吉林省吉林市第一中学2021-2022学年高二下学期期中考试物理（答案版）

吉林一中2021-2022 学年度下学期期中考试高二物理（理科）试卷 一、单项选择题（本题共8 小题，每小题3 分，共24 分。在每小题给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的） 1. 以下说法中不正确的是（ ） A. 图甲是 粒子散射实验示意图，当显微镜在 、 、 、 中的 位置时荧光屏上接收到的 粒子数 最多。 B. 图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从 能级跃迁到 能级时吸收了一定频率的光子能量。 C. 图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是 正电荷。 D. 图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性。 【答案】B 【解析】 【 分析】 【详解】A．图甲是 粒子散射实验示意图，当显微镜在 、 、 、 中的 位置时荧光屏上接收到 的 粒子数最多，所以A 正确，不符合题意； B．图乙是氢原子的 能级示意图，氢原子从 能级跃迁到 能级时释放了一定频率的光子能量，所 以B 错误，符合题意； C．图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的 是正电荷，所以C 正确，不符合题意； D．图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性，所以D 正确，不符合 题意； 故选B。 2. 如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（ ） A. 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线II 是月球上的单摆共振曲线 B. 若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为 C. 若图线I 的摆长约为 ，则图线I 是在地球表面上完成的 D. 图线II 若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为 【答案】D 【解析】 【详解】A．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，因为图线Ⅰ单摆的固有频率较小，则固有周期 较大，根据 可知，周期大的重力加速度小，则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线。故A 错误； B．若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等，因为固有频率比为2：5，则固有周 期比为5：2，根据 知摆长比为25：4，故B 错误； CD．图线Ⅱ若是在地球表面上完成的，则固有频率为0.5Hz，则 解得 L=1m 故C 错误，D 正确； 故选D。 3. 下述说法正确的是（ ） A. 位移为零，速度一定也为零 B. 当加速度与速度方向相同且减小时，物体做减速运动 C. 速度改变越快，加速度越大 D. 质点的速度增大，加速度一定为正 【答案】C 【解析】 【详解】A．位移是物体初末位置的有向线段，物体的位移为零时物体的速度不一定为零，故A 错误； B．当加速度与速度方向相同且减小时，物体做加速运动，故B 错误； C．加速度是描述速度变化快慢的物理量，所以速度改变越快，加速度越大，故C 正确； D．当质点速度和加速度都为负值时，速度也在增大，故D 错误． 故选C． 4. 把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的同心 圆环，对这些亮暗圆环的相关阐释合理的是（ ） A. 远离中心点处亮环的分布较疏 B. 用白光照射时，不会出现干涉形成的圆环 C. 是透镜曲面上反射光与透镜上方平面上的反射光干涉形成的 D. 与同一亮环相对应的空气薄膜的厚度是相同的 【答案】D 【解析】 【详解】A．远离中心点处亮环的 分布较密，A 错； B．用白光照射时，仍能出现干涉形成的圆环，B 错； C．是空气膜也即透镜曲面上反射光与玻璃平面上的反射光干涉形成的，C 错； D．当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，与同一亮环相对应的各处空气薄膜的厚度是相同的，故D 正确 故选D。 5. 一列波长大于 1m 的横波沿着 x 轴正方向传播，处在 x1=1m 和 x2=2m 的两质点 A、B 的振动图像如图所 示。由此可知（ ） A. 波长为 m B. 波速为 1m/s C. 3s 末 A、B 两质点的位移相同 D. 1s 末 A 质点的振动速度大于 B 质点的振动速度 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AB．波从A 向B 传播，AB 间的距离 Δx=(n＋ ）λ，n=0，1，2，… 由于，波长大于1m，则n 只能取0，即有 Δx= λ 波长 λ= m 波速为 v= = m/s A 正确；B 错误； C．3s 末A、B 两质点的位移分别为yA=-2cm，yB=0，位移不同，C 错误； D．由振动图像读出，1s 末A 质点的位移yA=2cm，处于波峰，速度最小，B 质点的位移yB=0，处于平衡位 置，速度最大，所以1s 末A 质点的速度小于B 质点的速度，D 错误。 故选A。 6. 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。比 如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、 γ 射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法正确 的是（ ） A. 氡的半衰期为3.8 天，若取4 个氡原子核，经7.6 天后就剩下一个氡原子核了 B. β 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的 C. γ 射线一般伴随着α 或β 射线产生，在这三种射线中，α 射线的穿透能力最强，电离能力最弱 D. 发生α 衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4 【答案】B 【解析】 【详解】A．