【KS5U解析】北京市首都師大附中2019－2020學(xué)年高二下學(xué)期期末考試物理試題 Word版含解析

1、首都師大附中20192020學(xué)年第二學(xué)期期末考試高二物理第i卷（共 60 分）一、選擇題（本大題共 20 小題，每小題3分，共60分。在每個小題所列出的四個選項中，至少有一項是符合題目要求的。全選對得3分，選對不全得1.5分，有錯選不得分。）1. 物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，任何學(xué)說和理論的建立都離不開實驗。下面給出了幾個在物理學(xué)發(fā)展史上有重要地位的物理實驗，以及與之相關(guān)的物理學(xué)發(fā)展史實的說法，其中正確的是（）a. 盧瑟福的粒子散射實驗揭示了原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)b. 愛因斯坦提出了光子說理論，并成功地解釋了光電效應(yīng)實驗c. 麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在d. 玻爾理論成功地解釋了各種原子的

2、發(fā)光現(xiàn)象【答案】bc【解析】【詳解】a盧瑟福的粒子散射實驗揭示了原子核式結(jié)構(gòu)的模型，故a錯誤；b愛因斯坦的“光子說”認(rèn)為光是一種量子化的物質(zhì)，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，故b正確；c麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在，而赫茲用實驗證實其存在，故c正確；d玻爾理論成功地解釋了氫原子的發(fā)光現(xiàn)象，故d錯誤。故選bc。2. 關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）a. 電磁波和機(jī)械波都可以在真空中傳播b. 電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)c. 電磁波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，說明是縱波d. 以下三種電磁波按波長由長到短排序為：無線電波、紫外線、射線【答案】bd【解析】【詳解】a電磁波可以在真空中傳播，而機(jī)械波不能，需要

3、介質(zhì)，故a錯誤；b多普勒效應(yīng)是一切波均具有性質(zhì)，故電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，故b正確；c電磁波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，說明是橫波，故c錯誤；d無線電波波長最長，射線波長最小，其次為紫外線，故d正確。故選bd。3. 下列說法中正確的是（）a. 光導(dǎo)纖維傳送光信號是利用了光的折射現(xiàn)象b. 用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用了光的偏振現(xiàn)象c. 肥皂泡在陽光照耀下呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象d. 照相機(jī)鏡頭表面涂上增透膜，以增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度，是利用了光的衍射現(xiàn)象【答案】c【解析】【詳解】a光導(dǎo)纖維傳送光信號是利用了光的全反射現(xiàn)象，a錯誤；b用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用了光的干涉現(xiàn)象，因為

4、空氣薄層兩表面的反射光，頻率相同，能夠發(fā)生穩(wěn)定干涉，形成干涉條紋，b錯誤；c肥皂泡內(nèi)外表面反射光頻率相同，能夠發(fā)生穩(wěn)定干涉，產(chǎn)生彩色的干涉條紋，c正確；d增透膜的內(nèi)外表面反射光頻率相同，產(chǎn)生干涉，疊加后增強(qiáng)光的強(qiáng)度，利用的是光的干涉現(xiàn)象，d錯誤。故選c。4. 如圖所示，a、b、c、d四個圖是單色光在不同條件下形成的干涉或衍射圖樣。分析各圖樣的特點可以得出的正確結(jié)論是（）a. a 是光的衍射圖樣b. b 是光的干涉圖樣c. c 是光的干涉圖樣d. d 是光的衍射圖樣【答案】d【解析】【詳解】a是光的雙縫干涉圖樣，條紋間距相等，a錯誤；b是光的單縫衍射圖樣，中央亮條紋最寬，向外條紋變窄，間距變小，

