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2019-2020学年江苏省南通市通州区高二下学期期中学业质量监测物理试题 解析版
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这是一份2019-2020学年江苏省南通市通州区高二下学期期中学业质量监测物理试题 解析版，共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（考试时间:90分钟，满分:100分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题3分，共计21分．每小题只有一个选项符合题意。
1.下列四种情形中，与其余三种所涉及的光学原理不同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】图中牛顿环、增透膜和检查平面的平整度都是光的干涉现象；而泊松亮斑是光的衍射现象，则此现象与其它三种涉及到的光学原理不同。
故选C。
2.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示。P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，对P的速度v和加速度a的描述中，正确的是（ ）
A. v大小不变，方向沿x轴正方向
B. v逐渐减小，方向沿y轴正方向
C. a逐渐变大，方向斜向右下方
D. a逐渐变小，方向沿y轴正方向
【答案】D
【解析】
【详解】由题图可得，波沿x轴方向传播，在该时刻P质点的运动方向向上，正向平衡位置靠近，则质点P的速度逐渐变大，由于加速度，故随位移逐渐减小，加速度a逐渐变小，方向沿y轴正方向，故ABC错误，D正确。
故选D。
3.质量为50kg的铁锤从5m高处落下，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05s。重力加速度g取10m/s2。撞击时，铁锤对桩的平均冲击力为（ ）
A. NB. N
C. ND. N
【答案】D
【解析】
详解】铁锤从5m高处落下，根据动能定理有
代入数据解得：v=10m/s，方向竖直向下；打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05s，根据动量定理有
代入数据解得
故选D。
4.关于电磁波及电磁振荡，下列说法中不正确是（ ）
A. 无线电波中，微波比长波更容易发生衍射
B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D. LC振荡电路放电过程中，电场能转化为磁场能
【答案】A
【解析】
【详解】A． 波长越长衍射现象越明显，无线电波中，长波比微波更容易发生衍射，故A错误，符合题意；
B． 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确，不符合题意；
C． 电磁波是横波，电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，故C正确，不符合题意；
D． LC振荡电路放电过程中，电容带电量减小，回路电流增强，电场能转化为磁场能，故D正确，不符合题意。
故选A。
5.下列说法正确的是（ ）
A. 粒子散射实验说明了原子核具有复杂的结构
B. 利用原子的特征谱线可以鉴别物质的组成成分
C. 天然放射现象中，射线的穿透能力比射线强
D. 随温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A．在粒子散射实验中发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，粒子散射实验说明了原子的核式结构，故A错误；
B． 每种元素都有自己的特征谱线，利用特征谱线可以鉴别物质或确定物质的组成成分，故B正确；
C．天然放射现象中， 射线强穿透能力最强，故C错误；
D．随温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D错误。
故选B。
6.下列说法正确的是（ ）
A. 轻核聚变过程中质量增加
B. 链式反应属于重核的裂变
C. 两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，则质点P的位移始终最大
D. 频率一定的声源在空气中向着静止的接收器加速运动，接收器接收到的频率不变
