河南省新郑市新郑高级中学2021-2022学年高二（下）期末模拟物理试题（三）

河南省新郑市新郑高级中学2021-2022学年高二（下）期末模拟物理

试题（三）

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一、单选题

1.关于电磁波的发射与接收，下列说法中正确的是（）

A.调频与调幅都是用高频载波发送信号，原理相同，无本质区别

B.解调是将低频信号加载到高频电磁波上进行发射传送的过程

C.手持移动电话与其他用户通话时，要靠较大的固定的无线电台转送

D.调谐就是将接收电路的振幅调至与电磁载波的振幅相同

2.—单摆做阻尼振动，则在振动过程中（）

A.振幅越来越小，周期也越来越小

B.振幅越来越小凋期不变

C.在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变

D.振动过程中,机械能不守恒，频率减小

3.在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼（翅膀）很快就抖动起来，而且

越抖越厉害.后来经过人们的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问

题.在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是（）

A.加大飞机的惯性B.使机体更加平衡

C.使机翼更加牢固D.改变机翼的固有频率

4.轮船在进港途中的XT图象如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪

O

A.

5.一个质量为〃，的木块放在质量为“的平板小车上，它们之间的最大静摩擦力是力％在劲度系

数和系数为k的轻质弹簧作用下，沿光滑水平面做简谐运动，为使小车能跟木块一起振动，不发生

相对滑动，则简谐运动的振幅不能大于（）

（M+m）九f

A.------D.-m-

kMkM

Ln（M+m）九

cC.--L）.---------------

kM

6.如图所示，在质量为帆的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为帆的A、B两物体，箱子

放在水平地面上。平衡后剪断A、8间细线，此后A将做简谐运动。当A运动到最高点时，木箱对

地面的压力为（重力加速度大小为g）（）

A

H

B

m

/777777#Z77777777777777777777AT7777

A.0B.mgC.2mgD.3mg

7.半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，。为圆心，光线I沿半径方向从。处射入玻璃

后，恰在。点发生全反射。另一条光线n平行于光线I从最高点b射入玻璃砖后，折射到上的

d点，测得。启1几则玻璃砖的折射率为（

)

A.n-yfnB.n=2C.y/\lD.n=3

8.某振动系统的共振曲线如图所示，下列说法正确的是（）

A.该振动系统的固有周期为0.3s

B.该振动系统的固有频率为0.3Hz

C.该振动系统做受迫振动时频率一定为0.3Hz

D.该振动系统做受迫振动发生共振时，驱动力周期一定为0.3s

9.核电池又叫“放射性同位素电池”，它将同位素在衰变过程中不断放出的核能转变为电能，核电

池已成功地用作航天器的电源.据此猜测航天器的核电池有可能采用的核反应方程是

A.+；）nB.+：＞〃—Ba+奈Kr+3：,"

C.+D.

10.一个质子与一个中子结合成一个笊核时释放2.2MeV的能量，两个中子和两个质子结合成一个

氮核时，释放28.3MeV的能量.现在把两个中子和两个质子先结合成笊核，再把两个笊核结合成

一个氢核，整个过程中释放的能量为（）

A.不知气核结合成氨核时释放的能量，无法判断

B.29.3MeV

C.26.1MeV

D.28.3MeV

11.有两个质量为，”的均处于基态的氢原子A、B,A静止，B以速度物与它发生碰撞。已知碰撞

前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收，从而使该原子由

基态跃迁到激发态，然后此原子向低能级跃迁，并放出光子。若氢原子碰撞后放出一个光子，已知

氢原子的基态能量为口（©<0）。则速度⑶可能为（）

二、多选题

12.一个质点做简谐运动的图像如图示，下列叙述中正确的是（）.

