1、北京市东城区2018-2019学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）一、单项选择题1.下列电磁波中频率最高的是A. 红外线B. 射线C. 紫外线D. 无线电波【答案】B【解析】【详解】根据电磁波谱可知，射线的波长最短，所以射线的频率最高，而红外线的频率最低，故选项B正确，A、C、D错误。2. 处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有A. 1种B. 2种C. 3种D. 4种【答案】C【解析】试题分析：因为是大量处于n=3能级的氢原子，所以根据可得辐射光的频率可能有3种，故C正确。【考点定位】考查了氢原子跃迁【方法技巧】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级
2、间的能级差，知道数学组合公式的应用，另外需要注意题中给的是“大量”氢原子还是一个氢原子。【此处有视频，请去附件查看】3.为提出原子核式结构模型提供依据的实验或现象是A. 粒子散射实验B. 电子的发现C. 质子的发现D. 天然放射现象【答案】A【解析】【详解】A.卢瑟福根据粒子散射实验的现象，提出了原子核式结构模型，故选项A正确；BCD.电子的发现使人们认识到原子有复杂的结构；质子的发现说明了原子核是由质子和中子组成的；天然放射现象的发现使人们认识到原子核有复杂的结构，故选项B、C、D错误。4.一个氘核（）与一个氚核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程中A. 吸收能量
3、，生成的新核为B. 吸收能量，生成的新核为C. 放出能量，生成的新核为D. 放出能量，生成的新核为【答案】D【解析】【详解】根据爱因斯坦质能方程，可知在核聚变中存在质量亏损，则核反应过程中一定会释放大量的能量，根据核反应过程中质量数守恒可得，解得，根据核反应过程中核电荷数守恒可得，解得，故新核为是，故选项D正确，A、B、C错误。5.已知阿伏伽德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，水的密度为。则一个水分子的质量可以表示为A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】一个水分子的质量，故选项A正确，B、C、D错误。6.关于分子动理论，下列说法正确的是A. 液体分子的无规则运动被称为布朗运动B. 分
4、子间距离减小时，引力增大，斥力减小C. 物体温度升高，所有分子的热运动都加快D. 温度是物体分子热运动平均动能的标志【答案】D【解析】【详解】A.布朗运动是指悬浮在液体中颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，而是液体分子的无规则运动的间接反映，故选项A错误；B.分子间的引力和斥力总是同时存在，并且都随分子间的距离的减小而增大，斥力增大得快，故选项B错误；CD.温度是分子平均动能的标志，温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大，物体中分子热运动加剧，不是所有分子的热运动都加快，故选项D正确，C错误。7.关于热力学定律，下列说法正确的是A. 物体的内能跟物体的温度和体积有关B. 物体从外界吸收
5、热量，其内能一定增加C. 不违反能量守恒的宏观过程都可以发生D. 热量可以从低温物体传到高温物体而不产生其他影响【答案】A【解析】【详解】A.物体的内能跟物体的温度和体积有关，故选项A正确；B.做功和热传递都可以改变物体的内能，物体从外界吸收热量时，由热力学第一定律知，其内能不一定增加，还与做功情况有关，故选项B错误；C.热力学第二定律表明热学过程具有方向性，不违背能量守恒定律的宏观过程不都是能发生的，故选项C错误；D.根据热力学第二定律，不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化，故选项D错误。8.关于液体、固体的特性，下列说法不正确的是A. 叶面上的露珠呈球形是由于液体的表面
6、张力造成的B. 液体具有流动性是因为液体分子间没有相互作用力C. 石墨和金刚石表现出不同的物理特性是由于它们具有不同的晶体结构D. 固体中的绝大多数粒子只在各自的平衡位置附近做小范围的无规则振动【答案】B【解析】【详解】A.液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏，故存在液体的表面张力，叶面上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故选项A正确；B.液体没有确定的形状且有流动性，是因为液体分子作用力较小，分子位置不固定，故选项B错误；C.金刚石和石墨都是由碳原子组成的，只是排列方式不同，导致两种物质物理性质差异很大，所以石墨和金刚石表现出不同的物理特性是由于它们具有不同的晶体结构，故选项C正
7、确；D.固体的分子间的距离非常小，相互作用很大，分子在平衡位置附近做微小的无规则振动，故选项D正确；说法不正确的故选选项B。9.下列说法中正确的是A. 门镜可以扩大视野是利用光的色散现象B. 光导纤维传送光信号是利用光的衍射现象C. 照相机镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉现象D. 用标准平面检查光学平面平整程度是利用光的偏振现象【答案】C【解析】【详解】A.门镜可以扩大视野是利用了光的折射现象，故选项A错误；B.光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象，故选项B错误；C.照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，故选项C正确；D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用
