安徽省阜阳市第三中学2020学年高二物理下学期第二次调研考试试题（含解析）

安徽省阜阳市第三中学2020学年高二物理下学期第二次调研考试试题（含解析）

安徽省阜阳市第三中学2020学年高二物理下学期第二次调研考试试题（含解析） ‎ 一、选择题（1-8题为单项选择题，每题4分；9-12题为多项选择题，每题4分，选错误的得0分，选不全的得2分，全对的得4分；共计48分）‎ ‎1.生活中有很多光现象，以下关于对光现象的解释说法不正确的是　　‎ A. 我们看到水中的筷子弯折是光的折射现象 B. 在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象 C. 水中的气泡特别明亮是光的干涉现象 D. 小孔成像是利用光的直线传播 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.因为光的折射作用，所以我们看到水中的筷子是弯曲的，A正确。‎ B.光导纤维传输数据的原理利用了光的全反射，B正确。‎ C.水中的气泡特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光发生全反射造成的，C错误。‎ D.小孔成像利用了光的直线传播原理，所以得到的像是倒像，D正确。‎ ‎2.现行人教版高中物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是　　‎ A. 甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子 B. 乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大 C. 丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成 D. 丁图中，链式反应属于轻核裂变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A错误。‎ B.根据光电效应规律可知在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，B正确。‎ C.因为射线甲受洛仑兹力向左，所以甲带正电，是由粒子组成，C错误。‎ D.链式反应属于重核裂变，D错误。‎ ‎3.2020年II月16日，第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议，正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的4项基本单位定义。新国际单位体系将于2020年5月20日世界计量日起正式生效。其中，千克将用普朗克常量(h)定义；安培将用电子电荷量（e）定义。以基本物理常数定义计量单位，可大大提高稳定性和精确度。关于普朗克常量和电子电荷量的单位，下列正确的是 A. 普朗克常量的单位为kg.m3 .s-2 B. 普朗克常量的单位为kg-1 .m2. s-1‎ C. 电子电荷量的单位为A．s D. 电子电荷量的单位为A.s-1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由公式E=hv，可得h=E/v=Fs/v=mas/v，故普朗克常量h的单位为J/Hz，1J/Hz=1J·S=1Kg·m2·s-1；由公式q=It，可得电荷量e的单位为C，1C=1A·s。故答案选C。‎ ‎4.每种原子都有自己的特征谱线，所以运用光谱分析可以鉴别物质成分。氢原子光谱中巴耳末系的谱线波长公式为：=(–)，n=3，4，5，…，其中E1为氢原子基态能量，h为普朗克常量，c为真空中的光速。锂离子（Li+‎ ‎）光谱中某个谱线系的波长可归纳成公式：=(–)，m=9，12，15，…，为锂离子（Li+）基态能量，研究发现这个谱线系与氢原子巴耳末系光谱完全相同。由此可推算出锂离子（Li+）基态能量与氢原子基态能量的比值为 A. 3 B. 6 C. 9 D. 12‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 锂离子（Li+）的这个谱线系与氢原子巴耳末系光谱完全相同，则有(–)=(–)=(–)，得=9，C正确。‎ ‎5.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为（）‎ 方程式中表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：‎ 原子核 质量/u ‎1.0078‎ ‎3.0160‎ ‎4.0026‎ ‎12.0000‎ ‎13.0057‎ ‎15.0001‎ A. X是， B. X是，‎ C. X是， D. X是，‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 由核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒知：X是He，排除A、C选项；前一核反应过程的质量亏损Δm1=(1.007 8+12.000 0-13.005 7) u=0.002 1 u，而后一核反应的质量亏损Δm2=(1.007 8+15.000 1-12.000 0-4.002 6) u=0.005 3 u，Δm2>Δm1‎ ‎，故Q2>Q1，D错误，B正确，故选B.　‎ ‎6.“单摆”是一种理想化模型，如图所示，为l轻绳下端拴着一个可视为质点的小球，上端固定放在倾角为的光滑斜面上，这个装置也可以等效为“单摆”，当摆球在斜面所在的平面内做小摆角振动时的周期为　 　‎ A. B. ‎ C. D. 