高二物理第二学期期末试题和答案

高二期末考试物理试题一、单选题(本大题共10小题，共40.0分)1.如图所示，在跨过一光滑定轮的轻绳两端分别挂着质量为m1、m2的两个物体，已知m2＞m1．若m2以加速度a向下加速运动时，阻力不计，则（）

A.m1、m2的总机械能不守恒

B.m2的机械能守恒

C.m1、m2的总机械能守恒、动量也守恒

D.m1、m2的总机械能守恒、动量不守恒2.K-介子衰变的方程为K-→π0-π-，其中K-介子和π-介子带负的基本电荷，π0介子不带电．一个K-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径RK-与Rπ-之比为2：1，π0介子的轨迹未画出．由此可知π-的动量大小与π0的动量大小之比为（）

A.1：1

B.1：2

C.1：3

D.1：63.一列沿x轴负方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是（）

A.v变小，a变小

B.v变小，a变大

C.v变大，a变大

D.v变大，a变小4.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时，该波传播到x轴上的质点B处，质点A在负的最大位移处．在t=0.6s时，质点A第二次通过平衡位置，则（）

A.该波的周期为1.2s

B.该波的波速等于5m/s

C.t=0.6s时，质点B在正的最大位移处

D.t=0.6s时，质点C在正的最大位移处5.已知一束可见光a是由m、n、p三种单色光组成的，检测发现三种单色光中，n、p两种色光的频率都大于m色光；n色光能使某金属发生光电效应，而p色光不能使该金属发生光电效应．那么，光束a通过三棱镜的情况是()

A.

B.

C.

D.6.一束白光从顶角为θ的三棱镜一边以较大的入射角θ1射入，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角θ1逐渐减小到零的过程中，假如屏上彩色光带先后全部消失，则()

A.红光最先消失，紫光最后消失

B.紫光最先消失，红光最后消失

C.紫光最先消失，黄光最后消失

D.红光和紫光一起同时消失7.如图所示是LC振荡电路及其中产生的振荡电流随时间变化的图象，电流的正方向规定为顺时针方向，则在t1到t2时间内，电容器C的极板上所带电量及其变化情况是（）

A.上极板带正电，且电量逐渐增加

B.上极板带正电，且电量逐渐减小

C.下极板带正电，且电量逐渐增加

D.下极板带正电，且电量逐渐减小8.下列说法正确的是（）

①N+H→C+He是α衰变方程

②He+Al→P+n是原子核的人工转变方程

③U→Th+He是核裂变反应方程

④H+H→He+γ是核聚变反应方程．

A.①④

B.②③

C.①③

D.②④9.放射性同位素14C在考古中有重要应用．为研究14C的衰变规律，将一个原来静止的14C原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，圆的半径之比R：r=7：1，如图所示，那么14C的衰变方程式应是（）

A.C→Be+He

B.C→B+e

C.C→N+e

D.C→B+H10.在原子核发生β衰变时，会产生β射线，下面关于β射线产生原因叙述正确的是()

A.原子核内原来就有的电子吸收能量后从核内释放出来

B.原子的外层电子吸收能量后从原子中释放出来

C.原子核内的一个质子转化为中子同时释放出一个电子

D.原子核内的一个中子转化为质子同时释放出一个电子二、多选题(本大题共3小题，共12.0分)11.如图，在光滑的水平面上有质量相等的木块A、B，木块A以速度v前进，木块B静止．当木块A碰到木块B左侧所固定的弹簧时（不计弹簧质量），则（）

A.当弹簧压缩最大时，木块A减少的动能最多，木块A的速度要减少

B.当弹簧压缩最大时，整个系统减少的动能最多，木块A的速度减少

C.当弹簧由压缩恢复至原长时，木块A减少的动能最多，木块A的速度要减少v

D.当弹簧由压缩恢复至原长时，整个系统不减少动能，木块A的速度也不减少12.a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向真空，光路如图所示，则以下叙述正确的是（）

A.a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角

B.通过同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距比b光的宽

C.在该介质中a光的传播速度大于b光的传播速度

D.在该介质中a光的波长小于b光的波长学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________13.如图所示是氢原子的能级图，当大量处于量子数n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁过程中，可能产生几种不同频率的光，用这些不同频率的光照射逸出功为3.20eV的金属钙，下列说法正确的是（）

