（2019）新人教版高中物理选择性必修第三册高二下学期期末模拟考试题2（光、热、波、原子、动力学）（解析版）.doc

1、2020-2021高二下学期期末模拟考试题2 （光、热、波、原子、动力学）时间：75分钟满分：100分一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，每小题4分；第810题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1下列说法正确的是()A海市蜃楼是光发生干涉的结果B照相机镜头的增透膜，应用了光的衍射原理C用双缝干涉实验装置观察白光的干涉现象，中央条纹是红色的D肥皂膜上看到的彩色条纹是膜的两表面反射光干涉的结果2已知A、B、C为同一直线上的三点、A、B间的距离为l1，B、C间的距离为l2，一做匀加速直线运动

2、的物体，依次经过A、B、C三点，已知物体通过AB段的时间为t，通过BC段的时间为2t。则物体的加速度为()A B C D3关于近代物理学，下列说法正确的是()A一个中子和一个质子的质量之和等于一个氘核的质量B由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，要放出光子，氢原子的能量减小，电子的动能减小D光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量4图中ae为珠港澳大桥上四段110 m的等跨钢箱连续梁桥。若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t，则通过ae段的时间为

3、()A2t Bt C(2)t Dt5.如图所示，三棱镜ABC的横截面为等腰直角三角形，底边AB水平，右侧的光屏MN竖直。一条单色光线自AC边上的D点水平射向三棱镜，此光线进入三棱镜后首先到达底边AB，棱镜材料对该光线的折射率为。光线进入三棱镜后，仅考虑在各界面上的第一次反射或折射，对此以下说法正确的是()A光线到达AB边时会有部分能量射出三棱镜B光线到达BC边时发生全反射C光线自BC面射出三棱镜后水平射向光屏MND光线自BC面射出三棱镜后斜向上射向光屏MN6一物块放在水平桌面上，在水平轻弹簧的拉力F作用下，沿桌面做匀速直线运动，弹簧的伸长量为x；将弹簧方向变成斜向上与水平桌面成60角，物块在拉

4、力作用下仍沿桌面做匀速直线运动，此时弹簧的伸长量是()Ax Bx C2x Dx7. (2021八省联考辽宁卷)如图所示，在xOy平面内有两个沿z轴方向(垂直xOy平面)做简谐运动的点波源S1(1,0)和S2(4,0)，振动方程分别为zS1Asin、zS2Asin。两列波的波速均为1 m/s。两列波在点B(2.5，3)和点C(4,4)相遇时，分别引起B、C处质点的振动总是相互()A加强、加强 B.减弱、减弱 C加强、减弱 D.减弱、加强8下列说法中正确的是()A水和酒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和，说明分子间有空隙B将香水瓶盖打开后能闻到香水的气味，这是扩散现象C在绕地球运行的“天宫二号

5、”中飘浮的水滴几乎呈球形，这是表面张力作用使其表面具有收缩趋势而引起的结果D用气筒给自行车车胎打气时要用力才能压缩空气，这说明空气分子间存在斥力9.平行板玻璃砖横截面如图，上、下表面足够大，在该截面内有一束复色光从空气斜射到玻璃砖的上表面，从下表面射出时分为a、b两束光，则()A在玻璃中传播时，a光的传播速度较大B分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较大C以相同的入射角从水中斜射入空气，a光的折射角较大D增大入射光在上表面的入射角，可能只有一种光从下表面射出10一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其VT图像如图所示，pa、pb、pc分别表示状态a、

6、b、c的压强，下列说法正确的是()A从c到a过程中气体一定吸热BpcpbpaC从b到c过程中气体放出的热量大于外界对气体做的功D从b到c过程中每一个分子的速率都减小二、非选择题：本题共5小题，共54分。11. (6分)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋用轻质弹簧AA替代。(1)实验时的主要步骤是：A把弹簧的一端A固定在方木板上，将三段不可伸长的细绳的一端分别系在弹簧的A端和弹簧测力计甲、乙的挂钩上，另一端拴结在一点；B用两个弹簧测力计互成角度地拉弹簧，稳定后，记录下结点的位置O，并记录两个弹簧测力计的示数和_；C按选好的标度，作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行

