2022吉林一中高二下学期期中考试物理（含答案）

吉林一中2021-2022学年度下学期期中考试高二物理（理科）试卷

一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1. 以下说法中不正确的是（　　）

A. 图甲是粒子散射实验示意图，当显微镜在、、、中的位置时荧光屏上接收到的粒子数最多。

B. 图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时吸收了一定频率的光子能量。

C. 图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是正电荷。

D. 图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性。

【答案】B

【解析】

分析】

【详解】A．图甲是粒子散射实验示意图，当显微镜在、、、中的位置时荧光屏上接收到的粒子数最多，所以A正确，不符合题意；

B．图乙是氢原子能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时释放了一定频率的光子能量，所以B错误，符合题意；

C．图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是正电荷，所以C正确，不符合题意；

D．图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性，所以D正确，不符合题意；

故选B。

2. 如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（　　）

A. 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线II是月球上的单摆共振曲线

B. 若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为

C. 若图线I的摆长约为，则图线I是在地球表面上完成的

D. 图线II若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为

【答案】D

【解析】

【详解】A．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，因为图线Ⅰ单摆的固有频率较小，则固有周期较大，根据

可知，周期大的重力加速度小，则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线。故A错误；

B．若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等，因为固有频率比为2：5，则固有周期比为5：2，根据

知摆长比为25：4，故B错误；

CD．图线Ⅱ若是在地球表面上完成的，则固有频率为0.5Hz，则

解得

L=1m

故C错误，D正确；

故选D。

3. 下述说法正确的是（   ）

A. 位移为零，速度一定也为零

B. 当加速度与速度方向相同且减小时，物体做减速运动

C. 速度改变越快，加速度越大

D. 质点的速度增大，加速度一定为正

【答案】C

【解析】

【详解】A．位移是物体初末位置的有向线段，物体的位移为零时物体的速度不一定为零，故A错误；

B．当加速度与速度方向相同且减小时，物体做加速运动，故B错误；

C．加速度是描述速度变化快慢的物理量，所以速度改变越快，加速度越大，故C正确；

D．当质点速度和加速度都为负值时，速度也在增大，故D错误．

故选C．

4. 把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的同心圆环，对这些亮暗圆环的相关阐释合理的是（      ）

A. 远离中心点处亮环的分布较疏

B. 用白光照射时，不会出现干涉形成的圆环

C. 是透镜曲面上反射光与透镜上方平面上的反射光干涉形成的

D. 与同一亮环相对应的空气薄膜的厚度是相同的

【答案】D

【解析】

【详解】A．远离中心点处亮环分布较密，A错；

B．用白光照射时，仍能出现干涉形成的圆环，B错；

C．是空气膜也即透镜曲面上反射光与玻璃平面上的反射光干涉形成的，C错；

D．当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，与同一亮环相对应的各处空气薄膜的厚度是相同的，故D正确

故选D。

5. 一列波长大于 1m 的横波沿着 x 轴正方向传播，处在 x1=1m 和 x2=2m 的两质点 A、B 的振动图像如图所示。由此可知（　　）

A. 波长为m

B. 波速为 1m/s

C. 3s 末 A、B 两质点的位移相同

D. 1s 末 A 质点的振动速度大于 B 质点的振动速度

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】AB．波从A向B传播，AB间的距离

Δx=(n＋）λ，n=0，1，2，…

由于，波长大于1m，则n只能取0，即有

Δx=λ

波长

λ=m

波速为

v==m/s

A正确；B错误；

C．3s末A、B两质点的位移分别为yA=-2cm，yB=0，位移不同，C错误；

D．由振动图像读出，1s末A质点的位移yA=2cm，处于波峰，速度最小，B质点的位移yB=0，处于平衡位置，速度最大，所以1s末A质点的速度小于B质点的速度，D错误。

故选A。

6. 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（　　）

A. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个氡原子核了

B. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的

C. γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱

D. 发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4

【答案】B

【解析】

【详解】A．原子核的衰变是随机的，半衰期是一个统计规律，氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后，即两个半衰期，不一定剩下一个原子核，故A错误；

B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故B正确；

C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C错误；

D．发生α衰变时，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了4，电荷数减小了2，中子数减小了2，故D错误。