A.能使金属钙发生光电效应的有三种频率的光

B.能使金属钙发生光电效应的有四种频率的光

C.从金属钙表面逸出的光电子的最大初动能为9.55eV

D.从金属钙表面逸出的光电子的最大初动能为12.75eV学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________题号12345678910111213答案三、实验题探究题(本大题共2小题，共18.0分)14.如图所示弹簧下面挂一个质量为m的物体，物体在竖直方向作振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长．重力加速度为g．则物体在振动过程中

（1）物体在竖直方向作简谐运动的过程中机械能是否守恒？______．

A．机械能守恒

B．机械能不守恒

C．不确定

（2）物体在最高点回复力______最低点回复力．（大于，小于或等于）

（3）物体的最大弹性势能等于______．

（4）物体最低点弹力等于______．15.利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离l=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A位置时游标卡尺读数为11.1mm，分划板在图中B位置时游标卡尺读数如图所示，则：

（1）分划板在图中B位置时游标卡尺读数xB=______mm；

（2）该单色光的波长λ=______nm．四、计算题(本大题共3小题，共30.0分)16.如图所示，一质量为M=3kg的长木板静止在光滑水平桌面上，一质量为m=2kg的小滑块以水平5m/s速度从木板左端开始在木板上滑动，恰好没从木板的右端掉下，滑块与木板间的动摩擦因数为0.25．（g取10m/s2）

求：（1）滑块到达木板右端时的速度

（2）木板的长度．

17.简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距20m的两质点．当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图象如图所示，求：

（Ⅰ）该波的周期T及传播方向；

（Ⅱ）该波的波速和波长．

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________18.如图，一光线一45°的入射角射到玻璃三棱镜侧面AB上，折射光线与AB面的夹角为60°．若三棱镜的令一侧面AC上折射光线恰好消失．求：

①玻璃的折射率n；

②临界角C；

③三棱镜的顶角∠A．

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________【答案】

1.D

2.C

3.B

4.D

5.A

6.B

7.B

8.D

9.C

10.D

11.BC

12.BC

13.AC

14.B；等于；2mgA；2mg

15.15.6；600

16.解：（1）木板与滑块组成的系统动量守恒，以滑块的初速度方向为正方向，

由动量守恒定律得：mv0=（M+m）v，

解得：v===2m/s；

（2）由能量守恒定律得：mv02=μmgL+（M+m）v2，代入数据解得：L=3m；

答：（1）滑块到达木板右端时的速度为2m/s；

（2）木板的长度为3m．

17.解：（1）根据振动图象的斜率表示速度，可知质点Q的起振方向即t=0时刻的速度方向沿y轴正方向，而此时质点P已经振动了一定的时间，所以简谐横波的传播方向从P到Q；

由图可知，周期为T=6s

（2）质点Q的振动图象向左4s、后与P点的振动重合，意味着Q点比P点振动滞后了4s，即P传到Q的时间△t可能为4s，同时由周期性可知，从P传到Q的时间：

△t=（4+nT）s=，n=0、1、2、3…．

P、Q之间的距离是20m，则P、Q之间的距离：L=

所以：λ=m，n=0、1、2、3…

由L=vt可得波速：v==m/s，n=0、1、2、3…

答：（Ⅰ）该波的周期是6s，传播方向由P向Q；

（Ⅱ）该波的波速是s，波长是m，n=0、1、2、3…．

18.解：①由题知，光线在AB面上的入射角i=45°

折射角r=90°-60°=30°

则玻璃的折射率n===；

②由sinC=得：

sinC=

故临界角C=45°

③光线在AC面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C，即有∠1=C=45°

由几何知识可得：三棱镜的顶角∠A=180°-60°-（90°-45°）=75°

答：

①玻璃的折射率n是；

②临界角C是45°；

③三棱镜的顶角∠A是75°．

【解析】

1.解：选取两个物体找出的系统为研究的对象，在m1m2运动的过程中要只受到重力和滑轮的向上的作用力，由于m2＞m1．而且m2以加速度a向下加速运动所以系统受到的合力不为0，所以整个过程中系统的动量不守恒；在运动的过程中由于只有重力对系统做功，所以系统的机械能守恒．故选项D正确，选项ABC错误．

