2019-2020学年江苏省连云港市高二（下）期末物理试卷（选修）（Word版含答案）

2019-2020学年江苏省连云港市高二（下）期末物理试卷（选修）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。
1．（3分）关于布朗运动，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是分子的无规则运动
B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
C．水中的胡椒粉加热时在翻滚，说明温度越高布朗运动越激烈
D．在显微镜下观察到花粉颗粒在水中的无规则运动，说明水分子在做无规则运动
2．（3分）关于α、β、γ三种射线，下列说法正确的是（　　）
A．γ射线是电磁波，它的电离作用最强
B．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的贯穿能力最强
C．α射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱
D．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的贯穿能力
3．（3分）如图是生活中用壶烧水的情景。下列关于壶内气体热现象的说法正确的是（　　）
A．气体温度升高，所有分子的速率都增加
B．100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子平均动能增加
C．气体的内能等于其所有分子动能和势能的总和
D．气体如果失去容器的约束就会散开，是因为气体分子间存在势能的缘故
4．（3分）波粒二象性是微观世界的基本特征，下列说法正确的是（　　）
A．大量光子表现出光的粒子性
B．光电效应现象揭示了光的粒子性
C．黑体辐射现象可以用光的波动性解释
D．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的
5．（3分）下列说法正确的是（　　）
A．扩散现象的原因是分子间存在斥力
B．由于表面张力的作用，玻璃板上的小水银滴总是呈球形的
C．第二类永动机是不可能造成的，因为它违背了能量守恒定律
D．如果没有漏气、摩擦、机体的热量损失，热机的效率可以达到100%
6．（3分）下列说法正确的是（　　）
A．医生诊病时用的“B超”是利用次声波定位的
B．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生变化
C．某一频率的声波从空气进入水中，频率增大，波速不变
D．只有缝、孔的宽度跟波长相差不多或比波长更小时，才能发生明显的衍射现象
7．（3分）如图所示，为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与电源或线圈L相连。当S从a拨到b之后，由L与C构成的电路中产生振荡电流。则（　　）
A．若罐中的液面下降，振荡电流的频率变小
B．若罐中的液面上升，振荡电流的周期变小
C．当S从a拨到b之后的半个周期内，L的自感电动势先变小后变大
D．当S从a拨到b之后的半个周期内，线圈里的磁感应强度先变小后变大
8．（3分）如图，半径为R的玻璃球体，球心为O，AB为水平直径，M点是玻璃球的最高点。光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c。则（　　）
A．此玻璃的折射率为2
B．光线从B到D需用时
C．若减小∠ABD，从AD段射出的光线仍平行于AB
D．若增大∠ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。
9．（4分）如图所示，图甲为光电效应的实验装置示意图，图乙为实验测得的遏止电压随光照频率的变化规律。下列说法正确的是（　　）
A．电源的B端为正极
B．若图线斜率为k，则普朗克常量为
C．用某色光照射金属板时不能发生光电效应，增大光照强度，则电流表示数增大
D．用单色光照射时电流表有示数，滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数将减小
10．（4分）如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，辐射光的波
长为656nm。下列说法正确的是（　　）
A．该辐射光能使处于n＝3能级的氢原子电离
B．量子理论认为当氢原子处于不同的状态时，电子在各处出现的概率是不一样的