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．轻核聚变过程释放能量，存在质量亏损，故A错误；
B．链式反应属于重核的裂变，故B正确；
C． 如果两列波的波峰在P点相遇，振动总是加强，但质点P的位移不是始终最大，仍然在振动，故C错误；
D．根据多普勒效应，频率一定的声源在空气中向着静止的接收器加速运动，接收器接收到的频率变大，故D错误。
故选B。
7.如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮。下列措施可以在P处看到光亮的是（ ）
A. 以SP为轴将A转过60°
B. 以SP为轴将B转过180°
C. 平移偏振片A、B使其互换位置
D. 将光源S由电灯更换为太阳光
【答案】A
【解析】
【详解】A．自然光沿各个方向的振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光。从电灯直接发出的光为自然光，此时看不到光亮，则两偏振片相互垂直，以SP为轴将A转过60°，则两偏振片不再相互垂直，则可看见光亮，故A正确；
B．以SP为轴将B转过180°，两偏振片仍相互垂直，仍看不见光亮，故B错误；
C． 平移偏振片A、B使其互换位置，两偏振片仍相互垂直，仍看不见光亮，故C错误；
D． 将光源S由电灯更换为太阳光，仍为自然光，两偏振片仍相互垂直，仍看不见光亮，故D错误；
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。
8.一静止的钚核发生衰变放出X粒子后变成铀核，衰变时放出巨大能量，其衰变方程是：。已知钚核的半衰期为t，质量为，X粒子质量为，铀核质量为，光在真空中的传播速度为c。则（ ）
A. 上述衰变是衰变，X是氦核（）
B. 衰变过程中释放的总能量为
C. 有20个钚核，经时间t后一定剩下10个钚核未发生衰变
D. 由于衰变时释放巨大能量，所以比的比结合能小
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，可知在上述衰变中X的质量数为4，电荷数为2，则X是氦核（），该反应是衰变，故A正确；
B．该反应过程中质量亏损为
根据质能方程
可知衰变过程中释放的总能量为，故B正确；
C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适应，故C错误；
D．由于衰变时释放巨大能量，且比更加稳定，则比的比结合能小，故D正确。
故选ABD。
9.某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图景如图所示，直线MN与PQ之间的距离等于玻璃砖的厚度，实验中，他按正确的方法插了大头针a、b、c、d。下列说法中正确的有（ ）
A. 该同学在插大头针d时，应使其挡住a、b的像和c
B. 若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射
C. 该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率
D. 若实验时玻璃砖向上平移至位于图中虚线位置，实验的测量结果不受影响
【答案】AD
【解析】
【详解】A．该同学在插大头针d时，应使其挡住a、b的像和c，选项A正确；
B．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，故B错误；
C．该实验方法的原理是光的折射定律，也能用来测量其他透明介质的折射率，故C错误；
D．若实验时玻璃砖向上平移至位于图中虚线位置，则光路如图所示；
通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律得知测得的折射率将不变，选项D正确。
故选AD。
10.氢原子能级图如图所示．假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，共能发出6种不同频率的光，已知氢原子的能级公式可简化表示为，E1为基态的能量值，则（ ）
A. 氢原子吸收光子后跃迁到n=4的激发态
B. 照射光的光子能量
C. 辐射光子的最大能量为
D. 能量为2E的电子碰撞处于基态的氢原子，可使其电离
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由题意可知，氢原子吸收光子后，共能发出6种不同频率的光，则有
则
故A正确；
B．光子能量为
故B正确；
C．从n=4到n=1跃迁中辐射光子的能量最大，则有