7、四边形定则求出合力F；D只用一个弹簧测力计拉细绳，使结点至O点，记录弹簧测力计的示数和细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；E比较F和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。(2)对于这个实验，下列说法正确的是_。A用两个弹簧测力计拉细绳时，两弹簧测力计间的夹角越大越好B细绳OB、OC要长一些，标记同一细绳方向的两点要远一些C为了实验尽可能精确，作力的图示时，标度应尽量短一些12(8分)某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示。双缝间距d0.20 mm，测得屏与双缝间的距离L500 mm。然后，接通电源使光源正常工作。(1)某同学在测量

8、时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读数为_ cm；然后他继续转动手轮，使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心，若游标卡尺的读数为1.67 cm，此时主尺上的_ cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长_ m。(2)若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有：_(至少写一条)。13(10分)(2021八省联考河北卷)“天问1号”的发射开启了我国探测火星的征程。设想将图中所示的粗细均匀、导热良好、右端封闭有一定质量理想气体的“U”形管带往火星表面。“U”形管分别在地球和火星表面某时某地竖直放置时的相关参数如表所示。地球火星重力加速度g0.3

9、8g环境温度T地300 KT火280 K大气压强p地76.0 cmHgp火封闭气柱长度l地19.0 cml火56.0 cm水银柱高度差h地73.0 cmh火求：(结果保留2位有效数字)(1)火星表面高1 m的水银柱产生的压强相当于地球表面多高水柱产生的压强？(已知水银13.6103 kg/m3，水1.0103 kg/m3)(2)火星表面的大气压强p火。14. (12分)如图所示，一个半径为R的透明圆柱置于地面上，一平行于地面且与圆心竖直距离为R的光线射入圆柱，光线在圆柱中经过两次折射和一次全反射，该圆柱的折射率n，光在真空中传播的速度为c。求：光在圆柱中的传播时间。15(18分)（最新教材必修

10、一107页第7题改编）质量为M2.5kg的一个长方体铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数10.50，这时铁箱内一个质量m0.5 kg的木块恰好静止在后壁上(如图所示)，木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为20.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。求：(1)木块对铁箱的压力；(2)水平拉力F的大小；(3)使拉力F减小到120N，经过一段时间，木块落至箱底且不反弹，之后某时刻当铁箱的速度v6m/s时撤去拉力，经2s时间木块从铁箱的左侧到达右侧，则铁箱长度是多少？2020-2021高二下学期期末模拟考试题2参考答案 （光、热、波、原子、动力学必修一部分

11、）时间：75分钟满分：100分一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，每小题4分；第810题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1下列说法正确的是()A海市蜃楼是光发生干涉的结果B照相机镜头的增透膜，应用了光的衍射原理C用双缝干涉实验装置观察白光的干涉现象，中央条纹是红色的D肥皂膜上看到的彩色条纹是膜的两表面反射光干涉的结果答案D解析海市蜃楼是光发生折射及全反射的结果，故A错误；照相机镜头的增透膜，应用了光的干涉原理，故B错误；用双缝干涉实验装置观察白光的干涉现象，中央条纹是白色的，故C错误

12、；肥皂膜上看到的彩色条纹是膜的两表面反射光干涉的结果，故D正确。2已知A、B、C为同一直线上的三点、A、B间的距离为l1，B、C间的距离为l2，一做匀加速直线运动的物体，依次经过A、B、C三点，已知物体通过AB段的时间为t，通过BC段的时间为2t。则物体的加速度为()A B C D答案C解析设物体通过A点的速度为v，则l1vtat2，l1l2v3ta(3t)2，联立解得物体的加速度为a，故C正确，A、B、D错误。3关于近代物理学，下列说法正确的是()A一个中子和一个质子的质量之和等于一个氘核的质量B由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C氢原子的电子由外层轨道跃迁到

13、内层轨道时，要放出光子，氢原子的能量减小，电子的动能减小D光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量答案D解析一个中子和一个质子结合成一个氘核会发生质量亏损，释放能量，可知一个中子和一个质子的质量之和大于一个氘核的质量，故A错误；由爱因斯坦光电效应方程EkhW0可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，但不是正比关系，故B错误；氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，要放出光子，氢原子的能量减小，由可知，Ekmv2，则电子的动能增大，故C错误；光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有