以上答案都不对 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在斜面上，根据牛顿第二定律可知，沿斜面向下的加速度为，所以单摆的周期为，ABD错误C正确。‎ ‎7.如图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则 (　　)‎ A. t＝0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大 B. t＝0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向 C. 从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 m D. 从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 由图乙y-t图像知，周期T=0.20s，且在t=0.10s时Q点在平衡位置沿y负方向运动，可以推断波没x负方向传播，所以C错；‎ t=0.05s时，质点Q图甲所示正的最大位移处，又因加速度方向与位移方向相反，大小与位移的大小成正比，所以此时Q的加速度达到负向最大，所以A错（也可直接从图乙y-t图像分析得出）；t=0.10s到t=0.15时间内，Δt=0.05s=T/4，P点从图甲所示位置运动T/4时正在由正最大位移处向平衡位置运动的途中，速度沿y轴负方向，所以B对。振动的质点在t=1T内，质点运动的路程为4A；t=T/2，质点运动的路程为2A；但t=T/4，质点运动的路程不一定是1A；t=3T/4，质点运动的路程也不一定是3A。本题中从t=0.10s到t=0.25s内，Δt=0.15s=3T/4，P点的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移处，所以在3T/4时间内的路程不是30cm，D错。‎ ‎8.如图所示，、是两个相干波源，它们的相位及振幅均相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c三点，下列说法中正确的是（ ）‎ A. a质点一直在平衡位置 B. b质点一直在波峰 C. c质点一直在波谷 D. 再过后的时刻，b、c两质点都将处于各自的平衡位置，振动将减弱 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.a质点位置是波峰和波谷相遇，振动减弱，且两列波的振幅相同，所以a质点一直在平衡位置，A正确。‎ BC. b质点所处位置为波峰与波峰相遇，振动加强，但仍在做周期性运动，并非一直在波峰；而c质点是波谷与波谷相遇，仍为振动加强点，所以并非一直在波谷，BC错误。‎ D.b、c两点为振动加强点，振动始终加强，D错误。‎ ‎9.在做光电效应的实验时，某种金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能与入射光的频率的关系如图所示(A、C坐标已知），由实验图象可求出　　‎ A. 该金属的截止频率 B. 普朗克常量 C. 该金属的逸出功 D. 单位时间内逸出的光电子数 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC.根据可知，图像与横轴交点对应的是截止频率，与纵轴交点的绝对值对应的是逸出功的，根据，可求出普朗克常量，ABC正确。‎ D.单位时间逸出的光电子数目与光强有关，而图像得不出光强，所以不能判断，D错误。‎ ‎10.原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断正确的是(     )‎ A. 重核裂变成和要吸收能量 B. 核的结合能约为2MeV C. 中等质量的原子核最不稳定 D. 两个核结合成核要释放能量 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.因为重核的比结合能小于裂变产物的结合能，所以该反应释放能量，A错误。‎ B.根据图像可知的比结合能约为1MeV，所以的结合能，B正确。‎ C.中等质量的原子核比结合能最大，最稳定，C错误。‎ D.根据图像可知的比结合能大于两个的比结合能，所以反应释放能量，D正确。‎ ‎11.一列向右传播的简谐横波，当波传到处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，时，观察到质点P第三次到达波峰位置，下列说法正确的是 A. 波速 B. 经1.4s质点P运动的路程为70cm C. 时，处的质点Q第三次到达波谷 D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5HZ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】首先从图中我们可以得出这列波的波长为2m.同时每一个质点开始振动的方向是+y方向。从0时刻开始到0.9s，P点恰好第三次到达波峰，表示经过了9/4个周期，得出周期T=0.4s,所以波速v=λ/T=5m/s，故A错误，‎ 经过1.4s则P点恰好完成3个完整周期加1/2周期，所以路程70cm，故B正确，‎ 经过0.5s波传到Q点，剩下1.1sQ点恰好完成2个完整周期加3/4周期，处于波谷，所以故C正确，‎ 本列波的频率为2.5Hz，频率相等是发生干涉的条件，故D对；‎ 综上所述本题答案是：BCD ‎12.一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1 m，t=1 s时位移为0.1 m，则 A. 若振幅为0.1 m，振子的周期可能为 B. 若振幅为0.1 m，振子的周期可能为 C. 