2020-2021学年河南省“领军考试”高二下学期5月期中考试物理试题 解析版

这是一份2020-2021学年河南省“领军考试”高二下学期5月期中考试物理试题 解析版，共22页。试卷主要包含了2Hz，下列表述正确的是等内容，欢迎下载使用。
河南省“领军考试”2020-2021学年高二下学期5月期中考试
物理试题
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在本试题相应的位置。
2.全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4.考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。
一、选择题:（本题共8小题，每小题4分共32分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1.下列说法中正确的是
A.为了解释黑体辐射规律，爱因斯坦提出了电磁辐射的能量是量子化的
B.光电效应表明光子具有能量和动量，康普顿首次成功解释光电效应
C.德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性
D.赫兹通过实验，证实了爱因斯坦光电效应方程的正确性
2.中国首台“华龙一号”核电机组于2020年11份并网发电，有效缓解了新旧能源转换时期电力不足的问题，其核反应堆中的反应方程为，下列说法正确的是
A.该反应是衰变反应
B.反应过程中铀的半衰期减小
C.反应过程中放出能量
D.Ba结合能比U的结合能大
3.某透明介质的横截面为半圆，一束平行单色光线垂直于半圆的直径AB射入透明介质，如图所示，在半圆弧上恰好有占半圆周长的的圆弧部分有光透出。则透明介质的折射率为

A.3 B.1.5
C. D.
4.如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种单色光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线。下列关于三束单色光的频率、三束单色光的强度E大小关系，正确的是

A.a、b、c三种单色光的频率大小关系是:
B.a、b、c三种单色光的频率大小关系是:
C.a、b、c三种单色光的光强大小关系是:
D.a、b、c三种单色光的光强大小关系是:
5.一列简谐横波在t=0时刻的波形曲线如图1所示其中质点M、N在x轴上且坐标分别为1m、2m，质点M的y-t振动图象如图2所示。下列说法正确的是

A.该简谐横波沿x轴正向传播
B.该简谐横波的频率为0.2Hz
C.该简谐横波传播速度大小为10m/s
D.质点N的振动方程为y=10sin（πt）cm
6.下列表述正确的是
A.天然放射性现象中放出的射线在磁场中不会发生偏转
B.当原子从高能级跃迁到低能级时，会吸收光子
C.当光照射在金属表面上时，金属中的质子会逸出金属表面
D.原子核的静质量小于构成它的所有核子单独存在时的总静质量
7.如图所示，光电管与定值电阻R并联后，再与光敏电阻R′串联后接在恒压源a、b两点之间，灵敏电流计G可测得光电流的大小，在光束1的照射下，光电管的金属板K发生了光电效应，用光束2照射光敏电阻R′，下列判断正确的是

A.若a为电源正极b为电源负极，只增大光束的强度，则G读数一定变大
B.若a为电源正极b为电源负极，只增大光束2的强度，则G读数一定变大
C.若b为电源正极a为电源负极，只增大光束1的频率，则G读数可能变为零
D.若b为电源正极a为电源负极，只增大光束2的强度，则G读数可能变为零
8.如图所示，玻璃三棱镜ABC底边上有两个单色光源，产生的单色光a、b照射到AB边上的同一点D，经过棱镜折射后，沿同一方向射出，a光与b光相比较，下列说法正确的是

A.a光的波长小于b光的波长
B.a光的频率小于b光的频率
C.对于同一单缝装置，b光的衍射现象更明显
D.对于同一双缝装置，a光的干涉条纹间距较宽
二、非选择题:本题共6小题，共68分。第9～13题为必考题，每个试题考生都必须作答.第14、15题为选考题，考生根据要求作答
（一）必考题:共38分.
9.（4分）
在研究“光电效应”现象时，有如图甲、乙所示的两种电路连接方式。试回答下列问题:

（1）通过图___________（填“甲”或“乙”）所示的电路进行研究，可以得出光电子的最大初动能只与照射光的频率有关，而与照射光的强弱无关的结论；通过图___________（填“甲”或“乙”）所示的电路进行研究，可以得出照射光的强度大小决定了逸出光电子的数目多少的结论。
（2）某次实验时，先用图甲所示电路研究，调节滑动变阻器，发现当电压表示数大于或等于1.5V时，电流表示数为零。在入射光不变的情况下，用图乙所示电路研究，则当电压表示数为3V时，电子到达阳极时的最大动能为___________eV.
10.（6分）
在做“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放上玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住了P3和P1、P2的像，如图所示，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P1和P2的光线，该光线与界面aa′交于O点，MN表示法线。

