无锡市2014-2015高二物理第二学期期末试卷（有解析）
必做题：一、单项选择题：本题共4小题，每小题3分，共计12分.每小题只有一个选项符合题意.
1．（3分）（2015春•无锡期末）下列说法正确的是 （ ）
A． 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
B． 电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断
C． 所有传感器都是由半导体材料做成的
D． 半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大
考点： 传感器在生产、生活中的应用．
分析： 根据常见的传感器的特点与应用分析答题．明确常用传感器使用的材料和其工作原理．
解答： 解：A、话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号．故A错误；
B、电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，热双金属片传感器和干簧管在电路中相当于开关，可以控制电路的通断，故B正确；
B、半导体材料用作传感器比较多，但并不是所有的传感器均使用半导体；如电容器等，故C错误；
C、半导体热敏电阻对温度的变化比较敏感，可用作温度传感器，但其电阻随温度的升高，而减小；故D错误；
故选：B．
点评： 该题考查常见的传感器的特点与应用，属于对基础知识点的考查，多加积累即可做好这一类的题目
2．（3分）（2015春•无锡期末）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则（ ）
A． t=0.005s时线框的磁通量变化率为零
B． t=0.01s时线框平面与中性面重合
C． 线框产生的交变电动势有效值为311V
D． 线框产生的交变电动势的频率为50Hz
考点： 交流的峰值、有效值以及它们的关系．
专题： 电磁感应——功能问题．
- 23 -
分析： 由图2可知任何时刻的感应电动势，根据电动势的特点，可判处金属线框所处的位置；由图象还可知电动势的峰值和周期，根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值，根据周期和频率的关系可求频率．
解答： 解：A、t=0.005s时，感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律E=n可知，磁通量的变化率最大，不是零，故A错误．
B、由图2可知t=0.01s时，e=0，说明此时线圈正经过中性面，故B正确．
C、由图2可知 T=0.02s，Em=311V．根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为：E==220V，故C错误．
D、据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为：f==50Hz，故D正确．
故选：BD．
点评： 本题考察的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，注意会由图象得出线圈从何处开始计时，并掌握正弦交流电的最大值与有效值的关系．
3．（3分）（2010•于都县模拟）两个相同的白炽灯L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同．更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度大于灯L2的亮度．新电源电压的最大值和频率可能是（ ）
A． 最大值仍为Um，而频率大于f B． 最大值仍为Um，而频率小于f
C． 最大值大于Um，而频率仍为f D． 最大值小于Um，而频率仍为f
考点： 电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．
分析： 对于电容器来说能通交流隔直流，而频率越高越容易通过．对于线圈来讲通直流阻交流，通低频率交流阻高频率交流．
解答： 解：当将a、b接在电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源E1两极之间时，两只灯泡都发光，且亮度相同．而更换一个新电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，则说明线圈的感抗比电容器的容抗大，那么新电源的频率大，最大电压值可不变，也可大于，或可小于．故A正确，BCD错误；
故选：A．
点评： 当电容器的电容越小，频率越低时，容抗越高；而线圈的自感系数越大，频率越高时，感抗越高．
4．（3分）（2013•河南一模）如图所示的交流电路中，理想变压器原线圈输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表．当滑动变阻器R的滑动头向下移动时（ ）
- 23 -
A． 灯L变亮 B． 各个电表读数均变大
C． 因为U1不变，所以P1不变 D． P1变大，且始终有P1=P2
考点： 变压器的构造和原理．
专题： 交流电专题．
分析： 和闭合电路中的动态分析类似，可以根据滑动变阻器R的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．
解答： 解：理想变压器的输出的电压有输入电压和电压比决定，输入电压不变，所以输出电压也不会变，输入功率和输出功率始终相等，当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，滑动变阻器的电阻减小，总电路的电阻减小，所以总电路的电流会变大，消耗的功率将变大，R0上的电压变大，所以灯L的电压变小，电压表的示数变小，所以灯L变暗，由于总的电流变大，灯L的电流变小，所以电流表的示数将变大，所以ABC错误，D正确．
故选D．
点评： 电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．
二、计算题：本题共1小题，计8分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.