故C错误；
D．由上分析可知
要使基态氢原子电离的能量为，则能量为2E的电子碰撞处于基态的氢原子，不能使其电离，故D错误。
故选AB。
11.细长轻绳下端悬挂一小球A构成单摆，在悬挂点O正下方摆长处有一能挡住摆线的钉子P，如图所示．现将单摆向右方拉开一个小角度（<5°），t=0时刻无初速度释放．不计一切阻力。下列描述释放后小球的机械能E、重力的冲量大小I、速度的大小v、离开平衡位置的位移大小x随时间t变化的关系图线中，可能正确的有（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．小球摆动过程中只有重力做功，机械能守恒，则图像A错误；
B．重力冲量大小I=mgt，则图像B正确；
C．根据可知，单摆在OP右侧摆动的周期等于在OP左侧摆动周期的2倍，则从右侧最高点摆到最低点的时间等于从最低点到左侧最高点的时间的2倍，小球从最高点到最低点摆动时速度逐渐变大，在最低点的速度最大，可知图像C正确；
D．由机械能守恒可知，小球达到最左端时能到达与最右端时相同的高度，由几何关系可知，小球在最右端时离开平衡位置的最大位移与在最左端时离开平衡位置的最大位移不相等，图像D错误。
故选BC。
三、实验题：本题共2小题，共计18分。请将答案填写在答题卡相应的位置。
12.实验小组利用图甲所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。
(1)关于该实验，下列说法中正确的有___________。
A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B．实验时，单缝与双缝应该相互垂直
C．实验时，屏上的干涉条纹与双缝相互垂直
D．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽
(2)实验中，分划板中心刻度对齐某条纹中心时，手轮上的读数如图乙所示，其值为___________mm。
(3)实验中测量多条干涉条纹宽度的目的是___________；若测量过程中误将6个条纹间距数成7个，波长的测量值将___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】 (1). AD (2). 2.280（2.279~2.282都算对） (3). 减小实验误差 (4). 偏小
【解析】
【分析】
本题考查双缝干涉实验原理及计算。
【详解】[1] A．根据双缝干涉实验原理，实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A正确；
B．单缝作用是产生与双缝平行的线状光源，故B错误；
C．干涉条纹与双缝平行，故C错误；
D．入射光波长变长，条纹间距变大，故D正确。
故选AD。
[2]根据螺旋测微仪的读数原则，读数为
2mm+0.01 28.0mm=2.280mm
[3]因单条条纹较窄读数时相对误差大，通过测量多条干涉条纹宽度减小实验误差。
[4]根据双缝干涉实验计算公式
条纹间距为总宽度除以条纹间距数。若测量过程中误将6个条纹间距数成7个，算得的条纹间距偏小，波长也偏小。
13.兴趣小组利用图甲装置做“探究碰撞中的不变量”的实验，小车A的前端粘有橡皮泥，后端连有纸带，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动．根据打出的纸带研究碰撞中的不变量。
(1)长木板右端下面垫放一合适厚度小木片的目的是___________。
(2)关于实验操作和分析，下列说法正确的有___________。
A．实验开始时，A、B两车间距应控制在30cm左右
B．A车的质量不需要大于B车的质量
C．实验时，应先释放A车再接通计时器电源
D．碰撞时机械能的损失是本实验误差的主要原因之一
(3)实验中打出的纸带如图乙所示，在纸带上选取A、B、C、D、E五个打点为计数点，相邻计数点间的打点个数依次为3个、3个、2个、4个，A为运动的起点，各计数点间距分别记为AB、BC、CD和DE，处理数据时，应选取___________段计算A车碰前的速度，选取___________段计算碰后一起运动的速度；若测得A、B两车的质量分别为mA、mB，测得计数点间的距离、、、，本实验可探究得到的表达式为___________（用题中所测物理量的字母表示）。
【答案】 (1). 平衡摩擦力 (2). AB (3). BC (4). DE (5). 5mA·s2＝4(mA＋mB)·s4
【解析】
【分析】
本题考察打点计时器的应用和实验：验证动量守恒定律。