14、动量，故D正确。4(2020山东泰安一模)图中ae为珠港澳大桥上四段110 m的等跨钢箱连续梁桥。若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t，则通过ae段的时间为()A2t Bt C(2)t Dt答案A解析根据初速度为零的匀加速直线运动规律可知，汽车通过ab、bc、cd、de所用的时间之比为1(1)()(2)，可得出通过ae段的时间为taet(1)t()t(2)t2t，故A正确，B、C、D错误。5. (2020山东省德州市一模)如图所示，三棱镜ABC的横截面为等腰直角三角形，底边AB水平，右侧的光屏MN竖直。一条单色光线自AC边上的D点水平射向三棱镜，此光线进入三棱镜后首先到

15、达底边AB，棱镜材料对该光线的折射率为。光线进入三棱镜后，仅考虑在各界面上的第一次反射或折射，对此以下说法正确的是()A光线到达AB边时会有部分能量射出三棱镜B光线到达BC边时发生全反射C光线自BC面射出三棱镜后水平射向光屏MND光线自BC面射出三棱镜后斜向上射向光屏MN答案C解析画出光路图如图所示，由题意可知，光从AC边射入三棱镜的入射角为45，由n，可得折射角为30，由几何关系得DHAHDIDIH，得DIH15，则光在AB边上的入射角为75，由于sinC，可得该单色光在该介质中发生全反射的临界角为45，所以光线到达AB边时发生全反射，故A错误；由几何关系得，光线到达BC边时的入射角为30，

16、小于全反射临界角45，不会发生全反射，故B错误；光线到达BC边的入射角为30，由折射定律得n，得45，即光线自BC面射出三棱镜的折射角为45，则光线自BC面射出三棱镜后水平射向光屏MN，故C正确，D错误。6一物块放在水平桌面上，在水平轻弹簧的拉力F作用下，沿桌面做匀速直线运动，弹簧的伸长量为x；将弹簧方向变成斜向上与水平桌面成60角，物块在拉力作用下仍沿桌面做匀速直线运动，此时弹簧的伸长量是()Ax Bx C2x Dx答案B解析对物块受力分析，当拉力为F时，根据平衡条件得：kxfmg；当弹簧方向变成斜向上与水平桌面成60角时，kxsin60FNmg，kxcos60f，fFN，联立解得xx，A、

17、C、D错误，B正确。7. (2021八省联考辽宁卷)如图所示，在xOy平面内有两个沿z轴方向(垂直xOy平面)做简谐运动的点波源S1(1,0)和S2(4,0)，振动方程分别为zS1Asin、zS2Asin。两列波的波速均为1 m/s。两列波在点B(2.5，3)和点C(4,4)相遇时，分别引起B、C处质点的振动总是相互()A加强、加强 B.减弱、减弱C加强、减弱 D.减弱、加强答案D解析因为B点距两波源距离相同，而两波源的振动步调相反，所以两列波在B处的叠加总是相互减弱。由振动方程可知，周期为T s2 s，波长为vT2 m，根据几何关系，C距两波源的距离差为s1 m，而两波源的振动步调相反，所以

18、两列波在C点的叠加总是相互加强。故选D。8下列说法中正确的是()A水和酒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和，说明分子间有空隙B将香水瓶盖打开后能闻到香水的气味，这是扩散现象C在绕地球运行的“天宫二号”中飘浮的水滴几乎呈球形，这是表面张力作用使其表面具有收缩趋势而引起的结果D用气筒给自行车车胎打气时要用力才能压缩空气，这说明空气分子间存在斥力答案ABC解析水和酒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和，说明分子间有空隙，故A正确；将香水瓶盖打开后能闻到香水的气味，这是扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；在绕地球运行的“天宫二号”中飘浮的水滴几乎呈球形，这是表面张力作用使其表面

