2020-2021学年宁夏银川市六盘山高级中学高二（下）期末物理试卷（附答案详解）

2020-2021学年宁夏银川市六盘山高级中学高二（下）期

末物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1.关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是（）

A.简谐运动是匀变速运动

B.周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量

C.简谐运动的回复力可以是恒力

D.单摆在任何情况下的运动都是简谐运动

2.关于系统动量守恒的说法正确的是（）

①只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒

②只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒

③系统所受合外力不为零，其动量一定不守恒，但有可能在某一方向上守恒

④系统如果合外力的冲量远小于内力的冲量时，系统可近似认为动量守恒

A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④

3.质量为60依的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护使他悬挂起来.已

知弹性安全带的缓冲时间是1.5s,安全带自然长度为5〃?，g取10m/s2,则安全带

所受的平均冲力的大小为（）

A.400NB.500NC.600ND.1000N

4.某金属发生光电效应，光电子的最大初动能Ek与入射光频

率v之间的关系如图所示。已知力为普朗克常量，e为电/

子电荷量的绝对值，结合图象所给信息，下列说法正确的/

是（）

0~L-----------►

A.入射光的频率小于吗也可能发生光电效应现象VoV

B.该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大

C.若用频率是2”。的光照射该金属，则遏止电压为也

D.遏止电压与入射光的频率无关

5.1909年，英国物理学家卢瑟福和他的学生盖革、马

斯顿一起进行了著名的“a粒子散射实验”，实验中

大量的粒子穿过金箔前后的运动图景如图所示，卢一

■

瑟福通过对实验结果的分析和研究，于1911年建立了他自己的原子结构模型。下

列关于“a粒子穿过金箔后”的描述中，正确的是（）

A.绝大多数a粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转

B.少数a粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进

C.通过a粒子散射实验，确定了原子核半径的数量级为IO-157n

D.通过a粒子散射实验，卢瑟福建立了原子的枣糕结构模型

4R%

6.如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据玻尔理论，下”O

054

-5

列说法中正确的是（）8

I;=---^--=---O.51

-1.

A.从九=4能级跃迁到几=3能级比从？i=3能级跃迁到几=2-----------3.4

2能级辐射出电磁波的波长长

B.处于n=4的定态时电子的轨道半径心比处于n=3的定1-------

态时电子的轨道半径七小

C.从n=4能级跃迁到"=3能级，氢原子的能量减小，电子的动能减小

D.从n=3能级跃迁到ri=2能级时辐射的光子可以使逸出功为2.5eV的金属发生

光电效应

7.下列关于波的衍射的说法正确的是（）

A.衍射是机械波特有的现象

B.对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显

C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象

D.声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较小

8.太赫兹辐射通常是指频率在0.1〜107Hz（17Hz=1012Wz）＞即频率在微波与红外线

之间的电磁辐射，其频率高于微波，低于红外线、紫外线，远低于X射线。太赫兹

波对人体安全，可以穿透衣物等不透明物体，实现对隐匿物体的成像。近年来太赫

兹技术在国家安全、信息技术等诸多领域取得了快速发展，被誉为“改变未来世界

十大技术”之一。由上述信息可知，太赫兹波（）

A.其光子的能量比红外线光子的能量更大

B.比微波更容易发生衍射现象

C.比紫外线更难使金属发生光电效应

D.比X射线穿透性更强

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

9.下列说法中正确的是（）

第2页，共16页

A.光的偏振现象说明光波是横波，但并非所有的波都能发生偏振现象

B.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄

C.一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹，是因为玻璃三棱镜吸收了白

光中的一些色光

D.火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振

损坏桥梁

10.一只小船质量M,静止在平静的湖面上，一个人质量m,从小船的一端走到另一端，

不计水的阻力，m<M,下列说法正确的是（）

A.人在船上行走时，人对船的冲量比船对人的冲量小，所以人向前运动得快，船

后退得慢

B.人向前走的速度大于船后退的速度

C.当人停止走动时，因船的惯性大，所以船将继续后退

D.当人停止走动时，因系统的总动量守恒，所以船也停止后退

11.图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为X=处的质点,

Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，贝女）

A.t=0.15s时,质点0的加速度达到正向最大

B.t=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向

C.从t=0.10s至Ut=0.25s,该波沿x轴正方向传播了6in

D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

12.如图所示：某同学对双缝干涉实验装置（图1）进行调节并观察实验现象：

（1）图2甲、图2乙是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是（填字母）.

