2020-2021学年江苏省南通市海安高级中学高二下学期期末检测物理试题 word版

海安高级中学2020～2021学年度第二学期期末调研

物理试题

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题4分，共计40分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）

1. 关于下列实验及现象的说法，正确的是

A. 图甲说明薄板是非晶体

B. 图乙说明气体速率分布随温度变化而变化，且

C. 图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关

D. 图丁说明水黾受到了浮力作用

2. 如图甲所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播在t=0时刻刚好传到坐标原点，图乙为介质中某一质点M的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 质点M平衡位置的坐标xM=-4m

B. 质点M平衡位置的坐标xM=12m

C. 质点M在0～7s时间内的路程s=70cm

D. 质点M在0～7s时间内路程s=10cm

3. 中国计划2020年左右建成覆盖全球北斗卫星导航系统．北斗卫星导航系统由5颗静止轨道卫星（地球同步卫星，离地高度约为36266km）、27颗中地球轨道卫星（离地高度约21000km）及其它轨道卫星共35颗组成，则以下说法正确的是（）

A. 静止轨道卫星指相对地表静止，其可定位在杭州正上空

B. 中地球轨道卫星比同步卫星角速度更大

C. 中地球轨道卫星周期大于24小时

D. 中地球轨道卫星环绕速度大于7.9km/s

4. 质量为的人站在地面上，用绳通过光滑定滑轮将质量为的重物从高处放下，如图所示，若重物以加速度a下降（），则人对地面的压力大小为（　　）

A.

B.

C.

D.

5. 如图所示，在斯特林循环的图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成，下列说法中正确的是  

A. 状态A的温度高于状态C的温度

B. 过程中，单位体积里气体分子数目减小

C. 过程中，气体分子每次与容器壁碰撞的平均冲力的平均值变小了

D. 一个循环过程中，气体要从外界吸收一定热量

6. 氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定

A. 对应的前后能级之差最小

B. 同一介质对的折射率最大

C. 同一介质中的传播速度最大

D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能

7. 一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到点，它运动的速度-时间图像如图所示。则A、两点所在区域的电场线可能是图乙中的（　　）

A.  B.

C.  D.

8. 如图所示，10匝矩形线圈，在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO’以角速度为100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1和L2．已知变压器原、副线圈的匝数比为10：1，开关断开时L1正常发光，且电流表示数为0.01A，则：

A. 若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为200sin100tV

B. 若开关S闭合，电流表示数将增大

C. 若开关S闭合，灯泡L1将更亮

D. 灯泡L1的额定功率为2W

9. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为、的点电荷，一带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能随x变化关系如图所示，其中A、B两点电势能为零，BD段中C点电势能最大，则（　　）

A. 和都是正电荷且

B. BC间场强方向沿x轴负方向

C. C点的电场强度大于A点的电场强度

D. 将一负点电荷从B点移到D点，电场力先做负功后做正功

10. 用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁释放的光子，照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应．已知氢原子处在n=1、2、3、4能级时的能量分别为E1、E2、E3、E4，能级图如图所示．普朗克常量为h，则下列判断正确的是（　　）

A. 这些氢原子共发出8种不同频率的光子

B. 氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级释放光子，氢原子核外电子的动能减小

C. 能使金属发生光电效应的两种光子的能量分别为E4﹣E3、E4﹣E2

D. 金属的逸出功W0一定满足关系：E2﹣E1＜W0＜E3﹣E1

二、非选择题（本大题共6小题，共60分）

11. 在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，小明的实验笔记上所记的简要步骤如下：

A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积S。

B．将一滴酒精油酸溶液滴在水面，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上。

C．用浅盘装入约2cm深的水，然后用痱子粉均匀地撒在水面上。

D．取一定体积油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的酒精油酸溶液。

E．根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。

F．用注射器将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数。

G．由得到油酸分子的直径d。

（1）设计实验步骤的合理顺序是___________。（填写字母编号）

（2）若所用酒精油酸的浓度约为每104mL溶液中有纯油酸6mL用注射器测得1mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸的轮廓形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，由此可估测油酸分子的直径是__________m。（保留一位有效数字）

12. 如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离．然后，接通电源使光源正常工作．

①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为__________；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹中心对齐，测得到条纹间的距离为．利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长__________（保留2位有效数字）．

