【文档说明】【精准解析】北京市首都师大附中2019－2020学年高二下学期期末考试物理试题.pdf，共(17)页，370.381 KB，由小赞的店铺上传

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-1-首都师大附中2019－2020学年第二学期期末考试高二物理第I卷（共60分）一、选择题（本大题共20小题，每小题3分，共60分。在每个小题所列出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的。全选对得3分，选对不全得1.5分，有错选不得分

。）1.物理学是一门以实验为基础的科学，任何学说和理论的建立都离不开实验。下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史实的说法，其中正确的是（）A.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构B.爱因斯坦提出了光子说理论，并成功地解释了光电效应实验C.麦克

斯韦从理论上预言了电磁波的存在D.玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象【答案】BC【解析】【详解】A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核式结构的模型，故A错误；B．爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质，成功地解释了光电效应现象，故B正确；C．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，而赫兹用

实验证实其存在，故C正确；D．玻尔理论成功地解释了氢原子的发光现象，故D错误。故选BC。2.关于电磁波，下列说法正确的是（）A.电磁波和机械波都可以在真空中传播B.电磁波和机械波都能产生多普勒效应C.电磁波能够发生偏振现象，说明是纵波D.以下三种电磁波按波长

由长到短排序为：无线电波、紫外线、γ射线【答案】BD【解析】【详解】A．电磁波可以在真空中传播，而机械波不能，需要介质，故A错误；B．多普勒效应是一切波均具有性质，故电磁波和机械波都能产生多普勒效应，故B正确；-2-C．电磁波能够发生偏振

现象，说明是横波，故C错误；D．无线电波波长最长，γ射线波长最小，其次为紫外线，故D正确。故选BD。3.下列说法中正确的是（）A.光导纤维传送光信号是利用了光的折射现象B.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的偏振现象C.肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹是光的干涉现象D.照相机镜头表面涂上增透

膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象【答案】C【解析】【详解】A．光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象，A错误；B．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，因为空气薄层两表面的反射光，频率相同，能够发生稳定干涉，形成干涉条纹，B错误；C．肥皂泡内外表面反射光频率相同

，能够发生稳定干涉，产生彩色的干涉条纹，C正确；D．增透膜的内外表面反射光频率相同，产生干涉，叠加后增强光的强度，利用的是光的干涉现象，D错误。故选C。4.如图所示，a、b、c、d四个图是单色光在不同条件下形成的干涉或

衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是（）A.a是光的衍射图样B.b是光的干涉图样C.c是光的干涉图样D.d是光的衍射图样【答案】D【解析】【详解】A．a是光的双缝干涉图样，条纹间距相等，A错误；B．b是光的单缝衍射图样，中央亮条纹最宽，向外条纹变窄，间距

变小，B错误；C．c是圆孔衍射图样，C错误；-3-D．d是泊松亮斑（光照射在小圆盘上却出现中央亮斑），是光的衍射图样，D正确。故选D。5.一束只含红光和紫光的复色光沿PO方向射入玻璃三棱镜后分成两束光，并

沿OM和ON方向射出，如图所示，已知OM和ON两束光中只有一束是单色光，则【】A.OM为复色光，ON为紫光B.OM为复色光，ON为红光C.OM为紫光，ON为复色光D.OM为红光，ON为复色光【答案】D【解析】ON为反射光，应为复色光；而折射后只有一束光线，

故有一束光发生了全反射；而红光与紫光相比较，紫光的折射率较大，临界角较小，故紫光发生了全反射；可知OM应为红光．故D正确，ABC错误．故选D.6.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（）A.电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B.变化的电场周围一定产生变化的磁场C.变化的磁场周围一定产

生恒定的电场D.电磁波是电场和磁场相互激发而形成的【答案】D【解析】【详解】A．变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，A错误；B．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，B错误；C．均匀变化的磁场周围产生恒

定的电场，C错误；D．电磁波是电场和磁场相互激发而形成的，D正确。故选D。7.在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是[]A.电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小．-4-B.回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大C.电容器极板

上电荷最多时，电场能最大D.回路中电流值最小时刻，电场能最小【答案】BC【解析】【详解】AB．电容器放电完毕时，q=0，i最大，磁场能最大，所以A错误B正确；CD．电流最小i=0时，q最多，极板间电场最强，电场能最大，所以C正确D错误；故选BC。8

.下列关于无线电广播的叙述正确的是（）A.发射无线电广播信号必须采用调频方式B.发射无线电广播信号必须进行调谐C.接收无线电广播信号必须进行调制D.接收到无线电广播信号后必须进行解调才能由扬声器播放【答案】D【

