2017-2018学年辽宁省阜新二高高二下学期期末考试物理试题 解析版

2017-2018学年辽宁省阜新二高高二下学期期末考试物理试题 解析版

辽宁省阜新二高2017—2018学年度下学期高二物理期末考试试题 一.选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1—8小题只有一个选项正确，9—12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，漏选得2分，多选或不选得0分）‎ ‎1.关于电磁波谱，下列说法正确的是(　　)‎ A. 伦琴射线是高速电子流射到固体上，使固体原子的内层电子受到激发而产生的 B. γ射线是原子的内层电子受激发产生的 C. 在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线 D. 紫外线比紫光更容易发生衍射现象 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、伦琴射线是高速电子流射到固体，原子的内层电子受到激发而产生的，故A正确；‎ B、γ射线是原子核受到激发而产生的，故B错误；‎ CD、从无限电波到γ射线，频率逐渐增大，波长逐渐减小，而波长越长越容易发生衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，故CD错误。‎ 故选：A。‎ ‎2.质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图像如图所示。g取10m/s2，从图象中可知 （ ） ‎ A. 水平推力的大小4N B. 物体与地面间的动摩擦因数0.3‎ C. 前4s内的位移是8m D. 前10s内的位移是17m ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.由图看出，前2s与后2s图线的斜率大小相等，则匀加速运动与匀减速运动的加速度大小相等，加速度大小均为a= m/s2=2m/s2‎ 根据牛顿第二定律得：‎ 匀加速运动过程：F−μmg=ma 匀减速运动过程：μmg=ma，‎ 联立解得F=8N，μ=0.2.故A错误，B错误；‎ C. 图线的“面积”等于位移大小，由几何知识求得，前4s内的位移是x1=16m.故C错误；‎ D. 将图象延长到与t轴相交，由几何知识得到，物体匀减速运动到速度为零的时刻为5s末，则前10s内的位移与前5s内的位移相等，得到位移为x2=x1+ ×2×1m=17m.故D正确。‎ 故选：D ‎【点睛】根据速度图象的斜率求出加速度，根据牛顿第二定律分别研究物体匀加速运动和匀减速运动过程，求出水平推力和动摩擦因数．由“面积”求出位移．将图象延长到与t轴相交，再由“面积”求出前10s内的位移．‎ ‎3.如图所示，用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上，物块A紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物体B并留在其中，在下列依次进行的四个过程中，由子弹、弹簧和A、B物块组成的系统，动量不守恒但机械能守恒的是： ①子弹射入木块过程；②B物块载着子弹一起向左运动的过程；③弹簧推载着子弹的B物块向右运动，直到弹簧恢复原长的过程；④B物块因惯性继续向右运动，直到弹簧伸长最大的过程。（ ）‎ A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 子弹射入木块过程，由于时间极短，子弹与木块组成的系统动量守恒，则系统动量守恒．在此运动过程中，子弹的动能有一部分转化为系统的内能，则系统的机械能减小．所以机械能不守恒．故①错误．B物块载着子弹一起向左运动的过程，系统受到墙壁的作用力，外力之和不为零，则系统动量不守恒．在此运动过程中，只有弹簧的弹力做功，所以系统的机械能守恒．故②正确．弹簧推载着子弹的B物块向右运动，直到弹簧恢复原长的过程，弹簧要恢复原长，墙对弹簧有向右的弹力，系统的外力之和不为零，则系统动量不守恒．在此运动过程中，只有弹簧的弹力做功，所以系统的机械能守恒．故③正确．在A离开墙，B继续向右运动的过程中，系统所受的外力之和，动量守恒．只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒．故④错误．故选B.‎ 点睛：解决本题的关键知道机械能等于动能与势能之和，以及掌握动量守恒和机械能守恒的条件．动量守恒的条件是系统不受外力，或所受的外力之和为零．根据机械能守恒条件：只有重力或弹簧的弹力做功及能量如何转化判断机械能是否守恒．‎ ‎4.如图，质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车上AB部分是半径R的四分之一光滑圆弧，BC部分是粗糙的水平面。今把质量为m的小物体从A点由静止释放，m与BC部分间的动摩擦因数为μ，最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点，则B、D间距离x随各量变化的情况是（ ）‎ A. 其他量不变，R越大x越大 B. 其他量不变，μ越大x越大 C. 其他量不变，m越大x越大 D. 其他量不变，M越大x越大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ A项，根据题意，把小车与物体看成一个系统，该系统在水平方向上受合力为0，动量守恒，在一开始该系统动量为0，在最后小车与物体最终将保持速度一致，因此小车与物体最终将保持静止，则有物体与小车之间的摩擦散失的能量等于物体在AB段减少的重力势能， ，即 ，从公式可以看出， A项正确。BCD错误；‎ 综上所述本题答案是：A ‎5.两辆质量相同的小车,置于光滑的水平面上,有一人静止在小车A上,两车静止,如图所示.