陕西省西安市2017-2018学年高二下学期期末考试物理试卷Word版含解析.doc

‎【市级联考】陕西省西安市2017—2018学年高二下学期期末考试物理试题 一、选择题（每小题4分，共48分，1—9为单选题，10—12为多选题，全选正确的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分）‎ ‎1.关于光电效应，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大 B. 不同金属产生光电效应的入射光的最低频率是相同的 C. 金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能发生光电效应 D. 如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：根据光电效应方程可得，光子的能量与光照强度无关，A错误；每种金属都有自己的极限频率，B错误；金属内的每个电子一次只能吸收一个光子，而且是不能积累的，C错误；当入射光光子的能量小于金属的逸出功时，不能发生光电效应，D正确 考点：考查了光电效应 ‎2.如图所示，质量为M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m的物体，某时刻给物体一个水平向右的初速度v0，那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后（ ）‎ A. 两者的速度均为零 B. 两者的速度总不会相等 C. 盒子的最终速度为，方向水平向右 D. 盒子的最终速度为，方向水平向右 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：根据动量守恒，物块与盒子前后壁多次往复碰撞，最后以相同的速度向右运动，‎ 所以：，选项D正确。‎ 考点：动量守恒 ‎3.如图所示，与水平面成α角、宽为L的倾斜平行金属导轨，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。当回路电流强度为I时，金属杆ab水平静止在光滑导轨上，金属杆ab所受安培力为F，斜面的支持力为N，则下列判断正确的是 A. 安培力方向垂直ab杆沿斜面向上 B. 安培力方向垂直ab杆水平向左 C. N=‎ D. N=BIL ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 导体棒垂直处在匀强磁场中，根据安培力公式F=BIL求解安培力的大小；根据左手定则判断安培力的方向．受力分析后根据共点力平衡条件求解支持力大小．‎ ‎【详解】由于ab棒与磁场垂直，所以导体棒ab受到安培力的大小为：F=BIL；导体棒中电流方向为b→a，由左手定则判断可知导体棒ab受到安培力的方向为垂直于杆方向水平向右；故AB错误；对导体棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示： ‎ 根据共点力平衡条件，有：，故C正确，D错误；故选C。‎ ‎【点睛】本题关键是导体棒的受力情况，会用左手定则判断安培力方向，会根据共点力平衡条件列式求解，基础问题．‎ ‎4.‎2014年3月8日凌晨，从吉隆坡飞往北京的马航MH370航班起飞后与地面失去联系，机上有154名中国人。之后，中国紧急调动了海洋、风云、高分、遥感等4个型号近10颗卫星为地面搜救行动提供技术支持。假设“高分一号”卫星与同步卫星、月球绕地球运行的轨道都是圆，它们在空间的位置示意图如图所示。下列有关“高分一号”的说法正确的是（ ）‎ A. 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的大 B. 其发射速度可能小于‎7.9km/s C. 绕地球运行的周期比同步卫星的大 D. 在运行轨道上完全失重，重力加速度为0‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据万有引力提供向心力，判断“高分一号”和月球、同步卫星的运行速率、周期、加速度。“高分一号”在轨道运行时，处于完全失重状态，但不是不受重力。‎ ‎【详解】根据万有引力提供向心力，得，即轨道半径越大，角速度越小，由于高分一号的轨道半径小于月球的轨道半径，故“高分一号”绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的大。故A正确。近地卫星的发射速度为‎7.9km/s，卫星发射的越高，需要的能量越高，故“高分一号”的发射速度一定大于‎7.9km/s，故B错误。根据万有引力提供向心力，得，即轨道半径越小，周期越小，由于高分一号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故“高分一号”绕地球运行的周期比同步卫星的小，故C 错误。万有引力完全提供向心力，故在运行轨道上完全失重，在轨道上的重力加速度满足，即重力加速度不为零，故D错误。故选A。‎ ‎【点睛】决本题的关键掌握万有引力提供向心力，会根据该规律判断角速度、周期、加速度与轨道半径的关系。‎ ‎5.下列与粒子相关的说法中正确的是（ ）‎ A. 