2018-2019学年安徽省阜阳市第三中学高二下学期第二次调研考试物理试题 解析版

2018-2019学年安徽省阜阳市第三中学高二下学期第二次调研考试物理试题 解析版

阜阳三中 2018—2019 学年第二学期高二年级二调物理试题 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。 3.2018 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 2019 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． 为 为 的 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 600mm，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 的 ______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。 的