精品解析：宁夏银川市第六中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版）

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银川六中2022-2023学年第二学期期末考试
高二年级物理试卷
考号：__________班级：__________姓名：__________座位号：__________
一、单选题（共12小题，每小题3分共36分）
1. 光线以某一入射角从空气射入折射率为的玻璃中，已知折射角为，则入射角等于（　　）
A. 30° B. 45° C. 60° D. 75°
【答案】C
【解析】
【详解】根据折射定律可得

解得

故选C。
2. 做简谐运动的弹簧振子多次通过同一位置时，会发生变化的物理量有
A. 位移
B. 速度
C. 加速度
D. 回复力
【答案】B
【解析】
【详解】弹簧振子每次通过某一个相同位置时，相对于平衡位置的位移x相同，根据F=-kx可知，回复力相同；根据a=-可知，其加速度也相同；故ACD错误；由于速度有两种可能的方向，速度不一定相同；故B正确；故选B．
3. 氢原子能级图如图所示，已知可见光光子的能量在1.61～3.10eV范围内，则下列说法正确的是（　　）

A. 氢原子能量状态由n=2能级跃迁到n=1能级，放出的光子为可见光
B. 大量氢原子处于n=4能级时，向低能级跃迁最多能发出10种不同频率的光子
C. 处于基态的氢原子电离需要释放13.6eV能量
D. 氢原子处于n=2能级时，可吸收2.86eV能量的光子跃迁到高能级
【答案】D
【解析】
【详解】A．氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光子能量为

不在1.61～3.10eV范围内，不是可见光，A错误；
B．大量处于n=4能级的氢原子，跃迁到基态的过程中，根据，因此释放出6种频率的光子，B错误；
C．处于基态的氢原子电离，需要吸收13.6eV的能量，C错误；
D．氢原子处于n=2能级时，吸收2.86eV能量的光子后的能量为

正好跃迁到n=5能级，D正确。
故选D。
4. 碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】放射性物质发生衰变时，由原子核的衰变公式

其中

为半衰期的次数，解得

故选C.
考点：本题考查了原子核的衰变规律、半衰期的计算.
5. 如图甲所示为研究光电效应的电路图，实验得到了如图乙所示的遏止电压Uc和入射光频率ν的图象，下列说法正确的是

A. 图象与横轴交点坐标的物理意义是该金属的截止频率
B. 图象斜率为普朗克常量h
C. 遏止电压越高，截止频率越大
D. 入射光频率增大，逸出功也增大
【答案】A
【解析】
【详解】A、当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以．故A正确．B、因为，知图线的斜率等于，从图象上可以得出斜率的大小，已知电子电量，可以求出普朗克常量．故B错误．C、根据光电效应方程和，得，当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，截止频率对于某种金属来讲是一定的．故C错误．D、从图象上可知，逸出功，根据光电效应方程，，入射光频率与逸出功无关，故D错误．故选A．
【点睛】根据光电效应方程和，得出遏止电压与入射光频率v的关系式，从而进行判断．
6. 如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角三角形△ABC，为直角，此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射，该棱镜材料的折射率为（　　）

A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示，由几何关系可得



光束射到AB边时，根据光的折射定律有

当光束射到AC边时，恰好发生全反射有

联立以上两式解得

故选D。

7. 下列关于机械波的说法中，正确的是（ ）
A. 发生干涉现象时，介质中振动加强的质点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零
B. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
C. 在一个周期内，介质的质点所走过的路程等于波长
D. 某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大
【答案】A
【解析】
【详解】发生干涉现象时，介质中振动加强的质点振幅最大，减弱的点振幅最小．若两列波的振幅相等，减弱点的振幅可能为零．故A正确．产生多普勒效应的原因是振源与观察者之间距离变化，使观察者接收到频率发生了变化，但波源频率并不改变，故B错误．质点简谐振动时，一个周期内通过的路程是四个振幅，与波长无关．故C错误．波速由介质决定，频率由波源决定．当声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长变大，故D错误．故选A．
点睛：本题考查多普勒效应、波的干涉及波的传播等，要正确理解多普勒效应，明确发生多普勒效应时波源的频率没有变化．
8. 如图（a）为平面内沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图像，图（b）为处质点的振动图像，由图像可知，下列说法中正确的是（　　）