C．氢原子从n＝4跃迁到n＝3能级时，辐射光的波长小于656nm
D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射出4种不同频率的谱线
11．（4分）在光滑水平面上，质量m、速度大小为v的A球跟质量3m静止的B球发生正碰，则碰撞后B球的速度大小可能是（　　）
A．0.15v
B．0.25v
C．0.40v
D．0.60v
12．（4分）如图所示，波源O垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播，图中虚线表示波面。t＝0时，离O点2m的A点开始振动；t＝1s时，离O点4m的B点开始振动，此时A点第4次回到平衡位置，则（　　）
A．波的周期为0.5s
B．波的波长为2m
C．波的波速为2m/s
D．t＝1s时AB连线上有4个点处于最大位移处
三、简答题：本题共有3小题，共计22分。请将答案填写在答题纸上相应的位置。
13．（6分）在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V，在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上。待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），测得油膜占有的正方形小格个数为x。
（1）从图中数得x＝　
　。
（2）用以上字母表示油酸分子的直径d＝　
　。
（3）若实验中将N滴溶液误数成了N+1滴，则测得分子直径的数值将　
　（选填“偏大”或“偏小”）。
14．（8分）某同学利用全反射测定半圆形玻璃砖的折射率，如图所示，将半圆形玻璃砖放在白纸上，记下界面（直径）MN和圆心O的位置。竖直插下大头针P1和P2，使P1和P2的延长线过圆心O。
（1）该同学在MN左侧对着O点观察，透过玻璃砖能看到P2的像（P1的像被挡住），以O为轴　
　（选填“顺时针”或“逆时针”）缓慢转动玻璃砖，直至在任何位置对着点都不能观察到P1、P2的像为止。
（2）接下来在MN右侧观察，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插上两枚大头针P3、P4，使P3　
　，P4　
　。
（3）测得P3P4与P1P2直线间夹角为θ，则玻璃砖折射率n＝　
　。
15．（8分）如图所示为用双缝干涉测量光的波长的实验装置：
（1）实验器材元件X为　
　，元件Y为　
　。
（2）图（a）为实验得到的干涉图样，分划板在图中B位置时手轮示数如图（b）所示，则xB＝　
　mm。
（3）已知双缝间距d＝0.50mm，双缝到光屏的距离l＝0.50m，A位置时手轮示数xA＝3.601mm。由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为　
　m。
四、计算题：本题共3小题，共计38分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
16．（10分）如图所示，平静的水面上有两个可视为质点的小木块甲和乙，它们相距5m。一列水波（横波）向右传播，甲和乙均随水波上下振动，测得它们每分钟上下振动均为30次。当甲在波谷时，乙恰在波峰，且甲、乙之间还有两个波峰。求：
（l）水波的频率；
（2）水波的波长；
（3）水波的波速。
17．（13分）如图所示，一定质量的理想气体经历A→B的等温过程，B→C的等压过程。其中A状态时气体温度为300K，A→B过程中气体吸收热量400J，求：
（1）C状态时的温度；
（2）A→B→C过程中气体对外界做的总功；
（3）若气体在C状态时密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则气体单位体积内的分子数n为多少？
18．（15分）如图所示，一足够大的真空室，虚线PH右侧是磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，左侧为电场强度为E、方向水平向右的匀强电场。某时刻PH上的点O处一静止的原子核No发生α衰变后生成新核Fm，衰变后α粒子沿水平方向向右进入磁场，经过一段时间后第一次到达虚线上的A点，＝L，已知α粒子质量为m、带电量为q，忽略原子核之间的作用力，涉及动量问题时亏损的质量不计，原子核的质量之比等于质量数之比。求：
（1）新核Fm的中子数；
（2）衰变后新核Fm的速度大小；
