2019-2020學年山東省泰安市高二下學期期末考試物理試題 解析版

山東省泰安市2019-2020學年高二下學期期末考試物理試題解析版第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、選擇題：本題共12小題，每小題4分。在每小題給出的四個選項中，第1~8題只有一項符合題目要求，第9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.居室裝修中經(jīng)常用到的花崗巖、大理石等裝飾材料含有放射性元素。這些放射性元素會發(fā)生衰變，放射出、、射線，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病。關于放射性元素氡及三種射線，下列說法正確的是（）A.射線是高速電子流B.發(fā)生衰變時，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2C.衰變中釋放的電子是核外電子D.三種射線中射線的穿透能力最強，電離能力最弱【答案】B【解析】【詳解】A．射線是高速電子流，A錯誤；B．發(fā)生衰變時，電荷數(shù)少2，質量數(shù)少4，核子數(shù)少4，故中子數(shù)少2，所以生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)少2，B正確；C．衰變時所釋放的電子來源于原子核中子轉變質子而放出的，C錯誤；D．三種射線中，射線的穿透能力最強，電離能力最弱，D錯誤。故選B。2.一質點作直線運動，某時刻v>0，a>0，s>0，從某時刻把加速度均勻減小，則（）A.速度繼續(xù)增大，直到加速度為零時，速度最大B.位移逐漸減小，直到加速度等于零時，質點靜止C.位移繼續(xù)增大，直到加速度等于零時，質點靜止D.速度逐漸減小，直到加速度等于零時，速度為零【答案】A【解析】【詳解】AD．由、、可知，速度方向與加速度方向相同，質點做加速運動，加速度均勻減小時，速度繼續(xù)增大，直到加速度為零時，速度達到最大，所以A正確，D錯誤；BC．因為質點的速度一直增大，速度方向不變，則位移一直增大；加速度等于零時，速度達到最大，質點不靜止，位移繼續(xù)增大；故B錯誤，C錯誤。故選A。3.如圖，a、b是航天員王亞平在“天宮一號”實驗艙做水球實驗時水球中形成的氣泡，兩氣泡溫度相同且a的體積大，氣體視為理想氣體，則下列說法正確的是（）A.水球內的水分子之間只有斥力B.水球表面的水分子之間只有引力C.a內氣體的分子平均動能比b的大D.在水球表面滴滴紅墨水，最后水球將呈紅色【答案】D【解析】【詳解】AB．水球內的水分子之間以及水球表面的水分子之間都是引力和斥力同時存在的，故AB錯誤；C．溫度是分子平均動能的標志，因為兩水球溫度相同，所以兩氣體的分子平均動能相同，故C錯誤；D．水球表面滴滴紅墨水若水球未破，水球內水分子的無規(guī)則運動，最后水球將呈紅色，故D正確。故選D。4.如圖所示為氫原子能級圖，一群氫原子處于基態(tài)，現(xiàn)用光子能量為E的一束單色光照射這群氫原子，氫原子吸收光子后能向外輻射六種不同頻率的光，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，在這六種光中（）A.最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的光是由n=2能級躍遷到n=1能級產生的B.頻率最大的光是由n=2能級躍遷到n=1能級產生的C.這些光在真空中的最小波長為D.這些光在真空中的最大波長為【答案】C【解析】【詳解】A．用光子能量為E的一束單色光照射處于基態(tài)的一群氫原子，發(fā)出6種不同頻率的光，知氫原子從基態(tài)躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)，由題意可知氫原子從n=4能級躍遷到n=3能級發(fā)出的光子能量最小，根據(jù)可得頻率最小，那么波長最長，波長越長，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的光是由從n=4能級躍遷到n=3能級產生的，A錯誤；BCD．氫原子從n=4能級躍遷到n=1能級發(fā)出的光子能量最大，所以頻率最大，那么波長最小，最小波長為BD錯誤C正確。故選C。5.圖甲為風力發(fā)電的簡易模型。在風力作用下，風葉帶動與桿固連的永磁鐵轉動，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連。在某一風速時，傳感器顯示的電壓按圖乙正弦規(guī)律變化，則（）A.風葉的轉速為0.4r/sB.線圈兩端電壓的有效值為11VC.交變電流的電壓表達式為u＝22sin5πtVD.交變電流的電壓表達式為u＝22sin10πtV【答案】C【解析】【詳解】A．電流的周期為T=0.4s，故磁體的轉速為故A錯誤；B．通過乙圖可知電壓的最大值為22V，故有效值故B錯誤；CD．周期T=0.4s，故故電壓的表達式為故C正確，D錯誤故選C。6.如圖所示的四種明暗相間的條紋分別是紅光、黃光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及綠光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)。在下面的四幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是（）A.黃綠紅紫 B.黃紫紅綠 C.紅紫黃綠 D.紅綠黃紫【答案】C【解析】【詳解】雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋，所有條紋寬度相同且等間距，故a、c兩個是雙縫干涉現(xiàn)象，根據(jù)雙縫干涉條紋間距可以知道波長λ越大，Δx越大，故a是紅光，c是黃光；單縫衍射條紋是中間明亮且寬大，越向兩側寬度越小越暗，而波長越大，中央亮條紋越粗，故b、d是單縫衍射圖樣，b為紫光的單縫衍射圖樣，d為綠光單縫衍射圖樣；故從左向右依次是紅光（雙縫干涉）、紫光（單縫衍射）、黃光（雙縫干涉）和綠光（單縫衍射）。故選C。7.水銀氣壓計中混入了一個氣泡，上升到水銀柱的上方，使水銀柱上方不再是真空。當實際大氣壓相當于768mm高的水銀柱產生的壓強時，這個水銀氣壓計的讀數(shù)只有750mm，此時管中的水銀面到管頂?shù)木嚯x為80mm。當這個氣壓計的讀數(shù)為740mm水銀柱時，實際的大氣壓相當于（設溫度保持不變）（）A.755mm高水銀柱產生的壓強B.756mm高的水銀柱產生的壓強C.757mm高的水銀柱產生的壓強D.758mm高的水銀柱產生的壓強【答案】B【解析】【詳解】取水銀柱上方封閉的空氣作為研究對象，1mm水銀柱產生的壓強為133Pa，令133Pa=

