得 ‎(2)此后(m1+m)在摆动过程中，水平方向做减速运动，而m2在水平方向做加速运动，当(m1+m)与m2具有共同水平速度时，砂袋上升到最大高度，设共同速度为v2，由水平方向上动量守恒，有 由机械能守恒有 解得