2017-2018学年辽宁省实验中学、大连八中、大连二十四中、鞍山一中、东北育才学校高二下学期期末考试物理试题 解析版

2017-2018学年辽宁省实验中学、大连八中、大连二十四中、鞍山一中、东北育才学校高二下学期期末考试物理试题 解析版

辽宁省实验中学、大连八中、大连二十四中、鞍山一中、东北育才学校2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题 一、选择题： ‎ ‎1. 下列关于原子或原子核的说法正确的是 A. 天然放射现象的发现揭示了原子具有核式结构 B. 温度升高，放射性元素衰变的半衰期会减小 C. 原子核发生β衰变后原子序数不变 D. 比结合能越大，原子核越稳定 ‎【答案】D ‎【解析】天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂结构，选项A错误；外界环境对半衰期无影响，选项B错误；原子核发生β衰变后原子序数增加1，选项C错误；比结合能越大，原子核越稳定，选项D正确；故选D.‎ ‎2. 一物体在水平面上做直线运动，t=0时其速度大小为1m/s，规定初速度方向为正方向，a-t图像如图所示，则在前4s时间内 A. 物体做匀加速直线运动 B. 物体做匀减速直线运动 C. 物体的位移大于12m D. 物体的位移小于12m ‎【答案】C ‎【解析】由图像可知，物体的加速度随时间减小，则物体做加速度减小的加速运动，选项AB错误；物体在4s末的速度为，若物体做匀加速运动，则4s内的位移为；因物体做加速度减小的加速运动，则4s内的位移大于12m，选项C正确，D错误；故选C. ‎ 点睛：此题关键是理解a-t图像的物理意义，图像的“面积”等于速度的变化量；由给定的a-t图像能定性画出v-t线，从而讨论位移.‎ ‎3. 如图缩水，B、C两个小球用细线悬挂于竖直墙面上的A、D两点，两球均保持静止，已知B球的重力为2G，C球的重力为3G，细线AB与竖直墙面之间的夹角为37°，细线CD与竖直墙面之间的夹角为53°，则 A. AB绳中的拉力为5G B. CD绳中的拉力为3G C. BC绳中的拉力为2G D. BC绳与竖直方向的夹角θ为53°‎ ‎【答案】B ‎【解析】对两个小球构成的整体受力分析： 根据平衡条件： X轴：FABsin37°=FCD sin53° y轴：FABcos37°+FCDcos53°=5G 得：FAB=4G ；FCD=3G 故A错误，B正确；‎ 对C球受力分析 ‎ ‎ 根据平衡条件： X轴：FBCsinθ=FCD sin53° y轴：FBCcosθ+FCDcos53°=3G 得：tanθ=2；FBC=G 故CD错误；故选B。‎ 点睛：本题首先要选择好研究对象，其次正确分析受力情况，作出力图，再由平衡条件求解．以上是利用正交分解法，也可以利用合成法．‎ ‎4. 如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是 A. 从n=3能级跃迁到n=2能级时，电子的动能会变大，电势能会减小 B. 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线 C. 一个处于n=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线 D. 用能量为12.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，一定不能使氢原子发生能级跃迁 ‎【答案】A ‎【解析】从n=3能级跃迁到n=2能级时，电子的轨道半径减小，根据解得 ‎，则动能会变大，电势能会减小，选项A正确；γ射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才产生的，则氢原子从高能级向低能级跃迁时不可能会辐射出γ射线，故B错误；一个处于n=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出3条光谱线，即4→3，3→2，2→1，选项C错误；用能量为12.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，由于：E2-E1=-3.4-（-13.6）=10.2eV，可知氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁。故D错误；故选A.‎ 点睛：解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及能级的跃迁满足hγ=Em-En，注意吸收光子是向高能级跃迁，释放光子是向低能级跃迁，同时掌握吸收或释放能量要正好等于能级之差。注意“一个”与“一群”氢原子跃迁的区别。‎ ‎5. 