解析】【详解】AB．发射无线电广播信号必须经过调制，可以采用调频，也可以采用调幅，AB错误；C．接收无线电广播必须经过调谐（即选台），C错误；D．无线电波中有高频信号，所以需要经过解调将低频信号捡出，才能由扬声器播放，D正确。故选D。9.下列关于α粒子的说法正确的是（）A.α粒子是氦原子B.原子核

放出α粒子即α衰变，α衰变的核反应方程式为AA44ZZ22XYHeC.原子核放出α粒子即α衰变，这一过程往往还伴随放出γ射线D.比较α、β、γ三种射线，由α粒子组成的α射线，电离能力最弱、穿透能力最强【答案】BC【解析】【详解】A．α粒子是氦原子核，A错误；B

．原子核放出α粒子即α衰变，α衰变的核反应方程式为AA44ZZ22XYHe，B正确；-5-C．原子核放出α粒子即α衰变，这一过程往往还伴随放出γ射线（以能量的形式放出），C正确；D．比较α、β、γ三种射线，由α粒子组成的α射线，电离能力最强、穿透能力最弱，D错误

。故选BC。10.有一种放射性元素X，它的氧化物X2O的半衰期为4天，X2O与F2能发生如下反应：2X2O+2F2=4XF+O2，则下列说法正确的是（）A.XF中X的半衰期为4天B.单质X的半衰期为8天C.升高温度有可能使

放射性元素X的半衰期缩短D.若有2个X2O分子，经过4天就只剩1个了【答案】A【解析】【详解】ABC．放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，因此放射性元素X无论以什么样的状态存在，其半

衰期不发生变化，故A正确，BC错误；D．半衰期具有统计规律，仅对大量的原子核适用，对于几个原子核不适用，故D错误。故选A。11.氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能，氢原子的电子由内层轨道跃迁到外层轨

道时（）A.氢原子释放能量，电子的动能增加，电势能减小B.氢原子吸收能量，电子的动能增加，电势能增加C.氢原子释放能量，电子的动能减小，电势能减小D.氢原子吸收能量，电子的动能减小，电势能增加【答案】D【解析】【详解】氢原子的电子由内

层轨道跃迁到外层轨道时，即由低能级向高能级跃迁，氢原子吸收能量，电子与原子核之间的库仑力做负功，电势能增加，库仑力提供向心力2122qqvkmrr-6-轨道半径r增大，电子动能减小，ABC错误，D正确。故选D。1

2.关于光谱，下面说法中正确的是（）A.炽热的固体发射线状光谱B.太阳光谱中的暗线说明太阳外层大气上含有与这些暗线相应的元素C.连续光谱和吸收光谱都可用于对物质成分进行分析D.氢原子光谱是由于氢原子发生能级跃迁形成的【答案】BCD【解析】【详解】A．炽热的固体

发射连续光谱，A错误；B．太阳光谱是吸收光谱，所以太阳光谱中的暗线说明太阳外层大气上含有与这些暗线相应的元素，B正确；C．连续光谱和吸收光谱都能体现元素的特征，所以都可用于对物质成分进行分析，C正确；D．氢原子外层电子在

不同能级之间跃迁过程中，会吸收或辐射不同能量的光子，所以氢原子光谱是由于氢原子发生能级跃迁形成的，D正确。故选BCD。13.氢原子处于基态时，其能量为E1=-13.6eV，氢原子的能级如图所示。下面给出一些光子的能量值，处于基态的氢原子可以吸收的光子是（）A.3.4eVB.10.2eVC.

11.0eVD.16.0eV【答案】BD【解析】【详解】AB．处于基态的氢原子要跃迁到高能级，吸收光子的能量需要恰好等于两能级差的能量，氢原子从12吸收的能量最小，即213.4eV(13.6)eV10.2eV3.4eVhE

EA错误，B正确；-7-C．当光子能量为11.0eV时n13.6eV11.0eV2.6eVE无对应能级，氢原子无法吸收该光子能量进行跃迁，C错误；D．因为16.0eV13.6eV，氢原子吸收该光子能

量后，直接电离，D正确。故选BD。14.一环形线圈放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直线圈平面向里，如图（甲）所示。若磁感强度B随时间t变化的关系如图（乙）所示，那么第3s内线圈中感应电流的大小和方向是（）A.大小恒定，逆时针方向B.大小恒定，顺时针方向C.逐渐增加，逆

时针方向D.逐渐增加，顺时针方向【答案】A【解析】【详解】在第3s内，磁场的方向垂直于纸面向里，且均匀增大，根据Ent可知电动势恒定，产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，故A正确，BCD错误。故选A。15.如图所示，一台理想变压器的原、副线

圈的匝数比为n1∶n2=10∶1。在原线圈两端接入50Hz正弦交流电源，在副线圈两端接有“12V、12W”的灯泡。若灯泡恰能正常发光，则（）A.变压器输入电压的有效值为120V-8-B.变压器输入电流