A.质点的振动频率为4Hz

B.在10s内质点经过的路程为20cm

3

C.在5s末，质点做简谐运动的相位为!■兀

D.t=l.5s和t=4.5s两时刻质点的位移大小相等，都是72cm

13.A、B两列波在某时刻的波形如图所示，经过t=TA时间（TA为波A的周期），两波再次出现

如图波形，则两波的波速之比VA：VB可能是（）

14.如图所示，两平行金属板A、B板间电压恒为U,一束波长为2的入射光射到金属板8上，使

B板发生了光电效应，已知该金属板的逸出功为W,电子的质量为〃?，电荷量为e,已知普朗克常

量为/?,真空中光速为c,下列说法中正确的是

A.入射光子的能量为力：

B.到达A板的光电子的最大动能为-W+eU

C.若增大两板间电压，B板没有光电子逸出

D.若减小入射光的波长一定会有光电子逸出

15.如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、"连接。用一定

频率的单色光。照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而且另一频率的单色光b照射该

光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转。下列说法正确的是（）

A.。光的频率一定大于b光的频率

B.电源正极可能与c•接线柱连接

C.用6光照射光电管时，一定没有发生光电效应

D.若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e-G-/

三实验题

16.如图所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率，填写下述实验步骤中的空白。

(1)用游标卡尺测出广口瓶瓶口内径d:

(2)在瓶内装满水；

(3)将刻度尺沿瓶口边缘插入水中；

(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的。刻度(即图中A点)，同时看到

水面上B点刻度的像9恰也A点的像相重合；

(5)若水面恰与直尺的C点相平，读出______和的长度；

(6)由题中所给条件，可以计算水的折射率为。

17.某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如下图所示。

Q)某同学经过粗略的调试后，出现了干涉图样,但不够清晰，以下调节做法正确的是

A.旋转测量头

B.移动光源

C.拨动金属拨杆

(2)该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，

如下图所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节。

A.仅左右转动透镜B.仅旋转单缝

C.仅旋转双缝D.仅旋转测量头

(3)如下图所示中条纹间距表示正确的是

9C9D9E

四、解答题

18.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻，波刚好传到E点，波形如图甲所示，若从该时刻

开始计时，已知质点尸振动周期为0.5s。

（1）判断此时刻质点P的振动方向和加速度方向。

（2）经过多长时间x=l1m处的质点。第二次到达波峰？

（3）若取质点。开始振动时为计时起点，在图乙中画出质点。的振动图像。

19.知某红宝石激光器发出的激光由空气斜射到折射率〃=&的薄膜表面，入射时与薄膜表面成45"

角，如图所示.已知真空中的光速c=3.0xl（）8m/s.

d

b----------------------------------------z

I

①求从O点射入薄膜中的光的折射角及速率；

②一般认为激光器发出的是频率为v的“单色光”.实际上它的频率并不是真正单一的.激光频率v

是它的中心频率，它所包含的率范围是AV（也称频率宽度）.如图.单色光照射到薄膜表面a,-

部分光从前表面反射回来（这部分光称为甲光），其余的光进入薄膜内部，其中的一小部分光从薄

膜后表面b反射回来，再从前表面折射出（这部分光称为乙光），甲、乙这两部分光相遇叠加而发

生干涉，称为薄膜干涉，乙光与甲光相比，要在薄膜中多传播一小段时间At.理论和实践都证明，

能观察到明显稳定的干涉现象的条件是：及的最大值Atm与AV的乘积近似等于1,即只有满足Atm

•△衿1才会观察到明显稳定的干涉现象.若该激光频率V=4.32X@4HZ,它的频率宽度ZW=

8.0x109Hz.试估算在如图所示的情况下，能观察到明显稳定干涉现象的薄膜的最大厚度dm.

20.1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是以太阳能电池将所接受的

太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的。已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为

8m2，正对太阳能产生120V的电压，并对车上的电动机提供10A的电流，电动机的直流电阻为4。，

而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为lO'W/m2.