A 时，质点P沿y轴正方向加速运动
B. 到内，质点P通过的路程一定是8 cm
C. 时，质点Q运动到处
D. 时，质点Q的加速度为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图（b）可知，在时刻，处质点向y轴正方向振动，由上下坡法确定该波沿x轴负方向传播，可知时，质点P沿y轴负方向向平衡位置运动，速度逐渐增大，因此是加速运动，A错误；
B．由图（b）可知，质点的振动周期为T=4s，振幅为4cm，可知在到内，即半个周期内，质点P通过的路程一定是2倍的振幅，即8 cm，B正确；
C．由波的形成可知，参与波传播的质点，只在各自的平衡位置附近做周期性的振动，不会沿波传播的方向移动，C错误；
D．由题图（a）可知，在时刻，质点Q在平衡位置向y轴正方向振动，时，质点Q振动到负方向的最大位移处，由可知，加速度为正的最大值，D错误。
故选B。
9. 质量为2kg的物体放在光滑水平面上，受到水平方向成30°角的斜向上的拉力F=3N的作用，经过10s(取g=10m/s2)(　　)
A. 力F的冲量为15N·s
B. 物体的动量的变化是30kg·m/s
C. 重力的冲量是零
D. 地面支持力的冲量是185N·s
【答案】D
【解析】
【详解】拉力F向上的分量为
Fsin30°=1.5 N
地面支持力为
=18.5 N
拉力F沿水平方向的分力为

根据I=Ft，所以力F的冲量为IF=30 N·s。
合力的冲量为

则动量的变化量为15 kg·m/s，重力的冲量为200 N·s，地面支持力的冲量为185 N·s，选项D正确。
故选D
10. 一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示则下列关于a、b两束光的说法，正确的是（ ）

A. 玻璃对a光的折射率比b小 B. 真空中，a光的波长比b长
C. b光在该玻璃中的传播速度比a大 D. 如果a光是绿光，b光可能是紫光
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意，由折射率公式可知，由于两束光的入射角相等，a的折射角小于b的折射角，则玻璃砖对b光的折射率比玻璃砖对a光的折射率小，故A错误；
B．由于玻璃砖对b光的折射率比玻璃砖对a光的折射率小，则b光的频率比a光的频率小，由公式可知，真空中，b光的波长比a长，故B错误；
C．根据公式可知，由于玻璃砖对b光的折射率比玻璃砖对a光的折射率小，则在玻璃砖中b光的传播速度比a光的大，故C正确；
D．由于绿光的折射率小于紫光的折射率，则如果a光是绿光，b光不可能是紫光，故D错误。
故选C。
11. 如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图。a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 该波沿方向传播，波速为1 m/s B. 质点a经4 s振动的路程为4 m
C. 此时刻质点a的速度沿方向 D. 质点a在时速度为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图乙可知，该时刻质点b沿y轴正方向振动，由上下坡法确定，该波沿方向传播；由图甲可知，该波波长为8m，周期为8s，则有波速为

A错误；
B．由图乙可知，质点振动的振幅为0.5m，质点a经4 s，即半个周期振动的路程为2倍的振幅，即1m，B错误；
C．质点a的横坐标为，波沿x轴负方向传播，可知此时刻质点a的速度沿方向，C错误；
D．由图乙可知，在时，质点b在正方向最大位移处，质点a与质点b的距离是半个波长，振动的步调完全相反，因此质点a此时在负方向的最大位移处，加速度最大，速度是零，D正确。
故选D。
12. 如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过M、N两点，历时1 s，质点通过N点后再经过1 s又第2次通过N点，在这2 s内质点通过的总路程为12 cm。则质点的振动周期和振幅分别为（　　）

A. 3 s、6 cm B. 4 s、6 cm C. 4 s、9 cm D. 2 s、8 cm
【答案】B
【解析】
【详解】简谐运动的质点，先后以同样的速度通过M、N两点，则可判定M、N两点关于平衡位置O点对称，所以质点由M到O时间与由O到N的时间相等，那么平衡位置O到N点的时间