的最大值为0.10AC.变压器输入功率大于12WD.变压器输出频率等于5Hz【答案】A【解析】【详解】A．根据1122UnUn灯泡两端的电压是指有效值，因此输出电压的有效值212VU可得输入电压的有效值1120VUA正确；

B．根据PUI可知输出电流的有效值21AI根据1221InIn解得，输入电流的有效值10.1AI因此输入电流的最大值m122A10IIB错误；C．由于变压器本身不消耗能量，输出功率决定输入功率，因此输入功率等于12W，C错误；D．变压器只改变电压、电流，但不改变频率，因此输出频率仍为5

0Hz，D错误。-9-故选A。16.如图所示，弹簧振子在振动过程中，振子经a、b两点的速度相同，若它从a经过O到b历时0.4s，从b再回到a的最短时间为0.6s，则该振子的振动周期为（）A.0.8sB.1.0sC.1.2sD.1.4

s【答案】C【解析】【详解】振子经a、b两点的速度相同，则a、b两点关于O点对称，则从Ob时间为0.2s，振子经过b点后，到达最远处再返回a点，则根据运动的对称性可知振子从b到达最远处的时间为0.1s，所以振子从O到最

远处，即14个周期时间为0.3s，振子的周期为1.2s，ABD错误，C正确。故选C。17.一列沿x轴传播的简谐波，波速为4m/s，t=0时刻的波形图像如图所示。此时x=8m处的质点具有正向最大速度，则t=4.5s时（）A

.x=0m处质点具有正向最大加速度B.x=2m处质点具有负向最大速度C.x=4m处质点具有负向最大加速度D.在这4.5s内，x=6m处质点通过的路程为18cm【答案】BD【解析】【详解】A．在0t时刻，8mx处质点向上运动，根据同侧法可知该波沿x轴

负方向传播；该波的周期为8m2s4m/sTv-10-经过14.5s(2)4tT，0x处的质点位于正向位移最大处，具有负向的最大加速度，A错误；B．2mx处的质点位于平衡位置，具有负向的最大速度，B正确；C．4mx处的质点位于负向位移最大处，具有正向的最大加速度，C错误；D．

6mx处的质点经过的路程为94992cm18cm4sAAD正确。故选BD。18.用图示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转

，那么（）A.用a光照射光电管阴极K，若将滑动变阻器的滑动触头移到a端时，电流表中仍有电流通过B.只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大C.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转D.用a光照射光电管阴极K，滑动变阻器的滑动触头由a端向b端

滑动的过程中，电流表的示数一定会持续增大【答案】AB【解析】【详解】A．若将滑动变阻器的滑动触头移到a端时，从K中逸出的光电子仍能运动至A，在闭合回路中形成电流，所以电流表中仍然有电流流过，A正确；B．只增加a光的强度，从K中逸出的光电子数目增大，所以

通过电流计G的电流增大，B-11-正确；C．根据电路结构可知光电管右边电势高，为正极板，说明b光不能使金属发生光电效应，根据光电效应方程0kmhWE可知增加光照强度不能发生光电效应，金属板中仍然无光电子逸出，电流表无示数，C错误；D．滑动变阻器的滑动触头由a端

向b端滑动的过程中，可能在某一位置，光电管中的电流达到饱和光电流，此后电流便不再变大，所以电流表示数先增大后不变，D错误。故选AB。19.匀强磁场中有一个静止的放射性同位素铝核2813Al放出α粒子（即42He）后，产生的反冲

核Y（即2411Na）和α粒子分别做匀速圆周运动，不计粒子所受的重力及粒子间的相互作用。则反冲核Y和α粒子（）A.做匀速圆周运动的半径之比为11:2B.做匀速圆周运动的速率之比为6:1C.做匀速圆周运动的周期之比为12:11D.

做匀速圆周运动的动能之比为1:6【答案】CD【解析】【详解】A．2813Al从静止衰变后，产生的两原子核动量守恒，即Yαpp洛伦兹力提供向心力2vqvBmR解得mvpRqBqB则αYαY211qR

RqA错误；B．二者动量大小相等，根据pmv可知-12-αYαY41246mvvmB错误；C．粒子运动的周期为22RmTvqB则αYYααY2421241111qTmTmqC正确；D．动能与动量的关系表示为2k2pEm则αkY

kαY41246mEEmD正确。故选CD。20.英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场．如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电荷

量为+q的小球,已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()A.0B.r2qk/2C.2πr2qkD.πr2qk【答案】D【解析】试题分析：磁感应强度B随时间均匀增

加，其变化率为k，故感应电动势为：-13-2USBtrk；根据楞次定律，感应电动势的方向为顺时针方向；小球带正电，小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做