光源昌透摊滤，片用缝双缱遮光筒测量头及目像lllllllllll

AB

方7

图甲图乙

图1图2

（2）下述现象中能够观察到的是：

A.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽

B.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽

C.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄

。.去掉滤光片后，干涉现象消失

(3)如果测得第一条亮条纹中心与第六条亮条纹中心间距是11.5506小，求得这种色

光的波长为m.(已知双缝间距d=0.2mm,双缝到屏的距离L=700mm)

13.如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分

碰撞前后的动量关系。

(1)在不放小球小2时，小球Mi从斜槽某处由静止开始滚下，机】的落点在图中的

点，把小球加2放在斜槽末端边缘处，小球从斜槽相同位置处由静止开始

滚下，使它们发生碰撞，碰后小球血1的落点在图中的点。

(2)用天平测量两个小球的质量m1、m2,实验中分别找到mi碰前及瓶1、相碰后

平均落地点的位置，测量平抛水平射程力、OM.ONo

①则动量守恒的表达式可表示为(用测量的量表示)。

②若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的

有o

222

A./n1•OP+mi-OM-m2-ON

22

及g,OP=m1■0M2+m2-ON

C-ON-OM=OP

D-ON+0M=20P

四、计算题(本大题共3小题，共30.0分)

14.花样滑冰赛场上，男女运动员一起以速度%=2m/s沿直线匀速滑行，不计冰面的

摩擦，某时刻男运动员将女运动员以%=6m/s的速度向前推出，已知男运动员的

质量为M=60kg,女运动员的质量为m=40kg,求：

(1)将女运动员推出后，男运动员的速度；

第4页，共16页

(2)在此过程中，男运动员推力的冲量大小;

15.直角棱镜的折射率n=K，其横截面如图所示，其

中NC=90。，乙4=30。，截面内一细束与AC边夹

角为30。的光线，从棱镜AC边上的中点Z)射入，

经折射后射到AB边上，已知AC边的长度为“，光

在真空中的传播速度为c。

①求该光线在AC边上的折射角/-；

(M)不考虑多次反射，求该光线在玻璃中的传播时间心

16.如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M=8kg的平板小车，车上有一个质量m=

1.9kg的木块(木块可视为质点)，车与木块均处于静止状态.一颗质量?n°=的

子弹以北=200m/s的初速度水平向左飞，瞬间击中木块并留在其中.已知木块与

平板之间的动摩擦因数〃=0.5,(g=10m/s2)求：

(1)子弹射入木块后瞬间子弹和木块的共同速度

(2)若木块不会从小车上落下，求三者的共同速度

(3)若是木块刚好不会从车上掉下，则小车的平板至少多长？

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答案和解析

1.【答案】B

【解析】解：AC、简谐运动中，回复力随位移的变化而变化，是变力，所以简谐运动

是非匀变速运动。故AC错误；

8、周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量。故B正确：

。、单摆在摆角不是太大的情况下（一般不大于5。）下的运动才是简谐运动。故。错误。

故选:B。

对简谐运动的基本知识需要熟练掌握（1）简谐运动的性质，非匀变速运动；（2）表征物体

做简谐运动快慢程度的物理量是周期、频率；（3）单摆在摆角小于5。情况下的运动都是

简谐运动。

本题考查简谐运动的基础知识：涉及到运动性质、回复力特点和单摆做简谐运动的条件。

属于基础题。

2.【答案】C

【解析】解：①系统所受的合外力为零，合外力的冲量为零，系统动量守恒，故①正

确；

②动量守恒的条件是系统所受的合外力为零，系统内有摩擦力时，由于内力对系统的

动量变化没有影响，只要系统所受的合外力为零，系统的动量仍守恒，故②错误；

③根据动量守恒的条件可知，系统所受合外力不为零，其动量一定不守恒，但系统在

某一方向不受外力或合外力为零，在该方向上系统的动量守恒，故③正确；

④系统所受合外力不为零，但如果合外力的冲量很小（相比内力的冲量）时，系统可近似

认为动量守恒，故④正确。

故C正确，480错误。

故选：C»

