【物理】北京昌平一中集团校区2019-2020学年高二下学期期末考试联合质量检测试题（解析版）

【物理】北京昌平一中集团校区2019-2020学年高二下学期期末考试联合质量检测试题（解析版）

‎2019~2020第二学期期末昌平一中集团校区联合质量检测 高二年级物理学科 ‎（考试时间：60分钟 满分：100分）‎ 一、单选题。本部分共12题，每题4分，共48分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。‎ ‎1.关于物体内能的变化，以下说法正确的是（　　）‎ A. 物体放出热量，内能一定减少 B. 物体对外做功，内能一定减少 C. 物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变 D. 物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据热力学第一定律，物体内能的变化与外界对物体做功（或物体对外界做功），物体从外界吸热（或向外界放热）两种因素有关。物体放出热量，但有可能同时外界对物体做功，故内能有可能不变甚至增加，选项A错误；‎ B．物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减少，选项B错误；‎ C．若物体放热同时对外做功，物体内能一定减少，选项C错误；‎ D．若物体吸收的热量与对外做的功相等，则内能可能不变，选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.下列说法正确的是（　　）‎ A. 分子间的引力总是大于斥力 B. 分子间同时存在引力和斥力 C. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 D. 液体中悬浮微粒越大，布朗运动越显著 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．分子间的引力与斥力的大小关系与分子间的距离有关，引力可以大于斥力也可以小于斥力，A错误；‎ B．分子间同时存在引力和斥力，B正确；‎ C．悬浮在液体中的小微粒的无规则运动叫做布朗运动，布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动，C错误；‎ D．液体中悬浮的微粒越小，受到的液体分子的撞击力越不均匀，布朗运动越明显，D错误。‎ 故选B。‎ ‎3.关于电磁场和电磁波，下列叙述中不正确的是（　　）‎ A. 均匀变化电场在它的周围产生均匀变化的磁场 B. 振荡电场在它的周围产生同频振荡的磁场 C. 电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变，传播速度与波长发生变化 D. 电磁波能产生干涉和衍射现象 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．均匀变化电场在它的周围产生恒定的磁场，故A错误，符合题意；‎ B．振荡的电场是周期性变化的电场，周围产生周期相同的振荡的磁场，即频率相同，故B正确，不符合题意；‎ C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变，传播速度与波长发生变化，故C正确，不符合题意；‎ D．干涉和衍射是波特有的现象，故电磁波能产生干涉和衍射现象，故D正确，不符合题意。‎ 故选A。‎ ‎4.下列说法正确的是（　　）‎ A. 红外线有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体 B. 人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康 C. 遥控器发出的是X射线，主要是用其波长长的特点 D. 电磁波中频率最大的是γ射线，最容易用它来观察衍射现象 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．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A错误；‎ B．人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康，故B正确；‎ C．红外线可以用在遥控器上．遥控器发出红外线，实现了无线控制家中的用电器，故C错误；‎ D．电磁波中频率最大的是γ射线，γ射线波长最短最不易衍射，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎5.某交变电动势瞬时值表达式V，则（　　）‎ A. 交变电流的频率为2Hz B. 交变电流的周期为0.25秒 C. 交变电流的有效值为 D. 当t＝0.25秒时，感应电动势为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】AB．交变电动势瞬时值表达式V可知 则交变电流的周期 频率为 选项AB错误；‎ C．交变电动势瞬时值表达式V可知交变电流的最大值为10V，则有效值为 选项C错误；‎ D．