故选：D．

选取两个物体找出的系统为研究的对象，由于空气阻力不计，所以在m1m2运动的过程中要只受到重力和滑轮的向上的作用力，只有重力做功，故系统的机械能守恒．

该题考查动量守恒定律的条件和机械能守恒的条件，对系统进行正确的受力分析是解题的关键．属于基础题目．

2.解：Kˉ介子与π-介子均做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：

eBv=m，

粒子动量为：P=mv=eBR，

则有：PKˉ：Pπ-=2：1，

以K-的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

PKˉ=Pπ0-Pπ-

解得：Pπ0=3Pπ-，

则π-的动量大小与π0的动量大小之比为1：3；

故选：C．

曲线运动中，粒子的速度方向沿着轨迹上该点的切线方向，又由于Kˉ介子衰变过程中，系统内力远大于外力，系统动量守恒，故可知衰变后，π-介子反向飞出，π0介子沿原方向飞出，再根据介子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，可以列式求出Kˉ介子与π-介子的动量之比，再结合动量守恒定律列式分析．

本题考查了求粒子的动量之比，应用牛顿第二定律与动量守恒定律、动量的计算公式即可正确解题．

3.解：由题图可得，简谐横波沿x轴负方向传播，波形向左平移，则P质点在该时刻的运动方向沿y轴负方向运动，正远离平衡位置，位移增大，质点的速度v变小．

由a=-，知随着位移增大，加速度a变大，故B正确．

故选：B．

根据波的传播方向确定质点P的振动方向，从而确定质点P的位移如何变化，位移越大，势能越大，动能越小，可以分析速度的变化情况；又由a=-，可以判断加速度的变化情况．

只要掌握了质点的振动方向和波的传播方向之间的关系，就能知道质点的运动方向，从而确定质点的位移的变化情况，进而确定速度和加速度的变化趋势．

4.故选：D．

5.解：由于n色光能使某金属发生光电效应，而p色光不能使该金属发生光电效应，故n的频率大于p的，三种色光之间的频率大小关系为：fn＞fp＞fm，频率大的折射率大，故BCD错误，A正确．

故选A．

6.解：由表格数据看出，紫光的折射率最大，临界角最小，当入射角θ逐渐减小到零的过程中，光线射到棱镜右侧面的入射角减小，紫光的入射角最先达到临界角，发生全反射，最先消失，则紫光最先消失，红光最后消失．故B正确，ACD错误．

故选B

7.解：t1到t2时间内，电流为负且增大，即逆时针增大，说明该过程是放电的过程，且负电荷正由下极板向上极板移动，由此可知上极板带正电，且其所带正电荷量逐渐减小．所以选项B正确，其他选项错误．

故选：B

电路中由L与C构成的振荡电路，在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程．q体现电场能，i体现磁场能．

电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用．同时掌握充放电过程中，会判定电流、电量、磁场、电场、电压如何变化．

8.解：①N+H→C+He是原子核的人工转变，说法错误；

②He+Al→P+n是原子核的人工转变方程，说法正确；

③U→Th+He是α衰变方程，说法错误；

④H+H→He+γ是核聚变反应方程，说法正确．

故选：D

α衰变生成氦原子核，裂变是质量较重的核裂变为质量中等的核，聚变是质量较轻的核转化为质量较大的核．

本题考查了衰变、裂变、聚变和原子核的人工转变等知识点．

9.解：由图看出，原子核衰变后放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，而两者速度方向相反，则知两者的电性相反，新核带正电，则放出的必定是β粒子，发生了β衰变，β粒子是电子．

故选：C．

静止的放射性原子核发生了衰变放出粒子后，新核的速度与粒子速度方向相反，由图看出，放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，根据左手定则判断粒子与新核的电性关系，即可判断发生了哪种衰变．即可根据电荷数守恒质量数写出核反应方程式．

本题关键根据轨迹判断出放射粒子的洛伦兹力与新核所受的洛伦兹力方向相同，再由左手定则判断出电性关系，确定出是β衰变．

10.解：衰变时放出的β射线，该电子来自原子核，是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来．故ABC错误，D正确