天然放射性现象中产生的α射线速度与光速相当，贯穿能力很强 B. 丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型 C. (铀238)核放出一个α粒子后就变为(钍234)‎ D. 高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 天然放射性现象中产生的α射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱．根据电荷数守恒、质量数守恒判断衰变后的新核；卢瑟福用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变．‎ ‎【详解】天然放射性现象中产生的射线，只有γ射线速度与光速相当，贯穿能力很强，α射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱。选项A错误；卢瑟福进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，选项B错误；铀(238）核放出一个α粒子，电荷数少2，质量数少4，则电荷数为90，质量数为234，变为钍234。故C正确。高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为．故D错误。故选C.‎ ‎6.如图所示，木块B与水平弹簧相连放在光滑水平面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内，入射时间极短，而后木块将弹簧压缩到最短，关于子弹和木块组成的系统，下列说法中正确的是( )‎ ‎①子弹射入木块的过程中系统动量守恒 ‎②子弹射入木块的过程中系统机械能守恒 ‎③木块压缩弹簧过程中，系统总动量守恒 ‎④木块压缩弹簧过程中，子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒 A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ②④‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】子弹射入木块的过程时间极短，弹簧尚未形变，系统合力为零，所以动量守恒，故A正确；在子弹射入木块的过程中，子弹与木块之间有摩擦力，子弹将一部分机械能转化为系统的内能，即系统的机械能不守恒，故B错误；木块压缩弹簧过程中，系统受到水平向右的弹力作用，合外力不为零，系统的总动量不守恒，故C错误；木块压缩弹簧过程中，由子弹、木块和弹簧组成的系统，只有系统内的弹力做功，所以系统的机械能守恒，故D正确。所以AD正确，BC错误。‎ ‎7.古时有“守株待兔”的寓言，倘若兔子受到的冲击力大小为自身体重2倍时即可导致死亡，如果兔子与树桩的作用时间为0.2s，则被撞死的兔子其奔跑速度可能是：（g=‎10m/s2）( )‎ A. ‎‎1.5‎m/s B. ‎2.5m/s C. ‎3.5m/s D. ‎4.5m/s ‎【答案】D ‎【解析】‎ 设兔子的速度方向为正，能使兔子致死的力F=-2mg，兔子的运动视为匀减速，说明作用力为恒力；时间为0.2s，末动量为零；则由动量定理可知：-Ft=0-mv；解得：；故只有速度大于‎4m/s，兔子才会死亡，故只有D符合题意；故选D．‎ ‎8.在图中所示的四种典型电场的情况中，电场中、两点的电场强度和电势都相等的是（ ）‎ A. 图（甲）中平行板电容器带电荷，极板间除边缘附近处的任意两点 B. 图（乙）中两个等量异号点电荷的连线上，与连线中点等距的任意两点 C. 图（丙）中离点电荷等距的任意两点 D. 图（丁）中两等量异号点电荷的连线的中垂线上,与连线中点等距的任意两点 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 等势面上各点的电势相等，沿电场线方向电势逐渐降低；场强既有大小又有方向．‎ ‎【详解】电容器间的电场为匀强电场，因为沿电场线方向上电势逐渐降低，可知a点的电势高于b点的电势，故A错误。沿电场线方向上电势逐渐降低，a点的电势高于b点，故B错误。以点电荷为球心的球面是等势面，可知a、b两点电势相等，但是ab两点的场强大小相等，方向不同，故C错误。根据两个等量同种电荷等势面的分布情况可知，在两电荷连线的中垂线上与连线中点等距的任意两点电势相等，场强相等，故D正确。故选D。‎ ‎9.一个静止的铀核，放射一个粒子而变为钍核，在匀强磁场中的径迹如图所示，则正确的说法( )‎ A. 1是，2是钍 B. 1是钍，2是 C. 3是，4是钍 D. 3是钍，4是 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 一个静止的铀核发生衰变后变为钍核，粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据动量守恒定律知，两粒子的动量大小相等，速度方向相反，都为正电，根据左手定则，为两个外切圆；根据，因两粒子的动量大小相等、磁感应强度B相同，则电量大的轨道半径小，知1是钍核的径迹，2是粒子的径迹，B正确，ACD错误，选B．‎ ‎【点睛】衰变生成的新核与粒子动量守恒，根据左手定则判断粒子的受力方向，从而判断出是内切圆还是外切圆．