2024屆陜西省西安交大附中物理高二下期末學(xué)業(yè)水平測(cè)試試題含解析

2024屆陜西省西安交大附中物理高二下期末學(xué)業(yè)水平測(cè)試試題注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、用不同頻率的光分別照射鎢()和鋅(),產(chǎn)生光電效應(yīng),根據(jù)實(shí)驗(yàn)可畫出光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率變化的圖線.已知鎢的逸出功是,鋅的逸出功為,若將二者的圖線畫在同一個(gè)坐標(biāo)系中,則正確的圖是（）A． B． C． D．2、明代學(xué)者方以智在《陽燧倒影》中記載：“凡寶石面凸，則光成一條，有數(shù)棱則必有一面五色”，表明白光通過多棱晶體折射會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象．如圖所示，一束復(fù)色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b，下列說法正確的是A．若增大入射角i，則b光最先消失B．在該三棱鏡中a光波速小于b光C．若a、b光通過同一雙縫干涉裝置，則屏上a光的條紋間距比b光寬D．若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)，則a光的遏止電壓高3、下列說法正確的是A．就物質(zhì)波來說，速度相等的電子和質(zhì)子，電子的波長長B．原來不帶電的一塊鋅板，被弧光燈照射鋅板時(shí)，鋅板帶負(fù)電C．紅光光子比紫光光子的能量大D．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)均揭示了光具有波動(dòng)性4、2018年4月12日，我國遙感三十一號(hào)01組衛(wèi)星成功發(fā)射，用于開展電磁環(huán)境探測(cè)．在發(fā)射地球衛(wèi)星時(shí)需要運(yùn)載火箭多次點(diǎn)火，以提高最終的發(fā)射速度．某次地球近地衛(wèi)星發(fā)射的過程中，火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)每次噴出質(zhì)量為m=800g的氣體，氣體離開發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的對(duì)地速度v=1000m/s,假設(shè)火箭（含燃料在內(nèi)）的總質(zhì)量為M=600kg，發(fā)動(dòng)機(jī)每秒噴氣20次，忽略地球引力的影響，則A．火箭第三次氣體噴出后速度的大小約為4m/sB．地球衛(wèi)星要能成功發(fā)射，速度大小至少達(dá)到11.2km/sC．要使火箭能成功發(fā)射至少要噴氣500次D．要使火箭能成功發(fā)射至少要持續(xù)噴氣17s5、質(zhì)量為m、速度為v的A球與質(zhì)量為3m的靜止B球發(fā)生正碰．碰撞可能是彈性的，也可能是非彈性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值．碰撞后B球的速度大小可能是()A．0.6v B．0.4v C．0.2v D．v6、關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B．只要光照射的時(shí)間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小D．入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、增透膜的應(yīng)用)關(guān)于光學(xué)鏡頭增透膜，以下說法中正確的是()A．增透膜是為了減少光的反射損失，增加透射光的強(qiáng)度B．增透膜的厚度等于入射光在真空中波長的C．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波長的D．因?yàn)樵鐾改さ暮穸纫话氵m合綠光反射時(shí)相互抵消，紅光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的鏡頭呈淡紫色E.涂有增透膜的鏡頭，進(jìn)入的光線全部相互抵消，因此這種鏡頭的成像效果較好8、如圖所示，R是一個(gè)光敏電阻。其阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小。理想變壓器原，副線圈的匝數(shù)比為，電壓表和電流表均為理想交流電表，從某時(shí)刻開始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為。則（）A．電壓表的示數(shù)為22VB．在天逐漸變黑的過程中，電流表的示數(shù)變小C．在天逐漸變黑的過程中，電流表的示數(shù)變大D．在天逐漸變黑的過程中，理想變壓器的輸入功率變大9、甲、乙兩運(yùn)動(dòng)物體在t1、t2、t3時(shí)刻的速度矢量分別為v1、v2、v3和v1′、v2′、v3′.下列說法中正確的是()A．甲做的可能是直線運(yùn)動(dòng)，乙做的可能是圓周運(yùn)動(dòng)B．甲和乙受到的合力都可能是恒力C．甲和乙一定都做曲線運(yùn)動(dòng)D．甲受到的合力可能是恒力，乙受到的合力不可能是恒力10、氫原子的能級(jí)圖如圖所示，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向基態(tài)躍遷的過程中，下列說法中正確的是()A．這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)所發(fā)出光的波長最短B．這群氫原子如果從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)所發(fā)出的光恰好使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)所發(fā)出的光一定不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象C．用這群氫原子所發(fā)出的光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，則從金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能可能為11.11eVD．