当这个人从A车跳到B车上,接着又从B车跳回A车并与A车保持相对静止, 则A车的速率（ ）‎ ‎ ‎ A. 等于零 B. 小于B车的速率 C. 大于B车的速率 D. 等于B车的速率 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：设人的质量为m，小车的质量均为M，人来回跳跃后人与A车的速度为，B车的速度为，根据题意知，人车组成的系统水平方向动量守恒．有题意有：，人来回跳跃后的总动量，由动量守恒得，其中负号表示v1、v2的方向相反，故小车A的速率小于小车B的速率，选项B正确。‎ 考点：考查了动量守恒定律的应用 ‎6.如图所示，一沙袋用无弹性轻细绳悬于O点．开始时沙袋处于静止，此后弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出．第一次弹丸的速度为v1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30°.当他们第1次返回图示位置时，第2粒弹丸以水平速度v2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°.若弹丸质量是沙袋质量的倍，则以下结论中正确的是(　　)‎ A. v1:v2＝41:42 B. v1:v2＝41:83‎ C. v2＝v1 D. v1:v2＝42:41‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设子弹的质量为m，沙袋质量为M=40m，取向右方向为正，第一次射入过程，根据动量守恒定律得：mv1=41mv 根据系统沙袋又返回时速度大小仍为v，但方向向左，第2粒弹丸以水平速度v2击中沙袋过程：根据动量守恒定律 mv2−41mv=42mv′‎ 子弹打入沙袋后二者共同摆动的过程中，设细绳长为L，由机械能守恒得 ‎(M+m)gL(1−cos30∘)= (M+m)v2‎ 得v=‎ 可见v与系统的质量无关，故两次最大摆角均为30∘，故v′=v 故v1：v2=41：83，故ACD错误，B正确。‎ 故选：B ‎【点睛】子弹射入沙袋过程，由于内力远大于外力，系统的动量守恒．子弹打入沙袋后二者共同摆动的过程机械能守恒，当他们第1次返回图示位置时，速度大小等于子弹射入沙袋后瞬间的速度，根据动量守恒定律求解．‎ ‎7.关于近代物理，下列说法正确的是(　　)‎ A. α射线是高速运动的氦原子核 B. 核聚变反应方程中，表示质子 C. 从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D. 玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：α射线是高速运动的氦核流，不是氦原子．故A错误．核聚变反应方程12H+13H-→24He+01n中，01n表示中子．故B错误．根据光电效应方程Ekm=-W0，知最大初动能与照射光的频率成线性关系，不是成正比，故C错误．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征．故D正确．‎ 考点：本题考查了光电效应方程、玻尔理论等知识 视频 ‎8.将一小物体以初速度v0竖直向上抛出，若物体所受的空气阻力的大小不变，则小物体到达最高点的最后一秒和离开最高点的第一秒时间内通过的路程s1和s2，速度的变化量△v1和△v2的大小关系（ ）‎ A. s1=s2 B. s1＜s2 C. △v1＞△v2 D. △v1＜△v2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：根据牛顿第二定律，得到上升阶段和下降阶段的加速度的大小关系，然后根据速度时间关系公式和平均速度公式分析．‎ 解：C、D、上升阶段，合力为：F合1=mg+f，故加速度为：a1==g+；‎ 下降阶段，合力为：F合2=mg﹣f，故加速度为：a2==g﹣；‎ 故a1＞a2；‎ 根据速度时间关系公式，有：‎ ‎△v1=a1T ‎△v2=a2T 故 ‎△v1＞△v2‎ 故C正确，D错误；‎ A、B、根据速度时间关系公式和平均速度公式，有 s1=T=T=a1T2‎ s2=a2T2‎ 故 s1＞s2‎ 故A错误，B错误；‎ 故选C．‎ ‎【点评】本题关键是先根据牛顿第二定律判断上升阶段和下降阶段的加速度大小，然后灵活地选择运动学公式列式判断．‎ ‎9.如图所示，一束细光线a射到Ⅰ、Ⅱ两种介质的界面后，反射光束只有b，折射光束只有c.下列说法正确的是(　　)‎ A. 若a是复色光，则b、c都一定是复色光 B. 若a是单色光，则b、c都一定是单色光 C. 若b是复色光，则a、c都一定是复色光 D. 若b是单色光，则a、c都一定是单色光 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.光射到两种介质界面上，一定有反射，但不一定有折射；不同频率的光入射角相同时，折射角一定不同。若a是复色光，b一定是复色光，而折射光线只有c，c一定是单色光，而且只有这种频率的光发生了折射，其余频率的光都发生了全反射。故A错误；‎ B.若a是单色光，b、c一定是单色光，故B正确； ‎ C.若b是复色光，说明a是复色光，但c只能是单色光。故C错误；‎ D.若b是单色光，说明a一定是单色光，因此c也一定是单色光。故D正确。 ‎ 故选：BD.‎ ‎10. 关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下列说法正确的是 A. 干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果 B. 若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的 C. 