【详解】(1)[1]动量守恒定律使用条件为合外力为零，需要平衡摩擦力。
(2)[2]A．为能准确计算碰撞前后速度，两车应保持一定距离，故A正确；
B．A车质量可以小于B车质量，故B正确；
C．打点计时器使用时需先接通电源再释放小车，故C错误；
D．碰撞时机械能损失不会造成误差，故D错误。
故选AB。
(3)[3][4]根据打点计时器原理，应选取BC段计算A车碰前的速度，选取DE段计算碰后一起运动的速度。
[5]根据动量守恒定律
其中
，
故表达式为5mA·s2＝4(mA＋mB)·s4。
四、计算题：本题共4小题，共计45分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14.一列简谐横波沿x轴传播，在和s时的波形曲线如图中实线和虚线所示。
(1)求该波的振幅A和波长λ；
(2)如果波沿+x方向传播，求波速v；
(3)如果波沿-x方向传播，波速v′=200m/s，求x=5.0m处的质点（图中未画出）到达波峰的时刻t3。
【答案】(1)A=5cm；λ=8m；(2)；(3)
【解析】
【分析】
本题考查根据波动图像分析波的性质。
【详解】(1)由图可知，振幅A=5cm，波长λ=8m。
(2)内，波沿+x方向传播距离
波速
联立解得
(3)由题意，波峰的振动形式传播到x=5.0m处的质点过程传播的距离为
所需时间
联立解得
15.如图所示，电源的电动势为E，内阻不计，K为光电管的阴极．闭合开关S，将波长为λ的激光射向阴极，产生了光电流．调节滑片P，当电压表示数为U0时，光电流恰好减小到零，已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中光速为c。求：
(1)入射激光光子的动量p；
(2)从阴极K发出光电子的最大初动能；
(3)增大入射激光的频率，为能测出对应的遏止电压，入射激光频率的最大值。
【答案】(1)；(2)Ekm=eU0；(3)
【解析】
【分析】
本题考查光电效应实验的原理及相关计算。
【详解】(1)由得
(2)根据动能定理有
-eU0=0-Ekm
则
Ekm=eU0
(3)设阴极K的逸出功为W0，遏止电压为U0，有
遏止电压最大为E时，对应入射光的频率最大，则
联立解得
16.如图甲所示，真空中均匀透明介质半球体的半径为R，O为球心，一细光束从A点垂直底面射向球面，在球面上的入射角为30°，当光从球面上B点折射进入真空时的传播方向相对于原光线偏转了30°。已知真空中的光速为c。
(1)求介质球的折射率n；
(2)求光从A点沿直线传播到B点的时间t；
(3)如图乙，当一束平行光垂直底面射向球面时，所有的光线都能从球面折射进入真空，求平行光束的最大宽度a。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【分析】
本题考查光的折射定律和全反射定律以及介质中的光速问题。
【详解】(1)由题意可知，折射角为60°，根据折射定律有
(2)运动的时间
联立解得
(3)设临界角为C，则
当边缘光线的入射角等于临界角时，光束的宽度最大．有
联立解得
17.如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙，重物质量为木板质量的3倍，重物与木板间的动摩擦因数为μ。使木板与重物以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生碰撞。已知板与墙的碰撞均为弹性碰撞，时间极短，设木板足够长，重物始终在木板上，重力加速度为g。求：
(1)木板与墙第二次碰撞前瞬间速度v1；
(2)木板与墙第二次碰撞前瞬间重物距木板左端的距离s；
(3)木板从第一次与墙碰撞到第n次与墙碰撞所经历的总时间T。
【答案】(1)；(2)；(3)（n=2，3，4……）
【解析】
【分析】
本题考察动量守恒定律在多过程运动中的应用。注意撞墙过程非动量守恒，碰撞前后板的速度大小相等，方向相反。
【详解】(1)设木板质量为m，木板第一次与墙碰撞后，重物与木板相互作用直到达到共同速度v1，由系统动量守恒，选取向右为正方向，有
解得
(2)木板第一次与墙碰撞后到第二次与墙碰前，根据系统能量守恒有
解得
(3)设木板第一次与墙碰撞后到重物与木板达共同速度v1历时t1，木板运动的位移为x1，取木板研究，根据动量定理，选取向右为正方向，有
根据动能定理，有
重物与木板第二次达共速到再次与墙碰撞历时t1´，有
所以板从第一次与墙碰撞到第二次与墙碰撞所经历的时间为
解得
设木板第二次与墙碰撞后到重物与木板达共同速度v2历时t2，木板运动的位移为x2，重物与木板第二次达共速到再次与墙碰撞历时t2´，同理可得