（3）判断新核Fm能否经过A点？若能，求其从O点开始运动到经过A点的时间。
2019-2020学年江苏省连云港市高二（下）期末物理试卷（选修）
试题解析
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。
1．【答案】D
解：A、布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，不是分子的运动。故A错误；
B、布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故B错误；
C、水中的胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，是水的对流引起的，不是布朗运动，故C错误；
D、用显微镜观察到花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了水分子在不停地做无规则运动，故D正确。
故选：D。
2．【答案】B
解：AB、γ
射线一般伴随着α或β射线产生，γ射线是电磁波，它的穿透能力最强，电离作用最弱，故A错误，B正确；
C、α
射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最弱，电离作用最强，故C错误；
D、β
射线是原子核内的中子转变为质子时产生的，它具有中等的穿透能力，故D错误。
故选：B。
3．【答案】C
解：A、气体温度升高，分子的平均速率变大，但是并非所有分子的速率都增加，故A错误；
B、一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，因温度不变，则分子平均动能不变，故B错误；
C、一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和，故C正确；
D、一定量气体如果失去容器的约束就会散开，这是因为气体分子杂乱无章的无规则运动的缘故，故D错误；
故选：C。
4．【答案】B
解：A、光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性，故A错误；
B、光电效应现象和康普顿效应揭示了光的粒子性，故B正确；
C、黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，故C错误；
D、光的波粒二象性是光的内在属性，即使是单个光子也有波动性，跟光子的数量和光子之间是否有相互作用无关，故D错误。
故选：B。
5．【答案】B
解：A、扩散现象的原因是分子的热运动，即分子在永不停息的做无规则热运动，故A错误；
B、表面张力的作用是使液体的表面收缩，由于表面张力的作用，玻璃板上的小水银滴总是呈球形的，故B正确；
C、第二类永动机违背了热力学第二定律，即宏观热现象的方向性，不能造成，故C错误；
D、如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，热机的效率也不可以达到100%，故D错误。
故选：B。
6．【答案】见试题解答内容
解：A、超声波具有很强的穿透能力，而“B超”是利用超声波，故A错误；
B、观察者与频率一定的波源相互靠近或远离的过程中，产生多普勒效应，观察者接收到的频率会升高或降低，实际上波源的频率不会发生变化，故B错误；
C、波速由介质决定，频率由波源决定，某一频率的声波从空气进入水中，频率不变，波速变大，波长变长，故C错误；
D、衍射是波特有的现象，发生明显衍射的条件是缝、孔的宽度跟波长相差不多或比波长更小，故D正确。
故选：D。
7．【答案】C
解：A、两块平行金属板构成的电容器C的中间的液体就是一种电介质，当液体的高度下降，相当于插入的电介质越少，电容越小；根据T＝2π，电容C减小时，振荡电路的周期T减小，由f＝
可以判定，LC回路的振荡频率f增大，故A错误；
B、两块平行金属板构成的电容器C的中间的液体就是一种电介质，当液体的高度升高，相当于插入的电介质越多，电容越大；根据T＝2π，电容C增大时，振荡电路的周期T增大，故B错误；
C、当S从a拨到b之后的半个周期内，回路中的电流先增大后减小，但电流增大的速度先逐渐减小后逐渐增大，所以L的自感电动势先变小后变大，故C正确；
D、当S从a拨到b之后的半个周期内，回路中的电流先增大后减小，所以回路中的磁场能先变大后变小，故D错误。
故选：C。
8．【答案】B
解：A、如图，由几何知识可得入射角
i＝∠ABD＝30°，折射角
r＝2∠ABD＝2×30°＝60°
则此玻璃的折射率为