因过N点后再经过

质点以方向相反、大小相同的速度再次通过N点，则有从N点到最大位置的时间

因此，质点振动的周期是

这2s内质点总路程的一半，即为振幅，所以振幅

故选B。
二、多选题（共4小题，每小题4分，选不全得2分，共16分）
13. 如图所示为实验室中一单摆的共振曲线，由共振曲线可知(　　)

A. 则该单摆的摆长约为1m
B. 共振时单摆的振幅为12cm
C. 若增大摆球的质量，则单摆的固有频率将增大
D. 若增大摆球的质量，则单摆的固有频率将减小
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由共振曲线可知，单摆的固有频率为0.5Hz，则固有周期为

代入单摆周期公式

解得，故A正确；
B．共振时，单摆振幅最大，为12cm，故B正确；
CD．单摆周期公式为

与摆球质量无关，改变摆球质量，周期不变，故CD错误。
故选AB。
14. 如图所示，甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，乙为介质中x=2m处的质点P以此时刻为计时点的振动图像，质点Q的平衡位置位于x=3.5m处，下列说法正确的是（　　）

A. 这列波沿x轴正方向传播、波速为10m/s
B. 在0.3s时间内，质点P向右移动了3m
C. t=0.1s时，质点P的加速度大于质点Q的加速度
D. t=0.25s时，x=3.5m处的质点Q到达波峰位置
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．从图乙中可以看出P点起振方向沿y轴正方向，根据“上下坡法”可得这列波沿x轴正方向传播，从图甲中可得λ＝4m，从图乙中可得T＝0.4s，故这列波的速度为

选项A正确；
B．机械波在传播过程中，波上的各个质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移，选项B错误；
C．当t＝0.1s时，质点P处于最大位移处，据简谐运动的特点可知，此时加速度最大，而质点Q此时不在最大位移处，所以质点P的加速度大于质点Q的加速度，故C正确；
D．据图象可知t＝0时刻，x＝1m的质点正处于波峰，该点与质点Q相距Δx＝3.5m－1m＝2.5m，从t＝0时刻起，质点Q到达波峰所需要的时间

故D正确。
故选ACD。
15. 利用如图所示的装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，下列说法中正确的是（　　）

A. 实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B. 将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
C. 将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D. 测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致波长测量值偏小
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A正确；
B．将滤光片由紫色的换成红色的，波长变长，根据干涉条纹间距Δx＝λ知条纹间距变宽，故B正确；
C．将单缝向双缝移动一小段距离后，条纹间距不变，故C错误；
D．把5个条纹间距数成6个，则Δx减小，根据Δx＝λ，可知波长测量值偏小，故D正确；
故选ABD。
16. 用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光（　　）

A. 照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B. 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大
C. 通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻亮条纹间距大
D. 通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据光电效应方程

由图可知b光照射光电管时反向截止电压大，故照射该光电管时b光使其逸出的光电子最大初动能大，故A错误；
B．b光的频率大，可知b光的的折射率大，根据

可知从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大，故B正确；
C．光的波长为

发生双缝干涉时相邻亮条纹间距为

可知通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻亮条纹间距大，故C正确；
D．b光的的折射率大，可知通过同一玻璃三棱镜时，b光的偏折程度大，故D错误。
故选BC。
三、实验题（共2小题，每空2分，共12分）
17. 某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时：

（1）如果他测得的g值偏小，可能的原因是_____。
A．振幅偏小
B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，使周期变大了
C．开始计时时，秒表过迟按下
D．实验中误将49次全振动数次数记为50次
（2）此同学用游标卡尺测一小球直径如图甲，已知游标尺为20等份，则读数应为_____。
（3）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2﹣L图像如图乙，此图线斜率的物理意义是（ ）
A．g B． C． D．
【答案】 ① B ②. 24.20mm ③. C
【解析】
【详解】（1）[1]由单摆周期公式

