1、河南省郑州市中牟县第一高级中学2019-2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）一、单选题(共8小题,每小题4分,共32分)1.居室装修中经常用到的花岗岩都不同程度地含有放射性元素（含铀、钍等），会释放出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道疾病.根据有关放射性知识判断下列说法中正确的是（ ）A. 射线是发生衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个B. 射线是发生衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了1个C. 射线是发生衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了 1个D. 在、三种射线中. 射线的穿透能力最强、电离能力最弱【答案】D【解析】【详解
2、】A射线是发生衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2个，质子数减少2个，穿透能力最弱，电离能力最强，A错；B射线是发生衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数不变，质子数增加1个，B错；CD射线是原子发生衰变或者衰变后原子处于高能级状态，原子核由高能级向低能级跃迁时放出的，穿透能力最强，电力能力最弱，C错D对。故选D。2.已知太阳内部进行激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为3.81026 J，则可算出（ ）A. 太阳的质量约为4.2106 tB. 太阳的质量约为8.4106 tC. 太阳的质量每秒钟减小约为4.2106 tD. 太阳的质量每秒钟减小约为8.4106 t【答案
3、】C【解析】【详解】由质能方程知太阳每秒钟内因辐射能量而失去的质量为m4.2109kg4.2106t。故选C。3.2017年11月17日，“中国核潜艇之父”黄旭华获评全国道德模范，颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑。下列有关核反应的说法错误的是（）A. 目前核潜艇是利用重核裂变提供动力B. 重核裂变反应中一定有质量亏损C. ，式中d2D. 铀核裂变后生成的新核比铀核的比结合能小【答案】D【解析】【分析】本题考查对裂变反应的理解。【详解】A目前世界上的核潜艇都是利用重核裂变提供动力，A正确，不符合题意；B重核裂变释放能量，一定存在质量亏损，B正确，不符合题意；C由核反应中质量数守恒可
4、知d2，C正确，不符合题意；D铀核裂变后生成的新核更稳定，比结合能比铀核的比结合能大，D错误，符合题意。故选D。4.一个静止的放射性同位素的原子核衰变成，另一个也静止的天然放射性原子核衰变成，在同一磁场中得到衰变后粒子的运动轨迹1、2、3、4，如图所示，则这四条运动轨迹对应的粒子依次是（ ）A. 电子、正电子B. 、电子、正电子、C. 、正电子、电子、D. 正电子、电子【答案】B【解析】【详解】放射性原子核放出正电子时，正粒子与反冲核的速度方向相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆.而放射性原子核放出电子时，电子与反冲核的速度方向相反，而电性相反，则两个粒
5、子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆.放射性原子核放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，由轨迹半径，可得轨迹半径与电荷量成反比，而正电子和电子的电荷量比反冲核的电荷量小，则正电子和电子的轨迹半径比反冲核的轨迹半径都大，故运动轨迹1、2、3、4依次对应的粒子是、电子、正电子、.A电子、正电子，与结论不相符，选项A错误；B、电子、正电子、，与结论相符，选项B正确；C、正电子、电子、，与结论不相符，选项C错误；D正电子、电子，与结论不相符，选项D错误5.关于线状谱，下列说法中正确的是( )A. 每种原子处在不同温度下的线状谱不同B. 每种原子处在不同的物质中的线状谱不同C. 每种原子在任何
6、条件下的线状谱都相同D. 两种不同的原子的线状谱可能相同【答案】C【解析】【详解】每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，故C正确ABD错误。故选C。6.为了减少光学元件的反射损失,可在光学元件表面镀上一层增透膜,利用薄膜的干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n,厚度为d,它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消,那么绿光在真空中的波长0为A. B. C. 4dD. 4nd【答案】D【解析】本题考查薄膜干涉设绿光在膜中的波长为，则由d=/4，得=4d；则绿光在真空中的波长为：0=n=4nd故选D点睛：光的透射能力是由薄膜的厚度
7、决定，当厚度正好使得两反射光的光程差等于半个波长，出现振动减弱的现象此时光的透射性最强7.如图所示为实验室中一单摆的共振曲线，由共振曲线可知（）A. 则该单摆的摆长约为2mB. 共振时单摆的振幅为12cmC. 若增大摆球的质量，则单摆的固有频率将增大D. 若增大摆球的质量，则单摆的固有频率将减小【答案】B【解析】【分析】本题考查受迫振动及对共振图像的理解，并会根据周期求单摆摆长。【详解】A读图，单摆周期为2s，秒摆摆长为1m，故A错误；B如图所示，共振时振幅为12cm，故B正确；CD单摆固有频率与摆球质量无关，故CD错误。故选B。8.摆球质量相等的甲、乙两单摆悬挂点高度相同，其振动图象如图所示