(1)太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的，即在太阳内部持续不断地进行着

热核反应，4个质子聚变为1个氮核(；He)写出核反应方程；

(2)该车的太阳能电池转化太阳光能的效率%是多少？

(3)若质子、氢核、正电子的静止质量分别为%=1.6726x10-27kg,“％=6.6425x10-”kg,

牝=0.0009x10-”kg,则〃?=lkg的质子发生上述热核反应所释放的能量完全转化为驱动该车的输

出机械功，能够维持该车行驶的时间是多少？

(4)已知太阳每秒释放的能量为3.8、10叼，则太阳每秒减少的质量为多少千克？若太阳质量减少万

分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年？(太阳的质量为2xl()3，g,结果保留

一位有效数字)

21.如图，边长为L的正方体容器中装有透明液体，容器底部中心有一光源S,发出一垂直于容器

底面的细光束.当容器静止在水平面时液面与容器顶部的距离为工，光射出液面后在容器顶部O

2

点形成光斑.当容器沿水平方向做匀变速直线运动时，液面形成稳定的倾斜面，光斑偏离。点光

斑的位置与容器运动的加速度有关.己知该液体的折射率为6,重力加速度为g.

⑴通过计算分析液面倾角为45。时光能否射出液面；

(ii)当容器以大小为*g的加速度水平向右做匀加速运动时，容器顶部的光斑在0点左侧还是右侧?

并求出光斑与0点的距离.

22.在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次a衰变.放射出a粒

子()在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m、q分别表示a粒子的质量

和电荷量.

(1)放射性原子核用［X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该a衰变的核反应方程.

(2)a粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小.

(3)设该衰变过程释放的核能都转为为a粒子和新核的动能，新核的质量为M,求衰变过程的质

量亏损Am.

参考答案：

1.C

【详解】调频与调幅都是用高频载波发送信号，但是原理不同.故A错误.解调是接收电磁波过

程中的步骤，是将低频信号从高频载波信号中分离出来的过程.故B错误.手持移动电话与其他

用户通话时，要靠较大的固定的无线电台转送.故C正确.调谐是将接收电路的频率调至与电磁

波的频率相同.故D错误.故选C.

【点睛】解决本题的关键知道电磁波发射和接收的过程，对调制、调谐、解调等步骤不能混淆.

2.B

【详解】单摆做阻尼振动，其振幅越来越小，周期为7=2万与是否有阻尼无关，则周期不变，

故A项错误，B项正确.单摆做阻尼振动过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减少，即机械能

不守恒，通过某一位置的机械能越来越小，由于周期不变，则频率不变，故CD项错误.

3.D

【详解】飞机振动的原因是气流使机翼的振动周期与机翼的固有周期相互接近发生了共振现象，通

过装置一个配重杆的方法改变固有周期，从而避免共振的发生，D对；

4.A

【详解】匀速靠近港口的过程中，测量到的频率不随时间变化，但速度大时频率大，由X7图象可

知，轮船靠近港口时三段时间内的速度匕＞匕＞匕，可知工＞力＞5.