Y

Pa，當實際大氣壓相當于768mm水銀柱產生的壓強時，氣體的壓強為這時氣體的（為玻璃管的橫截面積），當氣壓計讀數(shù)為740mm水銀柱時，氣體體積由玻意耳定律可求出這時氣體的壓強此時實際的大氣壓即相當于756mm水銀柱產生的壓強。故選B。8.空調在制冷過程中，室內空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中的水分減少，人會感覺干燥。若某空調工作一段時間后，排出水的體積為V，已知水的密度為，摩爾質量為M，阿伏加德羅常數(shù)為，則排出水中水分子的總數(shù)為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】由和得，排出水種水分子的總數(shù)為故選D。9.如圖甲是某小組的同學在探究光電效應現(xiàn)象時的電路，分別用頻率為的單色光照射真空管的陰極，陰極發(fā)射出的光電子最大速度之比為1∶2。電路中形成的兩條光電流與電壓之間的關系曲線如圖乙所示，普朗克常量用h表示。則以下說法正確的是（）A.遏止電壓之比為U甲∶U乙=4∶1B.乙線對應的光強大于甲線對應的光強C.該金屬的逸出功為D.甲線對應入射光的頻率為ν1【答案】AC【解析】【詳解】AD．甲線對應的遏止電壓較大，根據(jù)可知，甲線對應光電子的最大速度較大，則頻率為ν2的單色光；遏止電壓之比為A正確，D錯誤；B．乙線對應的飽和光電流較小，則乙線對應的光強小于甲線對應的光強，B錯誤；C．對甲線對乙線該金屬的逸出功為C正確。故選AC。10.如圖，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a→b→c→a完成一個循環(huán)，已知該理想氣體的內能與熱力學溫度的關系是U=kT（k為比例系數(shù)，T為熱力學溫度），氣體在狀態(tài)a時的溫度為T0，則下列說法正確的是（）A.氣體從狀態(tài)ab過程中從外界吸收的熱量為5kT0B.從狀態(tài)bc過程中氣體放出的熱量是4kT0C.完成整個循環(huán)的過程中，氣體吸收的熱量等于放出的熱量D.完成整個循環(huán)的過程中，氣體吸收的熱量大于放出的熱量【答案】BD【解析】【詳解】A．氣體從狀態(tài)ab過程，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得解得故b狀態(tài)下理想氣體的內能為故氣體從狀態(tài)ab氣體內能增加，但由于體積增大，氣體對外界做功，所以從外界吸收的熱量要大于，A錯誤；B．從狀態(tài)bc過程為等容變化，即，根據(jù)查理定律可得解得溫度降低，內能減小，故從向外界釋放的熱量，大小為B正確；CD．從狀態(tài)ab過程，氣體對外界做功大小等于如圖所示面積大小從外界吸收熱量從狀態(tài)bc過程為等容變化，即，從狀態(tài)ca過程，體積減小，外界對氣體做功大小等于如圖所示面積大小bca過程向外界釋放熱量為由于，所以，C錯誤D正確。故選BD。11.如圖a所示，理想變壓器原線圈通過理想電流表接在一交流電源的兩端，交流電源輸出的電壓u隨時間t變化的圖線如圖b所示，副線圈中接有理想電壓表及阻值R＝40Ω的負載電阻。已知原、副線圈匝數(shù)之比為5∶1，則下列說法中正確的是（）A.電流表的示數(shù)為0.2AB.電壓表的示數(shù)為40VC.電阻R消耗的電功率為40WD.通過電阻R的交變電流的頻率為2Hz【答案】AC【解析】【詳解】B．原線圈兩端電壓為根據(jù)變壓器的變壓比可知解得電壓表的示數(shù)為40V，故B錯誤；A．副線圈中的電流為根據(jù)變壓器的變流比可知所以電流表的示數(shù)為I1=0.2A故A正確；C．由公式故C正確；D．由圖乙可知，交變電流的頻率為由于變壓器不能改變交流電的頻率，所以通過電阻R的交變電流的頻率為50Hz，故D錯誤。故選AC。12.a、b兩質點在同一直線上運動，它們的位移—時間圖象分別為圖中直線a和曲線b。已知b質點的加速度恒定，t=0時二者距離為9m，t=3s時直線a和曲線b剛好相切，則（）A.a質點做勻速直線運動且其速度為m/sB.t=3s時a質點和b質點相遇，且此時速度相等C.t=1s時b質點的速度10m/sD.b質點的加速度為-2m/s2【答案】BD【解析】【詳解】A．x-t圖象的斜率等于速度，由圖可知，a車的速度不變，做勻速直線運動，速度為故A錯誤；B．t=3s時，直線a和曲線b剛好相切，位置坐標相同，兩車相遇。斜率相等，此時兩車的速度相等，故B正確；CD．t=3s，b車的速度為vb=va=2m/s設b車的初速度為v0．對b車由v0+at=vb解得v0=8m/sa=-2m/s2則t=ls時b車的速度為vb′=v0+at1=（8-2×1）m/s=6m/s故D正確，C錯誤。故選BD。第Ⅱ卷（非選擇題共52分）二、實驗題（本題共2題，共14分）。13.如圖所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測定重力和速度．①所需器材有打點計時器（帶導線）、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需____________（填字母代號）中的器材．A．直流電源、天平及砝碼B．直流電源、毫米刻度尺