8、，选悬挂点所在水平面为重力势能的参考面，由图可知（）A. 甲、乙两单摆的摆长之比是B. ta时刻甲、乙两单摆的摆角相等C. tb时刻甲、乙两单摆的势能差最小D. tc时刻甲、乙两单摆的速率相等【答案】A【解析】【分析】本题考查根据振动图像分析简谐振动【详解】A由题图可知又因为T2所以摆长之比为，A正确；B由于两摆线长度不同，在ta时刻离开平衡位置位移相等，两个单摆的摆角不相等，B错误；C因为甲的摆线短、摆幅大，所以甲上升的最大高度大于乙的，在tb时刻，乙在平衡位置(最低处)，而甲在最高处，因此两者的势能差是最大的，C错误；D由于甲偏离平衡位置高度差大于乙的，所以tc时刻甲经过平衡位置时的速率大
9、于乙的，所以D错误。故选A。二、多选题(共4小题，每小题4分，共16分)9.核安全是核电站面临的严峻的问题核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，一旦侵入人体，就会潜伏在人体肺部、骨骼等组织细胞中，破坏细胞基因，提高患癌症的风险已知钚的一种同位素半衰期为24100年，其衰变方程为X，下列有关说法正确的是（）A. X原子核中含有143个中子B. 100个经过24100年后一定还剩余50个C. 由于衰变时释放巨大能量，根据Emc2，衰变过程中总质量增加D. 衰变发出的射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力【答案】AD【解析】【分析】本题考查衰变现象的理解。【详解】A根据电荷数、质量数守恒
10、知，X的电荷数为92，质量数为235，则中子数为143，故A正确；B半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，故B错误；C由于衰变时释放巨大能量，根据Emc2，衰变过程总质量减小，故C错误；D衰变发出的射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，故D正确。故选AD。10.下列关于电磁场的说法正确的是()A. 只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波B. 匀速运动的电子束周围一定存在电磁场，即能产生电磁场C. 周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场D. 历史上，电磁场的理论在先，实践证明在后【答案】CD【解析】【分析】本题的
11、考点是电磁场理论【详解】A如果是均匀变化的电场则产生恒定的磁场，而恒定的磁场不再产生电场，就不能由近向远传播，即不能形成电磁波，A错误；B匀速运动的电子束，形成稳定的电流，在周围空间产生稳定的磁场，不会再激发出电场，B错；C周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场，C对；D麦克斯韦提出了电磁场的理论，后来赫兹用实验证实了电磁场的存在D对【点睛】考查对麦克斯韦电磁理论的历史、理论的内容的掌握11.美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h。电子电量用e表示，下列说法正确的是（
12、）A. 入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片P应向M端移动B. 增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大C. 由图像可知，这种金属的截止频率为D. 由图像可求普朗克常量表达式为【答案】CD【解析】【详解】A入射光频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏制电压时，应使滑动变阻器的滑片P向N端移动，A错误；B根据光电效应方程知，光电子最大初动能与入射光的强度无关，B错误；CD根据解得则当遏止电压为零时，故CD正确。故选CD。12.如图所示，甲为一列简谐波在t3.0s时刻波的图象，Q为x4m的质点，乙为甲图中P质点的振动图象，则下列说法正确的是()A. 此波沿x轴负方
13、向传播B. t8.0s时，P点位移为2cmC. 若障碍物的尺寸大于12m，则该波不能发生明显衍射现象D. 该波能与另一列频率为4Hz的简谐波发生稳定的干涉现象【答案】ABC【解析】【分析】本题考察根据振动图像和波动图像分析质点和波的运动以及对干涉、衍射现象的理解。【详解】At3.0s时P质点向y轴正方向振动，由“上下坡法”知此波沿x轴负方向传播，A正确；B由题图可知这列波周期T4s，波长12m，得波速v3m/s从t3.0s到t8.0st5.0sP振动到正向最大位移处，B正确；C产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多，C正确；D根据波产生干涉的条件：频率相等，该波频率为Hz，
14、故不能发生稳定干涉现象，D错误。故选AB。三、实验题(每空2分,共14分)13.(1)如图为小金在进行“探究单摆摆长和周期关系”实验时，用秒表记录下单摆50次全振动所用时间，由图可知该次实验中50次全振动所用时间为_s(2)如图所示.他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狹缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，他这样做的主要目的是_ (单选）A.便于测量单摆周期B.保证摆动过程中摆长不变C.保证摆球在同一竖直平面内摆动(3)小金同学以摆线的长度（L)作为纵坐标，以单摆周期的平方（T2）作为横坐标，作出L-T2的图像如图所示，则其做出的图线是_ (填“图线1”、“图线2”或“图线3
15、”）若作出的图线的斜率为k，能否根据图像得到当地的重力加速度？_ (若不可以，填“否”；若可以求出，则写出其表达式）【答案】 (1). 99.8 (2). B (3). 图线2 (4). 42k【解析】【详解】(1) 1秒表的读数为90s+9.8s=99.8s，即50次全振动所用时间；(2) 2用一块开有狹缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这样做主要是为了防止小球在摆动过程中把摆线拉长，故B正确；(3)34根据单摆周期可得，故应为图线2；根据图象斜率，所以14.在“用插针法测玻璃砖折射率“的实验中，玻璃砖的ab边与ab边相互平行，aa边与bb边不平行某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的