如图所示，a、b两细绳一端系着质量为m的小球，另一端系在竖直放置的圆环上，小球位于圆环的中心，开始时绳a水平，绳b倾斜，现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动至绳a竖直，在此过程中 A. a上的张力逐渐增大，b上的张力逐渐增大 B. a上的张力逐渐减小，b上的张力逐渐减小 C. a上的张力先减小后增大，b上的张力逐渐增大 D. a上的张力先增大后减小，b上的张力逐渐减小 ‎【答案】D ‎【解析】对小球进行受力分析，如图所示。 mg的对角不变，设为γ，设Fa的对角为α，Fb的对角为β，在缓慢转动的过程中，小球始终处于平衡状态，由正弦定理得：；α角由钝角减小至直角，再变为锐角，sinα先逐渐增大后减小，可得Fa先逐渐增大，后减小。β角由直角增加至平角，sinβ逐渐减小，可得，Fb逐渐减小。故ABC错误，D正确。故选D。‎ 点睛：本题考查了共点力的平衡问题，弄清楚圆环转动过程中细绳和小球所处的状态是解答本题的关键，通过列式进行动态变化分析；此题圆环顺时针旋转900等效于重力mg逆时针旋转900。‎ ‎6. 甲、乙两辆玩具小汽车同时同地沿同一条平直路面并排行驶，速度-时间图像如图所示，下列说法正确的是 A. 甲车启动的加速度大小为 B. 甲车在0到6s内的平均速度大小为2m/s C. 2s末乙车位于甲车前方2m处 D. 6s末两车停在同一位置 ‎【答案】BC 点睛：本题关键是根据速度时间图象得到两物体的运动规律，根据图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小分析处理。‎ ‎7. 如图所示，倾角θ的斜面上有一重为G的物体，在与斜面底边平行的水平推力作用下在斜面上做匀速直线运动，则 A. 物体可能沿虚线运动 B. 物体可能沿水平方向运动 C. 物体与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ D. 物体与斜面间的动摩擦因数μ>tanθ ‎【答案】AD ‎【解析】对物块进行受力分析，如图所示： ‎ ‎ 物块在重力G、斜面的支持力N、推力F、若物体沿虚线向下运动，则有沿虚线方向向上的摩擦力f；现将重力分解为沿斜面向下且垂直于底边（也垂直于推力F）的下滑力G1、垂直与斜面的力G2，如图所示： 其中G2恰好把N平衡掉了，这样可视为物体在推力F、下滑力G1、摩擦力f三个力作用下沿斜面上的虚线运动，根据三力的特点可知，三个力能够平衡，即物体可能沿虚线向下匀速运动，选项A正确；同理，若物体沿水平方向运动，只能是水平向右运动，此时摩擦力沿F的反方向，由图可知，F、G1和f不可能平衡，即物体不可能沿水平方向匀速运动，选项B错误；根据三力平衡特点，F与G1的合力必沿斜面向下，同时摩擦力f 只能沿斜面向上，根据平衡知识：即 ，即，故选项C错误，D正确；故选：AD。‎ 点睛：本题具有一定的空间思维逻辑，画出受力分析图，然后进行受力分析，最后简化到斜面平面内的受力分析．‎ ‎8. 如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的三色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压随入射光频率v变化的函数关系图象．对于这两个光电管，下列判断正确的是 A. 遏止电压一定不同 B. 光电子的最大初动能一定不同 C. 饱和光电流一定不同 D. -v图像的斜率一定不同 ‎【答案】AB ‎【解析】根据光电效应方程有 Ekm=hγ-W0；根据能量守恒定律得：eUC=EKm；联立得：eUC=hv-W0 即，可知，入射光的频率相同，逸出功W0不同，则遏止电压UC也不同。故A正确。根据光电效应方程Ekm=hγ-W0得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同。故B正确。虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流也可能相同，故C错误。由，可知，Uc-γ图象的斜率 k==常数，所以两个光电管的Uc-v图象的斜率一定相同，故D错误。故选AB。‎ 点睛：解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道遏止电压与最大初动能之间的关系，注意Uc～ν图象斜率的含义．‎ 二、实验题 ‎9. （1）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，合力与分力的作用效果相同，这里作用效果相同是指___________‎ A．细绳套受拉力产生形变 B．橡皮条受到拉力的作用被拉长 C．弹簧测力计的弹簧被拉长 D．