系统动量守恒的条件是合外力为零，内力对于系统的动量变化没有影响；同时注意若系

统在某一方向不受外力或合外力为零，在该方向上系统的动量守恒。

解决本题要准确掌握动量守恒的条件：系统所受的合外力为零，并知道在某一方向不受

外力或合外力为零，在该方向上系统的动量守恒，注意动量可以分方向守恒。

3.【答案】D

【解析】解：建筑工人下落5时速度为％则有：v=yj2gh=A/2x10x5m/s=

10m/So

设安全带所受平均冲力为尸，则由动量定理得：（zng-F）t=0-nW,

所以有：F=mg+%=60xl0N+W^N=1000N,故£>正确，A3C错误。

故选：Do

工人开始做自由落体运动，由自由落体运动的速度位移公式求出安全带伸长时人的速度,

然后应用动量定理求出安全带的平均冲力

本题考查了求安全带的缓冲力，分析清楚工人的运动过程，应用匀变速直线运动的速度

位移公式与动量定理即可解题；应用动量定理解题时要注意正方向的选择.

4.【答案】C

【解析】解：A、金属产生光电效应的极限频率为处，该金属的逸出功为九孙.当入射光

的频率小于为,则不可能发生光电效应现象，故A错误；

8、逸出功的大小与入射光频率无关，由金属本身决定。故B错误；

C、根据光电效应方程知，Ekm=hv-W0=hv-八%，若用频率是2Vo的光照射该金属，

则光电子的最大初动能是八%，而遏止电压为4=等=?，故C正确；

。、由上分析可知，遏止电压与光电子的最大初动能有关，则也与入射光的频率有关，

故£>错误；

故选：Co

发生光电效应的条件是入射光子的能量大于逸出功，根据光电效应方向求出光电子的最

大初动能，逸出功的大小与入射光的频率无关，由金属本身决定。

解决本题的关键知道光电效应的条件，掌握光电效应方程，并能灵活运用。

5.【答案】C

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【解析】解：AB、绝大多数a粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进。少数a粒子穿

过金箔后，发生大角度偏转，故AB错误：

C、通过“a粒子散射实验”卢瑟福确定了原子核半径的数量级为10-15加，故c正确；

。、通过a粒子散射实验，卢瑟福建立了原子核式结构模型，故。错误。

故选：Co

a粒子散射实验的现象为：a粒子穿过原子时，只有当a粒子与核十分接近时，才会受到

很大库仑斥力，而原子核很小，所以a粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角

度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进。

本题主要考查了a粒子散射实验的现象，难度不大，属于基础题，掌握基础知识即可解

题，平时要注意基础知识的学习与积累。

6.【答案】A

【解析】解：人由图可知，从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=4能级跃迁到n=2能

级辐射出光子能量小，则辐射的光子频率小，所以辐射的电磁波的波长长。故A正确。

B、根据玻尔理论，能级越高，半径越大，所以处于ri=4的定态时电子的轨道半径Q比

处于n=3的定态时电子的轨道半径为大。故B错误。

C、从n=4能级跃迁到n=3能级，氢原子向外发射电子，能量减小，根据：与=叱可

知，电子越大的半径减小，则电子的动能增大。故C错误。

D、从？1=3能级跃迁到n=2能级时辐射的光子的能量E32=E3-E2=-1.51-

(-3.4)=-1.89eV<2.5eV,可知不能使逸出功为2.5eV的金属发生光电效应。故。错

误。

故选：A。

能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频

率越大，则波长越小.根据库仑力提供向心力分析半径与电子的动能之间的关系.

解决本题的关键知道能级间跃迁时，辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，

Em-En=hv.