②另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好．若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加．以下改动可能实现这个效果的是__________．

A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间    B．仅将单缝远离双缝移动少许

C．仅将单缝与双缝的位置互换        D．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片

13. 微棱镜增亮膜能有效提升液晶显示屏亮度。如图甲所示为其工作原理截面图，从面光源发出的光线通过棱镜膜后，部分会定向出射到上，部分会经过全反射返回到光源进行再利用。如图乙所示，等腰直角为一微棱镜的横截面，，，紧贴边上的点放一点光源，。已知微棱镜材料的折射率，，只研究从点发出照射到边上的光线。

（1）某一光线从边出射时，方向恰好垂直于边，求该光线在微棱镜内的入射角的正弦值；

（2）某一部分光线可以依次在、两界面均发生全反射，再返回到边，求该部分光线在边上的照射区域长度。

14. 如图，容积均为的气缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门、，B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)．初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭、，通过给汽缸打气，每次可以打进气压为，体积为的空气，已知室温为，大气压为，汽缸导热，

(1)要使A缸的气体压强增大到，应打气多少次？

(2)打开并缓慢加热汽缸内气体使其温度升高，求稳定时活塞上方气体的体积和压强．

15. 如图所示，固定斜面足够长，斜面与水平面的夹角α=30°，一质量为3m的“L”型工件沿斜面以速度v0匀速向下运动，工件上表面光滑，其下端连着一块挡板．某时刻，一质量为m的小木块从工件上的A点，沿斜面向下以速度v0滑上工件，当木块运动到工件下端时（与挡板碰前的瞬间），工件速度刚好减为零，后木块与挡板第1次相碰，以后每隔一段时间，木块就与工件挡板碰撞一次．已知木块与挡板都是弹性碰撞且碰撞时间极短，木块始终在工件上运动，重力加速度为g．求：

（1）木块滑上工件时，木块、工件各自的加速度大小．

（2）木块与挡板第1次碰撞后的瞬间，木块、工件各自的速度大小．

（3）木块与挡板第1次碰撞至第n（n=2，3，4，5，…）次碰撞的时间间隔及此时间间隔内木块和工件组成的系统损失的机械能△E．

16. 1958年穆斯堡尔发现的原子核无反冲共振吸收效应（即穆斯堡尔效应）可用于测量光子频率极微小的变化，穆斯堡尔因此荣获1961年诺贝尔物理学奖。类似于原子的能级结构，原子核也具有分立的能级，并能通过吸收或放出光子在能级间跃迁。原子核在吸收和放出光子时会有反冲，部分能量转化为原子核的动能（即反冲能）。此外，原子核的激发态相对于其基态的能量差并不是一个确定值，而是在以E0为中心、宽度为2的范围内取值的。对于57Fe从第一激发态到基态的跃迁，E0=2.31×10-15J，3.2×10-13E0。已知质量mFe9.5×10-26kg，普朗克常量h=6.6×10-34J·s，真空中的光速c=3.0×108m·s-1。

（1）忽略激发态的能级宽度，求反冲能，以及在考虑核反冲和不考虑核反冲的情形下，57Fe从基态跃迁到激发态吸收的光子的频率之差；

（2）考虑激发态的能级宽度，处于第一激发态的静止原子核57Fe*跃迁到基态时发出的光子能否被另一个静止的基态原子核57Fe吸收而跃迁到第一激发态57Fe*（如发生则称为共振吸收）?（直接写出结果）

（3）现将57Fe原子核置于晶体中，该原子核在跃迁过程中不发生反冲。现有两块这样的晶体，其中一块静止晶体中处于第一激发态的原子核57Fe*发射光子，另一块以速度运动的晶体中处于基态的原子核57Fe吸收光子。当速度v的大小处于什么范围时，会发生共振吸收?如果由于某种原因到达吸收晶体处的光子频率发生了微小变化，其相对变化为10-10，试设想如何测量这个变化（给出原理和相关计算）?

