2018-2019学年北京市昌平区高二下学期期末考试物理试题 解析版

昌平区高二年级第二学期期末质量抽测物理试卷第一部分（选择题共42分）本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。以下宏观概念中，属于“量子化”的是物体的长度B.物体所受的重力C.物体的动能D.人的个数【答案】D【解析】人数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的。其它三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的。故只有D正确；故选：D.弹簧振子在振动中通过平衡位置时A.速度最大B.回复力最大位移最大D.加速度最大【答案】A【解析】【详解】A.弹簧振子在振动中通过平衡位置时，速度达到最大，A正确。BC.弹簧振子在振动中通过平衡位置时，位移为零，根据F=-kx，回复力为零，BC错误。因为回复力为零，所以加速度为零，D错误。真空中，下列可见光中光子能量最小是红光B.黄光C.绿光D.蓝光【答案】A【解析】【详解】可见光中红光的频率最小，由光子的能量为E=hv可知，红光的能量最小，故A正确。关于分子动理论，下列说法正确的是液体分子的无规则运动称为布朗运动扩散现象说明物质分子在永不停息地做无规则运动压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力两个分子距离减小时，分子间的引力减小，斥力增大【答案】B【解析】【详解】A.布朗运动是悬浮微粒的运动，A错误。扩散现象说明物质分子在永不停息地做无规则运动，B正确。气体分子间距很大，分子间斥力与引力都可以忽略，气体可以被压缩说明气体分子之间存在间隙，C错误。当分子间距减小时，分子间引力与斥力均增大，D错误。下列说法正确的是物体温度升高，分子的平均动能增加物体温度升高，每个分子的动能都增加物体从外界吸收热量，物体的内能一定增加外界对物体做功，物体的内能一定增加【答案】A【解析】【详解】AB.温度是分子平均动能的标志，所以温度升高，分子平均动能变大，但并非每个分子动能都增大，A正确B错误。CD.根据热力学第一定律可知AU二Q+W，所以物体从外界吸收热量或外界对物体做功,物体的内能均不一定增加，CD错误。下图为某质点做简谐运动的位移－时间图像。由此可知该质点振动的振幅为20cm该质点振动的周期为2s0.5s和1.5s两个时刻，质点具有相同的位移0.5s和1.5s两个时刻，质点具有相同的速度【答案】C【解析】【详解】A.从图像可以看出振幅为10cm,A错误。从图像看出振动周期为4s，B错误。CD.从图像可以看出0.5s和1.5s两个时刻，质点位移相同，但速度方向相反，C正确D错误。下图为某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2，34,…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知t=0时，质点1开始向T上运动；t=时，质点1到达最上方，质点5开始运动。下列说法正确的是4142()T101117IK142()T101117IKI234567&910111213141?16171&20t=—时，质点5开始向下运动Tt=—时，质点5的加速度方向向上Tt=—时，质点5的位移方向向上3Tt=才时，质点9的速度最大答案】C解析】【详解】A.由于每个质点均做受迫振动，所以开始振动方向相同，均为向上运动，A错误。BC.t=T/2时，质点5振动了T/4,此时质点5达到波峰，位移最大且方向向上，加速度最大，但方向向下，B错误C正确。11通过图像可知4九二4，波长为16,质点9与质点1之间的距离为8即-九，所以波传到质点9的时间为T/2,经过3T/4时，质点9刚好到达正向最大位移处，速度为零，D错误。下列有关光学现象的说法中正确的是沙漠中会出现“蜃景”现象，这是光的全反射现象太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉现象肥皂泡在阳光照耀下会呈现彩色，这是光的衍射现象光经过大头针尖儿时，大头针尖儿边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象【答案】D【解析】【详解】A.沙漠中会出现“蜃景”现象，这是光的折射现象，A错误。太阳光通过三棱镜，由于各种色光的折射率不同，而发生色散形成彩色光谱，B错误。肥皂泡在阳光照耀下呈现出彩色条纹这是光的薄膜干涉现象，C错误。光都会有衍射现象，当光经过大头针尖时，大头针尖边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象，D正确。关于电磁波和机械波，下列说法正确的是电磁波是纵波，而机械波既有横波又有纵波机械波和电磁波在传播时都需要介质机械波的能量由振幅决定，而电磁波的能量由频率决定当机械波或电磁波从空气中进入水中时，频率不变，波长和波速都变小【答案】C【解析】【详解】A.电磁波是横波，而机械波既有横波又纵波，A错误。电磁波的传播不需要需要介质，可以再真空中传播，B错误。机械波的能量由振幅决定，而电磁波的能量由频率决定，C正确。当电磁波从空气中进入水中时，频率不变，而介质的折射率变大，所以波速变小，则波长也变小，对于机械波从空气中进入水中时，频率不变，但波速变大，所以波长也变大，D错误；如图所示，a是由两种单色光组成的一束复色光，射向半圆玻璃砖的圆心O,折射后分成c光在玻璃中的传播速度较大b光的频率较小b光的光子能量较小【答案】B【解析】【详解】AC.由图知，两束光的入射角相等，b光的折射角大于c光的折射角，由折射定律可知，玻璃砖对b光的折射率大于c光的折射率，所以b光的频率大于c光的频率，AC错误。c根据v二一可知，折射率大的b光，在玻璃中传播速度小，B正确。nD.光子能量E=hv，所以频率大的b光光子能量大，D错误。一束红色激光射向一块有双缝的不透光的薄板。在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。现在将其中一条窄缝挡住，让这束红色激光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到与原来相同的明暗相间的条纹，只是亮条纹比原来暗一些与原来不相同明暗相间的条纹，且中央亮条纹变宽些只有一条与缝宽对应的亮条纹无条纹，只存在一片红光【答案】B【解析】【详解】AB.如果将双缝中一条缝挡住，其他不改变，光屏上出现的图案是光的衍射条纹衍射条纹是宽度不相等的条纹。A错误B正确。CD.如果将双缝中一条缝挡住，其他不改变，光屏上出现的图案是光的衍射条纹，CD错误。如图所示，在光滑的水平面上有一辆平板车，一个人站在车上用锤子连续敲打小车。初始时，人、车、锤都静止。下列说法正确的是连续敲打可使小车持续向右运动人、车和锤组成的系统机械能守恒人、车和锤组成的系统动量守恒人、车和锤组成的系统水平方向动量时刻为零【答案】D【解析】【详解】A.把人、锤子和平板车看成一个系统，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，用锤子连续敲打车的左端，根据水平方向动量守恒可知，系统的总动量为零，锤子向左运动，平板车向右运动。锤子向右运动，平板车向左运动，所以车左右往复运动，不会持续地向右运动，A错误。由于人消耗体能，体内储存的化学能转化为系统的机械能，因此系统机械能不守恒，B错误。CD.在锤子连续敲打下，系统竖直方向的合力不等于零，该方向系统的动量不守恒，所以系统的动量不守恒；但系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，初态水平动量为零，所以水平方向动量时刻为零，C错误D正确。13.图甲是光电效应实验装置图，图乙是光电流与加在阳极A和阴极K上的电压的关系图只要增大电压，光电流就会一直增大对某种确定的金属，其遏止电压只由入射光的频率决定不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应【答案】C【解析】【详解】A.通过图像分析得出，饱和电流的大小，由入射光的强度决定，A错误。通过图像分析得出，当达到饱和电流后，继续增加电压，电流不再增大，B错误。根据图像分析得出，光电流为零时，eU=hv-忙，所以其遏止电压只由入射光的频c0率决定，C正确。只有当光的频率高于截止频率才能发生光电效应，与光强无关，D错误。北京时间2019年4月10日21时，在全球七大城市同时发布由“事件视界望远镜”观测到位于室女A星系（M87）中央的超大质量黑洞照片，如图甲所示。宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波，人们利用射电望远镜收集来自天体的电磁波进行观测，如图乙所示。天体甲距地球1万光年，M87的黑洞距离地球5500万光年，假设天体甲和M87的黑洞辐射功率相同，忽略电磁波在传播过程中的损耗，用一架射电望远镜接收到甲发出的电磁波功率为P1，则该望远镜接收到的来自M87的黑洞发出的电磁波功率为