解得板从第二次与墙碰撞到第三次与墙碰撞所经历的时间为
板从第（n-1）次与墙碰撞到第n次与墙碰撞所经历的时间为
则板从第一次与墙碰撞到第n次与墙碰撞所经历的时间
解得
（n=2，3，4……）
（考试时间:90分钟，满分:100分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题3分，共计21分．每小题只有一个选项符合题意。
1.下列四种情形中，与其余三种所涉及的光学原理不同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】图中牛顿环、增透膜和检查平面的平整度都是光的干涉现象；而泊松亮斑是光的衍射现象，则此现象与其它三种涉及到的光学原理不同。
故选C。
2.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示。P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，对P的速度v和加速度a的描述中，正确的是（ ）
A. v大小不变，方向沿x轴正方向
B. v逐渐减小，方向沿y轴正方向
C. a逐渐变大，方向斜向右下方
D. a逐渐变小，方向沿y轴正方向
【答案】D
【解析】
【详解】由题图可得，波沿x轴方向传播，在该时刻P质点的运动方向向上，正向平衡位置靠近，则质点P的速度逐渐变大，由于加速度，故随位移逐渐减小，加速度a逐渐变小，方向沿y轴正方向，故ABC错误，D正确。
故选D。
3.质量为50kg的铁锤从5m高处落下，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05s。重力加速度g取10m/s2。撞击时，铁锤对桩的平均冲击力为（ ）
A. NB. N
C. ND. N
【答案】D
【解析】
详解】铁锤从5m高处落下，根据动能定理有
代入数据解得：v=10m/s，方向竖直向下；打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05s，根据动量定理有
代入数据解得
故选D。
4.关于电磁波及电磁振荡，下列说法中不正确是（ ）
A. 无线电波中，微波比长波更容易发生衍射
B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D. LC振荡电路放电过程中，电场能转化为磁场能
【答案】A
【解析】
【详解】A． 波长越长衍射现象越明显，无线电波中，长波比微波更容易发生衍射，故A错误，符合题意；
B． 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确，不符合题意；
C． 电磁波是横波，电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，故C正确，不符合题意；
D． LC振荡电路放电过程中，电容带电量减小，回路电流增强，电场能转化为磁场能，故D正确，不符合题意。
故选A。
5.下列说法正确的是（ ）
A. 粒子散射实验说明了原子核具有复杂的结构
B. 利用原子的特征谱线可以鉴别物质的组成成分
C. 天然放射现象中，射线的穿透能力比射线强
D. 随温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A．在粒子散射实验中发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，粒子散射实验说明了原子的核式结构，故A错误；
B． 每种元素都有自己的特征谱线，利用特征谱线可以鉴别物质或确定物质的组成成分，故B正确；
C．天然放射现象中， 射线强穿透能力最强，故C错误；
D．随温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D错误。
故选B。
6.下列说法正确的是（ ）
A. 轻核聚变过程中质量增加
B. 链式反应属于重核的裂变
C. 两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，则质点P的位移始终最大
D. 频率一定的声源在空气中向着静止的接收器加速运动，接收器接收到的频率不变
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．轻核聚变过程释放能量，存在质量亏损，故A错误；
B．链式反应属于重核的裂变，故B正确；
C． 如果两列波的波峰在P点相遇，振动总是加强，但质点P的位移不是始终最大，仍然在振动，故C错误；