8、了光的干涉，故选项D错误。10.如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是A. 玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B. 逐渐增大入射角，b光首先发生全反射C. 在玻璃中，a光的速度大于b光的速度D. 在真空中，a光的波长小于b光的波长【答案】D【解析】【详解】A.因为光的偏折程度大于光，所以根据折射定律得知玻璃对光的折射率大于对光的折射率，故选项A错误；B.根据全反射临界角公式知，光的临界角小于光的临界角，光首先发生全反射，故选项B错误；C.由可知，光折射率较大，则在玻璃砖中，光的速度小于光的速度，故选项C错误；D.根据折射率大，频率大，波长短
9、，可知光的折射率大于光的折射率，则光在真空中的波长小于光在真空中的波长，故选项D正确。11.用某种单色光照射某金属表面，发生光电效应。现将该单色光的光强减弱，则（ ）A. 可能不发生光电效应B. 光电子的最大初动能减少C. 单位时间内产生的光电子数减少D. 需要更长的照射时间才能发生光电效应【答案】C【解析】【详解】A、根据爱因斯坦光电效应方程可知能否发生光电效应与光照强度无关，故选项A错误；B、发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为，W为逸出功，由此可知光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大，与光照强度强弱，故选项B错误；C、光照强度减弱，单位时间内照射到金
10、属表面的光子数目减小，因此单位时间内产生的光电子数目减小，故选项C正确；D、某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项D错误；故选选项C。12.如图所示，理想变压器原线圈两端a、b接正弦交流电源，副线圈接有定值电阻。已知电压表示数为220V，电流表示数为0.20A，定值电阻阻值为44。则原、副线圈的匝数比为A. 1：5B. 51C. 1：25D. 25：1【答案】B【解析】【详解】设输入电压为，输出电压为，原线圈电流，副线圈的电流为，根据可得，解得，根据 可得，故选项B正确，A、C、D错误。13.如图甲所示，线圈与定值电阻R相连构成闭合回路，线圈内有垂直于
11、纸面向里的匀强磁场。已知线圈匝数为10匝，线圈电阻与定值电阻阻值相等，线圈中的磁通量变化规律如图乙所示。下列说法正确的是A. 通过R的电流方向由N指向MB. M点的电势低于N点的电势C. 线圈中磁通量的变化率为1.5Wb/sD. M、N两点间的电势差为2.5V【答案】D【解析】【详解】AB.由楞次定律可得感应电流的方向为逆时针，则点的电势比点的电势高，所以通过的电流方向由指向，故选项A、B错误；C. 线圈中磁通量的变化率为，故选项C错误；D.根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为，两点间的电势差为为，故选项D正确。14.如图所示为一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈M和N，线圈M通过开关S
12、1与电源相连接，线圈N与开关S2构成回路。当衔铁被铁芯吸引时，衔铁与触头接触；当铁芯不吸引衔铁时，衔铁在弹簧的作用下与触头断开。断开开关时，弹簧不能立即将衔铁拉起，从而达到延时作用。下列操作可以达到延时作用的是A. S1闭合、S2断开的情况下，断开S1B. S1断开、S2闭合的情况下，断开S2C. S1、S2均闭合的情况下，只断开S1D. S1、S2均闭合的情况下，只断开S2【答案】C【解析】【详解】A.S1闭合、S2断开的情况下，线圈有电流通过，会产生磁性，衔铁被铁芯吸引，衔铁与触头接触；断开S1，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈两端一定产生感应电动势，但没有感应电流，则没有延时释放的作用，故
13、选项A错误；B. S1断开、S2闭合的情况下，线圈没有电流通过，不会产生磁性，铁芯不吸引衔铁时，衔铁在弹簧的作用下与触头断开，故选项B错误；CD. S1、S2均闭合的情况下，线圈有电流通过，会产生磁性，衔铁被铁芯吸引，衔铁与触头接触；只断开S1，导致穿过线圈的磁通量减小变慢，根据楞次定律可知，产生有延时释放的作用；只断开S2，线圈有电流通过，衔铁仍然被铁芯吸引，衔铁与触头接触，故选项C正确，D错误。15.研究电磁感应现象时，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，将滑动变阻器的滑片向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以判
14、断A. 向上移动线圈A或将滑动变阻器的滑片向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B. 向上拔出线圈A中铁芯或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C. 将滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D. 因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向【答案】B【解析】【详解】A.由题意可知当向左加速滑动时，线圈中的电流应越来越小，则其磁场减小，此时线圈中产生了电流使指针向右偏转，故可知当线圈中的磁通量减小时，电流表指向右偏；线圈向上移动时线圈中磁通量减小，指针向右偏转；滑动变阻器滑动端向右加速滑动时，线圈中磁通量增大，故指针应向左偏转，故选项A错误；B.