使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度 ‎（2）在上述实验中，某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条的细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，则___________‎ A．用铅笔沿着细线画线来记录拉力的方向 B．在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，对实验结果有影响 C．在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，对实验结果没有影响 D．图乙中的F和不完全重合，说明“力的平行四边形定则”是错误的 ‎【答案】 (1). （1）D； (2). （2）C；‎ ‎【解析】（1）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，合力与分力的作用效果相同，这里作用效果相同是指使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度，故选D.‎ ‎（2）记录方向时，通过在细线下方描点的方法进行，不能沿绳子划线，故A错误；由于O点的作用效果相同，将两个细绳套换成两根橡皮条，不会影响实验结果，故C正确，B错误．图乙中的F和不完全重合，这是在误差范围内允许的，也能说明“力的平行四边形定则”是正确的，选项D错误；故选C.‎ 点睛：在“验证力的平行四边形定则”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，等同点的表现是使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度；这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用，加强对基础实验理解．‎ ‎10. 某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律，物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示，打点计时器电源的频率为50Hz。‎ ‎ ‎ ‎（1）通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点________和________之间某时刻开始减速。‎ ‎（2）计数点6对应的速度大小为________m/s。（保留三位有效数字）‎ ‎（3）物块加速运动过程中加速度的大小为a=___________（保留三位有效数字），若打点计时器的实际频率大于50Hz，则加速度的计算结果真实值___________（填“偏大”或“偏小”）。‎ ‎【答案】 (1). （1）5， (2). 6； (3). （2）1.05； (4). （3）1.80； (5). 偏小 ‎【解析】（1）从纸带上的数据分析得知：在点计数点5之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，在计数点6之后，两点之间的位移逐渐减小，是减速运动，所以物块在相邻计数点5和6之间某时刻开始减速； （2）每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s， ‎ ‎（3）由纸带可知，计数点5往前做加速运动，根据作差法得： ‎ 若当交流电的实际频率大于50Hz时，仍按50Hz计算，则T的实际值偏小，则相邻两点间的位移差偏小了，根据△x=aT2可知加速度的测量值偏小了；‎ 三、计算题 ‎11. 如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R，质量均为m，与地面的动摩擦因数均为μ，最初A、B静止在水平地面上，现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面，整个过程中B保持静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，求：‎ ‎（1）未拉动A时，B对C的作用力大小为多少？‎ ‎（2）动摩擦因数的最小值为多少？‎ ‎【答案】（1）；（2）；‎ ‎【解析】（1）C受力平衡，如图所示：，‎ ‎（2）C刚要降落到地面时，B对C支持力最大为，此时对应有如图所示：‎ 则根据力的平衡可得：‎ 所以动摩擦因数的最小值为 ‎12. 我国ETC（不停车电子收费系统）已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间，假设一辆家庭轿车以20m/s的速度匀速行驶，接近人工收费站时，轿车开始减速，至收费站窗口恰好停止，再用10s时间完成交费，然后再加速至20m/s继续行驶。