用這群氫原子所發(fā)出的光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，則從金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能可能為9.60eV三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的裝置“探究加速度與合外力的關(guān)系”，圖中小車質(zhì)量為M，砂桶和砂的總質(zhì)量為m．實(shí)驗(yàn)中通過改變m來改變小車所受的合外力大小，小車的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出，繩的拉力F可由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出．現(xiàn)保持小車質(zhì)量M不變，逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到多組a、F值.(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是______A．先釋放小車，后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源B．該實(shí)驗(yàn)不需要平衡小車所受的摩擦力C．該實(shí)驗(yàn)砂桶和砂的總質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量D．滑輪摩擦要足夠小，繩的質(zhì)量要足夠輕(2)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了圖乙所示的一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小a，橫軸應(yīng)________（填選項(xiàng)前的字母）．A．B．C．D．mg(3)當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量較大導(dǎo)致a較大時(shí)，圖線將____________（填選項(xiàng)前的字母）．A．偏向縱軸B．保持原方向不變C．偏向橫軸(4)圖丙為上述實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶，A、B、C、D、E為選出的五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，測(cè)得，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為f，則小車的加速度表達(dá)式為_______（用f、表示）．12．（12分）如圖甲所示，某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器的掛鉤上，用來測(cè)量繩對(duì)小車的拉力，探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系．(1)該同學(xué)將實(shí)驗(yàn)器材如圖甲所示連接后，沙桶的質(zhì)量_____遠(yuǎn)小于小車及傳感器總質(zhì)量（填“需要”、“不需要”）．(2)先接通電源，再釋放小車，獲得一條紙帶如圖乙，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，O為開始時(shí)打的第一個(gè)點(diǎn)，則OD間的距離為___cm.(3)圖丙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的s-t2圖線（s為各計(jì)數(shù)點(diǎn)至起點(diǎn)O的距離），由此圖可計(jì)算出圖線的斜率為k，則可算出加速度為____．四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）一個(gè)靜止的钚核Pu自發(fā)衰變成一個(gè)鈾核U和另一個(gè)原子核X，并釋放出一定的能量．其核衰變方程為：。(1)方程中的“X”為?(2)钚核的質(zhì)量為239.0522u，鈾核的質(zhì)量為235.0439u，X核的質(zhì)量為4.0026u，已知1u相當(dāng)于931MeV，則：①該衰變過程放出的能量是多少M(fèi)eV？②假設(shè)钚核衰變釋放出的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)殁櫤撕蚗核的動(dòng)能，則X核的動(dòng)能約為多少M(fèi)eV？14．（16分）車站、碼頭、機(jī)場等使用的貨物安檢裝置的示意圖如圖14所示，繃緊的傳送帶始終保持v=1m/s的恒定速率運(yùn)行，AB為水平傳送帶部分長s=2.5m，現(xiàn)有一質(zhì)量為m=5kg的行李包（可視為質(zhì)點(diǎn)）無初速度地放在水平傳送帶的A端，傳送到B端時(shí)沒有被及時(shí)取下，行李包從B端沿傾角為37°的斜面滑入儲(chǔ)物槽，已知行李包與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.5，行李包與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.8，不計(jì)空氣阻力。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）(1)求行李包在AB水平傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。(2)若B輪的半徑為R=0.2m，求行李包在B點(diǎn)對(duì)傳送帶的壓力。(3)若行李包滑到儲(chǔ)物槽時(shí)的速度剛好為零，求斜面的長度L．（忽略B點(diǎn)到斜面圓弧部分）15．（12分）某村通過水電站發(fā)電對(duì)用戶供電，輸電線路如圖所示，已知發(fā)電機(jī)的輸出電壓為500V，輸出功率為9kW，用變壓比(原、副線圈匝數(shù)比)為1∶3的理想變壓器升壓后向遠(yuǎn)處送電，輸電導(dǎo)線的總電阻為10Ω.到達(dá)用戶后再用變壓比為72∶11的理想變壓器降壓后供給用戶，求：（1）輸電線上損失的電壓和電功率；（2）用戶得到的電壓和電功率．