故选B。

7. 彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成。彩虹形成的示意图如图所示，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线（a、b是单色光）。下列关于a光与b光的说法正确的是（　　）

A. 水滴对a光折射率小于对b光的折射率

B. a光在水滴中的传播速度大于b光在水滴中的传播速度

C. 用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光相邻的亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距

D. a、b光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，a、b光第一次进入水滴发生折射时，a光的折射角较小，即

再根据折射率公式

可得

A错误；

B．根据折射率与光在介质中传播速度的关系

可得

B错误；

C．双缝干涉相邻亮条纹间距公式

因为

则可得（把a光看成紫光，b光看成红光）

即a光相邻的亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，C正确；

D．a、b光在水滴中传播的速度减小，光的频率不变，由

则波长都比各自在真空中传播的波长要短，D错误。

故选C。

8. 一个X核与一个氚核结合成一个氦核时放出一个粒子Y，由于质量亏损放出的能量为△E，核反应方程是；Y可以通过释放一个电子而转化为质子．下列说法中不正确的是（   ）

A. Y是中子 B. 可以俘获Y发生裂变反应

C. 是原子核的人工转变方程 D. 核反应中亏损的质量为

【答案】C

【解析】

【详解】A、由题意，由于Y可以释放一个电子而转化为质子，即可判断出Y是一个中子，质量数是1，电荷数是0；故A正确．B、由于Y是核反应的过程中释放出的中子，所以可以俘获Y发生裂变反应；故B正确．C、X的质量数：m=4+1-3=2；电荷数：n=2+0-1=1；所以X核是氘核；所以是轻核的聚变；故C不正确．D、根据爱因斯坦质能方程可知，核反应中亏损的等于；故D正确．本题选择不正确的故选C．

【点睛】该题考查核反应方程、爱因斯坦质能方程、以及轻核的聚变、重核的裂变，属于对原子与原子核物理中基础知识的考查，在平时的学习过程中多加积累即可．

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

9. 关于核反应方程（ΔE为释放的核能，X为新生成的粒子），已知的半衰期为1.2 min，则下列说法正确的是（　　）

A. 此反应为β衰变

B. 核和Th核具有相同的质量

C. 具有放射性

D. 64 g的经过6 min还有1 g尚未衰变

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．根据核反应方程质量数和电荷数守恒可判断出X为 ，所以此反应为β衰变，故A正确；

B．核与核的质量并不同，故B错误；

C．根据化学元素周期表及化学知识知，为放射性元素，故C正确；

D．利用半衰期公式

解得m余=2 g，故D错误。

故选AC。

10. 图（a）为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在x=1.5m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x=2m的质点。下列说法正确的是（　　）