当t＝0.25秒时，感应电动势为 选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.如图所示，光滑直杆上弹簧连接的小球以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。以O点为原点，选择由O指向B为正方向，建立Ox坐标轴。小球经过A点时开始计时，经过0.5s首次到达B点。则小球在第一个周期内的振动图像为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】小球经过A时开始计时，即t=0时小球的位移为负向最大，经过0.5s首次到达B点，位移为正向最大，且周期为T=1s。故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎7.两个完全相同电热器分别通以如图甲、乙所示的交变电流，两电热器的实际电功率之比P甲∶P乙为 A. 1∶2 B. 1∶‎1 ‎C. ∶1 D. 2∶1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】方波电流有效值：‎ 甲 正弦交流电的有效值为：‎ 乙 根据功率公式得到：‎ A．与分析不符，故A错误；B．与分析不符，故B错误；‎ C．与分析不符，故C错误；D．与分析相符，故D正确；故选D。‎ ‎8.图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电压表的示数为5V B. 若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电 C. 若则可以实现燃气灶点火 D. 穿过原、副线圈的磁通量之比为1:1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．跟据题图可知，直流转化为的交流电是正弦式交流电，则变压器输入的电压有效值为 所以电压表示数为，故A错误；‎ B．若没有转换器，原线圈输入直流电，在线圈中的磁通量不变，副线圈中不会出现感应电流，所以B错误；‎ C．当变压器的输出电压为 时，可以实现燃气灶点火，所以根据变压器电压与匝数成正比可得 所以，当 时便可以实现燃气灶点火，故C错误；‎ D．根据变压器的原理可知，原副线圈中的磁通量是相同的，所以穿过原、副线圈的磁通量之比为1:1，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎9.钢琴的“中央C”即为C调do，频率约为261.2Hz，则它发出的声波（　　）‎ A. 一边做仰卧起坐一边听，由于多普勒效应，音调会有变化 B. 隔着门缝听，声音会变小，这是由于偏振现象造成的 C. 与北京交通台103.9MHz相比，中央C频率低、波长长 D. 假如琴边古筝也有一根调到C调do的弦，由于构造不同，它们无法发生共振 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于波源与观察者间的位置没有发生变化，故频率不变，音调不变，故A错误；‎ B．隔着门缝听，声音会变小，这是由于衍射现象造成的，故B错误；‎ C．由题可知“中央C”的频率为261.2Hz小于北京交通台的103.9MHz，故中央C频率低、波长长，故C正确；‎ D．若古筝也有一根调到C调do的弦，则两者频率相同，可以发生共振，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎10.如图，a和b两单色光，以适当角度向半圆形玻璃砖射入真空，出射光线都从圆心O沿Oc方向射出，则下列说法正确的是（　　）‎ A. a光的频率比b光的频率小 B. a光的全反射临界角比b光的全反射临界角小 C. 分别通过同一双缝干涉装置，a光比b光的相邻亮条纹间距大 D. 两光在同一介质中传播，a光的传播速度比b光的传播速度大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可知，从玻璃射入真空，两种单色光的入射角不同，折射角相同，根据光的折射定律 可知a光的折射率大。‎ AC．a光的折射率大，a光的频率比b光的频率大，a光的波长比b光的波长小，‎ 通过同一双缝干涉装置，相邻亮条纹间距 可知a光比b光的相邻亮条纹间距小。故AC错误；‎ B．全反射临界角 因为a光的折射率大，所以a光的全反射临界角比b光的全反射临界角小，故B正确；‎ D．光在介质中传播速度 因为a光的折射率大，两光在同一介质中传播，a光的传播速度比b光的传播速度小，故D错误。‎ 故B正确。‎ ‎11.图为埃舍尔名画【三界】，我们总是像画中一样看到远处树木的倒影，近处水中的鱼，这说明（　　）‎ A. 远处水中没有鱼 B. 树木倒影是树木发出的光先进入水中然后再通过水的折射进入人的眼中 C. 近处的鱼发出的光经过水面时透射光的能量较少 D. 远处的鱼发出的光入射角大容易发生全反射，所以看不到 ‎【答案】D ‎【解析】AD．远处的鱼发出的光入射角较大，当入射角大于等于全反射临界角时能发生全反射，光线不能射出水面，所以看不到，故D正确，A错误；‎ B．树木倒影是树木发出的光在水面发生反射后，反射光进入人的眼中，故B错误；‎ C．