A.图甲图乙55001B.550021C.5500A.图甲图乙55001B.550021C.5500P1D.55002P1【答案】B【解析】【详解】根据图乙可知，电磁波向空间发射，设接受面积为S,接收到的电磁波功率与发射P功率关系：P=4S，天体甲和M87的黑洞辐射功率相同，所以接受频率与半径平方4兀r21成反比，所以来自M87的黑洞发出的电磁波功率为P。55002115500P与计算结果不符；A错误。1P与计算结果相符；B正确。5500215500p与计算结果不符；C错误。55002p与计算结果不符；D错误。第二部分（非选择题共58分）本部分共5小题，共58分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。

长度为1m左右的细线长度为30cm左右的细线直径为1.5cm左右的塑料球直径为1.5cm左右的小钢球（2）在实验中，有人提出以下几点建议，其中合理的是（选填选项前的字母）。测摆线长时，应让小球静止在平衡位置，测量悬点到小球顶点的距离单摆偏离平衡位置的角度不能太大，摆角K5°在摆球经过最低点时启动秒表计时用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期（3）某次实验时，测得摆线长为1,小球的直径为d单摆完成n次全振动所用的时间为t,则重力加速度g=（用已知物理量表示表示）。（4）下表是甲同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理。组次123摆线长1/mm793.0893.0993.0小球直径d/mm14.014.014.050次全振动时间t/s90.095.5100.5振动周期T/s1.801.91重力加速度g/（m-s-2）9.749.73请计算出第3组实验中的T=s,g=m/s2。（5）乙同学用多组实验数据做出周期的平方（T2）与摆长（L）关系的图像，如图所示，图

