【物理】山东省滕州市第一中学2019-2020学年高二下学期5月试题（解析版）

【物理】山东省滕州市第一中学2019-2020学年高二下学期5月试题（解析版）

滕州一中物理高二5.16试卷 一、选择题：（本题12小题，每小题4分，共48分。其中1-8为单选题，9-12为多选题。其中多选题选对但不全给2分，错选或不选给0分。）‎ ‎1.物体做简谐运动时，下列叙述正确的是（　　）‎ A. 平衡位置就是合力为零的位置 B. 处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态 C. 物体到达平衡位置时，合力不一定为零 D. 物体到达平衡位置时，回复力不一定为零 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当物体运动到平衡位置时，其位移为零，根据 F=-kx 可知，物体的回复力为零，但合外力不一定为零，即不是平衡状态；例如单摆运动中的小球到达最低点时，其合力竖直向上，不等于零，故ABD错误，C正确。‎ ‎2.已知氢原子的激发态能量，其中E1为基态能量，n=1，2，3……。若氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级放出光子的频率为ν，能使氢原子从基态电离的光子的最小频率为（　　）‎ A B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知：‎ ‎；‎ 能使氢原子从基态电离的光子的最小频率满足：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎，‎ 故C正确，ABD错误。‎ 故选：C。‎ ‎3.下列说法正确的是（　　）‎ A. 摆钟走时快了必须调短摆长，才可能使其走时准确 B. 火车过桥要减速慢行，是为了防止火车因共振而倾覆 C. 挑水时为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频 D. 在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．摆钟走时快了说明摆的周期变短了，需要增大单摆的周期，根据单摆的周期公式可知，必须增大摆长，才可能使其走时准确，故A错误；‎ B．火车过桥时要减速是为了防止桥发生共振，不是防止火车发生共振，故B错误；‎ C．挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当扁担与水桶振动的固有频率等于人迈步的频率时，发生共振，水桶中的水溢出，挑水时为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频，故C正确；‎ D．停在海面的小船上下振动，是受迫振动，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎4.研究光电效应现象的实验电路如图所示，A、K为光电管的两个电极。已知该光电管阴极K的极限频率为0，元电荷电量为，普朗克常量为。现用频率为（vv0）的光照射阴极K，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 将滑片P向右滑动，可增大光电子的最大初动能 B. 若两电极间电压为，则到达阳极A的光电子最大动能为 C. 将滑片P向右滑动，则电流表的示数一定会不断增大 D. 将电源正负极对调，当两电极间的电压大于时，电流表的示数为0‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．分析电路图可知，光电管加正向电压，将滑片P向右滑动，光电管两端电压增大，根据爱因斯坦光电效应方程可知 最大初动能由入射光的频率决定，与光电管两端电压无关，故A错误；‎ B．若两电极间电压为，根据动能定理可知 解得到达阳极的光电子最大动能 故B正确；‎ C．将滑片P向右滑动，增大光电管的正向电压，当达到饱和光电流时，电流表的示数不变，故电流表的示数不是不断增大的，故C错误；‎ D．将电源正负极对调，则光电管加反向电压，根据动能定理可知 解得 即当两电极间的电压大于，电流表的示数为0，故D正确；‎ 故选BD。‎ ‎5.如图甲为一列简谐横波在s时刻的波形图，P是平衡位置为m处的质点，Q是平衡位置为m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则（　　）‎ A. s时，质点Q的加速度达到正向最大 B. s时，质点P的运动方向沿y轴负方向 C. 从s到s，该波沿x轴负方向传播了‎6m D. 从s到s，质点P通过的路程为‎30cm ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．s时，由图乙可知质点运动到正向最大位移处，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，故A错误；‎ B．由图乙图像知，周期为 s 且在s时点在平衡位置沿负方向运动，可以推断波沿负方向传播，质点正在向上轴正方向运动，故B错误；‎ C．从s到s，质点振动了个周期，所以该波沿轴负方向传播了传播距离为 故C正确；‎ D．