近处的鱼发出的光的光线到水面处，入射角越小，反射光越弱而折射光越强，所以近处的鱼发出的光经过水面时透射光的能量较多，故C错误；‎ 故选D。‎ ‎12.以往，已知材料的折射率都为正值（n>0）。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n<0），成为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足= n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。若该材料对电磁波的折射率n=－1，则从空气中一点光源发射的光线射向这种材料的光路图是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据 = n 知入射角不等于0°，则折射角也不等于0°，所以光线进入材料时不可能垂直于界面，故A错误；‎ B．此图中光线发生反射，没有发生折射，故B错误；‎ C．根据题意知，折射线与入射线位于法线的同一侧，该图符合折射的规律，故C正确；‎ D．光线从材料右侧面射出时，违反了折射规律：折射线与入射线位于法线的同一侧，故D错误。‎ 故选C。‎ 二、实验题。本部分共2小题，每空2分，共16分。‎ ‎13.在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中。‎ ‎（1）安装好实验装置后，先用游标卡尺测量摆球直径d，再测量摆线长，则单摆摆长L=______（用d、l0表示）；‎ ‎（2）摆球摆动稳定后，当它到达最低点时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数n（n=1、2、3…），当数到n=40时刚好停表，此时秒表读数为t，该单摆的周期为T=________；‎ ‎（3）计算重力加速度测量值的表达式为g=________（用T、L表示），如果测量值小于真实值，可能原因是__________；‎ A．将摆线长当成了摆长 B．将摆线长和球的直径之和当成了摆长 C．计时开始时，秒表启动稍晚 D．摆长将摆球经过最低点的次数n计少了 ‎【答案】 (1). (2). (3). (4). AD ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]单摆的摆长为摆线长与摆球半径之和，即 ‎（2）[2]由题知，当数到n=40时刚好停表，此时秒表读数为t，则单摆周期为 ‎（3）[4]由单摆周期公式 解得 ‎[5]A．将摆线长当成了摆长，所测摆长L偏小，所测g偏小，故A正确；‎ B．将摆线长加小球直径作为摆长，所测摆长L偏大，所测g偏大，故B错误；‎ C．计时开始时，秒表启动稍晚，则总时间偏小周期T偏小，所测g值偏大，故C错误；‎ D．测周期时，将摆球经过最低点的次数n计少了，所测周期T偏大，所测g偏小，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎14.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图），单缝保持竖直方向，并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作。‎ ‎（1）组装仪器时，单缝和双缝空间关系应该为____________。‎ A．a代表单缝，b代表双缝 B．a代表双缝，b代表单缝 C．二者相互平行放置 D．二者相互垂直放置 ‎（2）将红色滤光片改为绿色滤光片，其他实验条件不变，在目镜中仍可看见清晰的条纹，则_________。‎ A．条纹为横条纹 B．条纹为竖条纹 C．与红光相比条纹间距变窄 D．与红光相比条纹间距变宽 ‎（3）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ=_________。‎ ‎（4）图为上述实验装置示意图。S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到O点处的干涉条纹________。‎ A．向上移动 B．向下移动 C．间距变大 D．间距变小 ‎【答案】 (1). AC (2). BC (3). (4). A ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]AB．双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a距离光源更近，故A正确，B错误；‎ CD．双缝与单缝应该平行放置，才能观察到双缝干涉实验，故C正确，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎（2）[2] AB．由于单缝保持竖直，条纹的方向与单缝平行，因此条纹竖直，故B正确，A错误；‎ CD．