7.【答案】H

【解析】解：人衍射是波特有的现象，不是机械波特有的现象，电磁波等其他波也能

发生衍射现象，故A错误；

8、根据发生明显衍射现象的条件可知：对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越

明显，故B正确；

C、横波能发生衍射现象，纵波也能发生衍射现象，如声波是纵波，能发生衍射现象，

故C错误；

。、声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较长，故。错误。

故选：B。

衍射是波的特有的现象；对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显；横波和纵

波都能发生衍射现象；波长较长，越容易发生明显衍射现象。

本题考查波的衍射，要牢记所有的波都能发生衍射现象，只是有明显不明显的区别，知

道孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小是发生明显衍射的条

件，不是发生衍射现象的条件。

8.【答案】C

【解析】解：4因为太赫兹波的频率高于微波，低于红外线，根据爱因斯的光子说£=

府可知，它的光子的能量比红外线光子的能量更小，故A错误；

3、它的频率大于微波，但波长小于微波，而发生衍射现象的条件是尺度或孔径小于波

长，但是它的波长比微波还小，所以很难有物体的尺度能达到这么小，故比微波不容易

发生衍射现象，故8错误；

C、由于它的频率比紫外线更小，所以它的能量小于紫外线，故它更难使金属发生光电

效应，故C正确；

。、由于频率越高，其穿透强，故它比X射线穿透性更弱，故。错误。

故选：Co

根据爱因斯的光子说£=如判断；根据明显衍射的条件判断；根据光电效应发生的条件

判断；根据太赫兹辐射的频率判断。

本题以太赫兹辐射为背景，考查光子能量、明显衍射的条件、光电效应及电磁波的特点

及应用，要求学生对这部分知识要强化理解并记忆。

9.【答案】ABD

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【解析】解：A、光的偏振现象能说明光是横波，但并非所有的波都能发生偏振现象,