从s到s内，质点振动了个周期，点起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移处，所以在时间内的路程不是‎30cm，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎6.如图所示，两段光滑圆弧轨道半径分别为和，圆心分别为和，所对应的圆心角均小于，在最低点O平滑连接。现将一小球从M点释放，小球最远滚到右侧的N点，然后在之间来回滚动，下列判断正确的是（　　）‎ A. 由于两轨道弯曲程度不同，所以M、N高度也不同，N点要低于M点 B. 增大小球的质量，小球滚动的会更快 C. 小球滚动周期 D. 小球滚动周期 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在运动的过程中只有重力做功，机械能守恒,，根据机械能守恒可知、高度相同，故A错误；‎ BCD．据题意，两段光滑圆弧所对应的圆心角均小于，把小球在圆弧上的运动看做等效单摆，等效摆长等于圆弧的半径，则小球滚动周期为 增大小球的质量，小球滚动的周期不变，所以小球滚动的快慢不变，故BD错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎7.氢原子的能级图如图所示，用氢原子从能级跃迁到能级辐射的光照射逸出功为6.34eV的金属铂，下列说法正确的是（　　）‎ A. 氢原子从能级向能级跃迁辐射的光也能使金属铂发生光电效应 B. 氢原子从能级向能级跃迁时辐射的光不能使金属铂发生光电效应 C. 产生的光电子的最大初动能是12.75eV D. 产生的光电子的最大初动能是6.41eV ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．氢原子从能级向能级跃迁时辐射的光能量为 则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使该金属发生光电效应，故A错误；‎ B．氢原子从能级向能级跃迁时辐射的光能量为 则能使金属铂发生光电效应，故B错误；‎ CD．处于能级的氢原子跃迁到能级辐射出的光子的能量为 根据光电效应方程，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为 故C错误，D正确；‎ 故选D。‎ ‎8.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动，匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图丙所示。若用表示弹簧振子的固有周期，表示驱动力的周期，表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则（　　）‎ ‎ ‎ A. 由图线可知s，振幅为‎8cm B. 由图线可知s，振幅为‎2cm C. 当T在4s附近时，Y显著增大；当T比4s小得多或大得多时，Y很小 D. 当T在8s附近时，Y显著增大；当T比8s小得多或大得多时，Y很小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．图象乙是物体自由振动时的周期，故由图象乙可知，物体的固有频率为 振幅为‎4cm，故A、B错误；‎ CD．当物体的驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振动达到最强，故当在4s附近时，振幅显著增大，当比4s小很多或大得很多时，很小，故C正确，D错误；‎ 故选C。‎ ‎9.下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）‎ A. 如图甲，一重原子核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 B. 如图乙，铀核裂变的核反应方程可能是：‎ C. 如图丙，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片，则此为衰变，1和2的径迹均是顺时针方向 D. 如图丁，卢瑟福通过此实验建立了原子核式结构模型。实验时，若将荧光屏和显微镜分别放在位置1、2、3.则能观察到粒子数量最多的是位置1‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．如图甲，一重原子核衰变成粒子和另一原子核，该过程释放核能，生成的产物更稳定，因此衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故A正确；‎ B．如图乙，铀核裂变的核反应方程为 用中子轰击铀核才能发生反应，故B错误；‎ C．如图丙，原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子动量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定则知：若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性相同的粒子，可能发生的是衰变，由左手定则可知，两粒子都沿顺时针方向做圆周运动，故C正确；‎ D．