6）丙同学在家里测重力加速度。他用细线和小铁锁制成一个单摆，如图甲所示。由于他像是一条过原点的直线，斜率为6）丙同学在家里测重力加速度。他用细线和小铁锁制成一个单摆，如图甲所示。由于他像是一条过原点的直线，斜率为k。由此可知重力加速度g=无法确定铁锁的重心位置，所以他只测得摆线的长度1。然后将铁锁拉离平衡位置一个小角度由静止释放，测出振动周期T。多次改变摆线的长度，重复上面操作，得到多组1、T的数据，作出T2-1图像如图乙所示，图像是一条不过原点的直线。他借鉴乙同学的思路，结合直线的斜率求得重力加速度。丙同学得到的重力加速度是否正确？并说明理由答案】(1).AD(2).合直线的斜率求得重力加速度。丙同学得到的重力加速度是否正确？并说明理由答案】(1).AD(2).ABC(4).2.01(5).9.77(6).(7).正确解析】【详解】第一空.AB.为减小实验误差，摆线长度应适当长些，因此A正确B错误;CD.为减小空气阻力对实验的影响，摆球质量应大而体积较小，C错误D正确;第二空.A.测摆线长时，应让小球静止在平衡位置，测量悬点到小球顶点的距离，A正确。B.单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，则单摆偏离平衡位置的角度不能太大，一般不超过5o，B正确。CD.当摆球经过最低点（平衡位置）开始计时误差较小，以及用秒表测量大约30次全振动所需的时间，再求出周期，单单测一次全振动所需的时间表示周期误差较大.C正确D错误。

7dt亠［L第三空.摆长为L二7dt亠［L第三空.摆长为L二1+-，单摆周期期二-，根据单摆周期公式T=2七，联立解得：第四空.通过以上分析可知，T二补’所以T=罟匚2皿。4兀2n2(l+\]代入解得：g=9.77m/s2。2丿第六空.根据T=2兀-得：T2二处L，所以斜率为k,则重力加速度ggg第七空.设据线下端至铁锁重心位置的长度为a,则铁锁振动周期T=2兀』半，得1+a4兀24兀2a,4兀24兀2T2=4兀2=1+，图像斜率k—，得g=，所以计算正确。ggggk如图所示，一束单色光以入射角i=60°从平行玻璃砖上表面O点入射，光束从上表面进入玻璃砖的折射角产30°。已知真空中的光速c=3.0x108m/s。求：（1）玻璃砖的折射率n；（2）光在玻璃砖中的传播速度v；【答案】（1）【答案】（1）n=*3；（2）v=\：3x10m/s；（3）不可以发生全反射解析】sini【详解】(1)由n=-sin-由n=，得v=、：3xlO8m/sv1不可以发生全反射。假设刚好可以发生全反射，入射角为2，折射角为丫。由sinY二一，nsinin二-T--，得sini=1,i=90。，则当入射角i>90°时可以发生全反射，与事实不符。sinyC17•如图甲示，将一轻质弹簧一端固定，另一端悬挂一质量m=0.3kg的小球并使之静止。现把小球向下拉3cm，然后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向上做简谐振动。已知弹簧的劲度系数k=300N/m，小球运动过程中弹簧始终在弹性限度内；重力加速度g取10m/s2；不计空气阻力。求：(1)简谐振动的振幅A；小球在平衡位置下方2cm处时的回复力大小F回取平衡位置为坐标原点，向下为x轴正方向，在图乙中的坐标系中定性画出小球的位移－时间图像。【详解】(1)将小球拉倒最低点，释放，小球向上加速，振子偏离平衡位置的最远距离为振幅，所以振幅：A=3cm=3x10-2m(2)小球处于平衡位置时，弹簧弹力用◎表示，弹簧伸长量用x表示。小球处于平衡位置00下方2cm处时，弹簧弹力用F2表示，弹簧伸长量为TO.02。由3)取向下为正方向，所以初态在正向最大位移处，所以振动图像如图：3)取向下为正方向，所以初态在正向最大位移处，所以振动图像如图：F2-mg=F回得F0=6NF=kx,F=mg,F=F2-mg=F回得F0=6N00020一定长度的细线下吊着一个质量为M的沙袋，一颗质量为m的子弹以水平速度v0射入沙袋并留在沙袋中(子弹与沙袋作用时间极短)，随沙袋一起摆动。重力加速度为g,整个过程不计空气阻力。求：子弹射入沙袋后瞬间子弹与沙袋共同的速度v；子弹与沙袋作用过程中，系统产生的内能AE；沙袋摆动过程中距最低点的最大高度h。答案(1)2)AE=答案(1)2)AE=Mm2(M+m)v02(3)h=m2V22g(M+m)20解析】【详解】(1)在作用瞬间，内力远大于外力，水平方向动量守恒：mvo=(M+m)v，得mTOC\o"1-5"\h\zv=v。M+m011Mm\o"CurrentDocument"⑵根据能量守恒可知，产生内能：AE=mv2-2(m+m)v2，得AE=硕v：。m2v22gm2v22g(M+m)203)对整体根据机械能守恒得：(M+m)v2=(M+m)gh，得h3)对整体根据机械能守恒得：2对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。(1)光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后

者表明光子除了具有能量之外还具有动量。我们知道光子的能量E=hv，动量p二h，其九中v为光的频率，h为普朗克常量，久为光的波长。由于光子具有动量，当光照射到物体表面时，会对物体表面产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束频率为v0的激光，光束的横截面积为So当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光