比如纵波就不能发生偏振现象，故A正确；

B、光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，根据=J九由于波长变

短，则干涉条纹间距将变窄，故3正确；

C、一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹是因为发生了光的色散现象，并不

是因为三棱镜吸收了白光中的一些色光，故C错误；

。、火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振现象

而损坏桥梁，故。正确。

故选：ABD。

并非所有的波都能发生偏振现象，比如纵波；入射光由红光改为绿光，波长变短，可根

据分析干涉条纹间距的变化情况；白光经过三棱镜后会发生光的色散现象；当

驱动力频率等于物体的固有频率时会发生共振，火车需要慢行过桥正是为了预防共振的

发生。

本题的四个选项都较简单，均是共振、偏振、色散等知识的简单应用，需要注意的是c

选项，除了需要准确记忆双缝干涉条纹间距和光的波长之间的关系式外，还需要熟悉各

种色光之间的波长关系。

10.【答案】BD

【解析】解：A、人和船之间的相互作用力大小相等，作用时间相同，由冲量的定义/=Ft

知，人对船的冲量与船对人的冲量大小相等，故A错误；

B、取人相对于地的速度方向为正方向，根据人和船组成的系统动量守恒得：mvA-

Mv船=Q,因为m<M,可得"崩<u人则人向前走的速度大于船后退的速度，即人向

前走得快，船后退得慢，故8正确。

CD,当人停止走动时，人和船的速度相同，设为％根据人和船组成的系统动量守恒，

有?71"人-Mu娜=(m+M)也得i?=0,可知当人停止走动时，船也停止后退，故C错

误，。正确。

故选：BD。

根据冲量的定义/=Ft分析人对船的冲量和船对人的冲量关系；由于不计水的阻力，人

在船上走动过程中，人和船组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律分析人的速度和船

的速度关系。

本题关键要抓住人和船组成的系统的动量守恒，知道作用力与反作用力的冲量总是大小

相等、方向相反，同时要熟练掌握动量守恒定律的几种表达式。

11.【答案】AB

【解析】解：A、由乙图中。点的振动图象可知t=0.15s时。点在负的最大位移处，由

a=知质点。在该时刻具有正向最大加速度，故A正确；

B、甲图描述的是t=0.10s时的波动图象，而根据乙图可知t=0.10s到t=0.25s内。点

将向下振动，这说明在甲图中此时。点将向下振动，根据质点振动方向和波传播方向的

关系可知，波向左传播，判定出经过四分之一周期即t=0.15s时质点P运动方向为y

轴负方向，故B正确；

C、根据甲乙两图可知波长和周期，则波速：v=^=^=40m/s,故从1=0.105到1=

0.25s,波沿x负方向传播的距离为％=比=40x0.15m=6相，而并非沿x轴正方向传

播，故。错误；

D、只有在波峰或波谷的质点，每9通过路程才为一个振幅A,t=O.lOsP运动方向为y

4

轴负方向，经过平衡位置的速度较大，所以从t=0.10s到t=0.25s,质点尸通过的路

程一定大于30cM7。故£＞错误。

故选：AB。

根据甲乙两图可以求出该波的波长和周期，从而求出波速，t=0.10s时。点在平衡位

置上，由乙图知下一时刻向下振动，从而确定了该波向左传播。根据时间与周期的倍数

关系求解质点通过的路程。

本题有一定的综合性考查了波动和振动图象问题，关键是会根据振动情况来判定波的传

播方向。

12.【答案】AAC6.6xIO-

【解析】解：(1)双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹特点是中间

宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距；根据此特点知甲图是干涉条纹，故选A；

(2)4、根据双缝干涉条纹的间距公式=知，将滤光片由蓝色的换成红色的，频率

减小，波长变长，则干涉条纹间距变宽.故A正确；

第12页，共16页

B、根据双缝干涉条纹的间距公式=将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条

纹间距不变.故8错误；

C、根据双缝干涉条纹的间距公式=换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条

纹间距变窄.故C正确；

。、去掉滤光片后，通过单缝与双缝的光成为白色光，白色光通过双缝后，仍然能发生

干涉现象.故O错误.

故选：AC；

(3)已知第1条亮纹中心到第6条亮纹中心间距％=11.550mm,可得△%=^=

11.55„

-----mm=2.31mm

5

由△尢="得："管=等

aL5L

-汨3-4「工、,_

代入得：A1=-1-1-.-5-5-X--1-O--_---X-2--X-1-O----m=6.6x1d0n77m

5X0.7

故答案为：(1)4(2)AC；(3)6.6xIO-7.

(1)双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；

(2)根据双缝干涉条纹的间距公式4x=[/I判断干涉条纹的间距变化；

(3)根据△x=|,求得相邻亮纹的间距△x.根据双缝干涉条纹的间距公式△x=推导

波长的表达式，并求出波长的大小.

本题关键是明确实验原理，体会实验步骤，最好亲手做实验；解决本题的关键掌握双缝

干涉条纹的间距公式；解决本题的关键掌握双缝干涉的条纹间距公式△%=5人明确相

邻亮纹的间距△X与亮纹中心间距的关系.

13.【答案】PMmi0P=myOM+m2ONBC

【解析】解：(1)小球硒从斜槽某处由静止开始滚下，叫的落点在图中的P点，小球双

和小球租2相撞后，小球巾2的速度增大，小球的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞

后球的落地点是M点，加2球的落地点是N点。

(2)①若两球相碰前后的动量守恒，设碰撞前m的速度大小为火,碰撞后mi的速度大小

是打,碰撞后巾2的速度大小是火,以向右为正方向，山动量守恒定律得：+

m2v2>

两球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间f相等,

则OP=vot，OM=v^t>ON=v2t>

整理得：m1OP=m1OM+m2O/V>

②若为弹性碰撞，碰撞过程动量守恒，机械能守恒，由机械能守恒定律得：=

加(沙+加0)2,

222

解得：m1OP=m1OM+m2ON

222

因为m1OP+0=771^01^1+gON，\rnrOP+0=^mx0M+^m2ON

联立解得：ON-OM=OP，故BC正确，A。错误。

故选：BC。

故答案为：Q)P；M；(2)(T)m1OP=m1OM+m2O/V：②BC。

(1)两球碰撞过程系统动量守恒，碰撞后入射球的速度变小，小于碰撞前的速度且小于

被碰球的速度，小球离开斜槽后做平抛运动，平抛运动的时间相等，平抛运动的水平位

移与初速度成正比，据此判断小球落点位置。

(2)碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律求出实验需要验证的表达式；

如果碰撞过程系统机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出实验需要

验证的表达式。

本题考查了验证动量守恒定律实验，知道实验原理是解题的前提与关键，分析清楚球的

运动过程，应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可解题。

14.【答案】解：(1)设推出女运动员后，男运动员的速度为“2，

系统动量守恒，以初速度方向为正方向，

根据动量守恒定律得：(M+m)%=m%+Mi?2，

代入数据解得：v2=-|m/s,-表示男运动员速度方向与其初速度方向相反。

(2)在此过程中，对男运动员，由动量定理得：/=?71%-6北，

代入数据解得：1=160N・s；

答：(1)将女运动员推出后，男运