5、b錯誤；c是圓孔衍射圖樣，c錯誤；d是泊松亮斑（光照射在小圓盤上卻出現(xiàn)中央亮斑），是光衍射圖樣，d正確。故選d。5. 一束只含紅光和紫光的復(fù)色光沿po方向射入玻璃三棱鏡后分成兩束光，并沿om和on方向射出，如圖所示，已知om和on兩束光中只有一束是單色光，則【 】a. om為復(fù)色光，on為紫光b. om為復(fù)色光，on為紅光c. om為紫光，on為復(fù)色光d. om為紅光，on為復(fù)色光【答案】d【解析】on為反射光，應(yīng)為復(fù)色光；而折射后只有一束光線，故有一束光發(fā)生了全反射；而紅光與紫光相比較，紫光的折射率較大，臨界角較小，故紫光發(fā)生了全反射；可知om應(yīng)為紅光故d正確，abc錯誤故選d.6. 根據(jù)麥

6、克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是（）a. 電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場b. 變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場c. 變化的磁場周圍一定產(chǎn)生恒定的電場d. 電磁波是電場和磁場相互激發(fā)而形成的【答案】d【解析】【詳解】a變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，a錯誤；b均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場，b錯誤；c均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生恒定的電場，c錯誤；d電磁波是電場和磁場相互激發(fā)而形成，d正確。故選d。7. 在lc回路產(chǎn)生電磁振蕩的過程中，下列說法正確的是 a. 電容器放電完畢時刻，回路中磁場能最小b. 回路中電流值最大時刻，回路中磁場能最大c. 電容器極板上電荷最多時，電場能最大

7、d. 回路中電流值最小時刻，電場能最小【答案】bc【解析】【詳解】ab電容器放電完畢時，q=0，i最大，磁場能最大，所以a錯誤b正確；cd電流最小i=0時，q最多，極板間電場最強(qiáng)，電場能最大，所以c正確d錯誤；故選bc。8. 下列關(guān)于無線電廣播的敘述正確的是（）a. 發(fā)射無線電廣播信號必須采用調(diào)頻方式b. 發(fā)射無線電廣播信號必須進(jìn)行調(diào)諧c. 接收無線電廣播信號必須進(jìn)行調(diào)制d. 接收到無線電廣播信號后必須進(jìn)行解調(diào)才能由揚聲器播放【答案】d【解析】【詳解】ab發(fā)射無線電廣播信號必須經(jīng)過調(diào)制，可以采用調(diào)頻，也可以采用調(diào)幅，ab錯誤；c接收無線電廣播必須經(jīng)過調(diào)諧（即選臺），c錯誤；d無線電波中有高頻信

8、號，所以需要經(jīng)過解調(diào)將低頻信號撿出，才能由揚聲器播放，d正確。故選d。9. 下列關(guān)于 粒子的說法正確的是（）a. 粒子是氦原子b. 原子核放出 粒子即 衰變， 衰變的核反應(yīng)方程式為c. 原子核放出 粒子即 衰變，這一過程往往還伴隨放出 射線d. 比較 、 三種射線，由 粒子組成的 射線，電離能力最弱、穿透能力最強(qiáng)【答案】bc【解析】【詳解】a 粒子是氦原子核，a錯誤；b原子核放出 粒子即 衰變， 衰變的核反應(yīng)方程式為，b正確；c原子核放出 粒子即 衰變，這一過程往往還伴隨放出 射線（以能量的形式放出），c正確；d比較 、 三種射線，由 粒子組成的 射線，電離能力最強(qiáng)、穿透能力最弱，d錯誤。故選

9、bc。10. 有一種放射性元素 x，它的氧化物 x2o 的半衰期為 4 天，x2o 與 f2 能發(fā)生如下反應(yīng)：2x2o+2f2=4xf+o2，則下列說法正確的是（）a. xf 中 x 的半衰期為 4 天b. 單質(zhì) x 的半衰期為 8 天c. 升高溫度有可能使放射性元素 x 的半衰期縮短d. 若有 2 個 x2o 分子，經(jīng)過 4 天就只剩 1 個了【答案】a【解析】【詳解】abc放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身決定的，與外界的物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，因此放射性元素x無論以什么樣的狀態(tài)存在，其半衰期不發(fā)生變化，故a正確，bc錯誤；d半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，僅對大量的原子核適用，對于幾個原子核不適用，