‎ ‎10.有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法( )‎ A. 点火后即将升空的火箭。因火箭还没运动，所以加速度一定为零 B. 高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车。轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大 C. 运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶。高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大 D. 汽车匀速率通过一座拱桥。因为汽车做的是曲线运动，加速度不为零 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 点火后即将升空的火箭，虽然速度还为零，但因其合外力不为零，加速度不为零，A错误；轿车紧急刹车时速度变化很快，由可知，其加速度很大，B正确；高速行驶的磁悬浮列车，虽然速度很大，若其不变化，则加速度为零，C错误；汽车匀速率过拱桥时，汽车做曲线运动，汽车速度方向时刻变化，其加速度不为零，D正确．‎ ‎11.关于下列四幅图说法正确的是（ ）‎ A. 玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运行轨道的半径不是任意的，是某一固定值 B. 光电效应产生的条件为：光强大于临界值 C. 电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性 D. 发现少数α粒子发生了较大偏转，说明金原子质量大而且很坚硬 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ A、由图和玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，A正确；‎ B、光电效应产生的条件为：入射光的频率大于金属的截止频率， B错误；‎ C、衍射是波的特有现象，电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，C正确；‎ D、少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的几乎全部质量和所有正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转，D错误；‎ 故选AC。‎ ‎12.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是　　‎ A. 一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光 B. 一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为eV C. 用能量为eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D. 用能量为eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、氢原子从能级低的基态向能级高的激发态跃迁必须吸收能量；故A错误。B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，根据可知，能放出3种不同频率的光，然而一个处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能放出2种不同频率的光子；故B错误。C、一群氢原子从n=3向n=1的能级发出的光子的能量最大为，因锌的逸出功是3.34ev，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为EKm=12.09-3.34=8.75eV；故C正确。D、能量为10.3eV小于电离能13.6eV，因此此光子照射不能使处于基态的氢原子电离；故D错误。故选C。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道什么是电离，以及能级的跃迁满足hγ=Em-En，注意吸收光子是向高能级跃迁，释放光子是向低能级跃迁，同时掌握吸收或释放能量要正好等于能级之差．‎ 二、实验题 ‎13.在“验证动量守恒定律”的实验中：‎ ‎（1）在确定小球落地点的平均位置时通常采用的做法是用圆规画一个尽可能小的圆把所有的落点圈在里面,圆心即平均位置 ，其目的是减小实验中的______________．‎ ‎（2）入射小球每次必须从斜槽上_______滚下，这是为了保证入射小球每一次到达斜槽末端时速度相同．‎ ‎（3）入射小球的质量为，被碰小球的质量为m2，在m‎1m2时，实验中记下了O、M、P、N四个位置(如图所示)，若满足_____________(用m1、m2、OM、OP、ON表示)，则说明碰撞中动量守恒；若还满足_________________(只能用OM、OP、ON表示)，则说明碰撞前后动能也相等．‎ ‎【答案】 (1). 