河北省邯郸市高二物理下学期期末试卷讲解

2016-2017学年河北省邯郸市曲周高二（下）期末物理试卷一．选择题（每题4分）1．以下说法中不正确的是（）A．简谐运动中回复力总指向平衡位置B．太阳光是偏振光C．电磁波是横波，它的传播不需要介质D．家电的遥控器是利用红外线的遥感2．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则（）A．声波频率不变，波长变小 B．声波频率不变，波长变大C．声波频率变小，波长变大 D．声波频率变大，波长不变3．一束可见光射到置于空气中的平行玻璃砖上，穿过玻璃砖后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示．如果光束b是蓝光，则光束a可能是（）A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光4．如图是一束单色光从某一介质进入空气介质中发生的现象，已知光在空气中的速度为c，则该单色光在该介质中的波速为（）A．c B． C．c D．5．很多公园的水池底部都装有彩灯，当一细束由红蓝两色组成的灯光，从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是（）A． B． C． D．6．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率1.5，所要消除的紫外线的频率ν=8.1×1014，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是（）A．9.25×10﹣8m B．1.85×10﹣7m C．1.23×10﹣7m D．6.18×10﹣8m7．如图所示，简谐横波a沿x轴正方向传播，简谐横波b沿x轴负方向传播，波速都是10，振动方向都平行于y轴，0时刻，这两列波的波形如图所示．下图是画出平衡位置在2m处的质点，从0开始在一个周期内的振动图象，其中正确的是（）A． B． C． D．8．如图所示，虚线和实线分别为甲乙两个弹簧振子做简谐运动的图象，已知甲乙两个振子质量相等，则（）A．甲乙两振子的振幅分别为2、1B．甲、乙两个振子的相位差总为πC．前2秒内甲乙两振子的加速度均为正值D．第2秒末甲的速度最大，乙的加速度最大9．当具有5.0能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5．为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为（）A．1.5 B．3.5 C．5.0 D．6.510．已知氢原子的基态能量为E1“激发态能量，其中2，3…．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氢原子从基态跃迁到2的激发态的光子的波长为（）A． B． C． D．11．如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动．下列关于其余各摆说法中正确的有（）A．各摆均做自由振动B．c摆的振幅最大C．摆长与a相差越大的，振幅越小D．各摆的振动周期与a摆相同12．如图所示，表示横波在某一时刻的图象，其波速是8，则下列说法中正确的是（）A．该波的周期为0.5sB．该波的振幅是5mC．从这一时刻开始经过1.75s，质点a经过的路程是70D．从这一刻开始经过1.75s，质点a向右移动的距离为14m13．关于波动，下列说法正确的是（）A．各种波均会发生偏振现象B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D．已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警14．下列说法中正确的是（）A．一群氢原子处于3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出二种频率的光子B．一个氢原子由3的激发态向低能级跃迁，最多可放出二种频率的光子C．实际上，原子中的电子没有确定的轨道，所以玻尔的氢原子模型是没有实际意义的D．α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构15．μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图所示为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为v1、v2、v3、v4、v5和v6的光，且频率依次增大，则E等于（）A．h（v21） B．h（v56） C．3 D．4二．实验16．如图所示，是用一主尺最小分度为1，游标上有20个分度的卡尺测量一工件的长度，结果如图所示．可以读出此工件的长度为．17．将一单摆装置竖直挂于某一深度h（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离为l，并通过改变l而测出对应的周期T，再以T2为纵轴、l为横轴作出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度．（1）利用单摆测重力加速度时，为了减小误差，我们利用秒表来测量单摆多次全振动的时间，从而求出振动周期．除了秒表之外，现有如下工具，还需的测量工具为A．天平B．毫米刻度尺C．螺旋测微器（2）如果实验中所得到的T2﹣L关系图象如图乙所示，那么真正的图象应是a、b、c中的．（3）由图象可知，小筒的深度m，当地的2．（4）某次秒表计时得的时间如图丙所示，则总时间为s．三．计算题18．