A.A图与结论相符，选项A符合题意；

B.B图与结论不相符，选项B不符合题意；

C.C图与结论不相符，选项C不符合题意；

D.D图与结论不相符，选项D不符合题意；

5.A

【详解】小车做简谐运动的回复力是木块对它的静摩擦力，当它们的位移最大时，加速度最大，受

到的静摩擦力最大，为了不发生相对滑动，小车的最大加速度

M

即系统振动的最大加速度，对整体：达到最大位移时的加速度最大，回复力

kAm=(M+m)am

则最大振幅

kM

故选Ao

6.B

【详解】平衡后剪断A、8间细线，A将做简谐运动，设弹簧劲度系数为鼠在平衡位置有

kxi=mg

在平衡之前的初位置有

kx2=2mg

故振幅为

nig

A=X2-XI=—

k

根据简谐运动的对称性，A运动到最高点时，弹簧恰好处于原长，故此时木箱只受重力和支持力,

二力平衡，故支持力等于木箱重力机g,结合牛顿第三定律可知，木箱对地面的压力为mg,B正确，

ACD错误。

故选Bo

7.C

【详解】设光线n的入射角和折射角分别为i和r,在△bOd中，有

bd=yl0d2+0b2=J（；/?）2+/?2=^R=^R

则

R

Od7y/V7

sinr=---=—=---

bdV1717

AD

4

由折射定律有〃=胆，即

smr

..Vl7

sinz=---n

17

又因为光线1与光线H平行，且在。点恰好发生全反射，有

..1

smz=—

n

所以有

从而得到

〃=厢

故选Co

8.B

【详解】根据共振原理，当驱动力的频率等于固有频率时，出现共振现象，振幅最大，则由图像可

知该振动系统的固有频率为0.3Hz,固有周期为10/3s,选项A错误，B正确；该振动系统做受迫

振动时频率等于驱动力的频率，不一定为0.3Hz,选项C错误；由图像可知，当f=0.3Hz时振幅最

大，发生共振，可知该振动系统做受迫振动发生共振时，驱动力频率为0.3Hz,周期一定为10/3s,

选项D错误；故选B.

【点睛】本题关键是知道当物体受到的驱动力频率与物体的固有频率相等，振动物体产生共振现象,

此时振幅最大.

9.C

【详解】A项：A中核反方程为核聚变方程，不是衰变方程；

B项：B中核反方程为核裂变方程，不是衰变方程；

C项：C中核反方程为衰变方程；

D项：D中核反方程为人工控制，不是衰变方程.

故应选C.

10.D

【分析】本题考查爱因斯坦质能方程、结合能.

【详解】根据题意可知，两个中子和两个质子结合成一个氢核时，释放28.3MeV的能量；当把两

个中子和两个质子先结合成笊核，再把两个气核结合成一个氢核，整个过程中释放的能量，即为两

个中子和两个质子结合成一个氮核时，释放28.3MeV的能量，故D正确，ABC错误.

11.C

【详解】两个氢原子碰撞过程动量守恒，当两个氢原子发生完全非弹性碰撞时，损失动能最大，根

据动量守恒定律，有

mvo=2mv

解得

1

v=yvo

减小的动能为

-^x27nxv2

根据题意，减小的动能完全转化为氢原子的激发态的能量，该激发态氢原子最多能辐射出一个光子,

可知该激发态为〃=2能级，故有

3

△£=E2-Ei=--El

解得

故选c。

12.BD

【详解】由振动图像可直接得到周期T=4s,频率f=：=0.25Hz,故选项A是错误的.一个周期

内做简谐运动的质点经过的路程是4A=8cm,10s为2.5个周期，故质点经过的路程为20cm,选项

B是正确的.由图像知位移与时间的关系为x=Asin(3t+<po)=O.O2sin(］，m.当t=5s时，其相位

st+(po=gx5=|■兀，故C不正确.在1.5s和4.5s两时刻，质点位移相同，由位移与时间关系式

得x=0.02sin(5xL5］m=0cm,故D正确.

13.ABC

3342

【详解】由图可知I：;九A=a,二入B=a,则得入A=7a，^B=-TCI,XA=2X，B.根据题意周期关系为：仁TA,

4233

t=FITB(n=l>2、3...),则得TA=FITB(n=l>2、3...),所以由v=2有：，•=—,(n=l、2、3...)

T0〃

当n=6时为■=2;当n=4时，”=；;当n=l时，~=-r;由于n是整数，故—不可能为3：1.故

力3vB2vBivB

ABC正确，D错误.故选ABC.

【点睛】波传播的是形式能量，经过整数周期将重复出现波形，这往往是解决问题的突破口.如本

题中由于B波重复出现波形，说明了所经历时间为其周期整数倍.

14.ABD

【详解】A.根据

E=hv

而

c

V--

2

则光子的能量为

/?-

2

故A正确；

B.光电子的逸出最大动能

4=人］-卬

A,

根据动能定理

Ekl,：-Ekm=eU

则当到达A板的光电子的最大动能为

h--W+eU

A

故B正确；

C.已经发生光电效应，则一定有光电子逸出，增大电压并不会阻止光电效应的发生，故C错误;