功的大小是：W=qU=πr2qk，故选D．考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律第II卷（共40分）二、实验题（每空4分，共12分）21.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题。（1）如图所示，光具座

上放置的光学元件有光源、遮光筒和其它元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列四个选项中的_________；A．a滤光片、b单缝、c双缝、d光屏B．a双缝、b单缝、c滤光片、d光屏C．a滤光片、b双缝、c单缝、d光屏D．a双缝、b滤光片、c单缝、d光屏（2）已知该装置中双缝间距d=

0.50mm，双缝到光屏的距离L=0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图甲所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图乙所示，则其示数为下列选项中的_________；A．111.10mmB．11.12mmC．110.2mmD．11.2mm（3）在B位置时游标卡尺如图丙所示。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。下列选项中的数据最接近正确实验结果的是____________。A．6.0×10-7mB．6.4×10-7mC．6.8×10-7mD．7.2×10-7m-14-【答案】(1).A(2).A(3).B【解析】【详解】(1)［1］为获取单

色线光源，白色光源后面要有a滤光片、b单缝、c双缝、d光屏，故A正确，BCD错误。(2)［2］根据游标卡尺的读数规则结合图乙可知，主尺的读数应在110mm左右，游标尺的读数应是小数点后面两位，故A符合题意，BCD不符合题意。(

3)［3］B位置的读数约为115.50mm，A位置的读数为111.10mm，则115.50111.10mm0.63mm7x根据双缝干涉条纹的间距公式Lxd代入数据解得76.410m故B符合题意，ACD不符合题意。三、计算题（

本大题共2小题，共28分）要求：解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。结果有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。22.如图所示，MN和PQ为固定在水平面上的平行金

属轨道，轨道间距为0.2m。质量为0.1kg的金属杆ab置于轨道上，与轨道垂直。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。现用F=2N的水平向右的恒力拉ab杆由静止开始运动。电路中除了电阻R=0.04Ω之外，ab杆的电阻r=0.01Ω，其余电阻不计

。设轨道光滑。求：(1)判断流过电阻R的电流方向；-15-(2)ab杆可以达到的最大速度；(3)ab杆的速度达到5m/s时两端的电压；(4)当ab杆达到最大速度后撤去外力F，此后电阻R还能产生多少焦耳热。【答案】(1)方向为MP；(2)10m/

s，方向水平向右；(3)0.4V；(4)4J【解析】【详解】(1)根据右手定则可知导体棒中的电流方向为ba，则流过R的电流方向为MP。(2)金属杆ab做加速度减小的加速运动，当ab杆加速度为0时，速度最大，安培力为22mmBLvBLvFBILBLRrRr安根据平衡条件2

2mBLvFRr解得m2222()2(0.040.01)m/s10m/s0.50.2FRrvBL方向水平向右。(3)当ab杆速度为5m/sv时，感应电动势为0.50.25V0.5VEBLv金属杆两端电压为路端电压，即0.040.

5V0.4V0.040.01RUERr(4)撤去外力后，ab在安培力的作用下减速至0，根据能量守恒定律得全电路的焦耳热为22m110.110J5J22Qmv根据焦耳定律2QIRt可知-16-RQRrQR解得

0.045J4J0.040.01RRQQRr23.现代科学研究表明，太阳可以不断向外辐射能量，其来源是它内部的核聚变反应，其中主要的核反应方程是4个质子和2个负电子聚合在一起，并释放核能。在地球上与太阳光垂直的

表面上，单位面积接收到的太阳能辐射功率为P。已知普朗克常量h，光速c，太阳到地球之间的距离为r0。若太阳“释放的核能”最后都以可见光的形式辐射，其平均频率为v，球面面积公式S=4πr2。求：（1）写出太阳的核聚变反应方程；（2）太阳发出的光子的平均动量大小；（3）地球上与太阳光垂

直且面积为S的平面，在t时间内接收到的太阳辐射光子个数；（4）每年太阳由于核聚变所减少的质量。（设一年的时间为t0）【答案】(1)10411242HeHe+释放的核能(2)hvpc(3)SPthv(4)200

24rPtc【解析】【详解】(1)根据质量数和核电荷数守恒，可得核反应方程为10411242HeHe+释放的核能(2)光子的动量为hp速度为cv联立可得平均动量大小为hvpc(3)设每秒内在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上光子的个数为N，根据题设条

件可知E0=Pt1=Nhv-17-所以PNhv地球上与太阳光垂直且面积为S的平面，在t时间内接收到的太阳辐射光子个数为SPtNNSthv(4)设1s内太阳辐射的能量为E1，1年内太阳辐射的能量

为E，每年太阳由于发光减少的质量为m．根据题设条件可知2104ErP21004EEtrPt根据质量亏损和质能关系可知E=△E=△mc2所以每年太阳由于发光减少的质量200224rPtEmcc