一列波沿x轴正方向传播的简谐波，在0时刻的波形图如图所示，已知这列波在P出现两次波峰的最短时间是0.4s，求：（1）这列波的波速是多少？（2）再经过多少时间质点R才能第一次到达波峰（3）这段时间里R通过的路程是多少？19．用中子轰击锂核（36）发生核反应，产生氚和α粒子并放出4.8的能量．（1）写出核反应方程式；（2）求上述反应中的质量亏损为多少（保留两位有效数字）；（3）若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则α粒子和氚的动能之比是多少？20．半径为R的半圆形玻璃砖截面如图所示，O点为圆心，光线a沿半径方向进入玻璃后恰好在O点发生全反射，光线b平行于光线a，从最高点进入玻璃后折射到上的D点，已知光线a与的夹角为60°，求：（1）玻璃的折射率n为多少？（2）的长度是多少？2016-2017学年河北省邯郸市曲周一中高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一．选择题（每题4分）1．以下说法中不正确的是（）A．简谐运动中回复力总指向平衡位置B．太阳光是偏振光C．电磁波是横波，它的传播不需要介质D．家电的遥控器是利用红外线的遥感【考点】74：简谐运动的回复力和能量；G2：电磁波的产生；：光的偏振；I4：红外线的热效应和红外线遥控．【分析】理解回复力、横波、自然光与偏振光的概念，记忆电磁波特点和应用可迅速解决问题，找到正确答案【解答】解：A、简谐运动中，振动物体受到指向平衡位置的，与位移方向相反的力叫做回复力，故回复力总指向平衡位置，故A正确B、太阳发光出的光中包含所有振动方向的成分，故为自然光，不是偏振光，故B错误C、电磁波是横波，能在真空中传播，它的传播不需要介质，故C正确D、家电的遥控器是利用红外线的遥感，故D正确本题选不正确的，故选B2．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则（）A．声波频率不变，波长变小 B．声波频率不变，波长变大C．声波频率变小，波长变大 D．声波频率变大，波长不变【考点】F5：波长、频率和波速的关系；H3：光的折射定律．【分析】波从一种介质进入另一种介质时，频率不变．声波由空气进入水中，波速变大．【解答】解：声波由空气进入水中，波速变大，频率不变，由波速公式λf得知，声波的波长变大．故B正确．故选：B3．一束可见光射到置于空气中的平行玻璃砖上，穿过玻璃砖后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示．如果光束b是蓝光，则光束a可能是（）A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光【考点】H3：光的折射定律；I2：电磁波谱．【分析】一束复色光从空气斜射到厚平板玻璃（上、下表面平行）的上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，从而可确定折射率大小，进而确定频率关系即可解题．【解答】解：光从空气斜射到玻璃，因为玻璃上下表面平行，当第二次折射时折射光线与第一次折射入射光线平行．由于折射率不同，a光偏折较大，b光偏折较小．所以此玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，所以a的频率大于b的频率，故D正确，错误．故选D4．如图是一束单色光从某一介质进入空气介质中发生的现象，已知光在空气中的速度为c，则该单色光在该介质中的波速为（）A．c B． C．c D．【考点】H3：光的折射定律．【分析】由光路图确定出折射角和入射角，根据折射定律求出该介质的折射率n，则该单色光在该介质中的波速为．【解答】解：由图知，入射角30°，折射角为60°，则该介质的折射率为：该单色光在该介质中的波速为：故选：D．5．很多公园的水池底部都装有彩灯，当一细束由红蓝两色组成的灯光，从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是（）A． B． C． D．【考点】H3：光的折射定律．【分析】光线射到水面时一定有反射．红光的折射率比蓝光小，临界角比蓝光大，根据折射定律可分析折射角的关系，即可进行选择．【解答】解：光线射到水面时一定有反射，所以反射光中红光和蓝光都有，故D图不可能．由于红光的折射率比蓝光小，由临界角公式知，红光的临界角比蓝光大，所以在水面上若蓝光不发生全反射，则红光也一定不会发生全反射．故B图是不可能的．当两种色光都能折射到空气中时，根据折射定律知，红光与蓝光的折射率不同，在入射角相等时，折射角一定不同，故A不可能．综上，只有C可能，故C正确．故选：C．6．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率1.5，所要消除的紫外线的频率ν=8.1×1014，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是（）A．9.25×10﹣8m B．1.85×10﹣7m C．1.23×10﹣7m D．6.18×10﹣8m【考点】H9：光的干涉．【分析】为了减少进入眼睛的紫外线，要使入射光分别从该膜的前后两表面的反射光的叠加后加强以加强光的反射，结合波长、频率和波速的关系：λf求解．【解答】解：为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差（大小等于薄膜厚度d的2倍）应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2λ′（1，2，…）．因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的．