【解析】北京101中学2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题含解析.doc

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1、北京101中学2017-2018学年下学期高二年级期末考试物理试卷一、选择题1.关于一定质量的气体，下列叙述正确的是（ ）A. 气体体积增大时，其内能一定减少B. 外界对气体做功，气体内能一定增加C. 气体从外界吸收热量，其内能一定增加D. 气体温度升高，其分子平均动能一定增加【答案】D【解析】一定量的气体，气体体积增大时，对外做功的同时如果吸收热量，其内能不一定减少故A错误；若外界对气体做功同时放出热量，则气体的内能不一定增加故B错误若气体吸热的同时对外做功，则气体的内能不一定增加故C错误；温度是分子平均动能的标志，温度升高，则其分子的平均动能一定增加，故D正确；选D.2.如图1所示，一束光

2、线从玻璃射向空气，入射角为45。已知该束光从玻璃射向空气时的临界角为42，下列四幅光路图中正确的是（ ）A.B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】玻璃的临界角为C=420由图光线从玻璃射入空气时入射角为i=45C，所以光线将在玻璃与空气的界面上发生全反射，光线全部反射回玻璃，则A正确。故选A。3.下列说法正确的是（）A. 用光导纤维传播信号是利用了光的全反射B. 光学镜头上的增透膜利用了光的衍射现象C. 偏振光可以是横波，也可以是纵波D. 雨后天晴，马路上的油膜在阳光照耀下出现的彩色现象是光的衍涉现象【答案】A【解析】【详解】用光导纤维传播信号是利用了光的全反射，选项A正确；光学镜头上的

3、增透膜利用了光的干涉现象，选项B错误；偏振光只能是横波，不可以是纵波，选项C错误；雨后天晴，马路上的油膜在阳光照耀下出现的彩色现象是光的干涉现象，选项D错误；故选A.4.在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则图2中的I-U图线可能正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】试题分析：光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大光电管加反向电压

4、情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，入射光的频率越高，对应的截止电压越大，由于入射光的频率没有变，故遏止电压相同，即图线与横轴的交点相同由于a光的光强大于b光的光强，所以a的饱和电流大于b的饱和电流故A故符合要求，故A正确5.根据玻尔的原子模型，一个氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时，该氢原子（）A. 吸收光子，能量减小B.

5、 放出光子，能量减小C. 放出光子，核外电子动能减小D. 吸收光子，核外电子动能不变【答案】B【解析】【详解】一个氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级，即从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少，电子的轨道半径减小，根据可知，核外电子的动能增加；故选B。【点睛】此题主要考查波尔理论的知识，知道高能级向低能级跃迁，释放光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子6.对下列各原子核变化的方程，表述正确的是（）A. 是核聚变反应B. 是衰变C. 是核裂变反应D. 是衰变【答案】A【解析】【详解】A方程是轻核的聚变方程，选项A正确；B方程也是轻核聚变方程，选项B错误；C方程是衰变方程，选项C错误；D方程是重核的

6、裂变方程，选项D错误；故选A.7.麦克斯韦电磁场理论告诉我们（）A. 任何电场周围都要产生磁场B. 任何变化的电场都要在周围空间产生变化的磁场C. 任何变化的电场都要在周围空间产生恒定的磁场D. 周期性变化的电场要在周围空间产生周期性变化的磁场【答案】D【解析】【详解】根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；均匀变化的电（磁）场只能产生恒定不变的磁（电）场，周期性变化的电场要在周围空间产生周期性变化的磁场，故ABC错误，D正确，故选D.【点睛】注意麦克斯韦的电磁场理论是变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场其中的变化有均匀变化与周期性变化之分，要分别说明.8.下列

7、叙述中符合历史史实的是（ ）A. 玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱B. 汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构C. 卢瑟福根据粒子散射实验的现象，提出了原子的能级假设D. 贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构【答案】A【解析】玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱，选项A正确； 汤姆孙发现电子，表明原子具有复杂的结构，选项B错误； 卢瑟福根据粒子散射实验的现象，提出了原子的核式结构理论，选项C错误； 贝克勒尔发现了天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构理论，选项D错误；故选A.9.如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为556，其原线圈两端接入如图3乙所示的正弦交流电，副线圈通过电

8、流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是（ ） A. 变压器输入电压的最大值是220VB. 若电流表的示数为0.50A，变压器的输入功率是12WC. 原线圈输入的正弦交变电流的频率是100HzD. 电压表的示数是【答案】B【解析】【详解】由图乙可知交流电压最大值Um=220V；故A错误；输入电压的有效值为220V，根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数为U=220V=24V，电压表的示数是24V流过电阻中的电流为0.5A，变压器的输入功率是：P入=P出=UI=240.5W=12W故B正确；变压器不改变频率，由图乙可知交流电周期T=0.02s，可由周期求出

9、正弦交变电流的频率是50Hz，故C错误；电压表的示数为24V；故D错误；故选B。【点睛】根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。10.图是用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开开关S。在图所示的图象中，可能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】试题分析：闭合开关的瞬间，电感的