5．（8分）（2015春•无锡期末）一台发电机最大输出功率为4 000kW，电压为4 000V，经变压器T1升压后向远方输电，输电线路总电阻R=1kΩ，到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V，60W）．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态．求：
（1）变压器T1和T2的匝数比分别是多少？
（2）有多少盏灯泡（220V、60W）正常发光？
考点： 远距离输电．
专题： 交流电专题．
分析： 根据电压与匝数成正比、电流与匝数成反比、公式P=UI、功率损耗△P=I2R可以求得降压变压器的电流和输电线上的电流的大小，从而可以求得输电线和用电器消耗的功率的大小．由于降压变压器的负载能正常工作，则可算出降压变压器的原线圈的匝数之比，同时能确定接入多少个灯泡才正常发光．
解答： 解：（1）输电线路上消耗的功率为△P=10%P=400kW=I22r
- 23 -
可知输电线上电流为I2==20A，
根据原线圈P1=U1I1，可知I1==103A
根据电流与匝数成反比知T1的变压比为
n1：n2=I2：I1=20：103=1：50；
降压变压器的输入电流：I3=I2=20A
降压变压器的输出电流：A
降压变压器的匝数比n3：n4=I4：I3=：20=9000：1
（2）用户得到的功率为P用=P总﹣P损=4000×103×（1﹣10%）
设能接入N个灯泡，则P用=60N代入数据得N=6×104个；
答：（1）升压变压器T1匝数比为1：50，降压变压器T2匝数比为9000：11；
（2）要使灯泡均正常发光，最多可以接6×104个盏．
点评： 本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中P=UI中的电压U应为输电电压，不是发电机的输出电压．本题突破点是由输电线上的损失功率，从而算出电线上的电流．
选做题：说明：本题包括A、B、C三大题，请选定其中两大题，并在相应的答题区域内作答．若全部作答，则按A、B两大题评分．【A．选修模块3-3】（50分）一、不定项选择题：本题共5小题，每小题4分，共计20分.每小题可能有一个或多个选项符合题意.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分.
6．（4分）（2013•镇江二模）下列属于液晶分子示意图的是（ ）
A． B． C． D．
考点： * 晶体和非晶体．
分析： 人们熟悉的物质状态（又称相）为气、液、固，较为生疏的是电浆和液晶，液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质．液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态．
解答：
- 23 -
解：当液晶通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过．所以液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质．所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，液晶可以流动，所以和固态分子排列不相同，但液晶不可以像液体一样任意流动，所以和液态分子排列不相同，故B正确，ACD错误．
故选B
点评： 液晶较为生疏的一种物质状态．高中阶段只需要记住其定义和基本特性即可．
7．（4分）（2004•广东）下列说法正确的是（ ）
A． 机械能全部变成内能是不可能的
B． 第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式
C． 根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
D． 从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的
考点： 热力学第二定律．
专题： 热力学定理专题．
分析： 热力学第二定律反应了宏观自然过程的方向性，热力学第二定律的克劳修斯描述阐述了热传递的方向性，开尔文描述阐述了机械能与内能转化的方向性．
解答： 解：A、根据开尔文的描述可知：机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能，故A错误；
B、第二类永动机是指只需从单一热源吸收热能便能永远对外做功的动力机械，虽然不违反能量的转化和守恒，但是违反了机械能和内能转化的方向性，故B错误；
C、热量不能自发的从低温传递到高温物体，但是引起其它变化时，可以从低温传递到高温物体，如开动冰箱的压缩机，可以使热量从低温传递到高温，故C错误；
D、在产生其它影响的情况下，可以从单一热源吸收的热量全部变成功，故D正确．
故选D．
点评： 本题考察了学生对热力学第二定律的理解，概念性强，理解起来比较抽象，学生可以通过生活中的实例来加深理解．
8．（4分）（2015春•无锡期末）一定质量的气体（分子力及分子势能不计）处于平衡状态Ⅰ，现设法使其温度升高同时压强减小，达到平衡状态Ⅱ，则在状态Ⅰ变为状态Ⅱ的过程（ ）
A． 气体分子的平均动能必定减小
B． 单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少
C． 气体的体积可能不变
D． 气体必定吸收热量
考点： 理想气体的状态方程．
专题： 理想气体状态方程专题．
分析： 温度是分子热运动平均动能的标志，根据理想理想气体状态方程判断物态变化，根据热力学第一定律方向做功和热传递情况．
解答： 解：A、温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，故气体分子平均动能增大，故A错误；
- 23 -
B、一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ；现在设法使其温度升高同时压强减小，达到平衡状态Ⅱ，根据理想气体状态方程=C可知，气体体积一定增大，分子数密度减小，单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数少，故B正确，C错误；
D、气体温度升高，内能增大，气体体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体要吸收热量，故D正确；
故选：BD．
点评： 本题考查了温度的微观意义、理想气体状态方程、内能、热力学第一定律等，知识点多，难度不大．
9．（4分）（2015春•无锡期末）人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是（ ）
A． 单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
B． 晶体的物理性质都是各向异性的
C． 液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
D． 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
考点： * 液体的表面张力现象和毛细现象；* 晶体和非晶体．