（1）请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角θ1和折射角θ2；
（2）该玻璃砖的折射率可表示为n=__________（用θ1和θ2表示）
（3）在做“用插针法测玻璃折射率”实验中，图中所示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的两个玻璃砖分界线界面。两位同学操作如下:
A.甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′与bb′后，将玻璃砖垂直于aa′方向沿纸面向上平移了少许，其它操作正确
B.乙同学在白纸上画aa′、bb′两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，
其它操作正确
甲同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比__________（填“偏大、偏小、不变”），乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比__________(“偏大、偏小、不变”）
（4）对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中正确的__________
A.为了提高测量的精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些
B.为了提高测量的精确度，入射角应适当大一些
C.P1、P2之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关
D.如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察
11.（8分）
前不久，中科院光电技术研究所宣布，其承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。这是世界上首台用紫外光源实现了22纳米分辨率的光刻机。光刻机是生产大规模集成电路（芯片）的核心设备，光刻机的曝光波长越短，分辨率越高。“浸没式光刻”是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长提高分辨率的技术。如图所示，若浸没液体的折射率为1.40，当不加液体时光刻胶的曝光波长为189nm。求:（光在在真空中的传播速度c=3.0×108m/s）（计算结果保留三位有效数字。）

（1）加上液体时光在液体中的传播速度.
（2）光刻胶的曝光波长。
12.（10分）
如图，在xOy平面内有两个点波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=10m处，它们在同一均匀介质中均从t=0开始沿y轴正方向做简谐运动。波源S1振动方程为y1=3sin10πt（cm），波源S2振动方程为y2=5sin10πt（cm）.质点P位于x轴上x3=2m处，已知质点P在t=0.1s时开始振动，求:

（1）这两列波在介质中的波长；
（2）在t=0.1s至t=0.65s内质点P通过的路程。
13.（10分）
折射率为n的某种透明材料制成的空心球体，内径是R，外径是内径的k（k＞1）倍，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入。

（1）当k=2时，从A点射入的光线经折射后恰好与内球面相切，求光在介质中的传播时间（已知光速为c）；
（2）当k1=3和k2=4时，从A点射入的光线经折射后恰好在内球面发生全反射，求两种情况下A点入射角的正弦之比。
（二）选考题:共30分.请考生在第14、1题中任选一题作答.如果多做，则按所做的第一题计分。
14.[物理选修33]（30分）
（1）（5分）（多选）根据热学知识分析判断，下列说法正确的是________。（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A.单晶体与多晶体都有固定熔点
B.升降椅发生爆炸的其中一个原因是频繁的旋转使气体温度升高，巨大的分子斥力使气压杆向上反弹造成破裂
C.气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体单位体积内的分子数为
D.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素，是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距
（2）（5分）（多选）如图所示为一定质量的理想气体状态变化的V-T图像。已知在状态A时的压强为p0，则（选对1个得3分，选对2个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A.状态B时的压强为
B.状态C时的压强为p0
C.A→B过程中气体对外做功
D.B→C过程中气体向外界放热
（3）（10分）（I）如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是__________（用符号表示）

（Ⅱ）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为a，测量中，某位同学测得如下数据:测得体积为的油酸酒精溶液共有N滴；滴入1滴这样的溶液到准备好的水面撒有痱子粉的盛水的浅盘里，散开后的油膜面积为S，则用以上题中给出的符号表示分子直径d的大小的表达式为:d=__________。
（III）该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测得的数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是____________（选对1个得3分，选对2个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A.油酸未完全散开
B.油酸溶液浓度低于实际值
C.计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格
D.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸体积进行计算
（4）（10分）如图所示，两个球形容器容积之比为V1:V2=5:6，由一细管（容积忽略）相连，细管的水平部分封有一段汞柱，两容器中盛有等量同种气体，并置于两个温度分别为T1和T2的热库内，已知T1=250K，位于细管正中央的汞柱静止。

（I）求另一个热库的温度T2；
（II）若使两热库温度都降低ΔT，汞柱仍然全部在水平细管内，汞柱是否发生移动?如果移动会向哪个方向移动，试计算说明理由。
15.[物理选修3-4]（30分）
（1）（5分）（多选）如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=2.5s时刻的波形图（振动刚传到x=5m处），已知该波的周期为2s，a、b为沿波传播方向上的质点，则下列说法中正确的是_________（选对1个得3分，选对2个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A.波源开始起振的方向向上
B.质点a比质点b先回到平衡位置
C.在t=1.5s时，质点a的速度方向为y轴负方向
D.再经过△t=0.6s时，质点b的位移达到最大值
（2）（5分）如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波t0时刻刚好传播到P（10m，0）点，原点O是波源的平衡位置，波源持续振动的频率为5Hz.①波源的起振方向沿y轴_________（选填“正”或“负”）方向；②该波的波速为_________m/s；③平衡位置为（6m，0）的质点在（t0-0.2s）～（t0+0.4s）内通过的路程为_________m。