原子核的衰变是随机的，半衰期是一个统计规律，氡的半衰期为3.8 天，若取4 个氡原子核， 经7.6 天后，即两个半衰期，不一定剩下一个原子核，故A 错误； B．β 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故B 正确； C．γ 射线一般伴随着α 或β 射线产生，在这三种射线中，γ 射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C 错 误； D．发生α 衰变时，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了4，电 荷数减小了2，中子数减小了2，故D 错误。 故选B。 7. 彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成。彩虹 形成的示意图如图所示，一束白光L 由左侧射入水滴，a、b 是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后 的两条出射光线（a、b 是单色光）。下列关于a 光与b 光的说法正确的是（ ） A. 水滴对a 光的 折射率小于对b 光的折射率 B. a 光在水滴中的传播速度大于b 光在水滴中的传播速度 C. 用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a 光相邻的亮条纹间距小于b 光的相邻亮条纹间距 D. a、b 光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，a、b 光第一次进入水滴发生折射时，a 光的折射角较小，即 再根据折射率公式 可得 A 错误； B．根据折射率与光在介质中传播速度的关系 可得 B 错误； C．双缝干涉相邻亮条纹间距公式 因为 则可得（把a 光看成紫光，b 光看成红光） 即a 光相邻的亮条纹间距小于b 光的相邻亮条纹间距，C 正确； D．a、b 光在水滴中传播的速度减小，光的频率不变，由 则波长都比各自在真空中传播的波长要短，D 错误。 故选C。 8. 一个X 核与一个氚核结合成一个氦核时放出一个粒子Y，由于质量亏损放出的能量为△E，核反应方程 是 ；Y 可以通过释放一个电子而转化为质子．下列说法中不正确的是（ ） A. Y 是中子 B. 可以俘获Y 发生裂变反应 C. 是原子核的人工转变方程 D. 核反应 中亏损的质量为 【答案】C 【解析】 【详解】A、由题意，由于Y 可以释放一个电子而转化为质子，即可判断出Y 是一个中子，质量数是1，电 荷数是0；故A 正确．B、由于Y 是核反应的过程中释放出的中子，所以 可以俘获Y 发生裂变反应； 故B 正确．C 、X 的质量数：m=4+1-3=2 ；电荷数：n=2+0-1=1 ；所以X 核是氘核；所以 是轻核的聚变；故C 不正确．D 、根据爱因斯坦质能方程可知，核反应 中亏损的等于 ；故D 正确．本题选择不正确的故选C． 【点睛】该题考查核反应方程、爱因斯坦质能方程、以及轻核的聚变、重核的裂变，属于对原子与原子核 物理中基础知识的考查，在平时的学习过程中多加积累即可． 二、多项选择题（本题共4 小题，每小题4 分，共16 分。在每小题给出的四个选项中，有 多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分） 9. 关于核反应方程 （ΔE 为释放的核能，X 为新生成的粒子），已知 的半衰 期为1.2 min，则下列说法正确的是（ ） A. 此反应为β 衰变 B. 核和 Th 核具有相同的质量 C. 具有放射性 D. 64 g 的 经过6 min 还有1 g 尚未衰变 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．根据核反应方程质量数和电荷数守恒可判断出X 为 ，所以此反应为β 衰变，故A 正确； B． 核与 核的质量并不同，故B 错误； C．根据化学元素周期表及化学知识知， 为放射性元素，故C 正确； D．利用半衰期公式 解得m 余=2 g，故D 错误。 故选AC。 10. 图（a）为一列简谐横波在t=2s 时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在x=1.5m 处的质点的振动图像， P 是平衡位置为x=2m 的质点。下列说法正确的是（ ） A. 波速为0.5m/s B. 0~2s 时间内，P 向y 轴正方向运动 C. 0~2s 时间内，P 运动的路程为8cm D. 当t=7s 时，P 恰好回到平衡位置 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．从图中可得波长 λ=2m 周期 T=4s 波速为 故A 正确； B．t=2s 时，x=1.5m 处的质点向下运动，故波的传播方向向左，0~2s 时间内，P 向y 轴负方向运动，故B 错误； C．0～2s 时间内，经过了半个周期，P 运动的 路程为 故C 正确； D．t=2s 时，x=2m 处的质点P 位于波谷，从t=2s 到t=7s 经过时间 所以当t=7s 时，质点P 恰好回到平衡位置，故D 正确。 故选ACD。 11. 氢原子的能级如图所示，一个处于n=3 能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（ ） A. 氢原子可能发出3 种不同频率的光 B. 已知钾的逸出功为2.22eV，则氢原子能从n=3 能级跃迁到n=2 能级释放的光子不能从金属钾的表面打出 光电子 C. 氢原子从n=2 能级跃迁到n=1 能级释放的光子能量最小 D. 氢原子由n=3 能级跃迁到n=1 能级时，产生的光的频率最高，波长最短 【答案】BD 【解析】 【详解】A．一个处于n=3 能级的氢原子向低能级跃迁，最多可辐射出两种频率的光子，即 3→2 2→1 故A 错误； B．氢原子能从n=3 能级跃迁到n=2 能级释放的光子能量为 E32 =-1.51 eV -（-3.40）eV =1.89eV<2.22eV 则氢原子能从n=3 能级跃迁到n=2 能级释放的光子不能从金属钾的表面打出光电子，故B 正确； C．氢原子从n=3 能级跃迁到n=2 能级，能级差最小，释放的光子能量最小，故C 错误； D．从n=3 的能级跃迁到n=1 的能级时，能级差最大，辐射出的光的频率最高，波长最短，故D 正确。 故选BD。 12. 某质点做直线运动，现以出发点为坐标原点，以运动方向为 轴正方向，质点运动的 图像如图所 示，则（ ） A. 质点做匀加速直线运动 B. 