10、故d錯誤。故選a。11. 氫原子的能級是氫原子處于各個定態(tài)時的能量值，它包括氫原子系統(tǒng)的電勢能和電子在軌道上運動的動能，氫原子的電子由內(nèi)層軌道躍遷到外層軌道時（）a. 氫原子釋放能量，電子的動能增加，電勢能減小b. 氫原子吸收能量，電子的動能增加，電勢能增加c. 氫原子釋放能量，電子的動能減小，電勢能減小d. 氫原子吸收能量，電子的動能減小，電勢能增加【答案】d【解析】【詳解】氫原子的電子由內(nèi)層軌道躍遷到外層軌道時，即由低能級向高能級躍遷，氫原子吸收能量，電子與原子核之間的庫侖力做負(fù)功，電勢能增加，庫侖力提供向心力軌道半徑增大，電子動能減小，abc錯誤，d正確。故選d。12. 關(guān)于光譜，下面說

11、法中正確的是（）a. 熾熱的固體發(fā)射線狀光譜b. 太陽光譜中的暗線說明太陽外層大氣上含有與這些暗線相應(yīng)的元素c. 連續(xù)光譜和吸收光譜都可用于對物質(zhì)成分進(jìn)行分析d. 氫原子光譜是由于氫原子發(fā)生能級躍遷形成的【答案】bcd【解析】【詳解】a熾熱的固體發(fā)射連續(xù)光譜，a錯誤；b太陽光譜是吸收光譜，所以太陽光譜中的暗線說明太陽外層大氣上含有與這些暗線相應(yīng)的元素，b正確；c連續(xù)光譜和吸收光譜都能體現(xiàn)元素的特征，所以都可用于對物質(zhì)成分進(jìn)行分析，c正確；d氫原子外層電子在不同能級之間躍遷過程中，會吸收或輻射不同能量的光子，所以氫原子光譜是由于氫原子發(fā)生能級躍遷形成的，d正確。故選bcd。13. 氫原子處于基態(tài)

12、時，其能量為 e1=-13.6ev，氫原子的能級如圖所示。下面給出一些光子的能量值，處于基態(tài)的氫原子可以吸收的光子是（）a. 3.4 evb. 10.2evc. 11.0evd. 16.0ev【答案】bd【解析】【詳解】ab處于基態(tài)的氫原子要躍遷到高能級，吸收光子的能量需要恰好等于兩能級差的能量，氫原子從吸收的能量最小，即a錯誤，b正確；c當(dāng)光子能量為時無對應(yīng)能級，氫原子無法吸收該光子能量進(jìn)行躍遷，c錯誤；d因為，氫原子吸收該光子能量后，直接電離，d正確。故選bd。14. 一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場中，設(shè)第1s內(nèi)磁感線垂直線圈平面向里，如圖（甲）所示。若磁感強(qiáng)度b隨時間t變化的關(guān)系如圖（乙）所示，

13、那么第3s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小和方向是（）a. 大小恒定，逆時針方向b. 大小恒定，順時針方向c. 逐漸增加，逆時針方向d. 逐漸增加，順時針方向【答案】a【解析】【詳解】在第3s內(nèi)，磁場的方向垂直于紙面向里，且均勻增大，根據(jù)可知電動勢恒定，產(chǎn)生恒定的電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向為逆時針方向，故a正確，bcd錯誤。故選a。15. 如圖所示，一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2=101。在原線圈兩端接入 50hz 正弦交流電源，在副線圈兩端接有“12v、12w”的燈泡。若燈泡恰能正常 發(fā)光，則（）a. 變壓器輸入電壓的有效值為 120vb. 變壓器輸入電流的最大值為 0.10ac

14、. 變壓器輸入功率大于 12wd. 變壓器輸出頻率等于 5hz【答案】a【解析】【詳解】a根據(jù)燈泡兩端的電壓是指有效值，因此輸出電壓的有效值可得輸入電壓的有效值a正確；b根據(jù)可知輸出電流的有效值根據(jù)解得，輸入電流的有效值因此輸入電流的最大值b錯誤；c由于變壓器本身不消耗能量，輸出功率決定輸入功率，因此輸入功率等于12w，c錯誤；d變壓器只改變電壓、電流，但不改變頻率，因此輸出頻率仍為50hz，d錯誤。故選a。16. 如圖所示，彈簧振子在振動過程中，振子經(jīng) a、b 兩點的速度相同，若它從 a 經(jīng)過 o 到 b 歷時 0.4s，從 b 再回到 a 的最短時間為 0.6s，則該振子的振動周期為（）a