（3）（10分）（I）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，备有下列仪器:
A.白炽灯 B.双缝 C.单缝 D.滤光片 E.光屏
把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是___________；（填写字母代号）
（Ⅱ）已知双缝到光屏之间的距离l=500mm，双缝之间的距离d=0.50mm，单缝到双缝之间的距离s=100mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长λ=___________m（结果保留两位有效数字）；

（Ⅲ）实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有___________（选对1个得3分，选对2个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A.改用波长较长的光（如红光）作为入射光
B.增大双缝到屏的距离
C.增大双缝到单缝的距离
D.增大双缝间距
（4）（10分）如图所示，某三棱镜的截面是等腰直角三角形，材料的折射率为n，入射光沿平行于底面BC的方向射向AB，经AB折射后射到AC的光能够射出AC面。求:折射率n的取值范围。

2020—2021学年度下期期中考
高二物理参考答案与解析
1.【答案】C
【命题意图】本题通过物理学史考查学生的识记能力。
【解析】普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合的非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故A错误；康普顿效应不仅表明了光子具有能量，还表明了光子具有动量，爱因斯坦首次成功解释光电效应，故B错误；德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性，故C正确；密立根通过实验，证实了爱因斯坦光电效应方程的正确性，D错误。
2.【答案】C
【命题意图】本题通过裂变反应考查学生的理解能力。
【解析】该反应是重核的裂变反应，不是衰变反应，A错误；反应过程中铀的半衰期不变，B错误；该反应存在质量亏损，反应过程中会放出能量，C正确；核子数越大，结合能越大，Ba结合能比的结合能小，D错误。
3.【答案】D
【解析】由题意可知，光线射入透明介质后，从圆弧面AB射出时，有部分光线发生全反射，因在AB面上
恰恰好有占半圆周长的的圆弧部分有光透出则恰好发生全反射时入射光对应的入射角为60°，由公式，故选D。
4.【答案】B
【命题意图】本题通过光电效应现象考查学生的理解能力。
【解析】由光电效应方程及遏止电压的关系可得，b、c两种光的遏止电压相同，故频率相同，a光的遏止电压较小，频率较低，A错误，B正确；b、c两种光的遏止电压相同，故频率相同，由图可知，b的饱和电流更大，因此b光束照射时单位时间内产生的光电子数量大，光强大，即有Eb>Ec。C、D错误。
5.【答案】C
【命题意图】本题通过振动和波的综合问题考查学生的理解能力
【解析】由题知，该简谐横波沿x轴负向传播，选项A错误:该简谐横波的周期为0.2s，频率为5Hz，选项B错误；简谐横波的波长为2m，传播速度大小为10ms，选项C正确:质点N的振动方程为，y=10sin（10πt）cm，选项D错误。
6.【答案】AD
【命题意图】本题通过原子与原子核基础知识考查学生的识记能力。
【解析】天然放射性现象中发射的γ射线是电磁波，在磁场中不会发生偏转，A正确；当原子从高能级跃迁到低能级时，会放出光子，B错误；当光照射在金属表面上时，金属中的电子会逸出金属表面，这种现象叫光电效应，C错误；单个核子构成原子核时释放能量，根据质能方程，出现质量亏损，因此原子核的静质量小于构成它的所有核子单独存在时的总静质量，D正确。
7.【答案】AD
【命题意图】本题通过传感器与光电管综合考查学生的分析能力。
【解析】若a为电源正极b为电源负极，只增大光束1的强度，则光电管AK两极间的电压不变，随着单位时间从金属K表面逸出的光电子数目的增加，则G读数一定变大，A正确；若a为电源正极b为电源负极，只增大光束2的强度，光敏电阻阻值减小，则光电管AK两极间的电压增大，若开始光电流没有达到饱和状态，G读数变大，若开始光电流已达到饱和状态，读数不变，B错误；若b为电源正极a为电源负极，只增大光束1的频率，则光电子的最大初动能增大，则G读数不可能变为零，C错误；若b为电源正极为电源负极，只增大光束2的强度，光敏电阻阻值减小，则光电AK两极间的电压增大，则G读数可能变为零，D正确。
8.【答案】BD
【命题意图】本题通过光学问题考查学生的分析能力。
【解析】设a光与b光经折射的入射角和折射角分别为α、β、θ，如图所示:

由折射定律可知，，因，则有，而波长越长的光折射率越小，则，故A错误；由可知，因c一定，有，故B正确；对于同一单缝衍射，波长越长的光衍射越明显，则a光的衍射现象更明显，故C错误；对于同一双缝装置，由，因可知，a光的干涉条纹间距较宽，故D正确。故选BD。
9.【答案】（1）甲（1分）乙（1分）（2）4.5（2分）
【命题意图】本题通过光电效应考查学生的实验能力。
【解析】（1）图甲所示的电路连接中，从金属K逸出来的光电子受到的电场力阻碍光电流的形成，移动滑片，当光电流刚好为零时，读出此时的电压即为遏止电压Uc，进一步可以知道光电子最大初动能，从而通过此电路可以研究光电子的最大初动能与什么因素有关；通过图乙所示的电路进行研究，可以得出饱和光电流的大小，从而可以得出照射光的强度大小决定了逸出光电子的数目多少的结论。
（2）图甲所加电压为反向电压，当电压表示数大于或等于1.5V时，电流表示数为0，说明光电子的最大初动能为Ek=1.5eV，图乙所加电压为正向电压故电子到达阳极时，最大动能为Ek′=Ek+3eV=4.5eV
10.【答案】（1）图见解析（1分）
（2）（1分）
（3）不变（1分）偏大（1分）
（4）ABD（2分）
【命题意图】本题通过测定折射率考查学生的实验能力。
【解析】（1）如图:

（2）该玻璃砖的折射率可表示为
（3）经过玻璃砖的光路如图所示，由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线，测出的折射角与正确操作
时相同，根据折射定律可知，测得的折射率将不变；所作玻璃砖分界线aa、bb两界面的间距小于平行玻璃
砖两界面的间距时，由几何知识得到测出的折射角小于正确操作时折射角，根据折射定律，测得的折射率
将偏大。
（4）折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，所以
P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度，故A正确，C错误；入射角θ1尽量大些，折射角
也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，故B正确；如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察，D正确。故选ABD。
11.【答案】（1）2.14×108m/s（2分）
（2）135nm（4分）
【命题意图】本题通过光学考查学生的分析能力。
【解析】（1）光在液体中的传播速度为v=m/s≈2.14×108m/s（2分
（2）加上液体时光刻胶的曝光波长为（2分）
不加液体时，有（2分）
联立可得（2分）
12.【答案】（1）4m（4分）
（2）28cm（6分）
【命题意图】本题通过机械波考查学生的分析能力。
【解析】（1）波源S1的振动先传到P，由波源S1振动方程可知，该波的角速度ω=10π（1分）
根据
可得T=0.2s（1分）
波速v==20m/s（1分）
根据
可得λ=4m（1分）
（2）波源S2的振动传到质点P所用的时间为t2==0.4s（1分）
故质点P在0～0.1s内静止不动，0.1s～0.4s内仅参与波源S1的振动，s1=6A1=18cm（1分）
0.4s～0.65s质点P同时参与两列波的振动，两列波频率相同，发生干涉，波程差：
（1分）
易得，故质点P为振动减弱点
其振幅为 （1分）
0.4s～0.65s质点P的路程为S2=5Ap=10cm（1分）
故质点P在t=0.1s至t=0.65s内通过的路程为Sp=s1+s2=28cm（1分）
13.【答案】（1）（4分）
（2）4:3（6分）
【解析】（1）当k=2时，光束经折射后到达内球面上B点恰好与内球面相切，光路图如图所示:

由几何关系可知，AB=R（1分）
光在介质中的传播速度（1分）
光在介质中的传播时间（1分）
联立解得t=（1分）
（2）入射角为i′时光束经折射到达内球面上的C点如图所示，恰好发生全反射，由sin∠DCA=（1分）

由正弦定理得：
（1分）
又sin∠ACO=sin（π-∠DCA）
解得sin∠CAO=（1分）
由折射定律得 （1分）
解得（1分）
当k1=3和k2=4时，（1分）
14.【答案】（1）ACD（5分）（5分，选对1个得分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
（2）BD（5分，选对1个得3分，选对2个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
（3）（I）dacb（2分）
（II）（3分）
（Ⅲ）AD（5分，选对1个得3分，选对2个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
（4）（i）300K（3分）
（ii）向左移动，详见解析（7分）
【解析】（1）单晶体和多晶体都有固定熔点，A正确；气压杆向上反弹不是由分子斥力造成的，而是因为气体温度升高，气管内的气体压强大于外部的大气压，再加上气压杆的材质不好破裂，而使升降椅发生爆炸，B错误；气体的摩尔质量为M，分子质量为m，则1摩尔气体中含有的分子数为，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体单位体积内的分子数为，C正确；影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距，D正确。（5分，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
（2）从A到B温度不变，则，选项A错误；从B到C体积不变，则状态C时的压强为，选项B正确；A→B过程中体积减小，则外界对气体做功，选项C错误；B→C过程中气体体积不变，则W=0，温度降低，内能减小，即△U