16、两条边线aa和bb，如图所示 （1）实验时，先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO接着，眼睛在玻璃砖的 _ （选填“同一侧”、“另一侧”）观察所插的两枚大头针P1和P2，同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线 （2）实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上？ _ （填“是”或“否”） （3）下列操作可以减小实验误差的是 _ （填字母代号） A适当增大大头针P1、P2的间距 B选择玻璃砖相互平行的ab、ab边来测量 C选用尽可能细的笔画线 D使AO的入射角接近于90【答案】 (1). 另一侧 (2). 否 (3). AC【解析】【详解】（1）1实验时，先在玻璃砖
17、的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO；接着，眼睛在玻璃砖的另一侧观察所插的两枚大头针P1和P2，同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线；（2）2实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上，而不是针帽；（3）3大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些，故A正确作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故B错误为了准确确定入射光线和折射光线，选用尽可能细的笔画线，故C正确为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好，但不是接近90，故D错误故选AC.四、计算题(共4小题，10+10+10+
18、8，共38分)15.已知在t1时刻简谐横波的波形如图中实线所示；在时刻t2该波的波形如图中虚线所示t2-t1 = 0.02s求：该波可能的传播速度若已知T t2-t12T，且图中P质点在t1时刻的振动速度方向向上，求可能的波速若0.01sT0.02s，且从t1时刻起，图中Q质点比R质点先回到平衡位置，求可能的波速【答案】（1）向右传播时，v=100（3n+1）m/s （n=0，1，2，）；向左传播时，v=100（3n+2）m/s（n=0，1，2，）；（2）500m/s；（3）400m/s【解析】【详解】（1）若简谐横波是向右传播，在t2-t1内波形向右匀速传播最短距离为；根据波的周期性得波传播
19、的距离为x=(n+)，（n=0，1，2，）波速 （n=0，1，2，）同理可得若该波是向左传播的，可能的波速v=100（3n+2）m/s（n=0，1，2，）（2）P质点速度向上，说明波向左传播，Tt2-t12T说明这段时间内波是向左传播了个波长，则由第（1）问波速表达式v=100（3n+2）m/s（n=0，1，2，）可知，n取1得到v=500m/s（3）“Q比R先回到平衡位置”，说明波是向右传播的由题0.01sT0.02s即也就是Tt2-t12T则这段时间内波只可能向右传播了个波长，由第（1）问波速表达式v=100（3n+1）m/s（n=0，1，2，）可知，n取1，得到v=400m/s16.如图
20、所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，腰长为a，A=90一束细光线沿此截面所在平面且平行于BC边的方向射到AB边上的中点，光进入核镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射试求：该棱镜材料的折射率n光从AB边到AC边的传播时间t（已知真空中的光速为c）【答案】 【解析】设光从AB边射入时，折射角为，射到AC面上N点时，入射角为，光路图如图所示：根据折射定律 光在AC边上恰好全反射：sin = 根据几何关系+=90，联立解得： 由图中几何关系可得MN之间的距离为：x= 由（1）可解得：sin=用表示光在棱镜内的传播速度v=光从AB边到AC边的传播时间为： 17.已知原子核的质量为209.9828
21、7u，原子核的质量为205.97446u，粒子的质量为4.00260u，静止的核在衰变中放出粒子后变成核，求：(1)衰变过程中的质量亏损；(2)衰变过程中释放的能量；(3)衰变后的瞬间，粒子和的动能。【答案】(1)5.81103u；(2)5.41MeV；(3)5.31MeV；0.1MeV【解析】【分析】本题考查衰变核反应方程的理解以及衰变过程中的动量守恒。【详解】(1)衰变过程核反应方程式为衰变过程中质量亏损m(209.98287205.974464.00260)u0.00581u(2)衰变过程中释放的能量为E0.00581931MeV5.41MeV(3)衰变前后系统的动量守恒，衰变前的动量为
22、0，则根据动量守恒定律知，衰变后粒子和铅核的动量大小相等，方向相反即有ppPb，又Ek得又因核反应释放的能量只转化为两者的动能，根据能量守恒得EkEkPbE5.41MeV解得粒子从钋核中射出时的动能为Ek5.31MeV，EkPb0.1MeV18.用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压Uc与入射光的频率，得到Uc图象如图所示，根据图象求：（1）该金属的截止频率c；（2）普朗克常量h。（已知电子电荷量e1.61019C）【答案】（1）c5.01014Hz；（2）h6.41034Js。【解析】【分析】本题考查光电效应相关计算。【详解】(1)由图线的横截距可知c5.01014Hz(2)光电子的最大初动能Ekhhc根据动能定理得eUc0EkUc关系式为Ucc图线的斜率k由图线可知解得h6.41034Js