质点的初速度为 C. 质点做匀加速直线运动且加速度为 D. 从 处运动到 处所用的时间 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】ABC．根据匀变速直线的运动规律 可知，推导出 再结合图像，可知该质点做初速度不为零的匀加速直线运动，由图像可知斜率 则 图像截距 故AC 正确，B 错误； D．根据匀变速直线的运动的平均速度 结合图像信息求出从 坐标处运动到 的平均速度 根据 得 故D 正确。 故选ACD。 三、实验题（本题共2 小题，共14 分） 13. 如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC 的三棱镜， 并确定AB 和AC 界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2， 再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。 （1）此后正确的操作步骤是________。 A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像 C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像 D．插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3 （2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）。为测量该种玻璃的折射率， 两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路图和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量 ED、FG 的长度便可正确计算出折射率的是图________（填“乙”或“丙”），所测玻璃折射率的表达式 n＝________（用代表线段长度的字母ED、FG 表示）。 【答案】 ①. BD . ②丙 ③. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]此后正确的操作步骤是：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4 挡住P1、P2的像和P3，B、D 正确。 （2）[2]能够仅通过测量ED、FG 的长度便可正确计算出折射率的是图丙。 [3]根据折射定律 14. 用双缝干涉测光的波长。实验装置如图甲，单缝与双缝的距离 ，双缝与屏的距离 ，单缝宽 ，双缝间距 。用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心 的距离。转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心（如图乙），记下此时 手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度。 （1）分划板的中心刻线分别对准第1 条和第4 条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1 条 时读数 ___________ ，对准第4 条时读数 ___________ ，相邻两条纹间的距离 _____ ______ 。（计算结果保留四位有效数字） （2）求得该光波的波长为___________ 。（计算结果保留三位有效数字） 【答案】 ①. 2.190 . ②7.865 . ③1.892 . ④676 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1][2][3]图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为 则最终读数为 同理，对准第4 条时读数为 相邻亮纹的间距 （2）[4]根据双缝干涉条纹的间距公式 代入得 四、计算题（本题共4 小题，共46 分） 15. 如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC 边入射，经棱镜折射后从AC 边射出。已知 ，光在真空中的传播速度为c。求： （1）该棱镜材料的折射率； （2）光在棱镜中的传播速度。 【答案】（1） ；（2） 。 【解析】 【详解】（1）作出完整的光路如图 根据几何关系可知： ，所以 因为 ，所以 又： 解得： 根据折射定律有： 解得： （2）光在棱镜中的传播速度： 16. 图中的 是一列正弦波在某时刻的波形曲线， 是 后它的波形曲线。试求这列波可能的传播速度。 【答案】若波向右传播，波传播的速度 ，(n=1,2,3……)；若波向做传播，波传播的速度 ，(n=1,2,3……) 【解析】 【详解】由图知，波的波长 若波向右传播，根据题意在t=0.2s 波传播了 ，n=1,2,3…… 则波传播的速度 ，(n=1,2,3……) 若波向左传播，根据题意在t=0.2s 波传播了 ，n=1,2,3…… 则波传播的速度 ，(n=1,2,3……) 17. 2 个质子和1 个中子结合可以生成氦3，反应方程式为 ，已知每个质子的质量为 1.007277u，中子的质量为1.008665 u，氦核的质量为3.002315 u，试求氦3 的结合能. 【答案】 或 【解析】 【详解】粒子结合前后的质量亏损为 方法一：由爱因斯坦质能方程得，结合能为 . 方法二：由于1u 相当于931.5 MeV，则结合能为 . 18. 利用弹射装置将可以视为质点的A 球以大小为 的速度竖直向上从地面弹出，经过一段时间 后从离A 球被弹出的位置高度为 的位置释放另一个小球 两球在运动过程中始终在同一竖 直线上，忽略空气阻力，重力加速度 。求： （1）若在A 球被弹出的同时释放B 球，问经过多长时间 两球会在A 球上升的过程中相遇； （2）若在A 球被弹出后4 s 再释放B 球，则 两球相遇时他们的位置离地面的高度是多少。 【答案】（1）3 s；（2）105 m 【解析】 【详解】（1）若在A 球被弹出的同时释放B 球，在上升的过程中两球相遇，则有 两小球的位移分别为 联立解得 （2）A 球被弹出后经过 到达最高点，其上升高度为 在A 球被弹出4 s 后再释放B 球，则B 球在A 球被弹出后第5 s 内下降的高度为 由于 故 球应在A 球的下降阶段相，取向下为正方向，设释放B 球后经过时间 后 两球相遇，相遇时 两球的位移之和为h，有 联立解得 所以 两球相遇时离地面的高度为