用紫色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比红光照射时的间距小 D. 薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果，故A正确；若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度变化是均匀的，故B错误；由于紫光的波长小，故用紫色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比红光照射时的间距小，C正确；薄膜上的干涉条纹基本上是水平的，故D错误。‎ 考点：薄膜干涉。‎ ‎11.如图所示，小车的上面是中突的两个对称的曲面组成，整个小车的质量为m，原来静止在光滑的水平面上．今有一个可以看作质点的小球，质量也为m，以水平速度v从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下．关于这个过程，下列说法正确的是(　　)‎ A. 小球滑离小车时，小车又回到了原来的位置 B. 小球在滑上曲面的过程中，对小车压力的冲量大小是 C. 小球和小车作用前后，小车和小球的速度可能没有变化 D. 车上曲面的竖直高度不会大于 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 小球滑上曲面的过程，小车向右运动，小球滑下时，小车还会继续向右前进，故不会回到原位置，故A错误；由小球恰好到最高点，知道两者有共同速度，对于车、球组成的系统，水平方向不受外力，水平方向总动量守恒，取水平向右为正方向，由动量守恒定律列式为，得共同速度．小车动量的变化为，根据动量定理知：合力对小车的冲量，故B正确；由于满足动量守恒定律，系统机械能又没有增加，所以是可能的，两曲面光滑时会出现这个情况，C正确；由于小球原来的动能为，小球到最高点时系统的动能为，所以系统动能减少了，如果曲面光滑，则减少的动能等于小球增加的重力势能，即，得．显然，这是最大值，如果曲面粗糙，高度还要小些，D正确．‎ ‎12.能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程，表述正确的有(　　)‎ A. 是核聚变反应 B. 是β衰变 C. 是核裂变反应 D. 是α衰变 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.是核聚变反应，故A正确，B错误；‎ C.是核裂变反应，故C正确。‎ D.核裂变反应，故D错误。‎ 故选：AC.‎ 二．实验与填空题（共18分，每空2分，把答案填在答题纸相应的横线上）‎ ‎13.如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上，O点到A球球心的距离为L，使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线夹角为α，A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点．‎ ‎(1)图中x应是B球初始位置到________的水平距离．‎ ‎(2)为了验证两球碰撞过程动量守恒，应测得的物理量有：______.‎ ‎(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量：pA＝________，pA′＝________，pB＝________，pB′＝________.‎ ‎【答案】 (1). 落点 (2). α、β、L、H (3). (4). (5). 0 (6). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）B球离开小支柱后做平抛运动，S是B球做平抛运动的水平位移，即：B球初始位置到落地点的水平距离；‎ ‎（2）小球从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得： mAgL（1-cosα）=-0，‎ 解得：vA=，‎ 则PA=mAvA=mA；‎ 小球A与小球B碰撞后继续运动，在A碰后到达最左端过程中，机械能再次守恒， 由机械能守恒定律得：-mAgL（1-cosβ）=0-‎ 解得vA′=，‎ PA′=mAvA′=mA；‎ 碰前小球B静止，则PB=0；碰撞后B球做平抛运动，水平方向：S=vB′t，竖直方向H=gt2，‎ 解得vB′=x，则碰后B球的动量PB′=mBvB′=mBx；‎ 由动量守恒定律可知，实验需要验证的表达式为： mA=mA+mBx， 实验需要测量的量有：α；β；H；L． (3)用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量： ， ； 0，；‎ ‎【点睛】A球下摆过程机械能守恒，根据守恒定律列式求最低点速度；球A上摆过程机械能再次守恒，可求解碰撞后速度；碰撞后小球B做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后B球的速度，然后验证动量是否守恒即可．‎ ‎14.(1)核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，但安全是核电站面临的非常严峻的问题．核泄露中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，钚的危险性在于它对人体的毒性，与其他放射性元素相比钚在这方面更强，一旦侵入人体，就会潜伏在人体肺部、骨骼等组织细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险．已知钚的一种同位素的半衰期为24100年，其衰变方程为，下列有关说法正确的是______________‎ A．X原子核中含有143个中子 B．100个经过24100年后一定还剩余50个 C．