分析： 晶体具有固定熔点，但是多晶体没有固定的几何外形．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用；某液体的饱和蒸气压与温度有关．
解答： 解：A、单晶体多晶体都有固定的熔点．故A错误
B、单晶体具有各向异性；而多晶体有各向同性；故B错误；
C、表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直；故C错误；
D、液体的表面张力有使液体的表面积减小到最小的趋势，如露珠呈球状是由于液体表面张力的作用．故D正确；
故选：D．
点评： 解决本题的关键知道晶体和非晶体的区别，会从形状、熔点、各个方向上的物理性质区分它们，但是要注意多晶体这一特例．
10．（4分）（2015春•无锡期末）如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是（ ）
A． 当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B． 当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C． 当r等于r2时，分子间的作用力的合力为零
D． 在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
考点： 分子间的相互作用力．
专题： 分子间相互作用力与分子间距离的关系．
- 23 -
分析： 本题考查了分子势能与分子之间距离的关系图象，注意分子势能为标量，当r=r0时，分子力为零，分子势能最小，由图可知r2=r0，然后根据分子力与分子之间距离关系可以求解．
解答： 解：由图可知r2=r0，因此当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，大于r2时分子力为引力，故A错误；
B、由于r1＜r2=r0，故当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力，故B正确．
C、由于r2=r0，因此当r等于r2时，分子间的作用力为零，故C正确；
D、当r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，因此分子间作用力做正功，故D错误．
故选：BC
点评： 正确理解分子力、分子势能与分子之间距离的变化关系，注意分子力与分子势能变化的一个临界点为r=r0，注意将分子力与分子之间距离和分子势能与分子之间距离的图象比较进行学习．
二、简答题：本题共3小题，共计14分。请将解答填写在答题卡相应的位置。
11．（4分）（2015春•无锡期末）密封有空气的薄圆塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）的内能 减小 （填“增大”或“减小”）， 放出 热量（填“放出”或“吸收”）．
考点： 热力学第一定律．
分析： 因为不计分子势能，故可看作理想气体，内能由温度决定；分析温度的变化及体积的变化即可得出内能的变化及做功情况；由热力学第一定律可得出空气是吸热还是放热．
解答： 解：因不计分子势能，所以瓶内空气内能由温度决定，内能随温度降低而减小．空气内能减小、外界对空气做功，根据热力学第一定律可知空气向外界放热．
故答案为：减小；放出．
点评： 理想气体不计势能，故其内能由温度决定，温度越高则内能越大；气体的体积取决于容器的体积，因容器变扁，故体积减小，同时可知外界对气体做功．
12．（6分）（2015春•无锡期末）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是 ④①②⑤③ ．（填写步骤前面的数字）
（2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2．由此估算出油酸分子的直径为 5×10﹣10 m．（结果保留l位有效数字）
考点： 用油膜法估测分子的大小．
专题： 压轴题．
- 23 -
分析： 将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径．
解答： 解：（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积（题中的④）→准备浅水盘（①）→形成油膜（②）→描绘油膜边缘（⑤）→测量油膜面积（③）→计算分子直径（③）
（2）计算步骤：先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例=，再计算油膜面积，最后计算分子直径=m．
故答案为：（1）④①②⑤③（2）5×10﹣10．
点评： 本题是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个靠着一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度．
13．（4分）（2015春•无锡期末）如图所示，某同学在环境温度稳定的实验室里做热学小实验，用手指堵住注射器前端小孔，这时注射器内就封闭了一定质量的空气（可看成理想气体）．若该同学往里缓慢地推活塞（如图甲），气体的压强 增大 （选填“增大”或“减小”）．若该同学缓慢推进活塞过程中做功为W1；然后将活塞缓慢稍稍拉出一些（如图乙），此过程中做功为W2，则全过程中注射器内空气的内能增加量△U= 0 ．
考点： 理想气体的状态方程；物体的内能．
专题： 理想气体状态方程专题．
分析： 缓慢推活塞，气体温度不变，根据玻意耳定律，当压缩气体时，体积减小，则压强增大．一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，由于温度不变，不论体积增大还是减小，理想气体的内能都不变．
解答： 解：该同学往里缓慢地推活塞时，由于热交换，理想气体的温度现环境温度相同，则温度不变，发生等温变化．当压缩气体时，体积减小，则根据玻意耳定律pV=c可知，压强增大．
一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，由于温度不变，气体内能都不变．故全过程中注射器内空气的内能增加量△U=0
故答案为：压强，0
点评： 本题要熟练掌握玻意耳定律，当压缩气体时．由于温度不变，不论体积增大还是减小，理想气体的内能都不变．
- 23 -
三、计算题：本题共2小题，共计16分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位．
14．（7分）（2015春•无锡期末）钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ（单位为kg/m3），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为Na．已知1克拉=0.2克，求：
（1）每个钻石原子所占的体积（单位为m3）；
（2）1克拉钻石所含有的分子数．
考点： 阿伏加德罗常数．
专题： 阿伏伽德罗常数的应用专题．
分析： （1）利用摩尔体积和阿伏加德罗常数可求解出每个分子的体积；
（2）通过求解出a克拉钻石的摩尔数，求解出所含分子数
解答： 解：（1）钻石的摩尔体积为：V=；
每个钻石原子体积为：
V0==；
（2）1克拉钻石的物质的量为：
μ=
所含分子数为：n=μNA；
所以n=；