n＝＝，故A错误；
B、BD长度＝2Rcos30°＝R，光在玻璃球内传播的速度
v＝＝，故光线从B传到D的时间为
t＝＝，故B正确；
C、要使出射光线平行于AB，入射角必为30°，若减小∠ABD，入射角减小，则从AD段射出的光线与AB不平行，故C错误；
D、由sinC＝＝＜，则临界角C＜45°，所以若增大∠ABD，入射角能大于临界角，光线可能在DM段发生全反射现象，故D错误。
故选：B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。
9．【答案】AD
解：A、根据题意可知，加在光电管两极是遏止电压，由于光电子向左运动，且受到电场阻力，那么光电管右端是阳极，因此电源的B端为正极，故A正确；
B、由光电效应方程Ekm＝hν﹣W0和eUc＝Ekm，解得，遏止电压为：Uc＝﹣，若图线的斜率为k，则普朗克常量为：h＝ke，故B错误；
C、用某色光照射金属板时不能发生光电效应，依据光电效应条件，入射光的频率低于极限频率，即使增大光照强度，仍不会发生光电效应现象，则电流表示数为零，故C错误；
D、用单色光照射时电流表有示数，说明发生光电效应现象，而由图可知，该电路中光电管两侧的电压为反向电压，所以向右移动滑动变阻器时，光电管上的反向电压增大，则电流表示数将变小，甚至变为零，故D正确。
故选：AD。
10．【答案】AB
解：A、氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射的能量为△E＝﹣1.51eV﹣（﹣3.4eV）＝1.89eV＞E3＝﹣1.51eV，则能使处于n＝3能级的氢原子电离，故A正确；
B、处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，故B正确；
C、根据玻尔理论，辐射出光子的能量是跃迁两轨道能级之差，所以氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级辐射能量小于从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射的能量，
根据可知，能量差越小，辐射光的波长越大，则从n＝4跃迁到n＝3能级时，辐射光的波长大于656nm，故C错误；
D、根据数学组合公式可知，大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出3种不同频率的光，故D错误。
故选：AB。
11．【答案】BC
解：A与B碰撞的过程中二者组成的系统动量守恒，规定A球初速度方向为正方向，若碰撞为完全非弹性碰撞，则：
mv＝（m+3m）?v′
所以：v′＝0.25v
若碰撞为弹性碰撞，由动量守恒定律得：mv＝mvA+3m?vB；
由动能守恒得：mv2＝mvA2+×3mvB2。
联立得：vB＝0.5v
所以碰撞后B的速度的范围：0.25v≤vB≤0.5v，所以0.25v和0.40v是可能的，故AD错误，BC正确。
故选：BC。
12．【答案】ABD
解：A、1s时间内，A点第4次回到平衡位置，则1s＝2T，解得周期T＝0.5s，故A正确；
BC、分析题意可知，1s时间内，波传播了x＝4m的距离，波速v＝＝m/s＝4m/s；
根据波长、波速和周期的关系可知，λ＝vT＝4×0.5m＝2m，则波长为2m，故B正确、C错误；
D、AB间距x＝4m＝2λ，t＝1s时，A点在平衡位置，B也处于平衡位置，则AB连线上有4个点处于最大位移处，故D正确。
故选：ABD。
三、简答题：本题共有3小题，共计22分。请将答案填写在答题纸上相应的位置。
13．【答案】（1）62；（2）；（3）偏小。
解：（1）在围成的方格中，不足半个舍去，多于半个的算一个，从图中数得油膜占有的小正方形个数为：x＝62
（2）由题意可知，一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为：V0＝
每一滴所形成的油膜的面积为S＝xa2，所以油膜的厚度，即为油酸分子的直径为为：d＝＝
（3）若实验中将N滴溶液误数成了N+1滴，则一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为：V0＝，即会偏小，根据d＝，那么测得分子直径的数值也将偏小，
故答案为：（1）62；（2）；（3）偏小
14．【答案】（1）顺时针；（2）挡住P2与P1的像，挡住P3、P2与P1的像；（3）。
解：（1）开始时在MN右侧能看到P2的像，后来看不到P2的像，说明后来光线在MN界面处发生全反射，则光线在MN处的入射角增大，所以向右沿顺时针方向转动玻璃砖；