紫外线在真空中的波长是λ3.7×10﹣7m，在膜中的波长是λ′2.47×10﹣7m，故膜的厚度至少是1.23×10﹣7m，故C正确，错误．故选：C．7．如图所示，简谐横波a沿x轴正方向传播，简谐横波b沿x轴负方向传播，波速都是10，振动方向都平行于y轴，0时刻，这两列波的波形如图所示．下图是画出平衡位置在2m处的质点，从0开始在一个周期内的振动图象，其中正确的是（）A． B． C． D．【考点】F5：波长、频率和波速的关系；F4：横波的图象．【分析】两列波的波速相等，波长相等，则频率相等，能发生干涉，根据叠加原理分析2m处的质点的振动情况和振幅，确定图象．【解答】解：由题，两列波的波速相等，波长相等，则频率相等，能发生干涉．过周期后，两列波的波峰同时到达2m处的质点，则此质点振动总是加强，振幅为两列波振幅之和，即为3，开始从平衡位置沿y轴正方向开始振动，所以图象B正确．故选B8．如图所示，虚线和实线分别为甲乙两个弹簧振子做简谐运动的图象，已知甲乙两个振子质量相等，则（）A．甲乙两振子的振幅分别为2、1B．甲、乙两个振子的相位差总为πC．前2秒内甲乙两振子的加速度均为正值D．第2秒末甲的速度最大，乙的加速度最大【考点】73：简谐运动的振动图象．【分析】由位移的最大值读出振幅．由图读出周期，求出频率．由图读出位移，根据简谐运动的特点：﹣分析加速度的正负．根据质点的位置分析速度的大小．【解答】解：A、由图读出，两振子的振幅A甲=2，A乙，故A正确；B、两振子的频率不相等，相位差为一变量，故B错误；C、前2秒内，甲的加速度为负值，乙的加速度为正值，故C错误；D、第2s末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处，加速度最大，故D正确故选：．9．当具有5.0能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5．为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为（）A．1.5 B．3.5 C．5.0 D．6.5【考点】：爱因斯坦光电效应方程．【分析】当光照射金属时，电子吸收能量后逸出金属表面，逸出电子叫光电子，这现象称光电效应．从金属表面逸出的电子具有最大的初动能等于入射光的能量与逸出功之差．【解答】解：由从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5．而入射光的能量为5.0．则该金属的逸出功为3.5．而不论入射光的能量如何变化，逸出功却不变．所以恰好发生光电效应时，入射光的能量最低为3.5．故选：B10．已知氢原子的基态能量为E1“激发态能量，其中2，3…．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氢原子从基态跃迁到2的激发态的光子的波长为（）A． B． C． D．【考点】J4：氢原子的能级公式和跃迁．【分析】分别求出基态和2激发态的能量，根据求出光子的波长．【解答】解：基态的氢原子能量为E1，2能级的原子能量为，根据得，．故A正确，B、C、D错误．故选A．11．如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动．下列关于其余各摆说法中正确的有（）A．各摆均做自由振动B．c摆的振幅最大C．摆长与a相差越大的，振幅越小D．各摆的振动周期与a摆相同【考点】7A：产生共振的条件及其应用；79：自由振动和受迫振动．【分析】5个单摆中，由A摆摆动从而带动其它4个单摆做受迫振动，则受迫振动的频率等于A摆摆动频率，当受迫振动的中固有频率等于受迫振动频率时，出现共振现象，振幅达到最大．【解答】解：a摆摆动，其余各摆也摆动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动频率均等于a摆的摆动频率，而由于a、c摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则c摆出现共振现象，振幅达到最大．正确，A错误．故选：．12．如图所示，表示横波在某一时刻的图象，其波速是8，则下列说法中正确的是（）A．该波的周期为0.5sB．该波的振幅是5mC．从这一时刻开始经过1.75s，质点a经过的路程是70D．从这一刻开始经过1.75s，质点a向右移动的距离为14m【考点】F5：波长、频率和波速的关系；F4：横波的图象．【分析】由图读出波长λ和振幅，由求出周期T．简谐波沿x轴正方向传播，判断出质点a的速度方向，根据时间与周期的关系，分析经过1.75s时a点通过的路程．质点a在一个周期内通过的路程等于4A．【解答】解：A、由图知，该波的波长为λ=4m，则周期为0.5s．故A正确．B、该波的振幅是5．故B错误．C、简谐波沿x轴正方向传播，根据波形平移法得知，此时a点向上运动．3.5，即3.5T，质点a在一个周期内通过的路程等于4A．则经过1.75s，质点a经过的路程是3.5×414×570．故C正确．D、a点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不向前移动．故D错误．故选13．关于波动，下列说法正确的是（）A．各种波均会发生偏振现象B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D．已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警【考点】H9：光的干涉；F3：横波和纵波；：光的衍射；：光的偏振．【分析】只有横波会发生偏振现象；白光在衍射和干涉实验中都会显现出彩色条纹；在声波传播过程中，各质点在自已的平衡位置附近振动，并不随声波而传播；地震波中同时有横波和纵波，而纵波的速度大于横波的速度．