根据粒子散射实验的统计结果，大多数粒子能按原来方向前进，少数粒子方向发生了偏移，极少数粒子偏转超过，甚至有的被反向弹回，所以在相等时间内3处闪烁次数最多，故D错误；‎ 故选AC。‎ ‎10.如图是光电流与加在阴极K和阳极A上电压的关系图像，下列说法正确的是（　　）‎ A. 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大 B. 由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压与入射光的频率有关 C. 在光频率确定的情况下，遏止电压越大，说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越小 D. 不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A正确；‎ B．根据光电效应方程知，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故B正确；‎ C．根据知，遏止电压越大，说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越大，故C错误；‎ D．发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与入射光的强度无关，故D错误；‎ 故选AB。‎ ‎11.“蜻蜒点水”是常见的自然现象，蜻蜓点水后在水面上会激起波纹。某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得一张蜻蜒点水的俯视照片，该照片记录了蜻蜒连续三次点水过程中激起的波纹，其形状如图所示。由图分析可知（　　）‎ A. 蜻蜓是从左往右飞行 B. 蜻蜓是从右往左飞行 C. 蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度 D. 蜻蜓飞行的速度小于水波传播的速度 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．在同一时刻观察时，越先激起的波纹扩散开来的半径越大，因的半径大于的半径，说明蜻蜒第一次点水处为点，故蜻蜒是从右往左飞行，故A错误，B正确；‎ CD．蜻蜓从点飞到点时间内，水波纹扩散开来的距离大于距离，说明婧蜓飞行的速度小于水波传播的速度，故C错误，D正确；‎ 故选BD。‎ ‎12.一列简谐横波沿x轴传播，它在时刻的波的图象如图甲所示。下面的分析正确的是（　　）‎ A. 如果这列波是沿方向传播的，则乙图可能是甲图中的a点的振动图象 B. 如果这列波是沿方向传播的，则乙图可能是甲图中的b点的振动图象 C. 如果这列波是沿方向传播的，则乙图可能是甲图中的c点的速度随时间变化的图象 D. 如果这列波是沿方向传播的，则乙图可能是甲图中的d点的速度随时间变化的图象 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．乙图如果是振动图象，它表示的就是位置随时间变化的关系，其中点的初位置大约是正的最大位移的一半，当波向右传播时，点此后将向最大位移处运动，因此乙图是甲图中的点的振动图象，故A错误，B正确；‎ CD．如果波是向左传播的，点时刻的速度向下，是负方向，点时刻的速度向上，是正方向，此后它的速度逐渐变大，则乙图是甲图中的点的速度随时间变化的图象。故C错误，D正确；故选BD。‎ 二、填空题（本题有2道小题，每空2分，共16分）‎ ‎13.如图甲所示，在光滑的斜面上有一滑块，一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑块相连，下端与斜面上的固定挡板连接，在弹簧与挡板间有一力传感器(压力显示为正值，拉力显示为负值)，能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机，经计算机处理后在屏幕上显示出F－t图象，现用力将滑块沿斜面压下一段距离，放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动，此时计算机屏幕上显示出如图乙所示的图象．‎ ‎(1)滑块做简谐运动的回复力是由________提供的；‎ ‎(2)由图乙所示的F—t图象可知，滑块做简谐运动的周期为________s；‎ ‎(3)结合F—t图象的数据和题目中已知条件可知，滑块做简谐运动的振幅为________．‎ ‎【答案】 (1). 弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力(或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力) (2). 0.4 (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]对滑块进行受力分析，滑块的合力为：弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力，合力提供回复力．‎ ‎（2）[2]由图可以看出周期为0.4s ‎（3）[3]根据胡克定律：‎ ‎，‎ 振幅 ‎14.某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。