19、具有收缩趋势而引起的结果，故C正确；用气筒给自行车车胎打气时要用力才能压缩空气，这是由于气体压强增大，与分子间作用力无关，故D错误。9.平行板玻璃砖横截面如图，上、下表面足够大，在该截面内有一束复色光从空气斜射到玻璃砖的上表面，从下表面射出时分为a、b两束光，则()A在玻璃中传播时，a光的传播速度较大B分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较大C以相同的入射角从水中斜射入空气，a光的折射角较大D增大入射光在上表面的入射角，可能只有一种光从下表面射出答案AB解析由题图知，以同一入射角射向玻璃砖时，a光的折射角大于b光的折射角，所以此玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，根据v，可知在玻璃

20、中传播时，a光的传播速度较大，故A正确；玻璃对a光的折射率较小，则a光的频率较低，波长较长，使a、b光分别通过同一双缝干涉装置，根据双缝干涉条纹间距公式x知，a光相邻亮条纹的间距较大，故B正确；由于a光的频率较低，所以水对a光的折射率较小，则以相同的入射角由水中斜射入空气，a光的折射角较小，故C错误；因为玻璃砖上、下表面平行，则光射到玻璃砖下表面时的入射角等于在上表面的折射角，则两束光均不会在玻璃砖下表面发生全反射，可知a、b两种光一定都能从下表面射出，故D错误。10一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其VT图像如图所示，pa、pb、pc分别表示状态a、b、

21、c的压强，下列说法正确的是()A从c到a过程中气体一定吸热Bpcpbpa；bc的延长线过坐标原点，则bc过程中气体压强不变，即pbpc，所以pcpbpa，故B错误；从b到c过程中气体温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出的热量大于外界对气体做的功，故C正确；从b到c过程中气体温度降低，分子热运动的平均速率减小，但并非每一个分子的速率都减小，故D错误。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11. (6分)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋用轻质弹簧AA替代。(1)实验时的主要步骤是：A把弹簧的一端A固定在方木板上，将三段不可伸长的细绳的一

22、端分别系在弹簧的A端和弹簧测力计甲、乙的挂钩上，另一端拴结在一点；B用两个弹簧测力计互成角度地拉弹簧，稳定后，记录下结点的位置O，并记录两个弹簧测力计的示数和_；C按选好的标度，作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；D只用一个弹簧测力计拉细绳，使结点至O点，记录弹簧测力计的示数和细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；E比较F和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。(2)对于这个实验，下列说法正确的是_。A用两个弹簧测力计拉细绳时，两弹簧测力计间的夹角越大越好B细绳OB、OC要长一些，标记同一细绳方向的两点要远一些C为了实验尽可能精确，作力的图示时，标度

23、应尽量短一些答案(1)细绳OB、OC的方向(2)B解析(1)在“验证力的平行四边形定则”实验时，F1、F2的大小由弹簧测力计读出，同时要标记出F1、F2的方向，即标记出细绳OB、OC的方向。(2)为减小实验误差，用两个弹簧测力计拉细绳时，两弹簧测力计间的夹角应适当大些，但并不是越大越好，A错误；为方便实验操作、准确记录拉力方向，细绳OB、OC要长一些，标记同一细绳方向的两点要远一些，B正确；为了实验尽可能精确，作力的图示时，标度应尽量长一些，C错误。12(8分)某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示。双缝间距d0.20 mm，测得屏与双缝间

24、的距离L500 mm。然后，接通电源使光源正常工作。(1)某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读数为_ cm；然后他继续转动手轮，使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心，若游标卡尺的读数为1.67 cm，此时主尺上的_ cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长_ m。(2)若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有：_(至少写一条)。答案(1)1.112.303.2107(2)增大双缝到屏的距离L或减小双缝间距d解析(1)题中游标卡尺的最小分度为0.1 mm，图乙中，主尺读数为11 mm，游标尺读数为0.11 mm0.1 mm