（2）接下来在MN右侧观察，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插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P2与P1的像，P4挡住P3、P2与P1的像。
（3）以O为轴顺时针缓慢转动玻璃砖，直至在任何位置对着点都恰好不能观察到P1、P2的像为止时，光线恰好在MN界面处发生全反射，测得P3P4与P1P2直线间夹角为θ，光线发生全反射的临界角：C＝，又：sinC＝
则玻璃砖折射率：n＝
故答案为：（1）顺时针；（2）挡住P2与P1的像，挡住P3、P2与P1的像；（3）。
15．【答案】（1）滤光片；单缝；（2）6.102；（3）5×10﹣7。
解：（1）该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏；
因此元件X为滤光片，元件Y为单缝；
（2）手轮其实是螺旋测微器，螺旋测微器的精确度为0.01mm，
那么在图中B位置时，螺旋测微器的固定刻度读数为6.0mm，可动刻度读数为0.01×10.2mm＝0.102mm，所以最终读数为：xB＝6.102mm。
（3）由于A位置时手轮示数xA＝3.601mm，而AB间还有4个亮条纹，则AB间有5个亮条纹间距，
那么相邻亮条纹间距为：△x＝m＝0.5×10﹣3m；
而双缝间距d＝0.50mm，双缝到光屏的距离l＝0.50m，
根据双缝干涉条纹的间距公式△x＝λ，则干涉图样的单色光的波长为：λ＝＝m＝5×10﹣7m．
故答案为：（1）滤光片；单缝；（2）6.102；（3）5×10﹣7。
四、计算题：本题共3小题，共计38分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
16．【答案】（l）水波的频率为0.5Hz；
（2）水波的波长为2m；
（3）水波的波速为1m/s。
解：（1）甲和乙每分钟均上、下浮动30次，故周期为：T＝s＝2s
频率为：f＝＝Hz＝0.5Hz；
（2）当甲位于波峰时，乙位于波谷，这时两船之间还有两个波峰，故两船间距离为：
s＝5m＝（2+）λ，
解得波长：λ＝2m；
（3）根据波速的计算公式可得波速为：v＝＝m/s＝1m/s。
答：（l）水波的频率为0.5Hz；
（2）水波的波长为2m；
（3）水波的波速为1m/s。
17．【答案】（1）C状态时的温度为200K；
（2）A→B→C过程中气体对外界做的总功为300J；
（3）气体单位体积内的分子数n为。
解：（1）根据理想气体状态方程有：＝
结合图中数据，可得：＝
解得：TC＝200
K；
（2）对理想气体，A→B为等温过程，则△U＝0
由热力学第一定律可得：△U＝W1+Q
解得W1＝﹣400J
B→C等压过程，外界对气体做功W2＝pC△V＝1×105×（3﹣2）×10﹣3J＝100J
外界对理想气体做功W＝W1+W2＝﹣300J
则气体对外界做功为W'＝300
J；
（3）理想气体在状态C时分子数N＝
单位体积分子数n＝
解得n＝。
答：（1）C状态时的温度为200K；
（2）A→B→C过程中气体对外界做的总功为300J；
（3）气体单位体积内的分子数n为。
18．【答案】（1）新核Fm的中子数为100；
（2）衰变后新核Fm的速度大小为；
（3）新核Fm能经过A点，若新核从磁场区域通过A点，则t为（n＝1、2、…）；若新核从电场中折返后通过A点，则t为（n＝1、2、3…）。
解：（1）原子核No衰变方程为No→Fm+He
则新核Fm中子数为200﹣100＝100
（2）设α粒子在磁场中n次半圆周运动后第一次到达A点
由数学知识2nr＝L（n＝1、2、3…）
根据洛伦兹力提供向心力Bqv＝m
No衰变时动量守恒mαvα＝m新v新
联立得v新＝（n＝1、2、3…）
（3）新核在磁场中运动的半径为α粒子的，因此能通过A点
①若新核从磁场区域通过A点，磁场中运动时间为t1＝50n＝
电场在运动时间为t2＝100n＝
则t＝t1+t2＝（n＝1、2、…）
②若新核从电场中折返后通过A点
＝（n＝1、2、3…）
答：（1）新核Fm的中子数为100；
（2）衰变后新核Fm的速度大小为；
（3）新核Fm能经过A点，若新核从磁场区域通过A点，则t为（n＝1、2、…）；若新核从电场中折返后通过A点，则t为（n＝1、2、3…）。
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