‎ ‎(1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是_____（填字母代号）。‎ A．保证摆动过程中摆长不变 B．可使周期测量得更加准确 C．需要改变摆长时便于调节 D．保证摆球在同一竖直平面内摆动 ‎(2)正确组装单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量出从悬点到摆球最低端的长度m，再用游标卡尺测出摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为_____mm，单摆摆长为_____m。‎ ‎(3)实验中，测出不同摆长对应的周期值，作出图象，如图所示，已知图线上A、B两点的坐标分别为、，可求出_____。‎ ‎(4)若该同学测摆长时把悬点到摆球最高端的长度当成了摆长，而其他测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的值和真实值相比是_____的（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。‎ ‎【答案】(1). AC (2). 12.0 0.9930 (3). (4). 不变 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]．在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，是为了防止摆动过程中摆长发生变化；如果需要改变摆长来探究摆长与周期关系时，方便调节摆长；故AC正确；‎ ‎(2)[2][3]．该摆球的直径为，单摆摆长为。‎ ‎(3)[4]．根据单摆的周期公式，即 有 联立解得 ‎(4)[5]．单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，把摆线长度作为单摆摆长小于实际摆长，则图象不过原点，在纵轴上截距不为零，但斜率仍然不变，故也不变。‎ 三、解答题（共36分）‎ ‎15.一个摆长为‎2 m的单摆，在地球上某地振动时，测得完成100次全振动所用的时间为284 s.(计算结果保留三位有效数字)‎ ‎①.求当地的重力加速度g；‎ ‎②.把该单摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是‎1.60 m/s2，则该单摆振动周期是多少？‎ ‎【答案】①‎9.78 m/s2. ②7.02 s.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①周期 由周期公式得 ‎②由周期公式 代入数据解得 ‎ .‎ ‎16.一水平弹簧振子做简谐运动，其位移和时间关系如图所示．‎ ‎（1）求时的位移．‎ ‎（2）在到的时间内，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？‎ ‎（3）从到的时间内，质点的路程为多大？‎ ‎【答案】（1）（2）在到的时间内，质点的位移、回复力、势能都增大，速度、动能均减小（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题图可知，则 则简谐运动的表达式为 所以当时 ‎．‎ ‎（2）在到的时间内，质点的位移、回复力、势能都增大，速度、动能均减小．‎ ‎（3）因振动是变速运动，因此只能利用其周期性求解，即一个周期内通过的路程为4个振幅．因为 路程 ‎17.镭核发生衰变放出一个粒子变为氡核，已知镭核质量为，氡核质量为，放出粒子的质量为，已知的质量对应的能量.‎ ‎（1）写出核反应方程； ‎ ‎（2）求镭核衰变放出的能量；‎ ‎（3）若镭核衰变前静止，且衰变放出的能量均转变为氢核和放出的粒子的动能，求放出粒子的动能.‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）核反应（衰变）方程为 ‎.‎ ‎（2）镭核衰变放出的能量为 ‎（3）镭核衰变时动量守恒，则由动量守恒定律可得 又根据衰变放出能量转变为氡核和粒子的动能，则 联立以上两式可得：‎ 则放出粒子的动能为.‎ ‎18.如图所示，质量为m的木块A和质量为M的木块B用细线捆在一起，木块B与竖直悬挂的轻弹簧相连，它们一起在竖直方向上做简谐运动．在振动中两物体的接触面总处在竖直平面上，设弹簧的劲度系数为k，当它们经过平衡位置时，A、B之间的静摩擦力大小为f0．当它们向下离开平衡位置的位移为x时，A、B间的静摩擦力为fx．细线对木块的摩擦不计．求：‎ ‎（1）f0的大小；‎ ‎（2）fx的大小；‎ ‎【答案】（1）mg（2） ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）当物块组振动中通过平衡位置时，两个物块的加速度都是0，其中A受到重力和静摩擦力的作用，所以A受到的静摩擦力大小为f0=mg． （2）物体A和物体B一起在竖直方向上做简谐振动，回复力F=-kx； 整体的加速度大小为：a=； 对物体A受力分析，受重力和B对A向上的弹力，加速度向上，根据牛顿第二定律，有： fx-mg=ma 解得：fx=mg+ma=mg+‎ 点睛：该题考查牛顿第二定律的应用，解答本题关键是明确简谐运动的合力提供回复力，满足F=-kx形式；同时要结合整体法和隔离法分析．‎