【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.doc，共(17)页，488.500 KB，由小赞的店铺上传

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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；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；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．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】A

B．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；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轨道半径r增大，电子动能减小，ABC错误，D正确。故选D。12.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)eV10.2eV3.4eVhEEA错误，B正确；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16.0e

V13.6eV，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120VB

.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112

0VU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50Hz，D错误。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.1.4s【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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αYαY211qRRqA错误；B．二者动量大小相等，根据p

mv可知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αkYkαY41246mEEm

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：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【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；(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22mBLvFRr解得m22

22()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)20024rPtc【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=△mc

2所以每年太阳由于发光减少的质量200224rPtEmcc