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A【解題分析】

由光電效應(yīng)方程知，對(duì)金屬鎢，對(duì)金屬鋅，所以圖象的斜率相同，圖線應(yīng)平行．又有，則圖線與橫軸的截距點(diǎn)越大，金屬鋅的極限頻率越大，A正確．2、C【解題分析】A、根據(jù)折射率定義公式，從空氣斜射向玻璃時(shí)，入射角相同，光線a對(duì)應(yīng)的折射角較大，故光線a的折射率較小，即na＜nb，若增大入射角i，在第二折射面上則兩光的入射角減小，依據(jù)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角時(shí)，才能發(fā)生光的全反射，因此它們不會(huì)發(fā)生光的全反射，故A錯(cuò)誤．B、光從空氣斜射向玻璃折射時(shí)，入射角相同，光線a對(duì)應(yīng)的折射角較大，故光線a的折射率較小，即na＜nb，根據(jù)分析知在該三棱鏡中a光速度大于b光速度，故B錯(cuò)誤.C、a光的折射率較小，在真空中a光波長大于b光波長，而雙縫干涉條紋間距與波長成正比，因此a光條紋間距大于b光條紋間距，故C正確．D、光線a的折射率較小，頻率較低；根據(jù)，則a光光子能量較小，則a光束照射光電管逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm較小，根據(jù)qUc=Ekm，則a光的遏止電壓低，故D錯(cuò)誤．故選C．【題目點(diǎn)撥】本題關(guān)鍵依據(jù)光路圖來判定光的折射率大小，然后根據(jù)折射率定義公式比較折射率大小，學(xué)會(huì)判定頻率高低的方法，同時(shí)掌握光電效應(yīng)方程，及遏止電壓與最大初動(dòng)能的關(guān)系．3、A【解題分析】

A：物質(zhì)波波長，速度相等的電子和質(zhì)子，電子質(zhì)量較小，則電子的波長長．故A項(xiàng)正確．B：原來不帶電的一塊鋅板，被弧光燈照射鋅板時(shí)，電子從鋅板逸出，鋅板帶正電．故B項(xiàng)錯(cuò)誤．C：紅光的頻率小于紫光頻率，光子能量，則紅光光子比紫光光子的能量?。蔆項(xiàng)錯(cuò)誤．D：光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)均揭示了光具有粒子性．故D項(xiàng)錯(cuò)誤．4、A【解題分析】火箭第三次氣體噴出后，根據(jù)動(dòng)量守恒定律：，解得v3≈4m/s，選項(xiàng)A正確；地球衛(wèi)星要能成功發(fā)射，速度大小至少達(dá)到第一宇宙速度7.9km/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；要使火箭能成功發(fā)射至少要噴氣n次，則，其中vn=7.9km/s，解得n≈666次，即要使火箭能成功發(fā)射至少要持續(xù)噴氣666/20=33.3s，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤；故選A.5、B【解題分析】

設(shè)碰撞后A球速度是，B球的速度是，假如碰撞的能量損失是Q（）那么根據(jù)能量守恒定律有：①，根據(jù)動(dòng)量守恒有：②，當(dāng)Q=0時(shí)，完全彈性碰撞，得，當(dāng)，得，由此得，B正確．6、A【解題分析】

A．逸出功W0=hνc，W0∝νc，νc為截止頻率，A正確；B．只有照射光的頻率ν大于等于金屬截止頻率νc，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，B錯(cuò)；C．由光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0知，因ν不確定時(shí)，無法確定Ek與W0的關(guān)系，C錯(cuò)；D．光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，則光子數(shù)越少，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，D錯(cuò)．【題目點(diǎn)撥】解決本題關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)的條件和規(guī)律．知道光電流的大小在發(fā)生光電效應(yīng)的前提下，與入射光的強(qiáng)度有關(guān)．二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、ACD【解題分析】A、增透膜是通過光的干涉，減少反射光的強(qiáng)度，從而增加透射光的強(qiáng)度，使光學(xué)系統(tǒng)成像更清晰，故A正確；BCDE、在選擇增透膜時(shí)，一般是使對(duì)人眼靈敏的綠色光在垂直入射時(shí)相互抵消，這時(shí)光譜中其它頻率的光將大部分抵消，因此，進(jìn)入鏡頭的光有很多，但以抵消綠光為主，這樣照相的效果更好．對(duì)于增透膜，有約1.3%的光能量會(huì)被反射，再加之對(duì)于其它波長的光，給定膜層的厚度是這些光在薄膜中的波長的倍，從薄膜前后表面的反射綠光相互抵消，鏡頭呈淡紫色，故BE錯(cuò)誤，CD正確；故選ACD．【題目點(diǎn)撥】增透膜增透了人視覺最為敏感的綠光，薄膜的厚度為綠光在增透膜中波長的時(shí)，從薄膜前后表面的反射光相互抵消．8、AB【解題分析】