D．根据多普勒效应，频率一定的声源在空气中向着静止的接收器加速运动，接收器接收到的频率变大，故D错误。
故选B。
7.如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮。下列措施可以在P处看到光亮的是（ ）
A. 以SP为轴将A转过60°
B. 以SP为轴将B转过180°
C. 平移偏振片A、B使其互换位置
D. 将光源S由电灯更换为太阳光
【答案】A
【解析】
【详解】A．自然光沿各个方向的振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光。从电灯直接发出的光为自然光，此时看不到光亮，则两偏振片相互垂直，以SP为轴将A转过60°，则两偏振片不再相互垂直，则可看见光亮，故A正确；
B．以SP为轴将B转过180°，两偏振片仍相互垂直，仍看不见光亮，故B错误；
C． 平移偏振片A、B使其互换位置，两偏振片仍相互垂直，仍看不见光亮，故C错误；
D． 将光源S由电灯更换为太阳光，仍为自然光，两偏振片仍相互垂直，仍看不见光亮，故D错误；
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。
8.一静止的钚核发生衰变放出X粒子后变成铀核，衰变时放出巨大能量，其衰变方程是：。已知钚核的半衰期为t，质量为，X粒子质量为，铀核质量为，光在真空中的传播速度为c。则（ ）
A. 上述衰变是衰变，X是氦核（）
B. 衰变过程中释放的总能量为
C. 有20个钚核，经时间t后一定剩下10个钚核未发生衰变
D. 由于衰变时释放巨大能量，所以比的比结合能小
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，可知在上述衰变中X的质量数为4，电荷数为2，则X是氦核（），该反应是衰变，故A正确；
B．该反应过程中质量亏损为
根据质能方程
可知衰变过程中释放的总能量为，故B正确；
C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适应，故C错误；
D．由于衰变时释放巨大能量，且比更加稳定，则比的比结合能小，故D正确。
故选ABD。
9.某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图景如图所示，直线MN与PQ之间的距离等于玻璃砖的厚度，实验中，他按正确的方法插了大头针a、b、c、d。下列说法中正确的有（ ）
A. 该同学在插大头针d时，应使其挡住a、b的像和c
B. 若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射
C. 该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率
D. 若实验时玻璃砖向上平移至位于图中虚线位置，实验的测量结果不受影响
【答案】AD
【解析】
【详解】A．该同学在插大头针d时，应使其挡住a、b的像和c，选项A正确；
B．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，故B错误；
C．该实验方法的原理是光的折射定律，也能用来测量其他透明介质的折射率，故C错误；
D．若实验时玻璃砖向上平移至位于图中虚线位置，则光路如图所示；
通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律得知测得的折射率将不变，选项D正确。
故选AD。
10.氢原子能级图如图所示．假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，共能发出6种不同频率的光，已知氢原子的能级公式可简化表示为，E1为基态的能量值，则（ ）
A. 氢原子吸收光子后跃迁到n=4的激发态
B. 照射光的光子能量
C. 辐射光子的最大能量为
D. 能量为2E的电子碰撞处于基态的氢原子，可使其电离
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由题意可知，氢原子吸收光子后，共能发出6种不同频率的光，则有
则
故A正确；
B．光子能量为
故B正确；
C．从n=4到n=1跃迁中辐射光子的能量最大，则有
故C错误；
D．由上分析可知
要使基态氢原子电离的能量为，则能量为2E的电子碰撞处于基态的氢原子，不能使其电离，故D错误。
故选AB。