10、电阻很大，灯泡中有一定的电流通过，过一段时间，电感的电阻减小，电感与灯泡并联的两端电压减小，故灯泡中的电流变小，选项AD均错误；当时间再延长，灯泡的电流稳定在某一值上；当断开开关时，电感产生自感电动势，电感中的电流与原来的电流方向相同，它与灯泡组成的电路中，感应电流沿逆时针方向，而灯泡中原来的电流沿顺时针方向，故灯泡中的电流比稳定时要小一些，然后电流随自感电动势的减小而慢慢减小到0，故选项B正确，C错误。考点：自感电动势。【名师点晴】对于电感线圈，它通直流，阻交流，当电路中的电流发生变化时产生一定的阻杭，阻碍电流的这种变化；当刚接通电路时，电感线圈会产生电动势阻碍这种电流增大，当断开时，电感线

11、圈又会产生电动势阻碍这种电流的减小。11.下列说法正确的是 （）A. 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B. 分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C. 在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素D. 当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大【答案】AC【解析】【详解】显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性，选项A正确；当分子间距离为r0时，分子间作用力最小，所以当分子间距离从大于r0处增大时，分子力先增大后减小，故B错误；在真空、高温条件下，可以利用分子扩散

12、向半导体材料掺入其他元素，选项C正确；当温度升高时，分子的平均动能变大，但是物体内每一个分子热运动的速率不一定都增大，选项D错误；故选C.12.a、b两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O射向空气，其光路如图所示。下列说法正确的是（ ）A. a光由玻璃射向空气发生全反射时的临界角较小B. 该玻璃对a光的折射率较小C. b光的光子能量较大D. b光在该玻璃中传播的速度较大【答案】BC【解析】【详解】由光路图可知，a、b 两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O 射向空气，b光发生全反射，a光未发生全反射，可知b光发生全反射的临界角较小，a光发生全反射的临界角较大，故A错误。根据si

13、nC=1/n得，a光的临界角较大，则a光的折射率较小，故B正确。a光的折射率小，则a光的频率小，b光的折射率大，则b光的频率大，根据E=hv知，b光的光子能量较大，故C正确。根据v=c/n得，b光的折射率较大，则b光在该玻璃中传播的速度较小，故D错误。故选BC。【点睛】解决本题的关键知道折射率、频率、临界角、在介质中传播速度之间的关系，通过临界角的大小比较出折射率是解决本题的突破口13.静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图则（）A. 轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向里B. 轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C. 轨迹l是

14、新核的，磁场方向垂直纸面向外D. 轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里【答案】AD【解析】【详解】原子核发生衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，动量的方向相反，大小相等；由半径公式（P是动量），分析得知，r与电荷量成反比，粒子与新核的电量大小分别为e和ne（n为新核的电荷数），则粒子与新核的半径之比为：ne：e=n：1所以半径比较大的轨迹1是衰变后粒子的轨迹，轨迹2是新核的。新核沿逆时针方向运动，在A点受到的洛伦兹力向左，由左手定则可知，磁场的方向向里。由以上的分析可知，选项AD正确，BC错误。故选AD。【点睛】该题即使没有说明是衰变也可根据粒子的速度的方向相反和两个粒子的运动的轨迹

15、由左手定则可以分析判断粒子的带电的情况其中要注意的是电子的动量与新核的动量大小相等二、实验题14.“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa和bb分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针Pl和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使_（选填选项前的字母）。A. P3只挡住Pl的像B. P4只挡住P2的像C. P3同时挡住Pl、P2的像D. P4同时挡住Pl、P2、P3的像【答案】CD;【解析】【详解】根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻

16、璃砖的交点，即为折射光线。实验的过程中，要先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，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像。故AB错误，CD正确。故选CD。【点睛】用插针法测定玻璃砖折射率时，要知道实验的原理及实验的步骤，同时要使得大头针间的距离和入射角都应适当大些，可减小角度引起的相对误差，提高精度。15.用如图所示的装置测光的波长。（1）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动

17、测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为_mm，求得相邻亮纹的间距x为_mm。（2）已知双缝间距d = 2.0104m，测得双缝到屏的距离l = 0.700m，由计算式 _，求得所测红光波长为_nm。【答案】 (1). 13.870; (2). 2.310; (3). ; (4). ;【解析】【详解】（1）根据图示，第一亮条纹处的读数：螺旋测微器固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为32.00.01mm，两者相加为2.320mm第六亮条纹处的读数：固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为37.00.01mm，两者相加的读数为：13.870mm，所以x=2.31

18、0mm（4）根据x=知=代入数据得：=6.610-7m=660nm【点睛】该题考查测量双方干涉条纹的宽度，解决本题的关键掌握条纹的间距公式，以及会对螺旋测微器正确读数三、计算题16.如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝数n=100，线圈的总电阻r=0.20，线圈在磁感强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO匀速转动，角速度100rad/s。线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8的定值电阻连接。（计算时取3）（1）从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式；（2）求此发电机在上述工作状