偶然误差 (2). 同一位置由静止开始 (3). (4). OP＝ON－OM ‎【解析】‎ ‎（1）由于落点比较密集，又较多，每次测量距离很难，确定落点平均位置的方法是最小圆法，用圆规画一个尽可能小的圆把所有的落点圈在里面，圆心即平均位置，这样可以减小偶然误差； （2）为了保证小球每次到达斜面末端时速度相同，应让小球每次从同一位置由静止滑下； （3）设落地时间为t，则有：v1=，v′1=，v′2= 而动量守恒的表达式是：m1v1=m1v1′+m2v2′ 所以若两球相碰前后的动量守恒，则有：m1•OM+m2•ON=m1•OP 成立； 若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有：m1v12=m1v1′2+m2v2′2 即m1•OM2+m2•ON2=m1•OP2成立 联立可得：OP=ON-OM；‎ 点睛：验证动量守恒定律实验中，质量可测，而瞬时速度较难．因此采用了落地高度不变的情况下，水平射程来反映平抛的初速度大小，所以仅测量小球抛出的水平射程来间接测出速度．过程中小球释放高度不需要，小球抛出高度也不要求．最后可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒；根据机械能守恒定律可明确机械能是否守恒．‎ ‎14.根据所学知识填空：‎ ‎（1）有一游标卡尺，用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是________cm．‎ ‎（2）用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图2所示的读数是________mm．‎ ‎（3）某电阻丝R的额定电压为3V，为测量其电阻值，某同学先用多用电表粗测其电阻．用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×‎10”‎档位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“________”档位（选填“×‎100”‎或“×‎1”‎），然后进行欧姆调零，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图3所示，则此段电阻丝的电阻为________Ω．‎ ‎【答案】 (1). 3.335 (2). 3.265 (3). ×1 (4). 12.0‎ ‎【解析】‎ ‎(1)游标卡尺的主尺读数为‎33mm，游标读数为0.05×‎7mm=‎0.35mm，所以最终读数为‎33.35mm，即‎3.33cm；‎ ‎(2) 螺旋测微器的固定刻度读数为‎3.0mm，可动刻度读数为0.01×‎26.5mm=‎0.265mm，所以最终读数为：‎3.0mm+‎0.265mm=‎3.265mm；‎ ‎(3) (3)指针的偏转角度太大则说明电阻小，要用换小量程的选×1，其阻值为：12.0×1=12.0Ω.‎ 三、计算题（写出必要的文字说明和演算过程）‎ ‎15.质量M=‎0.5kg的木块静止在光滑的水平面上，一颗质量m=‎10g、速度大小v0=‎800m/s的子弹沿水平方向射入木块．子弹从木块穿出时的速度大小减为原来的1/8．求：‎ ‎（1）子弹穿透木块的过程中，阻力对子弹的冲量大小；‎ ‎（2）子弹穿出后，木块的速度大小．‎ ‎【答案】（1）7N•s；（2）‎14m/s； ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）对于子弹穿透木块的过程，根据动量定理求阻力对子弹的冲量大小；（2）木块原来静止在光滑的水平面上，子弹穿透木块的过程，子弹和木块组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，由动量守恒定律求子弹穿出后，木块的速度大小．‎ ‎（1）子弹从木块穿出时的速度大小为：‎ 以子弹为研究对象，取子弹的初速度方向为正方向，由动量定理得：‎ 解得：，则阻力对子弹的冲量大小为7N•s ‎（2）对子弹和木块组成系统，取子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：‎ 解得子弹穿出后，木块的速度大小为：‎ ‎【点睛】对于打击过程，关键要掌握其基本规律：系统的动量守恒．解题时，要注意选取正方向，特别是速度方向有变化时，要用符号表示出速度的方向．‎ ‎16.如图所示，在某一足够大的真空室中，虚线PH的右侧是一磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧是一场强为E、方向水平向左的匀强电场．在虚线PH上的点O处有一镭核（Ra)．某时刻原来静止的镭核水平向右放出一个质量为m、电荷量为q的粒子而衰变为质量为M、电荷量为Q氡核(Rn)，设粒子与氡核分离后它们之间的作用力及重力忽略不计，涉及动量问题时，亏损的质量可不计．‎ ‎(1)写出镭核衰变为氡核的核反应方程；‎ ‎(2)经过一段时间粒子刚好到达虚线PH上的A点，测得= L．求此时刻氡核的速度为多大．