海安高级中学2020～2021学年度第二学期期末调研

物理试题 答案版

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题4分，共计40分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）

1. 关于下列实验及现象的说法，正确的是

A. 图甲说明薄板是非晶体

B. 图乙说明气体速率分布随温度变化而变化，且

C. 图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关

D. 图丁说明水黾受到了浮力作用

【答案】C

2. 如图甲所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播在t=0时刻刚好传到坐标原点，图乙为介质中某一质点M的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 质点M平衡位置的坐标xM=-4m

B. 质点M平衡位置的坐标xM=12m

C. 质点M在0～7s时间内的路程s=70cm

D. 质点M在0～7s时间内路程s=10cm

【答案】A

3. 中国计划2020年左右建成覆盖全球北斗卫星导航系统．北斗卫星导航系统由5颗静止轨道卫星（地球同步卫星，离地高度约为36266km）、27颗中地球轨道卫星（离地高度约21000km）及其它轨道卫星共35颗组成，则以下说法正确的是（）

A. 静止轨道卫星指相对地表静止，其可定位在杭州正上空

B. 中地球轨道卫星比同步卫星角速度更大

C. 中地球轨道卫星周期大于24小时

D. 中地球轨道卫星环绕速度大于7.9km/s

【答案】B

4. 质量为的人站在地面上，用绳通过光滑定滑轮将质量为的重物从高处放下，如图所示，若重物以加速度a下降（），则人对地面的压力大小为（　　）

A.

B.

C.

D.

【答案】C

5. 如图所示，在斯特林循环的图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成，下列说法中正确的是  

A. 状态A的温度高于状态C的温度

B. 过程中，单位体积里气体分子数目减小

C. 过程中，气体分子每次与容器壁碰撞的平均冲力的平均值变小了

D. 一个循环过程中，气体要从外界吸收一定热量

【答案】D

6. 氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定

A. 对应的前后能级之差最小

B. 同一介质对的折射率最大

C. 同一介质中的传播速度最大

D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能

【答案】A

7. 一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到点，它运动的速度-时间图像如图所示。则A、两点所在区域的电场线可能是图乙中的（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

8. 如图所示，10匝矩形线圈，在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO’以角速度为100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1和L2．已知变压器原、副线圈的匝数比为10：1，开关断开时L1正常发光，且电流表示数为0.01A，则：

A. 若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为200sin100tV

B. 若开关S闭合，电流表示数将增大

C. 若开关S闭合，灯泡L1将更亮

D. 灯泡L1的额定功率为2W

【答案】B

9. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为、的点电荷，一带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能随x变化关系如图所示，其中A、B两点电势能为零，BD段中C点电势能最大，则（　　）

A. 和都是正电荷且

B. BC间场强方向沿x轴负方向

C. C点的电场强度大于A点的电场强度

D. 将一负点电荷从B点移到D点，电场力先做负功后做正功

【答案】B

10. 用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁释放的光子，照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应．已知氢原子处在n=1、2、3、4能级时的能量分别为E1、E2、E3、E4，能级图如图所示．普朗克常量为h，则下列判断正确的是（　　）

A. 这些氢原子共发出8种不同频率的光子

B. 氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级释放光子，氢原子核外电子的动能减小

C. 能使金属发生光电效应的两种光子的能量分别为E4﹣E3、E4﹣E2

D. 金属的逸出功W0一定满足关系：E2﹣E1＜W0＜E3﹣E1

【答案】D

二、非选择题（本大题共6小题，共60分）

11. 在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，小明的实验笔记上所记的简要步骤如下：

A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积S。

B．将一滴酒精油酸溶液滴在水面，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上。

C．用浅盘装入约2cm深的水，然后用痱子粉均匀地撒在水面上。

D．取一定体积油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的酒精油酸溶液。

E．根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。

F．用注射器将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数。

G．由得到油酸分子的直径d。

（1）设计实验步骤的合理顺序是___________。（填写字母编号）

（2）若所用酒精油酸的浓度约为每104mL溶液中有纯油酸6mL用注射器测得1mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸的轮廓形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，由此可估测油酸分子的直径是__________m。（保留一位有效数字）

【答案】    (1). DFECBAG    (2). 6×10-10

12. 如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离．然后，接通电源使光源正常工作．

①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为__________；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹中心对齐，测得到条纹间的距离为．利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长__________（保留2位有效数字）．

②另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好．若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加．以下改动可能实现这个效果的是__________．