25、，则游标卡尺的读数为：11 mm0.1 mm11.1 mm1.11 cm；若游标卡尺的读数为1.67 cm16.7 mm，根据游标卡尺的读数原理，主尺的读数为16 mm1.6 cm，游标尺的读数为0.7 mm，因为7，所以可推知这时游标尺上的第7条刻度线与主尺上的某条刻度线对齐，主尺上的该刻度线对应的刻度为：16.7 mm7 mm23.0 mm2.30 cm；根据题意，相邻两亮(或暗)条纹中心的间距为：x102 m8104 m，根据x，并代入数据可得，入射光的波长为： m3.2107 m。(2)实验中发现条纹太密，即相邻两亮(或暗)条纹中心之间的距离太小，根据公式x，可以通过增大双缝到屏的距离

26、L或减小双缝间距d来增大相邻两亮(或暗)条纹中心间距。13(10分)(2021八省联考河北卷)“天问1号”的发射开启了我国探测火星的征程。设想将图中所示的粗细均匀、导热良好、右端封闭有一定质量理想气体的“U”形管带往火星表面。“U”形管分别在地球和火星表面某时某地竖直放置时的相关参数如表所示。地球火星重力加速度g0.38g环境温度T地300 KT火280 K大气压强p地76.0 cmHgp火封闭气柱长度l地19.0 cml火56.0 cm水银柱高度差h地73.0 cmh火求：(结果保留2位有效数字)(1)火星表面高1 m的水银柱产生的压强相当于地球表面多高水柱产生的压强？(已知水银13.610

27、3 kg/m3，水1.0103 kg/m3)(2)火星表面的大气压强p火。答案(1)5.2 m(2)0.57 cmHg解析(1)根据液体压强公式pgh得水银0.38gh0水gh代入数据解得h5.2 m。(2)设气柱横截面积为S，地球表面的大气压强相当于hp地高水银柱产生的压强，火星表面的大气压强相当于hp火高水银柱产生的压强，则封闭气柱在地表时，p1水银g(hp地h地)，V1l地S，T1300 K封闭气柱在火星表面时，p2水银0.38ghp火h地2(l火l地)，V2l火S，T2280 K根据理想气体状态方程联立解得hp火1.5 cm，即火星表面的大气压强p火水银0.38ghp火0.57 cmH

28、g。14. (12分)如图所示，一个半径为R的透明圆柱置于地面上，一平行于地面且与圆心竖直距离为R的光线射入圆柱，光线在圆柱中经过两次折射和一次全反射，该圆柱的折射率n，光在真空中传播的速度为c。求：光在圆柱中的传播时间。答案解析令光线第一次到达圆柱面上的入射角为，根据几何知识有：sin，则60，根据折射定律有：n，所以光第一次射入圆柱的折射角为30，光在圆柱中的光路图如图所示，根据几何知识可知，光在圆柱内传播的路程为：s4Rcos302R，光在圆柱中传播的速度为：v，所以光在圆柱中传播的时间为：t。15(18分)质量为M2.5kg的一个长方体铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱

29、与水平面间的动摩擦因数10.50，这时铁箱内一个质量m0.5 kg的木块恰好静止在后壁上(如图所示)，木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为20.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。求：(1)木块对铁箱的压力；(2)水平拉力F的大小；(3)使拉力F减小到120N，经过一段时间，木块落至箱底且不反弹，之后某时刻当铁箱的速度v6m/s时撤去拉力，经2s时间木块从铁箱的左侧到达右侧，则铁箱长度是多少？答案(1)20N，方向水平向左(2)135N(3)m解析(1)木块在竖直方向，由恰好相对静止得2Nmg，解得N20N，由牛顿第三定律得，木块对铁箱的压力20N，方向水平向左。(2)对木块，在水平方向：Nma，得a40m/s2，对铁箱和木块整体F1(Mm)g(Mm)a，故水平拉力F135N。(3)当F120N时，铁箱与木块在水平方向仍然一起加速，所以撤去拉力F时，铁箱和木块的速度均为v6m/s，以后木块相对铁箱向右滑动，木块加速度2mgma2，a22.5m/s2，铁箱加速度大小a1，a15.5m/s2。铁箱减速时间为t0v/a11.1s2s，故木块到达铁箱右端时，铁箱已停止运动，铁箱向右运动的距离为x1，得x1m。木块向右运动的位移为x2vta2t2，得x27m。解得Lx2x1m。