15、. 0.8sb. 1.0sc. 1.2sd. 1.4s【答案】c【解析】【詳解】振子經(jīng) a、b 兩點的速度相同，則a、b 兩點關(guān)于o點對稱，則從時間為，振子經(jīng)過點后，到達(dá)最遠(yuǎn)處再返回點，則根據(jù)運動的對稱性可知振子從到達(dá)最遠(yuǎn)處的時間為，所以振子從到最遠(yuǎn)處，即個周期時間為，振子的周期為，abd錯誤，c正確。故選c。17. 一列沿 x 軸傳播的簡諧波，波速為 4m/s，t=0時刻的波形圖像如圖所示。此時 x=8m 處的質(zhì)點具有正向最大速度，則 t=4.5s 時（）a. x=0m 處質(zhì)點具有正向最大加速度b. x=2m 處質(zhì)點具有負(fù)向最大速度c. x=4m 處質(zhì)點具有負(fù)向最大加速度d. 在這 4.5s

16、 內(nèi)，x=6m 處質(zhì)點通過的路程為 18cm【答案】bd【解析】【詳解】a在時刻，處質(zhì)點向上運動，根據(jù)同側(cè)法可知該波沿軸負(fù)方向傳播；該波的周期為經(jīng)過，處的質(zhì)點位于正向位移最大處，具有負(fù)向的最大加速度，a錯誤；b處的質(zhì)點位于平衡位置，具有負(fù)向的最大速度，b正確；c處的質(zhì)點位于負(fù)向位移最大處，具有正向的最大加速度，c錯誤；d處的質(zhì)點經(jīng)過的路程為d正確。故選bd。18. 用圖示光電管研究光電效應(yīng)的實驗中，用某種頻率的單色光 a照射光電管陰極 k，電流計 g 的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。而用另一頻率的單色光 b照射光電管陰極 k 時，電流計 g 的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么（）a. 用 a 光照射光電管陰極 k，若將滑

17、動變阻器的滑動觸頭移到 a 端時，電流表中仍有電流通過b. 只增加 a 光的強(qiáng)度可使通過電流計 g 的電流增大c. 增加 b 光的強(qiáng)度可能使電流計 g 的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)d. 用 a 光照射光電管陰極 k，滑動變阻器的滑動觸頭由a 端向 b 端滑動的過程中，電流表的示數(shù)一定會持續(xù)增大【答案】ab【解析】【詳解】a若將滑動變阻器滑動觸頭移到 a 端時，從k中逸出的光電子仍能運動至a，在閉合回路中形成電流，所以電流表中仍然有電流流過，a正確；b只增加 a 光的強(qiáng)度，從k中逸出的光電子數(shù)目增大，所以通過電流計 g 的電流增大，b正確；c根據(jù)電路結(jié)構(gòu)可知光電管右邊電勢高，為正極板，說明光不能使金屬發(fā)生光電

18、效應(yīng)，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知增加光照強(qiáng)度不能發(fā)生光電效應(yīng)，金屬板中仍然無光電子逸出，電流表無示數(shù)，c錯誤；d滑動變阻器的滑動觸頭由a 端向 b 端滑動的過程中，可能在某一位置，光電管中的電流達(dá)到飽和光電流，此后電流便不再變大，所以電流表示數(shù)先增大后不變，d錯誤。故選ab。19. 勻強(qiáng)磁場中有一個靜止的放射性同位素鋁核放出粒子（即）后，產(chǎn)生的反沖核 y（即）和粒子分別做勻速圓周運動，不計粒子所受的重力及粒子間的相互作用。則反沖核 y 和 粒子（）a. 做勻速圓周運動的半徑之比為 11:2b. 做勻速圓周運動的速率之比為 6:1c. 做勻速圓周運動的周期之比為 12:11d. 做勻速圓周運動的動能之