若进入ETC通道。轿车从某位置开始减速至10m/s后，再以此速度匀速行驶20m即可完成交费，然后再加速至20m/s继续行驶。两种情况下，轿车加速和减速时的加速度大小均为2.5m/s2．求：‎ ‎（l）轿车从开始减速至通过人工收费通道再加速至20m/s的过程中通过的路程和所用的时间；‎ ‎（2）两种情况相比较，轿车通过ETC交费通道所节省的时间。‎ ‎【答案】（1）160m，26s；（2）15s； ‎ ‎【解析】（1）轿车匀减速至停止过程，；‎ 车匀加速和匀减速通过的路程相等，故通过人工收费通道路程；‎ 所用时间为；‎ ‎（2）通过ETC通道时，速度由20m/s减至10m/s所需时间t2，通过的路程x2‎ 解得：‎ 解得：‎ 车以10m/s匀速行驶20m所用时间t3=2s，加速到20m/s所用的时间为t4=t2=4s，路程也为x4=60m；‎ 车以20m/s匀速行驶的路程x5和所需时间t5：；‎ 故通过ETC的节省的时间为：；‎ 点睛：解决本题的关键理清汽车在两种通道下的运动规律，搞清两种情况下的时间关系及位移关系，结合匀变速直线运动的位移公式和时间公式进行求解．‎ ‎13. 物质处于不同状态时具有不同的物理性质，下列说法正确的是_______‎ A．固体中的分子是静止的，液体、气体中的分子是运动的 B．液体表面层分子间的相互作用表现为引力 C．晶体的物理性质一定表现为各向同性 D．一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的 E．有的物态变化中虽然吸热热量但温度却不升高 ‎【答案】BDE ‎【解析】固体中的分子以及液体、气体中的分子都是在永不停息的运动的，选项A错误；液体表面层分子比较稀疏，分子间的相互作用表现为引力，选项B正确；多晶体和非晶体的物理性质一定表现为各向同性，单晶体的物理性质各向异性，选项C错误；水的饱和汽压和温度有关，一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的，故D正确；有的物态变化中虽然吸热热量但温度却不升高，例如晶体熔化时，选项E正确；故选BDE.‎ ‎14. 下列说法正确的是 A．理想气体等压膨胀过程一定吸热 B．布朗运动是由颗粒内分子的无规则运动引起的 C．分子质量不同的两种气体，温度相同时其分子的平均动能相等 D．封闭在容器内的气体很难被压缩，说明气体分子间存在斥力 E．第二类永动机不能制成是因为自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性 ‎【答案】ACE ‎【解析】根据PV/T=C可知，理想气体等压膨胀过程，温度升高，内能增加，气体对外做功，根据热力学第一定律，则一定吸热，选项A正确；布朗运动是固体颗粒的无规则运动，是由液体分子的无规则运动引起的，选项B错误；温度是分子平均动能的标志，则分子质量不同的两种气体，温度相同时其分子的平均动能相等，选项C正确；封闭在容器内的气体很难被压缩，这是气体压强作用的缘故，与气体分子间的斥力无关，选项D错误；第二类永动机不能制成是因为自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，违背了热力学第二定律，选项E正确；故选ACE.‎ ‎15. 如图所示，用质量为m、面积为S的可动水平活塞将一定质量的理想气体密封于悬挂在天花板上的气缸中，当环境的热力学温度为时，活塞与气缸顶部的高度差为，由于环境温度逐渐降低，活塞缓慢向上移动距离，外界大气压恒为，密封气体的内能U与热力学温度T的关系为（k为取正值的常数）。气缸导热良好，与活塞间的摩擦不计，重力加速度为g，求此过程中：‎ ‎（1）外界对密封气体做的功W；‎ ‎（2）密封气体向外界放出的热量Q。‎ ‎【答案】（1）W=(p0S-mg)△h；（2）；‎ ‎【解析】①塞缓慢移动的过程，封闭气体做等压变化，有：，其中 解得：‎ ‎②根据热力学第一定律可知，该过程中气体减少的内能为：‎ 由可知，此处仅为数值 根据盖吕萨克定律可得：，解得：‎ ‎16. 如图所以，玻璃管长为，一端开口，另一端封闭，内有一段长度h=25cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体，当玻璃管水平放置时，气柱长，温度为t=27℃，大气压强=75cmHg，现把玻璃管缓慢转动到开口向上，然后对玻璃管内的气体加热，问：‎ ‎（1）温度升到多少摄氏度，玻璃管中水银恰好不溢出；‎ ‎（2）继续对气体加热，温度升到多少摄氏度，玻璃管中水银将会全部自动溢出。