可知

A．单摆的周期与其振幅无关，重力加速度大小与单摆振幅无关，振幅偏小不影响重力加速度的测量值，故A错误；
B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，使周期T变大了，所测重力加速度g偏小，故B正确；
C．开始计时时，秒表过迟按下，所测周期T偏小，所测重力加速度g偏大，故C错误；
D．实验中误将49次全振动数次数记为50次，所测周期T偏小,所测重力加速度g偏大，故D错误。
故选B。
（2）由图示游标卡尺可知主尺读数为24mm，游标尺的最小分度为0.05mm，第4条刻线和主尺刻线对齐，其示数为
24mm+4×0.05mm=24.20mm
（3）由单摆周期公式

可知

则T2﹣L图像的斜率为

故C正确，ABD错误。
故选C。
18. 在“测定玻璃的折射率”实验中：

（1）为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是______。
A．必须选用上下表面平行的玻璃砖
B．选择的入射角应尽量小些
C．大头针应垂直地插在纸面上
D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量小些
（2）某同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图甲所示，若他测得AB＝6cm，CD＝4cm，则可求出玻璃的折射率n＝________。
（3）某同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得的折射率______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①. C ②. 1.5 ③. 偏小
【解析】
【详解】(1)[1]A．作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故A错误；
B．为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，可减小相对误差，效果会更好，故B错误；
C．为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，故C正确；
D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，效果会好些，故D错误。
故选C。
(2)[2]图中P1P2作为入射光线，OO′是折射光线，设光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r，则由几何知识得到


又
AO=OC
则折射率

(3)[3] 插针法“测定玻璃砖折射率”的实验原理是折射定律

光路如图所示

实线表示实际的光路图，虚线表示乙同学画图时光路图，入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律得知，测出的折射率n将偏小。
四、计算题（共3小题，共36分）
19. 如图所示，是一种折射率n=1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上，入射角的大小满足0.75，求：
（1）光在棱镜中传播的速率．
（2）画出此束光线射出棱镜后的方向，要求写出简要的分析过程．（不考虑返回到AB和BC面上的光线）．

【答案】（1）2×108m/s；（2）
【解析】
【详解】（1）光在棱镜中传播的速率
m/s=2×108m/s
（2）由题光在AB面上入射角的正弦0.75
由折射定律得：

得

即AB面上的折射角
r=30°
由几何关系得，BC面上的入射角
θ=45°
全反射临界角

光在BC面上发生全反射，光路如图所示

20. 如图甲所示，为某一对简谐横波在时刻的图像，图乙是这列波上P质点从这一时刻起的振动图像。讨论：
（1）波的传播方向和波速大小；
（2）画出经过2.3 s后波的图像，并求出P质点的位移和运动的路程。

【答案】（1）沿轴正方向传播，；（2） ，
【解析】
【详解】（1）由图乙可知P质点时刻位于平衡位置且向轴负方向运动，根据上下坡法可知波沿轴正方向传播，波速大小为

（2）在2.3 s中波经历了个周期，波形重复次再向轴正方向平移个波长，故经过2.3 s后波的图像如图所示

P质点的位移为

P质点运动的路程为

21. 如图所示，B是放在光滑的水平面上质量为3m的一块木板，木块A（可看成质点）质量为m，与木板间的动摩擦因数为μ.最初木板B静止，木块A以水平初速度v0滑上长木板，木板足够长，求：（重力加速度为g）
（1）木板B的最大速度的大小；
（2）从刚滑上木板到A、B速度刚好相等的过程中，木块A所发生的位移大小；
（3）若木块A恰好没滑离木板B，则木板至少多长？

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）由题意知，A向右减速，B向右加速，当A、B速度相等时B速度最大.以v0方向为正方向，根据动量守恒定律
mv0=（m＋3m）v
得

（2）木块A向右减速的过程，根据动能定理有
－μmgs1=mv2－mv02
则木块A所发生的位移大小为
s1=
（3）方法一：B向右加速过程的位移设为s2.由动能定理，有
μmgs2=×3mv2-0
解得
s2=
木板的最小长度
L=s1－s2=
方法二：从A滑上B至达到共同速度的过程中，由能量守恒得：
μmgL=mv02－（m＋3m）v2
得
L=