由于衰变时释放巨大能量，根据E＝mc2，衰变过程总质量增加 D．衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力 ‎(2)氢原子核的光谱在可见光范围内有四条谱线，其中在靛紫色区内的一条是处于量子数n＝4的能级氢原子跃迁到n＝2的能级发出的，氢原子的能级如下图所示，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·S，则该条谱线光子的能量为________ eV，该条谱线光子的频率为________ Hz.(结果保留3位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). AD (2). 2.55 (3). 6.15×1014‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A、根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为92，质量数为235，则中子数为143.故A正确；‎ B. 半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用。故B错误；‎ C. 由于衰变时释放巨大能量，根据E=mC2，衰变过程总质量减小。故C错误；‎ D. 衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力。故D正确。‎ 故选：AD.‎ ‎(2)辐射的光子能量△E=−0.85+3.4=2.55eV 根据△E=hγ知，γ=△E/h=2.55×1.6×10−19/6.63×10−34=6.15×1014Hz，‎ 三.计算题（共34分）‎ ‎15.机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点p的坐标。从此时刻开始计时。‎ ‎（1）若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，求波速； ‎ ‎（2）若p点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速；‎ ‎（3）若p点经0.4s到达平衡位置，求波速。‎ ‎【答案】（1）2m/s （2）0.3m/s （3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（i）依题意，周期，波速。‎ ‎（ii）波沿轴正方向传播，当的振动传到P点，P点恰好第一次达到正向最大位移．‎ 波传播的距离 波速。‎ ‎（iii）波沿轴正方向传播，若p点恰好第一次到达平衡位置则，‎ 由周期性，可知波传播的可能距离 可能波速。‎ 考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象 ‎【名师点睛】由题：波每间隔最小时间重复出现波形图，周期，由图读出波长，求出波速；当的振动传到P点，P点恰好第一次达到正向最大位移．根据传播的距离，求出波速；根据波形的平移，P点形成平衡位置波传播的最短距离为0．32m，根据波的周期性，列出波传播距离有通项，再求出波速的通项。‎ ‎16.半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O.两条平行单色红光沿截面射向圆柱面方向且与底面垂直．光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，∠AOB＝60°，已知该玻璃对红光的折射率n＝.求：‎ ‎(1)两条光线经柱面和底面折射后出射光线的交点与O点的距离d；‎ ‎(2)若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小？(定性分析，不需要计算)‎ ‎【答案】（1） （2）小 ‎【解析】‎ 光线1通过玻璃砖后不偏折，如图所示：‎ 光线2在圆柱面上的入射角，由折射定律得 ： ，得到 ‎ 得 ‎ 由几何知识得   ‎ 又由折射定律得： 代入解得 ‎ 由于是等腰三角形，则，所以；‎ ‎   若入射的单色蓝光，光线1仍不偏折，由于介质对蓝光的折射率大于介质对红光的折射率，光线2偏折得更厉害，更大，d更小 点睛：本题考查光的折射，关键是作出光路图，运用几何知识辅助分析。‎ ‎17.如图所示，一质量M＝2 kg的平板小车静止在光滑的水平面上，小物块A、B静止在平板车上的C点，A、B间绝缘且夹有少量炸药．已知mA＝2 kg，mB＝1 kg，A、B 与小车间的动摩擦因数均为μ＝0.2，A带负电，电荷量为q，B不带电．平板车所在区域内有范围很大的垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B0，且qB0＝10 N·s/m.炸药瞬间爆炸后释放的能量为12 J，并全部转化为A、B的动能，使得A向左运动、B向右运动．取g＝10 m/s2，小车足够长，求B相对小车滑行的距离．‎ ‎【答案】m ‎【解析】‎ ‎【详解】爆炸过程中A、B系统动量守恒、能量守恒，设向左为正，有0＝mAvA＋mBvB；‎ mAv＋mBv＝12 J 解得vA＝2 m/s，vB＝－4 m/s.‎ 爆炸后，对A有qB0vA＝mAg＝20 N，因此A与平板车之间无摩擦而做匀速直线运动，从左端滑离小车．‎ 对B与小车组成的系统，设其最终的速度为v，根据动量守恒和能量守恒有mBvB＝(M＋mB)v ‎－μmBg·Δs＝(M＋mB)v2－mBv，解得Δs＝ m.‎ ‎【点睛】（1）由动量守恒定律与能量守恒定律求出爆炸后A、B的速度，然后根据A、B的受力情况判断它们的运动性质． （2）应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出B滑行的距离．‎ ‎ ‎ ‎ ‎