19、态下的电流表示数；（3）求从线圈经过中性面开始计时，经过周期时间通过电阻R的电荷量。【答案】(1) （2） (3) 【解析】【详解】（1）线圈产生感应电动势的最大值Em=nBabbc解得：Em=150V感应电动势随时间变化的表达式e=Emsint=150sin300t（V）（2）线圈中感应电动势的有效值EV106V电流的有效值 即电流表示数为15V；（3）根据法拉第电磁感应定律有： 根据欧姆定律得： 又：qt联立解得：q=0.10C【点睛】本题关键是要能够区分交流的有效值、瞬时值、最大值和平均值，求解电表读数用有效值，求解电量用平均值17.美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的

20、物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据。密立根的实验目的是：测量金属的遏止电压Uc。入射光频率v，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性。如图所示，是根据某次实验作出的Uc图像，电子的电荷量e=1.61019C。试根据图像和题目中的已知条件： （1）写出爱因斯坦光电效应方程（用Ekm 、h、W0表示）；（2）由图像可知这种金属的截止频率c；（3）若图像的斜率为k，写出普朗克常量的表达式，并根据图像中的数据求出普朗克常量。【答案】（1） (2) (3) 【解析】【详解】（1）光电效应方程： （2）由图像可知，当UC

21、=0时，该金属的截止频率： （3）由光电效应方程： 可得h=ke即：18.一个静止的钚核Pu自发衰变成一个铀核U和另一个原子核X，并释放出一定的能量。其核衰变方程为： 。（1）方程中的“X”为?（2）钚核的质量为239.0522 u，铀核的质量为235.0439 u，X核的质量为4.0026 u，已知1u相当于931MeV，则：该衰变过程放出的能量是多少MeV？假设钚核衰变释放出的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核的动能约为多少MeV？【答案】(1) (2) , 【解析】【详解】（1）根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为4，电荷数为2，为.（2）该衰变过程放出的能量：E=m1-（m2+

22、m3）c2=（239.0522-235.0439-4.0026）9315.31MeV由Ek=p2/2m可得，Ek铀:Ekx=mx:m铀=4:235 则Ekx=5.3235/2395.22MeV19.直流电动机的工作原理可以简化为如图所示的情景，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。轨道端点MP间接有直流电源，电源内阻不计；电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v0（v0平行于MN）向右做匀速运动，通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。求：（1）物体重力；（2）从宏观角度看导体棒由于运动切割

23、磁感线，产生动生电动势，该电动势总是削弱电源的电动势，我们把这个电动势称为反电动势；试证明：电流克服反电动势做功的功率等于该“电动机”提升重物所增加的机械功率；求出该“电动机”提升重物的机械效率。【答案】(1)BIL(2) 【解析】【详解】（1）棒ab受到的安培力 物体重力G=mg=BIL （2）证明：克服反电动势做功为 重物增加的机械能： 因为mg=BIL所以：W1=E，得证；电动机输入功率：P1=EI电动机输出功率： 又 可得：，则电动机的机械效率为：20.一个光源以P0=1.5W的功率向四周均匀地发射能量。在离光源距离R=3.5m处放置一钾箔,钾的逸出功W=2.2eV，假设入射光的能量是

24、连续平稳地传给钾箔，光的平均波长为。假设照射到钾箔上面的光能被钾箔完全吸收。（1）根据爱因斯坦的光子说和质能方程，证明光子动量P=，（是普朗克常量）。（2）假设照射在钾箔上的能量能被钾箔完全吸收，求：钾箔在垂直入射光方向上单位面积受到光平均作用力的表达式（用题目中的物理符号表示）。按照经典电磁理论，钾箔只需吸收足够的能量就可以逐出电子，若一个要被逐出的电子收集能量的圆形截面的半径约为一个典型原子的半径m，求：电子将被逐出的时间。根据你的计算结果，你认为经典电磁理论在解释光电效应现象时是否合理？谈谈你的看法。【答案】(1) (2) , , 由于光电效应现象中产生光电子的时间极短，几乎不需时间累积

25、，因此经典电磁理论在解释光电效应现象具有局限性，不合理。【解析】【详解】（1）由： 可得：由可得金属的逸出功：（2）根据爱因斯坦的光子说：由质能方程：得光子动量：，得证；a.钾箔在垂直入射光方向上的单位面积上的功率：t时间内钾箔单位面积上吸收的个数：，光子动量：，由动量定理：可得钾箔在垂直于入射光方向上单位面积上受到光的平均作用力：；b.一个电子在单位时间内吸收的能量：逐出电子需要的时间为t，需要的能量设为E0，有：可得：由于光电效应现象中产生光电子的时间极短，几乎不需时间累积，因此经典电磁理论在解释光电效应现象具有局限性，不合理。ASDFESAQ!#%FWQQ!QAaaazzx33456#$!%ASDFESAQ!#%FWQQ!QAaaazzx33456#$!%