故选D．

11.解：A、当弹簧恢复到原长时，木块A损失的动能最大．故A错误；

B、弹簧压缩最大时，弹簧弹性势能最大，弹簧弹性势能由系统动能转化而来．所以此时系统动能损失最大，此时木块A和木块B达到共同速度，根据动量守恒定律得：mv=2mv′解得v′=，所以木块A的速度减少，故B正确；

C、在弹簧被压缩到最短到弹簧恢复原长的过程中，弹簧弹力始终对木块A做负功，故弹簧恢复到原长时，A的速度为零，木块A动能损失最大，所以木块A的速度要减少v，故C正确，D错误．

故选BC

该题涉及动量守恒定律、机械能守恒定律、动能定理及能的转化．

在弹簧压缩最大之前，弹簧弹力对木块A做负功，对木块B做正功，故木块A动能减少，减少的动能转化为弹簧的弹性势能及木块B的动能；弹簧被压缩到最短时，木块A和木块B达到共同速度，弹簧弹性势能最大．故此时系统动能损失最大．（损失的动能转化为弹簧弹性势能）；之后弹簧不断伸长，弹力仍对木块A做负功，对木块B做正功，故木块动能仍在减少．直到恢复原长．木块A动能不再减少．故此时木块A损失的动能最大．木块B增加的动能最大．

该题属中档题，稍难．要求对动量、做功与能的转化关系、动能定理等内容掌握熟练才行．

12.解：A、根据折射定律可知折射率nb＞na，由临界角公式sinC=，Ca＞Cb，故A错误．

B、折射率nb＞na，波长λa＞λb，则通过同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距比b光的宽．故B正确．

C、由v=判断可知，nb＞na，该介质中a光的传播速度大于b光的传播速度．故C正确．

D、折射率nb＞na，波长λa＞λb，故D错误．

故选BC

根据折射定律可知两种光的折射率大小，由临界角公式sinC=，分析临界角的大小．根据光的干涉研究结果：波长间距与波长成正比，分析干涉条纹间距的关系．由v=判断光在该介质中速度关系．

本题是高考中基本题型，本题考查对不同色光特性的理解能力．对于光的色散、干涉的结果，可结合折射定律和临界角公式理解记忆．

13.解：A、大量处于量子数n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁过程中，只有从n=4跃迁到n=1，从n=3跃迁到n=1，从n=2跃迁到n=1辐射的光子能量大于逸出功，可知能使金属钙发生光电效应的光只有三种，故A正确，B错误．

C、从n=4跃迁到n=1辐射的光子能量最大，有：hv=-0.85+13.6eV=12.75eV，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能为：Ekm=hv-W0=12.75-3.20eV=9.55eV，故C正确，D错误．

故选：AC．

当光子能量大于金属的逸出功时，会发生光电效应，能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，结合光电效应方程求出光电子的最大初动能．

本题考查了光电效应方程、能级跃迁的综合运用，知道能级差越大，辐射的光子能量越大．以及掌握光电效应方程，并能灵活运用．

14.解：（1）物体在竖直方向作简谐运动的过程中，由于弹簧的弹力对物体要做功，因此物体的机械能不守恒，故B正确．

故选：B

（2）物体在竖直方向作简谐运动，根据对称性可知，物体在最高点回复力等于最低点回复力．

（3）从最高点到最低点，动能变化为0，重力势能减小2mgA，则弹性势能增加2mgA．而初位置弹性势能为0，则物体在最低点弹性势能最大，且为2mgA．

（4）物体在最高点时回复力为mg，由对称性知，在最低点时回复力大小也等于mg，方向竖直向上，则有

mg=F弹-mg，得F弹=2mg

故答案为：（1）B；（1）等于；（3）2mgA；（4）2mg．

（1）对于单个物体，只有重力做功时，机械能才守恒，由此分析．

（2）物体做简谐运动时具有对称性，根据对称性特点分析．

（3）物体和弹簧组成的系统机械能守恒，即弹簧的弹性势能、物体的动能、重力势能之和不变；在最低点弹性势能最大，根据能量守恒定律，求出最低点的弹性势能；

（4）根据对称性得到最低点的回复力，从而求得弹力．

解决本题的关键抓住简谐运动的对称性，能灵活运用能量守恒定律和机械能守恒定律分析．

15.解：（1）B位置游标卡尺的主尺读数为15mm，游标读数为