答：（1）每个钻石原子所占的体积为
（2）1克拉钻石所含有的分子数为．
点评： 本题关键要建立物理模型：把固体分子（或原子）当作弹性小球．并假定分子（或原子）是紧密无间隙地堆在一起．
15．（9分）（2008•威海模拟）如图所示，一定质量的理想气体按p﹣T图象中箭头方向，从状态A变化到状态B，再变化到状态C，已知气体在状态A时的体积为33.6升．
（1）从状态A沿图中箭头变化到状态B的过程中，气体是吸热还是放热 吸热 ？
（2）气体在状态C的体积是多少升？
（3）已知阿伏加德罗常数为6.0×1023，在标准状态（压强p0=1.0×105Pa、温度0℃）下任何气体的摩尔体积都为22.4升，问该气体的分子个数为多少？（本问计算结果取一位有效数字）
- 23 -
考点： 理想气体的状态方程．
专题： 理想气体状态方程专题．
分析： （1）从A到B的过程中，气体的压强不变，温度升高，体积变大，根据热力学第一定律分析气体的内能的变化；
（2）A、C两个状态的温度相同，根据玻意耳定意可以求得体积的大小；
（3）根据理想气体状态方程先计算在标准状态下的体积，在计算分子的个数．
解答： 解：（1）从A到B的过程中，气体的压强不变，温度升高需要吸热，同时体积变大，要对外做功，
根据热力学第一定律可得，气体一定要吸收热量．
（2）A、C两个状态的温度相同，根据玻意耳定意得：pAVA=pcAc
解得：VC=67.2升
（3）根据理想气体状态方程得：
其中T0=273K，所以气体的分子个数：
解得：n=5×1024个．
答：（1）吸热；
（2）气体在状态C的体积是67.2升；
（3）气体的分子个数5×1024个．
点评： 以封闭的气体为研究对象，找出气体变化前后的状态参量，利用气体的状态方程计算即可．
【B．选修模块3-4（50分）】一、不定项选择题：本题共5小题，每小题4分，共计20分．每小题可能有一个或多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．
16．（4分）（2010•普陀区二模）某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中错误的是（ ）
A． 机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B． 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C． 机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D． 机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
考点： 电磁波的产生；机械波．
分析： 将机械波和电磁波进行类比，抓住共同点：波速公式v=λf适用于一切波；波都能产生干涉和衍射现象．不同点：机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播；机械波有横波和纵波，电磁波只有横波．
解答： 解：A、波速公式v=λf适用于一切波，即对机械波和电磁波都适用．故A正确．
B、所有的波都具有的特性是：能产生干涉和衍射现象．故B正确．
C、机械波是机械振动在介质中传播过程，必须依赖于介质，没有介质不能形成机械波；电磁波传播的是电磁场，而电磁场本身就是一种物体，不需要借助其他物质来传播，所以电磁波可以在真空中传播．故C正确．
D、机械波有横波和纵波，电磁波只有横波．故D错误．
- 23 -
本题选择错误的，故选D
点评： 类比的学习方法要经常使用，通过类比，抓住新旧知识的共同点与不同点，防止产生似是而非的认识．
17．（4分）（2014•抚州校级模拟）关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（ ）
A． 甲图中的海市蜃楼是光的色散现象引起的
B． 乙图中的泊松亮斑说明光具有波动性
C． 丙图中的波形是调频波
D． 丁图中的实验表明：不论光源与观察者之间做怎样的相对运动，光速都是一样的
考点： 全反射．
分析： 海市蜃楼是光的全反射现象；泊松亮斑说明光偏离直线传播；调制分为调频与调幅两种；莫雷实验证实了光速不变原理．
解答： 解：A、海市蜃楼是由光的折射，导致光线偏离出现的现象，并满足全反射条件，因此是光的全反射现象，故A错误；
B、泊松亮斑是光射到不透明的小圆盘，屏上中心处出现亮斑，则说明光偏离直线传播，属于光的衍射，因此具有波动性，故B正确；
C、调制有调幅与调频两种，图为调频，故C错误；
D、测量两垂直光的光速差值的一项著名的物理实验．但结果证明光速在不同惯性系和不同方向上都是相同的，由此确定了光速不变原理，故D正确；
故选BD
点评： 考查光的全反射条件、光的衍射现象，并知道调制的两种方式．
18．（4分）（2012•河西区校级一模）已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光（ ）
A． 在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大
B． 以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较小
C． 从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较小
D． 用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大
考点： 全反射；光的折射定律．
专题： 全反射和临界角专题．
- 23 -
分析： 根据题目中的蓝光的折射率比红光的折射率大，可以判断这两种光在该玻璃中的波速大小，以及波长、临界角等大小情况，然后以及相关物理知识即可解答．
解答： 解：A、根据得，蓝光的折射率大，则在介质中传播的速度较小．故A错误．
B、以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中，蓝光的折射率大，向法线靠拢偏折得多，折射角应较小，故B正确．
C、从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式sinC=，红光的折射率小，则临界角较大．故C错误．
D、根据，蓝光的波长较短，则蓝光的相邻条纹间距较小．故D错误．
故选B．
点评： 折射率大的频率高、波长短、临界角小、光子能量高等这些规律要明确，并能正确应用．
19．（4分）（2015春•无锡期末）一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播．已知t=0时的波形如图所示，则（ ）
A． 波的周期为1s
B． x=0处的质点在t=0时向y轴负方向运动
C． x=0处的质点在t=s时速度为0
D． x=0处的质点在t=s时速度值最大
考点： 横波的图象；波长、频率和波速的关系．
专题： 振动图像与波动图像专题．
分析： 由波动图象读出波长，由波速公式求出周期．由波的传播方向判断出x=0处的质点的方向，并分析速度大小，并根据上下坡法，结合波的传播方向来确定质点的振动方向．
解答： 解：A、由波的图象可知半个波长是2m，波长λ=4m，周期是T=s，故A正确．
B、根据上下坡法，由波向x轴正方向传播，可知，x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动，故B正确．