11.细长轻绳下端悬挂一小球A构成单摆，在悬挂点O正下方摆长处有一能挡住摆线的钉子P，如图所示．现将单摆向右方拉开一个小角度（<5°），t=0时刻无初速度释放．不计一切阻力。下列描述释放后小球的机械能E、重力的冲量大小I、速度的大小v、离开平衡位置的位移大小x随时间t变化的关系图线中，可能正确的有（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．小球摆动过程中只有重力做功，机械能守恒，则图像A错误；
B．重力冲量大小I=mgt，则图像B正确；
C．根据可知，单摆在OP右侧摆动的周期等于在OP左侧摆动周期的2倍，则从右侧最高点摆到最低点的时间等于从最低点到左侧最高点的时间的2倍，小球从最高点到最低点摆动时速度逐渐变大，在最低点的速度最大，可知图像C正确；
D．由机械能守恒可知，小球达到最左端时能到达与最右端时相同的高度，由几何关系可知，小球在最右端时离开平衡位置的最大位移与在最左端时离开平衡位置的最大位移不相等，图像D错误。
故选BC。
三、实验题：本题共2小题，共计18分。请将答案填写在答题卡相应的位置。
12.实验小组利用图甲所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。
(1)关于该实验，下列说法中正确的有___________。
A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B．实验时，单缝与双缝应该相互垂直
C．实验时，屏上的干涉条纹与双缝相互垂直
D．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽
(2)实验中，分划板中心刻度对齐某条纹中心时，手轮上的读数如图乙所示，其值为___________mm。
(3)实验中测量多条干涉条纹宽度的目的是___________；若测量过程中误将6个条纹间距数成7个，波长的测量值将___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】 (1). AD (2). 2.280（2.279~2.282都算对） (3). 减小实验误差 (4). 偏小
【解析】
【分析】
本题考查双缝干涉实验原理及计算。
【详解】[1] A．根据双缝干涉实验原理，实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A正确；
B．单缝作用是产生与双缝平行的线状光源，故B错误；
C．干涉条纹与双缝平行，故C错误；
D．入射光波长变长，条纹间距变大，故D正确。
故选AD。
[2]根据螺旋测微仪的读数原则，读数为
2mm+0.01 28.0mm=2.280mm
[3]因单条条纹较窄读数时相对误差大，通过测量多条干涉条纹宽度减小实验误差。
[4]根据双缝干涉实验计算公式
条纹间距为总宽度除以条纹间距数。若测量过程中误将6个条纹间距数成7个，算得的条纹间距偏小，波长也偏小。
13.兴趣小组利用图甲装置做“探究碰撞中的不变量”的实验，小车A的前端粘有橡皮泥，后端连有纸带，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动．根据打出的纸带研究碰撞中的不变量。
(1)长木板右端下面垫放一合适厚度小木片的目的是___________。
(2)关于实验操作和分析，下列说法正确的有___________。
A．实验开始时，A、B两车间距应控制在30cm左右
B．A车的质量不需要大于B车的质量
C．实验时，应先释放A车再接通计时器电源
D．碰撞时机械能的损失是本实验误差的主要原因之一
(3)实验中打出的纸带如图乙所示，在纸带上选取A、B、C、D、E五个打点为计数点，相邻计数点间的打点个数依次为3个、3个、2个、4个，A为运动的起点，各计数点间距分别记为AB、BC、CD和DE，处理数据时，应选取___________段计算A车碰前的速度，选取___________段计算碰后一起运动的速度；若测得A、B两车的质量分别为mA、mB，测得计数点间的距离、、、，本实验可探究得到的表达式为___________（用题中所测物理量的字母表示）。
【答案】 (1). 平衡摩擦力 (2). AB (3). BC (4). DE (5). 5mA·s2＝4(mA＋mB)·s4
【解析】
【分析】
本题考察打点计时器的应用和实验：验证动量守恒定律。
【详解】(1)[1]动量守恒定律使用条件为合外力为零，需要平衡摩擦力。
(2)[2]A．为能准确计算碰撞前后速度，两车应保持一定距离，故A正确；
B．A车质量可以小于B车质量，故B正确；
C．打点计时器使用时需先接通电源再释放小车，故C错误；
D．碰撞时机械能损失不会造成误差，故D错误。
故选AB。