根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为 由于绿光的波长比红光的短，因此干涉条纹间距比红光的窄，故C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎（3）[3]由图可知，两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为 根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为 可得波长表达式 ‎（4）[4] 若实验时单缝偏离光轴向下微微移动，则主光轴变的倾斜，则可以观察到O点处的干涉条纹向上移动，由可知，条纹间距不变，选项A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ 三、论述计算题。共3小题，每题12分，共36分。‎ ‎15.一列简谐横波的波速v=‎4m/s，在t=0时刻的波形如如图所示，在这一时刻质点A振动的速度方向沿y轴正方向。求：‎ ‎（1）这列波的传播方向和周期；‎ ‎（2）t=0至t=3s时间内质点B运动的路程；‎ ‎（3）在下面的坐标系中画出t=3.5s时的波形图。（不用写做图过程）‎ ‎【答案】（1）x轴负方向传播，2s；（2）‎60cm；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由图可知，波长‎8m，根据 解得T=2s 质点A此刻振动的速度方向向上，根据“上下坡”法可知波沿x轴负方向传播；‎ ‎（2）质点B原来位于平衡位置，速度方向沿y轴负方向，又，故质点B运动的路程为 s=‎6A=‎‎60cm ‎（3）t=3.5s内波传播的距离为 根据波的周期性，波形每隔整数倍周期时间波形相同。则波形如图中虚线所示 ‎16.如图所示为交流发电机的示意图。线圈abcd绕垂直于磁场的轴逆时针方向匀速转动，角速度ω=2πrad/s。已知产生的交流电电动势的最大值为，线圈abcd电阻为1Ω，小灯泡电阻为4Ω，其他电阻忽略不计。求：‎ ‎（1）线圈在图示位置时，通过线圈的磁通量是多少？线圈中的感应电流是多少？‎ ‎（2）线圈从图示位置开始转过60o角时，电动势的大小？‎ ‎（3）若在灯泡两端并联交流电压表，则电压表示数？‎ ‎（4）外力驱动线圈转动一周所做的功?‎ ‎【答案】（1）；；（2）；（3）8V；（4）20J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）线圈在图示位置时，线圈平面与磁场方向平行，所以线圈在图示位置时，通过线圈的磁通量为 线圈在图示位置时，线圈平面与磁场方向平行，线圈中的感应电流最大，所以线圈中的感应电流为 ‎（2）线圈在图示位置时，线圈平面与磁场方向平行，线圈从图示位置开始转过60o角时，电动势大小 ‎（3）若在灯泡两端并联交流电压表，则电压表示数是路端电压的有效值，所以电压表示数为 ‎（4）外力驱动线圈转动一周所做的功 ‎17.合成与分解是物理常用的一种研究问题的方法，如研究复杂的运动就可以将其分解成两个简单的运动来研究。请应用所学物理知识与方法，思考并解决以下问题。‎ ‎（1）如图1所示，将一小球以某速度从坐标轴原点O水平抛出，两束平行光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上留下了小球的两个“影子”，影子的位移和速度描述了小球在x、y两个方向的运动。不计空气阻力的影响。则：水平方向的“影子”做什么运动；竖直方向的“影子”做什么运动？‎ ‎（2）如图2所示，把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球在沿水平x轴的光滑杆上，能够在杆上自由滑动。把小球沿x轴拉开一段距离，小球将做振幅为R的振动，O为振动的平衡位置。另一小球B在竖直平面内以O′为圆心，在电动机的带动下，沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动。O与O′在同一竖直线上。用竖直向下的平行光照射小球B，适当调整B的转速，可以观察到，小球B在x方向上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。已知弹簧劲度系数为k，小球A的质量为m，弹簧的弹性势能表达式为 ‎，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量。请结合以上实验，完成：‎ a．求小球B的线速度大小?‎ b．推导出小球A的周期表达式为。‎ ‎【答案】（1）水平方向的“影子”做匀速运动；竖直方向的“影子”做自由落体运动；（2）a．；b．见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以水平方向的“影子”做匀速运动，在竖直方向上做自由落体运动，所以竖直方向的“影子”做自由落体运动。‎ ‎（2）a．以小球A为研究对象，设它经过平衡位置O时的速度为v，当它从O运动到最大位移处，根据机械能守恒有 解得 由题中实验可知，小球B在x方向上的“影子”的速度时刻与小球A的相等，A经过O点的速度v与B经过最低点的速度相等，即小球B做匀速圆周运动的线速度为 b．小球A振动的周期与小球B做圆周运动的周期相等。‎ 根据圆周运动周期公式，小球B的运动周期 小球B的运动周期 所以小球A的振动周期为