C、该波是周期是1s，t=，由图可知，x=0处的质点在t=s时不可能到达最低点，所以速度不可能为0．故C错误；
- 23 -
D、x=0的质点的位移是振幅的一半，则要运动到平衡位置的时间是 s，速度最大，则当t=s时，x=0的质点越过了平衡位置，速度不是最大，故D错误．
故选：AB
点评： 本题属于波的图象的识图和对质点振动的判断问题．要通过分析质点的位移，分析其速度，注意波的传播方向与质点的振动方向的关系．
20．（4分）（2015春•无锡期末）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是（ ）
A． 激光是纵波
B． 频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C． 两束频率不同的激光能产生干涉现象
D． 利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
考点： 激光的特性和应用．
分析： 激光具有普通光所不具有的特点，可概括为三好（单色性好、相干性好、方向性好）一高（亮度高）．
解答： 解：A、光是一种电磁波，属于横波；故A错误；
B、光的不同介质中传播速度不同，频率相同的激光在不同介质中的波长不同；故B错误；
C、频率相同的光才能发生干涉现象；故C错误；
D、激光方向集中，也就是平行度好，可用于测量月球到地球的距离；故D正确；
故选：D．
点评： 此题考查的是激光的特点及其应用，属于科普知识，平时要注意积累．
二、简答题：本题共3小题，共计14分.请将解答填写在答题卡相应的位置.
21．（6分）（2004•广东）如图，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率．某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是 在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA ．若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是 把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y＜0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像，
插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像． ．若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率n= ．
- 23 -
考点： 测定玻璃的折射率．
专题： 实验题．
分析： 在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，说明光线在半圆形玻璃砖x轴上发生了全反射．把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y＜0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像，插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像，就能确定入射光线和折射光线．根据n=，找到入射角和折射角，即可测得折射率．
解答： 解：由题，在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，要过玻璃砖看到了P1、P2的像，必须减小入射角，应该采取的措施是在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA．
若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y＜0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像，插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像，根据折射率公式得到．
故答案为：应该采取的措施是在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA．把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y＜0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像，插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像，．
点评： 本题考查了全反射及产生的条件，用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的原理是折射定律n=，根据原理确定确定P3位置的方法．
22．（4分）（2015春•无锡期末）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10﹣7m，屏上P点距双缝s1和s2的路程差为7.95×10﹣7m．则在这里出现的应是 暗条纹 （选填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为6.30×10﹣7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将 变宽 （选填“变宽”、“变窄”、或“不变”．
- 23 -
考点： 用双缝干涉测光的波长．
专题： 实验题；光的干涉专题．
分析： 当光屏上的点到双缝的路程差是半波长的偶数倍，出现明条纹；路程差是半波长的奇数倍，出现暗条纹．根据判断条纹间距的变化．
解答： 解：屏上P点距双缝s1和s2的路程差为7.95×10﹣7m，则n=，为奇数，在P点出现暗条纹．
根据知，波长变大，则条纹间距变宽．
故答案为：暗条纹，变宽．
点评： 解决本题的关键掌握出现明暗条纹的条件，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式．
23．（4分）（2013•南通一模）如图所示为某一介质中的甲、乙两个质点振动的位移随时间变化的图象，在t=5s时，两质点的振动方向 相同 （选填“相同”或“相反”）．由于两质点的振动，在介质中形成了两列机械波，两列波的波长之比λ甲：λ乙= 3：2 ．
考点： 波长、频率和波速的关系；横波的图象．
分析： 根据质点的振动图象，来确定质点的振动方向；并由λ=vT，来计算波的波长．
解答： 解：根据质点的振动图象特征，可在，质点在回复力作用下，甲质点要回到平衡位置，而乙质点要运动到波谷位置，因此两质点的振动方向相同．
根据质点的振动可知，周期T甲=12s、T乙=，
由λ=vT，可知，由于同一介质，所以速度相同，因此波长与周期成正比，即为λ甲：λ乙=3：2．
- 23 -
故答案为：相同； 3：2
点评： 学会区别波动与振动图象，同时会从图象中确定有价值信息，并掌握波长、波速与频率的关系．
三、计算题：本题共2小题.共计16分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位.