(3)[3][4]根据打点计时器原理，应选取BC段计算A车碰前的速度，选取DE段计算碰后一起运动的速度。
[5]根据动量守恒定律
其中
，
故表达式为5mA·s2＝4(mA＋mB)·s4。
四、计算题：本题共4小题，共计45分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14.一列简谐横波沿x轴传播，在和s时的波形曲线如图中实线和虚线所示。
(1)求该波的振幅A和波长λ；
(2)如果波沿+x方向传播，求波速v；
(3)如果波沿-x方向传播，波速v′=200m/s，求x=5.0m处的质点（图中未画出）到达波峰的时刻t3。
【答案】(1)A=5cm；λ=8m；(2)；(3)
【解析】
【分析】
本题考查根据波动图像分析波的性质。
【详解】(1)由图可知，振幅A=5cm，波长λ=8m。
(2)内，波沿+x方向传播距离
波速
联立解得
(3)由题意，波峰的振动形式传播到x=5.0m处的质点过程传播的距离为
所需时间
联立解得
15.如图所示，电源的电动势为E，内阻不计，K为光电管的阴极．闭合开关S，将波长为λ的激光射向阴极，产生了光电流．调节滑片P，当电压表示数为U0时，光电流恰好减小到零，已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中光速为c。求：
(1)入射激光光子的动量p；
(2)从阴极K发出光电子的最大初动能；
(3)增大入射激光的频率，为能测出对应的遏止电压，入射激光频率的最大值。
【答案】(1)；(2)Ekm=eU0；(3)
【解析】
【分析】
本题考查光电效应实验的原理及相关计算。
【详解】(1)由得
(2)根据动能定理有
-eU0=0-Ekm
则
Ekm=eU0
(3)设阴极K的逸出功为W0，遏止电压为U0，有
遏止电压最大为E时，对应入射光的频率最大，则
联立解得
16.如图甲所示，真空中均匀透明介质半球体的半径为R，O为球心，一细光束从A点垂直底面射向球面，在球面上的入射角为30°，当光从球面上B点折射进入真空时的传播方向相对于原光线偏转了30°。已知真空中的光速为c。
(1)求介质球的折射率n；
(2)求光从A点沿直线传播到B点的时间t；
(3)如图乙，当一束平行光垂直底面射向球面时，所有的光线都能从球面折射进入真空，求平行光束的最大宽度a。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【分析】
本题考查光的折射定律和全反射定律以及介质中的光速问题。
【详解】(1)由题意可知，折射角为60°，根据折射定律有
(2)运动的时间
联立解得
(3)设临界角为C，则
当边缘光线的入射角等于临界角时，光束的宽度最大．有
联立解得
17.如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙，重物质量为木板质量的3倍，重物与木板间的动摩擦因数为μ。使木板与重物以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生碰撞。已知板与墙的碰撞均为弹性碰撞，时间极短，设木板足够长，重物始终在木板上，重力加速度为g。求：
(1)木板与墙第二次碰撞前瞬间速度v1；
(2)木板与墙第二次碰撞前瞬间重物距木板左端的距离s；
(3)木板从第一次与墙碰撞到第n次与墙碰撞所经历的总时间T。
【答案】(1)；(2)；(3)（n=2，3，4……）
【解析】
【分析】
本题考察动量守恒定律在多过程运动中的应用。注意撞墙过程非动量守恒，碰撞前后板的速度大小相等，方向相反。
【详解】(1)设木板质量为m，木板第一次与墙碰撞后，重物与木板相互作用直到达到共同速度v1，由系统动量守恒，选取向右为正方向，有
解得
(2)木板第一次与墙碰撞后到第二次与墙碰前，根据系统能量守恒有
解得
(3)设木板第一次与墙碰撞后到重物与木板达共同速度v1历时t1，木板运动的位移为x1，取木板研究，根据动量定理，选取向右为正方向，有
根据动能定理，有
重物与木板第二次达共速到再次与墙碰撞历时t1´，有
所以板从第一次与墙碰撞到第二次与墙碰撞所经历的时间为
解得
设木板第二次与墙碰撞后到重物与木板达共同速度v2历时t2，木板运动的位移为x2，重物与木板第二次达共速到再次与墙碰撞历时t2´，同理可得
解得板从第二次与墙碰撞到第三次与墙碰撞所经历的时间为
板从第（n-1）次与墙碰撞到第n次与墙碰撞所经历的时间为
则板从第一次与墙碰撞到第n次与墙碰撞所经历的时间
解得
（n=2，3，4……）
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