19、比為 1:6【答案】cd【解析】【詳解】a從靜止衰變后，產(chǎn)生的兩原子核動量守恒，即洛倫茲力提供向心力解得則a錯誤；b二者動量大小相等，根據(jù)可知b錯誤；c粒子運動的周期為則c正確；d動能與動量的關(guān)系表示為則d正確。故選cd。20. 英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為,磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場如圖所示,一個半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置,環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場b,環(huán)上套一帶電荷量為+q的小球,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時間均勻增加,其變化率為k,若小球在環(huán)上運動一周,則感生電場對小球的作用力所做功的大小是( ) a. 0b. r2qk/2c. 2r2qkd. r2qk【答案】d【解析】試題分析：磁感應(yīng)強(qiáng)度b

20、隨時間均勻增加，其變化率為k，故感應(yīng)電動勢為：；根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電動勢的方向為順時針方向；小球帶正電，小球在環(huán)上運動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是：w=qu=r2qk，故選d考點：法拉第電磁感應(yīng)定律；楞次定律第ii卷（共 40分）二、實驗題（每空4分，共12分）21. 在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，請按照題目要求回答下列問題。（1）如圖所示，光具座上放置的光學(xué)元件有光源、遮光筒和其它元件，其中a、b、c、d 各裝置的名稱依次是下列四個選項中的_； aa 濾光片、b 單縫、c 雙縫、d 光屏 ba 雙縫、b 單縫、c 濾光片、d 光屏ca 濾光片、b 雙縫、c 單縫、d 光

21、屏 da 雙縫、b 濾光片、c 單縫、d 光屏（2）已知該裝置中雙縫間距 d=0.50mm，雙縫到光屏的距離 l=0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖甲所示，分劃板在圖中 a 位置時游標(biāo)卡尺如圖乙所示，則其示數(shù)為下列選項中的_；a111.10mm b11.12mm c110.2mm d11.2mm（3）在 b 位置時游標(biāo)卡尺如圖丙所示。由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長。下列選項中的數(shù)據(jù)最接近正確實驗結(jié)果的是_。a6.0×10-7 m b6.4×10-7 m c6.8×10-7 m d7.2×10-7 m【答案】 (1). a (2).

22、 a (3). b【解析】【詳解】(1)1為獲取單色線光源，白色光源后面要有a 濾光片、b 單縫、c 雙縫、d 光屏，故a正確，bcd錯誤。(2)2根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則結(jié)合圖乙可知，主尺的讀數(shù)應(yīng)在110mm左右，游標(biāo)尺的讀數(shù)應(yīng)是小數(shù)點后面兩位，故a符合題意，bcd不符合題意。(3)3b位置的讀數(shù)約為115.50mm，a位置的讀數(shù)為111.10mm，則根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式代入數(shù)據(jù)解得故b符合題意，acd不符合題意。三、計算題（本大題共 2 小題，共 28 分）要求：解答應(yīng)有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不 能得分。結(jié)果有數(shù)值計算的，答案中必須寫出數(shù)值和單位。22. 如圖所示，mn 和pq為固定在水平面上的平行金屬軌道，軌道間距為0.2m。質(zhì)量為 0.1kg的金屬桿 ab 置于軌道上，與軌道垂直。整個裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度 b=0.5t。現(xiàn)用f=2n的水平向右的恒力拉ab桿由靜止開始運動。電路中除了電阻 r=0.04之外，ab 桿的電阻 r=0.01，其余電阻不計。設(shè)軌道光滑。求：(1)判斷流過電阻 r 的電流方向；(2)ab 桿可以達(dá)到的最大速度；(3)ab桿的速度達(dá)到5m/s 時兩端的電壓；(4)當(dāng) ab桿達(dá)到最大速度后撤去外力 f，此后電阻 r還能產(chǎn)生多少焦耳熱。【答案】