15、当铁芯拔出或断开开关时，线圈中磁场减小，故线圈中磁通量减小，指针向右偏转，故选项B正确；C.滑片匀速运动时，线圈中也会产生变化的磁场，故线圈中同样会产生感应电流，故指针不会静止，故选项C错误；D.由以上分析可知选项D错误。二、填空题16.如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”实验中，在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。图中aa和bb分别是玻璃砖与空气的两个界面，O为直线AO与aa的交点。(1)下列步骤必要的有_。A插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像B插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像C插上大头针P4，使
16、P4仅挡住P3 D插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像(2)请你帮他完成光路图_。(3)写出计算玻璃砖折射率的表达式n=_（所需物理量请在图中标出）。【答案】 (1). BD (2). (3). 【解析】【详解】(1)该同学接下来要完成的必要步骤有：确定大头针的位置的方法是插上大头针；使能挡住、的像；确定大头针的位置的方法是大头针能挡住和、的像，故该同学接下来要完成的必要步骤有BD。(2) 完成光路图为：(3)光线与法线之间夹角为，光线与法线之间的夹角为，根据折射定律得玻璃砖的折射率的表达式为17.某同学用如图甲所示的双缝干涉实验仪测量光的波长。(1)实验中选用的双缝间距为d，双缝到
17、像屏的距离为L，在像屏上得到的干涉图样如图乙所示。已知分划板刻线在图乙中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则计算入射的单色光波长的表达式为=_。(2)分划板刻线在某明条纹中心位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为_mm。(3)用黄色滤光片做实验时得到了干涉图样，为使干涉条纹的间距变宽，可以采取的方法是_。A仅换用紫色的滤光片 B仅换用红色的滤光片C仅更换间距更大的双缝 D仅使像屏离双缝距离远一些【答案】 (1). ； (2). 31.10； (3). BD【解析】【详解】(1)相邻亮纹的间距为：，根据公式，则有；(2) 游标卡尺的主尺读数为3.1cm=31mm，游标尺上第2个刻度和主
18、尺上某一刻度对齐，所以游标读数为20.05mm=0.10mm，所以最终读数为31mm+0.10mm=31.10mm；(3)AB.根据双缝干涉条纹间距公式可知换用紫色的滤光片，波长减小，则相邻条纹间距减小；用红色的滤光片，波长增大，则相邻条纹间距增大，故选项B正确，A错误；C.根据双缝干涉条纹间距公式可知仅更换间距更大双缝，即增大，则相邻条纹间距减小，故选项C错误；D.根据双缝干涉条纹间距公式可知仅使像屏离双缝距离远一些，即增大，则相邻条纹间距增大，故选项D正确；18.某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小” 的实验。(1)下列实验步骤的正确顺序是_。(填写实验步骤前的序号) 往边长约为40 cm
19、的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。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。将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小。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。再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积。将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。(2)实验时将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液。每滴入75滴，量筒内的溶液增加1mL。如图所示为一滴溶液滴
20、入浅水盘中形成的油酸膜边缘轮廓。已知图中正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积约为_cm。根据以上数据，可估算出油酸分子的直径约为_m（结果保留一位有效数字）。【答案】 (1). ； (2). 110； (3). 【解析】【详解】(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液测定一滴酒精油酸溶液的体积 (题中的)准备浅水盘()形成油膜()描绘油膜边缘()测量油膜面积，计算分子直径()，即正确的顺序是；(2)面积超过正方形一半的正方形的个数为110个，则油酸膜的面积约为；每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积：，把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，因此其直径为三、论述计算题