A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间    B．仅将单缝远离双缝移动少许

C．仅将单缝与双缝的位置互换        D．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片

【答案】    (1).     (2).     (3). D

13. 微棱镜增亮膜能有效提升液晶显示屏亮度。如图甲所示为其工作原理截面图，从面光源发出的光线通过棱镜膜后，部分会定向出射到上，部分会经过全反射返回到光源进行再利用。如图乙所示，等腰直角为一微棱镜的横截面，，，紧贴边上的点放一点光源，。已知微棱镜材料的折射率，，只研究从点发出照射到边上的光线。

（1）某一光线从边出射时，方向恰好垂直于边，求该光线在微棱镜内的入射角的正弦值；

（2）某一部分光线可以依次在、两界面均发生全反射，再返回到边，求该部分光线在边上的照射区域长度。

【答案】(1)；(2)

14. 如图，容积均为的气缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门、，B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)．初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭、，通过给汽缸打气，每次可以打进气压为，体积为的空气，已知室温为，大气压为，汽缸导热，

(1)要使A缸的气体压强增大到，应打气多少次？

(2)打开并缓慢加热汽缸内气体使其温度升高，求稳定时活塞上方气体的体积和压强．

【答案】（1）15次；（2）0.4V0；

15. 如图所示，固定斜面足够长，斜面与水平面的夹角α=30°，一质量为3m的“L”型工件沿斜面以速度v0匀速向下运动，工件上表面光滑，其下端连着一块挡板．某时刻，一质量为m的小木块从工件上的A点，沿斜面向下以速度v0滑上工件，当木块运动到工件下端时（与挡板碰前的瞬间），工件速度刚好减为零，后木块与挡板第1次相碰，以后每隔一段时间，木块就与工件挡板碰撞一次．已知木块与挡板都是弹性碰撞且碰撞时间极短，木块始终在工件上运动，重力加速度为g．求：

（1）木块滑上工件时，木块、工件各自的加速度大小．

（2）木块与挡板第1次碰撞后的瞬间，木块、工件各自的速度大小．

（3）木块与挡板第1次碰撞至第n（n=2，3，4，5，…）次碰撞的时间间隔及此时间间隔内木块和工件组成的系统损失的机械能△E．

【答案】（1）a1＝； a2＝ （2）－2v0 ；2v0（3）Δt =（n=2,3,4,5,……）；ΔE=24（n－1）mv02（n=2,3,4,5,……）

16. 1958年穆斯堡尔发现的原子核无反冲共振吸收效应（即穆斯堡尔效应）可用于测量光子频率极微小的变化，穆斯堡尔因此荣获1961年诺贝尔物理学奖。类似于原子的能级结构，原子核也具有分立的能级，并能通过吸收或放出光子在能级间跃迁。原子核在吸收和放出光子时会有反冲，部分能量转化为原子核的动能（即反冲能）。此外，原子核的激发态相对于其基态的能量差并不是一个确定值，而是在以E0为中心、宽度为2的范围内取值的。对于57Fe从第一激发态到基态的跃迁，E0=2.31×10-15J，3.2×10-13E0。已知质量mFe9.5×10-26kg，普朗克常量h=6.6×10-34J·s，真空中的光速c=3.0×108m·s-1。

（1）忽略激发态的能级宽度，求反冲能，以及在考虑核反冲和不考虑核反冲的情形下，57Fe从基态跃迁到激发态吸收的光子的频率之差；

（2）考虑激发态的能级宽度，处于第一激发态的静止原子核57Fe*跃迁到基态时发出的光子能否被另一个静止的基态原子核57Fe吸收而跃迁到第一激发态57Fe*（如发生则称为共振吸收）?（直接写出结果）

（3）现将57Fe原子核置于晶体中，该原子核在跃迁过程中不发生反冲。现有两块这样的晶体，其中一块静止晶体中处于第一激发态的原子核57Fe*发射光子，另一块以速度运动的晶体中处于基态的原子核57Fe吸收光子。当速度v的大小处于什么范围时，会发生共振吸收?如果由于某种原因到达吸收晶体处的光子频率发生了微小变化，其相对变化为10-10，试设想如何测量这个变化（给出原理和相关计算）?

【答案】（1）；；（2）不可能发生共振吸收；（3）见解析