24．（6分）（2015春•无锡期末）折射率n=2的透明体，其横截面如图所示，ab是一半径为R的圆弧，ac边与bc边垂直，∠aoc=60°．当一束平行黄色光垂直照射到ac边上后，ab弧的外表面只有一部分是黄亮的，而其余是暗的，求其黄亮部分的弧长是多少？
考点： 光的折射定律．
专题： 光的折射专题．
分析： 根据折射定律求出临界角的大小，通过几何关系得出有黄光投射出去所对应的圆心角，从而求出其弧长．
解答： 解：由题意作光路图如图所示，该介质的临界角是C．则
sinC==，得 C=30°
如图，在α≥30°时，均发生全反射，图中d点为入射角等于临界角的临界点，所以只有bd部分有黄光透射出，
黄亮部分弧长为 s=R×=
答：黄亮部分的弧长是．
点评： 本题对数学几何能力考查要求较高，关键掌握全反射的条件，运用折射定律和几何知识结合进行求解．
25．（10分）（2015春•无锡期末）坐标原点O处有一波源S，它沿y轴做频率为50Hz、振幅为2cm的简谐运动，形成的波可沿x轴正、负方向传播，波速为20m/s，开始振动时S恰好通过O点沿y轴正方向运动，求：
（1）在图所示坐标系中画出当S完成第一次全振动时刻的波形图；
（2）如果波传到坐标为x1=2.7m的M点时，还要经历多少时间波才能传到坐标为x2=﹣2.9m的N点？
- 23 -
（3）波传到N点时质点M在什么位置？
考点： 波长、频率和波速的关系．
专题： 振动图像与波动图像专题．
分析： （1）由公式可得求出波长，S完成一次全振动波向两端分别传播一个波长，再画出波形；
（2）由对称性可知传到x2=﹣2.9 m处与传到x=2.9 m处所用时间相同，由公式t=求得波传到x1=2.7m和x2=2.9m的时间，再求解所求时间．
（3）根据时间与周期的关系，分析N、M位置的关系．
解答： 解：（1）由波速公式v=λf得，λ===0.4m，S完成一次全振动波向两端分别传播一个波长，再画出波形图如图所示：
（2）由对称性可知传到x2=﹣2.9 m处与传到x=2.9 m处所用时间相同．则
故△t=0.01s
（3）该波的周期为T==0.02s，则△t=T，故当波传到N点时，M点已经重新回到平衡位置且向下运动．
答：
（1）画出波形图如图所示．
（2）如果波传到坐标为x1=2.7m的M点时，还要经历0.4s时间波才能传到坐标为x2=﹣2.9m的N点．
（3）波传到N点时质点M在平衡位置且向下运动．
点评： 本题要抓住对称性，S在振动过程中，波向两端同时传播，故波形图应同时画出两端的波形图．
【C•选修模块3-5（50分）】一、不定项选择题：本题共5小题，每小题0分，共计20分.每小题可能有一个或多个选项符合题意.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分.