21、19.一定质量的理想气体经过等温过程由状态A变为状态B。已知气体在状态A时压强为2105 Pa，体积为1m3。在状态B时的体积为2m3。(1)求状态B时气体的压强；(2)从微观角度解释气体由状态A变为状态B过程中气体压强发生变化的原因。【答案】(1) ；(2) 气体分子的平均动能不变，气体体积变大，气体分子的密集程度减小，气体的压强变小【解析】【详解】(1)气体由状态变为状态的过程遵从玻意耳定律，则有：解得状态的压强：(2)气体的压强与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关，气体经过等温过程由状态变化为状态，气体分子的平均动能不变，气体体积变大，气体分子的密集程度减小，气体的压强变小。20
22、. 如图所示，由同种材料制成的单匝正方形闭合导线框abcd位于竖直平面内，其下方有一匀强磁场区域，该区域的上边界水平，并与线框的ab边平行，磁场方向与线框平面垂直。已知磁场的磁感应强度为B，线框边长为L，线框质量为m，电阻为R。线框从磁场上方某高度处，由静止开始下落，恰能匀速进入磁场区域。求：（1）当ab边刚进入磁场时，线框的速度大小；（2）线框在进入磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量；（3）分析线框进入磁场过程中的能量转化情况。【答案】（1）v=（2）q=（3）见解析【解析】试题分析：（1）线框匀速进入磁场受力平衡：mg=FF=BIL I=E=BLv解得：v=（2）线框匀速进入磁场所用时间
23、：t=流经线框导线横截面的电荷量又已经知道联立解得：q=（3）线框匀速进入磁场过程，动能不变，重力势能减少mgL，转化为电能并最终以焦耳热的形式释放出去。考点：电磁感应的电动势电流和电荷量安培力的计算 能量转化21.如图所示为一种小型交流发电机的原理图，n匝矩形线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，ab边、cd边分别连在两个滑环K、L上，导体做的两个电刷分别压在滑环上。线圈ab边的边长为L1，bc边的边长为L2，线圈总电阻为r。线圈以恒定的角速度绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO匀速转动。用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。回路中其他电阻不计。(1)请你说明发电机线圈平面转至何位置时感应电动
24、势具有最大值，并推导此最大值的表达式。 (2)求线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热。【答案】(1)；(2) 【解析】【详解】(1)当线圈平面转至与磁场方向平行位置(图示位置)时，线圈中的感应电动势最大，设此时、边的线速度大小为则单匝线圈时边产生的感应电动势为： 边产生的感应电动势为：线圈产生的总感应电动势为： 由于： 则有： (2)线圈中感应电流的最大值： 感应电流的有效值：转动周期： 线圈转动一周回路产生的焦耳热：22.如图所示，固定在水平地面上的足够长光滑平行金属导轨MN、PQ处于竖直向下的匀强磁场中，两根质量均为m的相同金属棒ab、cd垂直放置在导轨上。ab棒以初速度v0沿导轨向
25、右运动，静止的cd棒也运动起来，且两棒始终未能相碰。忽略金属棒中感应电流产生的磁场。求cd棒最终获得的动能Ek【答案】【解析】【详解】以两根金属棒为研究系统，所受的合外力为零，最后以共同的速度向前运动根据动量守恒定律：棒最终获得的动能：23.卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存在一种不带电的粒子。为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用粒子轰击一系列元素进行实验，从而证实了中子的存在。为了测定中子的质量mn，查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰。实验中他测得碰撞后氢核的速率为3.3107m/s，氮核的速率为4.7106m/s。已知氮核质量与氢核质量的关系是，将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞，不考虑相对论效应。请你根据以上数据计算中子质量mn与氢核质量mH的比值（结果保留两位有效数字）。【答案】1.2【解析】【详解】设中子与氢核、氮核碰撞前的速率为中子与氢核发生完全弹性碰撞时，根据动量守恒定律有：根据能量守恒定律有：解得碰后氢核的速率：同理可得中子与氮核发生弹性碰撞后，氮核的速率：因此有：解得：