【解答】解：A、只有横波才能发生偏振现象，故A错误；B、用白光做单缝衍射与双缝衍射，都可以观察到彩色条纹，故B正确；C、声波在传播过程中，介质中质点的速度并不等于声波的传播速度，故C错误；D、已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警，故D正确．故选．14．下列说法中正确的是（）A．一群氢原子处于3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出二种频率的光子B．一个氢原子由3的激发态向低能级跃迁，最多可放出二种频率的光子C．实际上，原子中的电子没有确定的轨道，所以玻尔的氢原子模型是没有实际意义的D．α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构【考点】J3：玻尔模型和氢原子的能级结构．【分析】能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，不同的能级间辐射的光子频率不同．【解答】解：A、一群氢原子处于3的激发态向较低能级跃迁，可能放出3种不同频率的光子，故A错误．B、一个氢原子由3的激发态向低能级跃迁，最多可放出二种频率的光子，分别为3到2，与2到1，故B正确．C、原子中的电子没有确定的轨道，在空间各处出现的概率是不一定的，而玻尔的氢原子模型，却作出了定态与跃迁的假设，故C错误．D、α粒子散射实验，揭示了原子的核式结构模型，故D正确．故选：．15．μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图所示为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为v1、v2、v3、v4、v5和v6的光，且频率依次增大，则E等于（）A．h（v21） B．h（v56） C．3 D．4【考点】J4：氢原子的能级公式和跃迁．【分析】μ子吸收能量后向高能级跃迁，而较高能级不稳定会自发的向所有的较低能级跃迁，只有跃迁到基态后才能稳定，故辐射光子的种类．能级差越大，辐射的光子的频率越高．【解答】解：μ子吸收能量后从2能级跃迁到较高m能级，然后从m能级向较低能级跃迁，若从m能级向低能级跃迁时如果直接跃迁到基态1能级，则辐射的能量最大，否则跃迁到其它较低的激发态时μ子仍不稳定，将继续向基态和更低的激发态跃迁，即1、2、3…m任意两个轨道之间都可以产生一种频率的辐射光，故总共可以产生的辐射光子的种类6，解得4，即μ子吸收能量后先从2能级跃迁到4能级，然后从4能级向低能级跃迁．辐射光子的按能量从小到大的顺序排列为4能级到3能级，能级3到能级2，能级4到能级2，能级2到能级1，能级3到能级1，能级4到能级1．所以能量E与hν3相等，也等于h（v12）故正确．故选：．二．实验16．如图所示，是用一主尺最小分度为1，游标上有20个分度的卡尺测量一工件的长度，结果如图所示．可以读出此工件的长度为10.235．【考点】L3：刻度尺、游标卡尺的使用．【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．【解答】解：游标卡尺的主尺读数为：10.2102，游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为7×0.050.35，所以最终读数为：1020.3510.4010.235．故答案为：10.235．17．将一单摆装置竖直挂于某一深度h（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离为l，并通过改变l而测出对应的周期T，再以T2为纵轴、l为横轴作出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度．（1）利用单摆测重力加速度时，为了减小误差，我们利用秒表来测量单摆多次全振动的时间，从而求出振动周期．除了秒表之外，现有如下工具，还需的测量工具为BA．天平B．毫米刻度尺C．螺旋测微器（2）如果实验中所得到的T2﹣L关系图象如图乙所示，那么真正的图象应是a、b、c中的a．（3）由图象可知，小筒的深度0.30m，当地的9.862．（4）某次秒表计时得的时间如图丙所示，则总时间为66.3s．【考点】：用单摆测定重力加速度．【分析】（1）本实验要测量周期和筒的下端口到摆球球心之距离L，需要秒表和毫米刻度尺．单摆的周期与小球质量无关，不需要测量小球的质量．（2）根据单摆的周期公式推导出T2﹣L函数关系解析式，选择图象．（3）研究图象与坐标轴交点的意义，求出h和g．（4）秒表的读数等于小盘读数加上大盘读数．【解答】解：（1）本实验需要测量时间求出周期，并要测量筒的下端口到摆球球心的距离L，则所需的测量工具是毫米刻度尺．（2）由单摆周期公式得：2π得到：T2=当0时，T2=＞0，则真正的图象是a．（3）当T2=0时，﹣h，即图象与L轴交点坐标．﹣300.3m图线的斜率大小由图，根据数学知识得到4，解得π2=3.142=9.862（4）秒表的小盘读数为60s，大盘读数为6.3s，则时间为：60+6.3=66.3s．故答案为：（1）B；（2）a；（3）0.30，9.86；（4）66.3三．计算题18．一列波沿x轴正方向传播的简谐波，在0时刻的波形图如图所示，已知这列波在P出现两次波峰的最短时间是0.4s，求：（1）这列波的波速是多少？（2）再经过多少时间质点R才能第一次到达波峰（3）这段时间里R通过的路程是多少？【考点】F5：波长、频率和波速的关系；F4：横波的图象．【分析】（1）波在P出现两次波峰的最短时间等于周期，求出波的周期．由图象读出波长，求