若振幅为0.2 m，振子的周期可能为4 s D. 若振幅为0.2 m，振子的周期可能为6 s ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：t=0时刻振子的位移x=-0.1m，t=1s时刻x=0.1m，关于平衡位置对称；如果振幅为0.1m，则1s为半周期的奇数倍；如果振幅为0.2m，分靠近平衡位置和远离平衡位置分析．‎ 若振幅为0.1m，根据题意可知从t=0s到t=1s振子经历的周期为，则，解得，当n=1时，无论n为何值，T都不会等于，A正确B错误；如果振幅为0.2m，结合位移时间关系图象，有①，或者②，或者③，对于①式，只有当n=0时，T=2s，为整数；对于②式，T不为整数；对于③式，当n=0时，T=6s，之后只会大于6s，故C错误D正确 ‎【点睛】t=0时刻振子的位移x=-0.1m，t=1s时刻x=0.1m，关于平衡位置对称；如果振幅为0.1m，则1s为半周期的奇数倍；如果振幅为0.2m，分靠近平衡位置和远离平衡位置分析．‎ 二、实验题（本题共7个空，每空2分，共14分）‎ ‎13..小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验(如图所示)，他进行的主要步骤是：‎ A．用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d B．先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC C．将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置 D．调节激光器，使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两端均出现亮点，记下左侧亮点到A点距离x1，右侧亮点到A点的距离x2‎ ‎.则：‎ ‎(1)小明利用实验数据计算玻璃折射率的表达式n＝________.‎ ‎(2)关于上述实验以下说法正确的是________．‎ A．在∠BOC的范围内，改变入射光PO的入射角，直尺MN上可能只出现一个亮点 B．左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2‎ C．左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2‎ D．要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应减小入射角 ‎【答案】 (1). (2). ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据几何关系可知，入射角正弦值，折射角正弦值，所以折射率。‎ ‎（2）A.增大入射角，可能使入射角大于临界角，发生全反射，则得不到折射光线，只有一个点，A正确。‎ BC.光从玻璃射入空气，折射角大于入射角，所以，所以左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2，B正确C错误。‎ D.根据，要使x1增大，折射角变小，则，入射角也需变小，D正确。‎ ‎14.如图所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图。‎ ‎（1）图中①是小灯泡光源，⑤是光屏，它们之间②③④依次是____________、单缝和双缝。‎ ‎（2）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离:_________‎ A.增大③和④之间的距离 B.增大④和⑤之间的距离 C.将红色滤光片改为绿色滤光片 D.增大双缝之间的距离 ‎（3）在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600 mm，双缝之间的距离是，单缝到双缝之间的距离是某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹记作第1条的中心，这时手轮上的示数如图甲所示然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙所示，这两次示数依次为______mm和_____mm，由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为________结果保留整数位 ‎【答案】 (1). 滤光片 (2). B (3). 0.640-0.641 (4). 10.293-10.295 (5). 536‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）为了得到单色相关光源，需在灯泡光源后加装滤光片得到单色光源，所以②是滤光片。‎ ‎（2）根据可知：‎ A.增大单缝到到双缝的距离，并不能增大亮纹间距，A错误。‎ B.增大双缝到屏的距离L，可以增大亮纹间距，B正确。‎ C.红光波长大于绿光波长，所以将滤光片换成绿光，会减小亮纹间距，C错误 D.增大双缝间距d，会减小亮纹间距，D错误。‎ ‎（3）图甲的示数：主尺刻度0.5mm，螺旋分尺刻度：，所以图甲的示数为0.640mm（0.640-0.641）；图乙主尺刻度：10mm，螺旋分尺刻度：‎ ‎，所以图乙的示数为10.295mm（10.293-10.295）；根据题意可知，亮纹间距：，根据可得：。‎ 三、计算题（本题4小题，第15题8分，第16题8分，第17题12分，第18题10分，共计38分；解题过程要有必要的文字说明，运算结果要带单位）‎ ‎15.