26．（2014•黄浦区二模）现已建成的核电站的能量来自于（ ）
- 23 -
A． 天然放射性元素衰变放出的能量
B． 人工放射性同位素放出的能量
C． 重核裂变放出的能量
D． 化学反应放出的能量
考点： 裂变反应和聚变反应．
专题： 衰变和半衰期专题．
分析： 本题比较简单，考查了核能的利用，根据裂变反应的原理和应用可直接求解．
解答： 解：重核裂变过程中有质量亏损，伴随着巨大能量放出，目前核电站均是采用了重核裂变放出的能量进行的，故ABD错误，C正确．
故选C．
点评： 在平时学习中对于简单知识不能忽略，注意积累加强记忆，并能了解相关知识的应用．
27．（2015春•无锡期末）下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A． 图甲：黑体辐射的强度，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且极大值向波长较短的方向移动
B． 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
C． 图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D． 图丁：工业上利用射线来检查金属内部伤痕，是因为射线穿透能力很强
考点： 氢原子的能级公式和跃迁；原子的核式结构．
专题： 原子的能级结构专题．
分析： 根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
解答： 解：A、图甲：黑体辐射的强度，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且极大值向波长较短的方向移动，故A正确；
B、图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故B正确；
C、图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故C错误；
D、图丁：工业上利用射线来检查金属内部伤痕，是因为射线穿透能力很强．故D正确；
故选：ABD．
点评： 弄清楚每个图象的作用及代表的物理知识，熟练掌握物理规律的来龙去脉是掌握此类知识的前提．
28．（2015春•无锡期末）下列叙述中正确的有（ ）
A． 光的粒子性被光电效应和康普顿效应所证实
B． 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
C． 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关系
- 23 -
D． 氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核，经过7.6天后就一定只剩下一个氡原子核
考点： 原子核衰变及半衰期、衰变速度；光电效应．
分析： 光电效应和康普顿效应都能体现光的粒子性；放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定的，半衰期具有统计规律，对少数的原子核不适用；普朗克是量子力学的奠基人之一．
解答： 解：A、光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性．故A正确．
B、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故B正确．
C、放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定的，与原子所处的化学状态无关．故C错误．
D、半衰期具有统计规律，对于大量的原子核适用．故D错误．
故选：AB．
点评： 本题考查了光的本性、原子的结构、半衰期等知识点，注意半衰期的适用条件，比较简单，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点．
29．（2015春•无锡期末）关于光电效应现象，下列说法中正确的是（ ）
A． 对于某种金属，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大
B． 对于某种金属，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
C． 对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应
D． 对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应
考点： 光电效应．
分析： 根据光电效应方程EKm=hγ﹣W0，可知道光电子的最大初动能与什么因素有关．发生光电效应的条件是γ＞γ0，或λ＜λ0，与入射光的强度无关．
解答： 解：A、根据光电效应方程EKm=hγ﹣W0，知入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大．故A正确．
B、从光电效应方程知，光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系，但不是成正比．故B错误．
C、能否发生光电效应与入射光的强度无关，取决于入射光的频率．故C错误．
D、光子的波长与频率的关系为c=λγ．发生光电效应的条件：入射光有频率大于极限频率，或入射光的波长必须小于极限波长，故D正确．
故选：AD．
点评： 解决本题的关键熟练掌握光电效应方程EKm=hγ﹣W0，知道产生光电效应的条件：入射光有频率大于极限频率，或入射光的波长小于极限波长．
30．（2015春•无锡期末）现有德布罗意波波长为λ1的一个中子和一个氘核相向对撞，撞后结合成一个波长为λ2的氖核，则氘核的德布罗意波波长可能为（ ）
A． B． ||
C． D． ||
- 23 -
考点： 动量守恒定律；物质波．
分析： 任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有德布罗意波．分别写出中子和氘核的动量的表达式，然后根据动量守恒定律得出氚核的动量，代入公式即可．
解答： 解：中子的动量P1=，氘核的动量P2=
对撞后形成的氚核的动量P3=P2﹣P1
所以氚核的德布罗意波波长为λ3==
故选：D．
点评： 本题考查物质波的性质，同时还要明确动量守恒定律的应用，明确碰撞前后动量守恒．
二、简答题：本题共3小题，共计14分.请将解答填写在答题卡相应的位置.变）．
31．（2015春•无锡期末）如图所示是使用光电管的原理图，当频率为v的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过．
（1）当变阻器的滑动端P向 左 滑动时（填“左”或“右”），通过电流表的电流将会增大．
（2）当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为 eU （已知电子电荷量为e）．
（3）如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将 不变 （填“增加”、“减小”或“不变”）．