‎ ‎【答案】（1）；（2） ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）核反应方程为 ‎（2）设衰变后，氡核的速度为 v0，α粒子速度为 vα，由动量守恒定律得Mv0=mVα，‎ ‎ α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，到达A点需要的时间为 ， qvαB＝ ‎ 氡核在电场中做匀加速直线运动，t时刻速度为v=v0+at， 氡核的加速度为，‎ 由以上各式解得 ‎ ‎17.下列说法正确的是___________‎ A. 处于完全失重的水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果 B. 液体与固体接触处的附着层都有收缩的趋势 C. 液体与气体接触处的表面层都有收缩的趋势 D. 毛细管插入浸润液体中管内液面会上升 E. 毛细管插入不浸润液体中管内液面会上升 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】处于完全失重的水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果，选项A正确；附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体表现出扩张的趋势，液体与固体间表现为浸润；附着层内分子间的距离大于r0时，液体表现出收缩的趋势，表现为不浸润。故B错误。液体与气体接触表面层内液体分子间距比液体内分子间距大，表现为引力，所以液体与气体接触处的表面层都有收缩的趋势。故C正确；毛细管插入跟它浸润的液体中时，管内液面上升，插入跟它不浸润的液体中时，管内液面降低，故D正确，E错误；故选ACD.‎ ‎18.一定质量的理想气体，状态从A→B→C→A的变化过程可用如图所示的P—V图线描述，气体在状态C时温度为TC=300K，求：‎ ‎（1）气体在状态A时的温度TA，并比较A、B状态时气体的温度；‎ ‎（2）若气体在A→B过程中吸热500J，则在A→B过程中气体内能如何变化？变化了多少？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎（1）从A到B，根据理想气体的状态方程可得，‎ 代入数据解得；‎ 从B到C，根据理想气体状态方程得：，解得，‎ 故；‎ ‎（2）气体在A→B过程压强不变， ，‎ 由热力学第一定律可得，即，‎ 可得，即增加了200J；‎ ‎【点睛】本题考查理想气体状态方程和热力学第一定律的应用，分析清楚气体状态变化过程，应用理想气体状态方程与热力学第一定律可以解题，应用热力学第一定律解题时注意各物理量的正负．‎ ‎19.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻波传播到平衡位置位于x=‎5m处的质点B，平衡位置位于x=‎1m处的质点A在t=0.9s时第三次出现在波峰，关于该简谐波，下列说法正确的是___________‎ A. 波长为‎5m B. 波速为‎10m/s C. 频率为2.5HZ D. 从t=0到t=0.9s的过程中，A质点的路程为‎0.4m E. t=0.6s时，平衡位置位于x=‎6m处的质点C第二次位于波峰 ‎【答案】BCE ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由图得到波长，根据质点A的振动得到周期，从而求得频率和波速；根据质点A的振动得到路程，由波速得到质点C的振动时间，从而得到质点C的振动。‎ ‎【详解】由图可得：波长λ=‎4m，故A错误；根据波向右传播可得：t=0时，质点A在平衡位置向上振动，故由t=0.9s时质点A第三次出现波峰可得：周期T=0.4s；故频率f＝1/T＝2.5Hz，故C正确；根据波长和周期可得：波速v＝＝‎10m/s，故B正确；由C可知：从t=0到t=0.9s的过程中，A质点的路程为‎9A=‎45cm=‎0.45m，故D错误；根据波向右传播可得：波前向上振动，故由波速可得：t=0.1s时波传到质点C，故在t=0.1s时质点C开始振动，在平衡位置向上振动；由周期T=0.4s可得：t=0.6s时，平衡位置位于x=‎6m的质点C第二次位于波峰，故E正确；故选BCE。‎ ‎【点睛】机械振动问题中，一般根据振动图或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程。‎ ‎20.如图所示，半圆表示一半径为R的半圆柱玻璃体的横截面，以圆心O为坐标原点建立直角坐标系。现有一束平行光垂直于y轴射人半圆柱玻璃体，其中从A点入射的光线通过玻璃体后，与x轴交于P点，已知OA=R，OP=R。‎ ‎（1）求该玻璃体的折射率；‎ ‎（2）使垂直于y轴入射的光都能从玻璃柱圆弧面射出，求入射点的范围。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ I、作入射光的光路图，由几何关系可知，；‎ 折射角，又 ‎，‎ 由几何关系可知，△BOP为等腰三角形，故 该玻璃体的折射率 II、垂直于y轴入射的光，在圆弧面的入射角等于临界角C时，发生全反射而不能从玻璃柱射出，设此时光线入射点为M，光路图如图 因此，该束平行光入射的范围．‎ ‎【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题．‎