将一倾角为、上表面光滑的斜面体固定在水平地面上，一劲度系数为k的轻弹簧的上端固定在斜面上，下端与质量为m的小滑块连接且弹簧与斜面平行，如图所示。用外力控制小滑块使弹簧处于原长，某时刻撤去外力，小滑块从静止开始自由运动。已知：斜面足够长，重力加速度为g。‎ 求：小滑块运动到平衡位置时的加速度大小和弹簧的形变量；‎ 试证明：撤去外力后，小滑块在光滑斜面上的运动为简谐运动；‎ 若小滑块在斜面上简谐运动的周期为T，沿斜面向下运动经过平衡位置时开始计时，请写出小滑块振动过程中位移x随时间t变化的函数关系式。‎ ‎【答案】  弹簧的形变量x0=‎ 假设在运动过程中任意时刻小滑块相对平衡位置的位移为x，如图所示。‎ 则小滑块受到的回复力为： ，联立得：  ，并且回复力方向与位移x方向相反，故物体做简谐运动 ‎（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】小滑块的回复力由重力分力与弹簧弹力的合力提供。在平衡位置时，回复力为零，有：   ，得小物块加速度： ，弹簧的形变量x0=mg/k 假设在运动过程中任意时刻小滑块相对平衡位置的位移为x，如图所示。‎ 则小滑块受到的回复力为： ，联立上式得：  ，并且回复力方向与位移x方向相反，故物体做简谐运动 ‎（3）根据前面分析可知，滑块的振幅，角速度，所以位移x随时间t变化的函数关系式为：‎ ‎16.如图,平行玻璃砖厚度为d,一射向玻砖的细光束与玻砖上表面的夹角为30°,光束射入玻砖后先射到其右侧面。已知玻璃对该光的折射率为,光在真空中的传播速度为c。‎ ‎(i)光束从上表面射入玻砖时的折射角;‎ ‎(ii)光束从射入玻砖到第一次从玻砖射出所经历的时间。‎ ‎【答案】（1）30° （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)光路图如图所示，‎ 设光在上表面折射时，入射角为i，折射角为r，则 由折射定律有：‎ 解得：；‎ ‎(2)光线射到右侧面时，入射角 因 故光束在右侧面发生全反射，接着从下表面射出 由几何关系得光束在玻璃砖内传播的距离为： ‎ 光束在玻璃砖内传播的速度： ‎ 解得传播的时间为：。‎ ‎17.一列沿x轴方向传播的横波，如图所示的实线和虚线分别为t1=0s时与t2=1s时的波形图像。求：‎ ‎(i)如果该横波的传播速度为v=75m/s时，分析该波的传播方向；‎ ‎(ii)如果该横波沿x轴的正方向传播，虚线上x=2m的质点到达平衡位置时波传播的最短距离是多少？相对应的时间应为多长？‎ ‎【答案】(i)沿轴的正方向 (ii) 最短距离为 所用的时间应为(n＝0、1、2…)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1) 实线和虚线分别为t1=0s时与t2=1s时的波形图像，分沿x轴正方向和负方向传播两种情况分析处理；‎ ‎(2) 横波沿x轴的正方向传播，找出最短距离的质点，再求出对应的时间。‎ ‎【详解】(i) 如果沿轴的正方向传播，则的时间内，该波传播的距离为 Δs＝(nλ＋3)m＝(8n＋3)m(n＝0、1、2…)‎ 若波速为，则1s的时间内波传播的距离为 则(8n＋3)=75，解得n＝9‎ 显然波可能沿轴的正方向传播 如果沿轴的负方向传播，则的时间内，该波传播的距离为 Δs＝(nλ＋5)m＝(8n＋5)m(n＝0、1、2…)‎ 若波速为则1s的时间内波传播的距离为 则(8n＋5)=75，解得 由于n必须为整数，则波不可能沿x轴的负方向传播 由以上可知，当波的速度为时，波的传播方向一定沿轴的正方向；‎ ‎(ii) 图象可知：波长λ＝8m 当波沿x轴正向传播时，0~1s的时间内传播的距离：Δs＝(nλ＋3)m＝(8n＋3)m(n＝0、1、2…)‎ ‎ (8n＋3)m/s(n＝0、1、2…)‎ 虚线上的质点到达平衡位置波应沿轴的正方向传播最短距离为 则所用的时间应为t (n＝0、1、2…)。‎ ‎18.如图为一装放射源氡（)的盒子，静止的氡核经过一次α衰变成钋（)，产生的α粒子速率v0=1.0×107m/s，α粒子从小孔P射出后，经过A孔进入电场加速区域I，加速电压U=8×106V。从区域I射出的α粒子随后又从M点进入半径为r=m的圆形匀强磁场区域II，MN为圆形匀强磁场的一条直径，该区域磁感应强度为B=0.2T，方向垂直纸面向里。圆形磁场右边有一竖直荧光屏与之相切于N点，粒子重力不计，比荷为=5×107C/kg。‎ ‎(1)请写出氡核衰变的核反应方程；‎ ‎(2)求出α粒子经过圆形磁场后偏转的角度；‎ ‎(3)求出α粒子打在荧光屏上的位置离N点的距离。‎ ‎【答案】（1） （2）60° （3）N点上方3m处 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）核反应过程核电荷数与质量数守恒，根据核电荷数与质量数守恒写核反应方程。‎ ‎（2）α粒子在电场中加速，在磁场中做匀速圆周运动，应用动能定理与牛顿第二定律分析答题。‎ ‎（3）根据几何知识求出α粒子打在荧光屏上的位置离N点的距离。‎ ‎【详解】（1）由质量数与核电荷数守恒可知，反应方程式为：；‎ ‎（2）α粒子在区域I电场中加速，由动能定理得：，其中v0=1.0×107m/s，‎ 解得：‎ α粒子离开电场区域后，以速度v，从M点沿MO方向进入磁场区域Ⅱ，在磁场中做匀速圆周运动 洛伦兹力提供向心力：‎ 联立方程并代入数据得：R=3m α粒子的入射速度过圆心，由几何知识得：‎ ‎，解得：‎ α粒子偏转角度为 ‎（3）由几何知识得：SNC=rtan60°=3m，‎ α粒子打在荧光屏上的N点上方3m处；‎ ‎【点睛】本题考查了核反应方程与带电粒子在磁场中运动；核反应过程核电荷数与质量数守恒，根据核电荷数与质量数守恒写核反应方程；分析清楚粒子运动过程是解题的前提，应用动能定理与牛顿第二定律可以解题。 ‎