‎ ‎【答案】（1）277℃；（2）327.625℃；‎ ‎【解析】（1）开口向上，玻璃管中水银恰好不溢出时 压强；气柱长为；‎ 由气体状态方程有，‎ 解得t2=277℃‎ ‎（2）设剩余水银柱高为x时对应温度最高 这时气柱长为，压强为；‎ 设温度为t3，由气体状态方程得，‎ 代入得 求得当x=2.5cm时，对应最高温度为t3=327.625℃(327.6℃~327.63℃皆可)‎ 所以温度升到327.625℃，玻璃管中水银将会全部自动溢出。‎ 点睛：气体问题，分析清楚气体的状态变化过程、求出气体的状态参量是解决本题的前提与关键，分过程应用玻意耳定律、盖吕萨克定律和气态方程可以解题。‎ ‎17. 下面关于电磁波的表述正确的是 A．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象 B．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 C．在同一介质中，电磁波的频率越高，传播的速度越大 D．双缝干涉实验中，双缝之间的距离越大，干涉条纹越窄 E．电磁波由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空中的电磁波不会立即消失 ‎【答案】ADE ‎【解析】水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，选项A正确；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，选项B错误；在同一介质中，电磁波的频率越高，折射率越大，根据v=c/n可知，传播的速度越小，选项C错误；双缝干涉实验中，根据可知，双缝之间的距离d越大，干涉条纹越窄，选项D正确；根据电磁波产生的机制可知，电磁波由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空中的电磁波不会立即消失，选项E正确；故选ADE.‎ ‎18. 关于机械振动和机械波，下列说法正确的是 A．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关 B．做简谐运动的物体经过平衡位置时所受合外力一定为零 C．单摆做简谐运动的周期跟振幅及摆球质量无关 D．只有当障碍物（或孔）的尺寸比波长小时，才能发射衍射现象 E．单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，外力的频率越大，单摆的振幅可能越小 ‎【答案】ACE ‎【解析】做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大，选项A正确；做简谐运动的物体经过平衡位置时所受合外力不一定为零，例如单摆经过平衡位置时合力不为零，选项B错误；根据 可知，单摆做简谐运动的周期跟振幅及摆球质量无关，选项C正确；只有当障碍物（或孔）的尺寸比波长小或差不多时，才能发生明显的衍射现象，选项D错误；单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，当外力的频率等于单摆的固有频率时，会产生共振现象，振幅最大；则当外力的频率大于单摆的固有频率时，随频率的增加，单摆的振幅会越小，选项E正确；故选ACE.‎ ‎19. 在某介质中波源P、Q处在同一水平线上，它们相距d=12m，t=0时两者同时开始上下振动，P只振动了半个周期，Q连续振动，它们的振动图像分别如图甲、乙所示，时两波相遇，求：‎ ‎（1）波源Q振动的表达式；‎ ‎（2）P、Q之间第二次出现正向位移是0.7m的时刻。‎ ‎【答案】（1）；（2）； ‎ ‎【解析】（1）由图乙可知，质点Q的振动周期为1s，则角速度为 波源Q振动的表达式为：，‎ 则 ‎（2）由于介质相同，所以两列波的波速相同，相遇经过的距离均为6m，因此波速大小为 其中P波宽度为： ‎ Q波波长为 时刻P波的波峰和Q波的第二个波峰相距 解得：‎ ‎20. 有一块厚度为h，半径为R的圆饼状玻璃砖，折射率为，现经过圆心截取四分之一，如图所示，两个截面为互相垂直的矩形，现使截面ABNM水平放置，一束单色光与该面成45°角入射，恰好覆盖截面。已知光在真空中传播速度为c，不考虑玻璃砖内的反射光，求：‎ ‎（1）从ABCD弧面射出的光线在玻璃砖内的最长时间；‎ ‎（2）ABCD弧面上有光线射出的面积。‎ ‎【答案】（1）；（2）S=；‎ ‎【解析】（1）从NM边界射入玻璃柱体的光线在玻璃砖传播的距离最长 ‎、‎ ‎；‎ ‎（2）根据折射定律有：得r=30°；‎ 设折射光线FE在BC界面刚好发生全反射 根据临界角公式 可得C=45°；‎ NE与水平方向的夹角为 有光透出的部分圆弧对应圆心角为 则ABCD面上有光透出部分的面积为 点睛：几何光学问题，关键是画出光路图，根据光的折射、全反射原理在AB弧面上找到有光线透出的范围，然后依据几何关系求解．‎ ‎ ‎