D.若减小入射光的波长，那么频率增大，仍一定会有光电子逸出，故D正确。

故选ABDo

【点睛】解决本题的关键掌握发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率.以及知道动能定

理的应用，并理解光电效应方程的应用，注意入射光的频率决定光电子的最大初动能。

15.ABD

【详解】ABC.电源的接法不知道，可能负向电压，即电源的正极与c接线柱连接，对光电子做负

功，单色光〃照射光电管能够使灵敏电流计偏转，说明光电子的动能大，。光的频率大；匕光照射

光电管不能使灵敏电流计偏转，可能发生了光电效应，只不过是产生的光电子动能小，无法到达对

阴极，即b光的频率小，故AB正确，C错误；

D.电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是

由e―>G—>f,故D正确。

故选ABD»

16.竖直ACBC+

【详解】(3)[1]将直尺沿瓶口边缘竖直插入水中。

(5)⑵⑶若水面恰与直尺C点相平，读出AC和的长度。

(6)[4]设从A点发出的光线射到水面时入射角为i,折射角为r,根据数学知识得知

d

sinz=

y/d2+AC2

d

sinr=

yld2+B'C2

根据对称性有

BC=BC

则折射率为

2

ns=in-r-+AC

sinz+BC2

17.CDCE##EC

【详解】（1）[1]使单缝与双缝相互平行，干涉条纹将更加清晰明亮，因此需要增大条纹的宽度，

根据公式

,L,

Ax=—A

d

可知增大双缝到屏的距离或减小双缝之间的距离都可以增大条纹间距，所以需要左右移动金属拨杆,

故选C；

（2）[2]发现干涉图样里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应调节测量头，

分划板竖线随之旋转，可使分划板竖线与亮条纹对其，故A、B、C错误，D正确；

（3）⑶条纹间距指的是相邻两条亮条纹的中心线的距离，或相邻两条暗条纹的中心线的距离，因

此C、E正确。

18.（1）沿y轴正方向，加速度沿），轴正方向；（2）1.875s；（3）见详解

【详解】（1）波沿x轴正方向传播，根据波动规律可知，质点尸沿y轴正方向振动，加速度沿y轴

正方向。

（2）波长4=4%,周期T=0.5s,则波速

v=—=8m/s

T

3

振动传播到。点的时间为Is,质点。第二次到达波峰经历了《个周期为0.875s,共1.875s。

4

（3）质点Q起振方向向下，振动图像如下所示

♦v/m

2<■、■■一——~•

・2

19.(1)30°；2.12x108m/s(2)1.15xl0~2w

【详解】（1）设从。点射入薄膜中的光线的折射角为r,根据折射定理：«=—

sinr

解得尸=30。

光在薄膜中的传播速度：v=£解得"'v5xio'/s=2.12x108加S

n2

（2）乙光在薄膜中的路程：x="

cosr

乙光通过薄膜的时间：\t=Y-=^2d-

vvcosr

2d,

当△:取最大值△/“,时，对应的薄膜的厚度最大，又因为加,“2丫，，则m

vcosrAv

vcosr

解得4“~2Av

解得4”=/??«1.15x10-2777

364"0

20.(l)4：HSHe+2：e；⑵15%；⑶1.3x10%;(4)5x109年

【详解】(1)根据质量数与质子数守恒，其核反应方程为:

明-Hg2+e।

(2)太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为lO'w/n?,则面积为8m2的功率为:

P=8X103W=8000W

而太阳能产生120V的电压，并对车上的电动机提供10A的电流，则获得的功率为：

产=U/=1200W

因此车的太阳能电池转化太阳光能的效率为：

P'1200…,

小=—=---T

1P8xlO3

(3)由核反应方程可知：

212

\E=(4mp-ma-2me)c=4.15xlO"J

而根据能量守恒，则有：

mN^E=(UI

4A/

代入数据，解得：

/=1.3xl0"s

(4)太阳每秒释放的能量为3.8xl()26j，则太阳每秒减小的质量为:

2n=——

c

代入数据解得：

Aw=0.4x101°kg

太阳的质量为2x1030kg,因此太阳还能存在的时间为:

AM2xlO3ox3xlQ-4

t=------S=1.5X10I7S=5X109^

0.4x10'0

(i)光线不能射出液面；(