A. 波速为0.5m/s B. 0~2s时间内，P向y轴正方向运动

C. 0~2s时间内，P运动的路程为8cm D. 当t=7s时，P恰好回到平衡位置

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．从图中可得波长

λ=2m

周期

T=4s

波速为

故A正确；

B．t=2s时，x=1.5m处的质点向下运动，故波的传播方向向左，0~2s时间内，P向y轴负方向运动，故B错误；

C．0～2s时间内，经过了半个周期，P运动路程为

故C正确；

D．t=2s时，x=2m处的质点P位于波谷，从t=2s到t=7s经过时间

所以当t=7s时，质点P恰好回到平衡位置，故D正确。

故选ACD。

11. 氢原子的能级如图所示，一个处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　　）

A. 氢原子可能发出3种不同频率的光

B. 已知钾的逸出功为2.22eV，则氢原子能从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子不能从金属钾的表面打出光电子

C. 氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级释放的光子能量最小

D. 氢原子由n=3能级跃迁到n=1能级时，产生的光的频率最高，波长最短

【答案】BD

【解析】

【详解】A．一个处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，最多可辐射出两种频率的光子，即

3→2

2→1

故A错误；

B．氢原子能从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子能量为

E32 =-1.51 eV -（-3.40）eV =1.89eV<2.22eV

则氢原子能从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子不能从金属钾的表面打出光电子，故B正确；

C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，能级差最小，释放的光子能量最小，故C错误；

D．从n=3的能级跃迁到n=1的能级时，能级差最大，辐射出的光的频率最高，波长最短，故D正确。

故选BD。

12. 某质点做直线运动，现以出发点为坐标原点，以运动方向为轴正方向，质点运动的图像如图所示，则（　　）

A. 质点做匀加速直线运动

B. 质点的初速度为

C. 质点做匀加速直线运动且加速度为

D. 从处运动到处所用的时间

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】ABC．根据匀变速直线的运动规律

可知，推导出

再结合图像，可知该质点做初速度不为零的匀加速直线运动，由图像可知斜率

则

图像截距

故AC正确，B错误；

D．根据匀变速直线的运动的平均速度

结合图像信息求出从坐标处运动到的平均速度

根据

得

故D正确。

故选ACD。

三、实验题（本题共2小题，共14分）

13. 如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。

（1）此后正确的操作步骤是________。

A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像

B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像

C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像

D．插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3

（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路图和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图________（填“乙”或“丙”），所测玻璃折射率的表达式n＝________（用代表线段长度的字母ED、FG表示）。

【答案】    ①. BD    ②. 丙    ③.

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]此后正确的操作步骤是：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3，B、D正确。

（2）[2]能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图丙。

[3]根据折射定律

14. 用双缝干涉测光的波长。实验装置如图甲，单缝与双缝的距离，双缝与屏的距离，单缝宽，双缝间距。用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离。转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心（如图乙），记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度。

（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数___________，对准第4条时读数___________，相邻两条纹间的距离___________。（计算结果保留四位有效数字）

（2）求得该光波的波长为___________。（计算结果保留三位有效数字）

【答案】    ①. 2.190    ②. 7.865    ③. 1.892    ④. 676

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1][2][3]图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为

则最终读数为

同理，对准第4条时读数为

相邻亮纹的间距

（2）[4]根据双缝干涉条纹的间距公式

代入得

四、计算题（本题共4小题，共46分）

15. 如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出。已知，光在真空中的传播速度为c。求：

（1）该棱镜材料的折射率；

（2）光在棱镜中的传播速度。

【答案】（1）；（2）。

【解析】

【详解】（1）作出完整的光路如图

根据几何关系可知：，所以

因为，所以

又：

解得：

根据折射定律有：

解得：

（2）光在棱镜中的传播速度：

16. 图中的是一列正弦波在某时刻的波形曲线，是后它的波形曲线。试求这列波可能的传播速度。

【答案】若波向右传播，波传播的速度，(n=1,2,3……)；若波向做传播，波传播的速度，(n=1,2,3……)

【解析】

【详解】由图知，波的波长

若波向右传播，根据题意在t=0.2s波传播了，n=1,2,3……

则波传播的速度

，(n=1,2,3……)

若波向左传播，根据题意在t=0.2s波传播了，n=1,2,3……

则波传播的速度

，(n=1,2,3……)

17. 2个质子和1个中子结合可以生成氦3，反应方程式为，已知每个质子的质量为1.007277u，中子的质量为1.008665 u，氦核的质量为3.002315 u，试求氦3的结合能.

【答案】或

【解析】

【详解】粒子结合前后的质量亏损为

方法一：由爱因斯坦质能方程得，结合能为

.

方法二：由于1u相当于931.5  MeV，则结合能为

.

18. 利用弹射装置将可以视为质点的A球以大小为的速度竖直向上从地面弹出，经过一段时间后从离A球被弹出的位置高度为的位置释放另一个小球两球在运动过程中始终在同一竖直线上，忽略空气阻力，重力加速度。求：

（1）若在A球被弹出的同时释放B球，问经过多长时间两球会在A球上升的过程中相遇；

（2）若在A球被弹出后4 s再释放B球，则两球相遇时他们的位置离地面的高度是多少。

【答案】（1）3 s；（2）105 m

【解析】

【详解】（1）若在A球被弹出的同时释放B球，在上升的过程中两球相遇，则有

两小球的位移分别为

联立解得

（2）A球被弹出后经过

到达最高点，其上升高度为

在A球被弹出4 s后再释放B球，则B球在A球被弹出后第5 s内下降的高度为

由于

故球应在A球的下降阶段相，取向下为正方向，设释放B球后经过时间后两球相遇，相遇时两球的位移之和为h，有

联立解得

所以两球相遇时离地面的高度为