考点： 光电效应．
专题： 光电效应专题．
分析： 光电管两端所加的电压为反向电压，根据动能定理求出光电子的最大初动能，根据光电效应方程判断光电子最大初动能的变化．
解答： 解：①当变阻器的滑动端P向左移动，反向电压减小，光电子到达右端的速度变大，则通过电流表的电流变大．
②当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，根据动能定理得，eU=mvm2，则光电子的最大初动能为eU．
③根据光电效应方程知，Ekm=hv﹣W0，知入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变．
- 23 -
故答案为：左，eU，不变．
点评： 解决本题的关键知道光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光的强度无关，光的强度影响单位时间内发出光电子的数目．
32．（2013•雁塔区校级模拟）历史上第一次利用加速器实现的核反应，经过加速后用动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9MeV的He．（MeV=1.6×﹣13J）
①上述核反应方程为 Li+→2 ．
②质量亏损为 2.99×10﹣29 kg．
考点： 质量亏损；原子核的人工转变．
分析： 根据电荷数守恒、质量数守恒列出核反应方程．根据爱因斯坦质能方程△E=△mc2求出质量亏损．
解答： 解：①根据电荷数守恒，某原子核的电荷数为：2×2﹣1=3，
根据质量数守恒，某原子核的质量数为：2×4﹣1=7，故该静止的原子核为：
则核反应方程为：Li+→2
②根据爱因斯坦质能方程：=3.1×10﹣29kg．
故答案为：（1）反应方程为：Li+→2，（2）3.1×10﹣29．
点评： 本题考查了核反应方程与爱因斯坦质能方程的直接应用，在核反应中，要记住并能够熟练使用核电荷数守恒与质量数守恒．简单题．
33．（2014•衡水校级模拟）按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量 越大 （选填“越大”或“越小”）．已知氢原子的基态能量为 E1（E1＜0），电子质量为 m，基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为 （普朗克常量为 h）．
考点： 玻尔模型和氢原子的能级结构．
专题： 原子的能级结构专题．
分析： 轨道半径越大，能级越高，能量越大．当吸收的能量等于氢原子基态能量时，电子发生电离，根据能量守恒求出电子电离后的速度．
解答： 解：（1）氢原子中的电子离原子核越远，则能级越高，氢原子能量越大．
根据能量守恒得，mv2=hγ+E1，则γ=．
故答案为：越大；．
- 23 -
点评： 考查电子跃迁时能量变化关系，关键知道能级间跃迁所满足的规律Em﹣En=hv，及能量守恒定律的应用．
三、计算题：本题共2小题．共计16分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位．
34．（2006•南通二模）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级的示意图如图所示，则：
（1）氢原子可能发射几种频率的光子？
（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？
（3）用（2）中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电 效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？
几种金属的逸出功
金属 铯 钙 镁 钛
选出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
考点： 氢原子的能级公式和跃迁．
专题： 原子的能级结构专题．
分析： （1）根据数学组合公式求出氢原子可能发射的光子频率种数．
（2）能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差．
（3）根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，通过光电效应方程求出光电子的最大初动能．
解答： 解：（1）因为=6，知氢原子可能发射6种频率的光子．
（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量等于两能级间的能级差，即E=E4﹣E2=﹣0.85+3.40eV=2.55eV．
（3）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应．
根据光电效应方程得，Ekm=hv﹣W0=2.55﹣1.9eV=0.65eV．
答：（1）可发射6种频率的光子
（2）E=2.55eV
（3）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应．最大初动能为0.65eV．
点评： 解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，以及掌握光电效应的条件和光电效应方程．
- 23 -
35．（2015春•无锡期末）A、B两个粒子都带正电，B的电荷量是A的两倍、B的质量是A的四倍，A以速度v向静止的B粒子飞去．由于库仑斥力，它们之间的距离缩短到某一极限值后又被弹开，最后各自以新的速度做匀速直线运动．设作用前后它们的轨迹都在同一直线上，试求：
（1）当A、B间的距离最近时它们各自的速度大小；
（2）当A、B以新的速度做匀速直线运动时它们各自的速度．
考点： 动量守恒定律．
专题： 动量定理应用专题．
分析： （1）A、B系统动量守恒，两者距离最近时速度相等，由动量守恒定律可以求出它们的速度．
（2）A、B组成的系统动量守恒、能量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出A、B各自的速度．
解答： 解：（1）A、B相距最近时速度相等，A、B系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
mAv=（mA+mB）v′，
代入数据解得：v′=0.2v；
（2）A、B系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
mAv=mAvA+mBvB，
由能量守恒定律得：mAv2=mAvA2+mBvB2，
解得：vA=﹣0.6v，方向与v的方向相反，vB=0.4v；
答：（1）当A、B间的距离最近时它们各自的速度大小都是0.2v；
（2）当A、B以新的速度做匀速直线运动时A的速度大小为0.6v，方向与A的初速度方向相反，B的速度大小为0.4v，方向与A的初速度方向相同．
点评： 本题考查了求粒子的速度，分析清楚粒子运动过程是正确解题的关键，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以解题，解题时注意正方向的选择．
- 23 -
微信/支付宝扫码支付