C．交流電源、天平及砝碼D．交流電源、毫米刻度尺②通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實驗的準確程度．為使圖線的斜率等于重力加速度，除作v-t圖象外，還可作____________圖象，其縱軸表示的是__________，橫軸表示的是___________．【答案】(1).D(2).(3).速度平方的二分之一(4).重物下落的高度【解析】【詳解】（1）打點計時器需接交流電源．重力加速度與物體的質量無關，所以不要天平和砝碼．計算速度需要測相鄰計數(shù)的距離，需要刻度尺，故選D．（2）由公式v2=2gh，如繪出圖象，故縱軸表示，橫軸表示的是h，其斜率也等于重力加速度．【點睛】根據(jù)用打點計時器測重力加速度的實驗原理，可以判斷實驗需要的器材，同時還要知道利用圖象處理數(shù)據(jù)可以使實驗結果簡單直觀的展現(xiàn)出來．14.如圖所示，在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，需要從標尺上讀出某條亮條紋的位置。圖（a）中所示的讀數(shù)是______mm。若雙縫相距為d，雙縫到屏間的距離為l，相鄰兩個亮條紋中心的距離為Δx，則光的波長表示為λ＝______（字母表達式），某同學在兩個亮條紋之間測量，測出以下結果，其他數(shù)據(jù)為：d＝0.20mm，l＝700mm，測量Δx的情況如圖（b）所示。由此可計算出該光的波長為：λ＝______m?！敬鸢浮?1).5.24(2).(3).4.40×10-7【解析】【詳解】[1]從圖中可以看出，主尺示數(shù)為5

mm，游標尺第12條刻線與主尺上的刻線對齊，即游標尺示數(shù)為：12×0.02

mm=0.24

mm，圖中的游標卡尺的示數(shù)為：5

mm+0.24

mm=5.24

mm.[2]由干涉條紋間距的計算公式解得光的波長表達式為[3]由圖中可以求出條紋間距為代入數(shù)據(jù)解得光的波長為三、解答題（本題共4小題，共38分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）15.如圖，半徑為R的半球形玻璃體置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面與桌面相切于A點。一細束單色光經(jīng)球心O從空氣中射入玻璃體內，入射角為60°，出射光線射在桌面上B點處，AB之間的距離為R。求：（1）玻璃折射率；（2）入射光束在紙面內向左平移，射入玻璃體的光線在球面上恰好發(fā)生全反射時，光束在上表面的入射點到O點的距離。不考慮光線在玻璃體內的多次反射?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）如圖a所示由以上兩式得（2）臨界角C，如圖b所示，∠EDO=C，正弦定理解得16.一物體自O點由靜止出發(fā)，沿此直線做勻加速運動，依次經(jīng)過A、B、C三點，AB間的距離為l1=4m，BC間的距離為l2=8m，已知物體通過AB段與BC段所用的時間相等。求O與A的距離。【答案】0.5m【解析】【詳解】設物體的加速度為a，到達A點的速度為，通過AB段和BC段所用的時間為t，則有聯(lián)立解得，設O與A的距離為l，則有聯(lián)立以上式子可得l=0.5m17.如圖，一粗細均勻的U形管豎直放置，A側上端封閉，B側上端與大氣相通，下端開口處開關K關閉；A側空氣柱的長度L=15.0cm，B側水銀面比A側的高h=3.0cm?，F(xiàn)將開關K打開，從U形管中放出部分水銀，當兩