A．根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，原線圈的電壓的最大值為220V，根據(jù)電壓之比等于線圈匝數(shù)之比可知，副線圈的電壓的最大值為22V，電壓表的示數(shù)為電壓的有效值，所以示數(shù)為故A正確；

BCD．在天變黑的過程中，光照變?nèi)?，R阻值增大；次級(jí)電路的總電阻減大，由于次級(jí)電壓是由變壓器決定的，輸出的電壓不變，所以次級(jí)電流變小，電流表A2的示數(shù)變小；由于變壓器的輸入和輸出的功率是相等的，副線圈的電流減小，電壓不變，所以由P=UI可知，輸出的功率要減小，故輸入的功率也要減小，因輸入電壓不變，故電流表A1的示數(shù)變小，故CD錯(cuò)誤，B正確。

故選AB。9、CD【解題分析】

甲乙的速度方向都在變化，所以甲和乙不可能做直線運(yùn)動(dòng)，均做曲線運(yùn)動(dòng)．甲的速度變化量的方向不變，知加速度的方向不變，則甲的加速度可能不變，甲受到的合力可能是恒力；乙的速度變化量方向在改變，知加速度的方向改變，所以乙的合力不可能是恒力．故AB錯(cuò)誤，CD正確．故選CD．10、BD【解題分析】根據(jù)在躍遷過程中hv=E2-E1可以計(jì)算出各能級(jí)差的大小，就可判斷頻率的大?。阎獜膎=3能級(jí)躍遷到n=1時(shí)能級(jí)差最大，因此所發(fā)出的光的頻率最大，波長最短．A錯(cuò)誤；從n=3到n=1的躍遷的能級(jí)差大于從n=3到n=2的能級(jí)差，則如果從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)所發(fā)出的光恰好使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則從n=3能級(jí)躍遷到n=2所發(fā)出的光一定不能發(fā)生光電效應(yīng)．故B正確；從n=3躍遷到n=1所發(fā)出的光能量最大，光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得，EK=hγ-W=（E3-E1）-W=[-1.51-（-13.6）]-2.49=9.60eV．故C錯(cuò)誤，D正確．故選BD．點(diǎn)睛：本題以氫原子的能級(jí)圖為背景進(jìn)行命題，考查了氫原子的躍遷、光電效應(yīng)、愛因斯坦的光電方程等知識(shí).三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、CCB【解題分析】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，后釋放小車，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)需要平衡小車所受的摩擦力，實(shí)驗(yàn)砂桶和砂的總質(zhì)量需要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，滑輪摩擦要足夠小，繩的質(zhì)量要足夠輕；故C正確，ABD錯(cuò)誤；(2)對(duì)小車分析，應(yīng)有F=ma，解得：，由于圖線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，所以橫軸應(yīng)為F，故C正確;(3)由于圖象的斜率為，所以增大沙和沙桶質(zhì)量，k不變，仍保持原方向不變，故B正確；(4)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式可得：，，，所以有12、不需要1.202k【解題分析】

（1）該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)出繩子拉力大小，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．

（2）由圖示刻度尺確定其分度值，讀出其示數(shù)．

（3）應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式與圖示圖象求出加速度．【題目詳解】（1）該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．

（2）有圖示刻度尺可知，其分度值為1mm，OD間的距離為：2.20-1.00=1.20cm．

（3）小車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移：s=at2，則s-t2圖象的斜率：k=a，由圖示圖象可知：，則加速度：a=2k=2×0.465=0.93m/s2；【題目點(diǎn)撥】本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、刻度尺讀數(shù)、求加速度；對(duì)刻度尺讀數(shù)時(shí)要先確定刻度尺的分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與刻度線垂直；應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式、分析清楚圖示圖象即可求出加速度．四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)；(2)，?！窘忸}分析】

(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，為。(2)①該衰變過程放出的能量：，②由可得：，則：。14、(1)2.6s；(2)25N；(3)1.25m【解題分析】

(1)水平方向行李包受到摩擦力的作用做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律求出加速度，由v=at求出加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，再求出勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間即可求解；(2)行李包在B點(diǎn)受到重力和支持力的作用，由牛頓第二定律即可求得支持力；壓力大小等于支持力；(2)根據(jù)受力分析，結(jié)合牛頓第二定律求出行李