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1、- 1 -2021 学年高二下学期入学考试物理（一）学年高二下学期入学考试物理（一）考生注意：考生注意：1.本试卷分第本试卷分第卷（选择题）和第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，共卷（非选择题）两部分，共 100 分。考试时分。考试时间间 90 分钟。分钟。2.请将各题答案填写在答题卡上。请将各题答案填写在答题卡上。3.本试卷主要考试内容：人教选修本试卷主要考试内容：人教选修 33，选修，选修 34，选修，选修 35。第第卷（选择题卷（选择题 共共 48 分）分）选择题；本题共选择题；本题共 12 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，分。在每小题
2、给出的四个选项中，第第 18 小题只有一个选项正确，第小题只有一个选项正确，第 912 小题有多个选项正确。全部选对的得小题有多个选项正确。全部选对的得 4分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有选错的或不答的得分，有选错的或不答的得 0 分。分。1.下列说法正确的是()A. 电磁波信号在被发射前要被调制，调制后的信号频率低于调制前B. 光的偏振说明光是纵波C. 红光的频率低于伦琴射线的频率，射线的波长小于紫光的被长D. 做简谐运动的单摆，其质量越大，振动频率越大【答案】C【解析】【详解】A将待传递的音频、视频信号加载到高频载波信号上的过程叫调制，调制后的信号频率等于调制前的频率，选项
3、 A 错误；B光的偏振说明光是横波，选项 B 错误；C红光的频率低于伦琴射线的频率，射线的波长小于紫光的被长，选项 C 正确；D根据 可知做简谐运动的单摆振动频率与质量无关，选项 D 错误。121fgLT故选 C。2.下列说法正确的是（）A. 卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，发现了中子B. 汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的“枣糕模型”C. 光电效应中光电子的最大初动能与如射光的频率成正比D. 是衰变方程1441717281N+ HeO+ H- 2 -【答案】B【解析】【详解】A中子的发现者是查德威克，卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出原子的核式结构模型，故 A 错误；
4、B汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的“枣糕模型”，故 B 正确；C由爱因斯坦光电效应方程0kEhW可知光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，并非成正比，故 C 错误；D衰变方程要放出粒子，该方程是人工核转变方程，故 D 错误。故选 B。3.经过专业训练的特工从高处自由落到水泥地面上时，与同质量的普通人相比不容易受伤，其原因是()A. 特工与地面作用减速过程所用的时间较长B. 特工落到地面上时的动量较大C. 特工与地面作用过程的动量变化较大D. 特工与地面作用减速过程所受合力的冲量较小【答案】A【解析】【详解】经过专业训练的特工从高处自由落到水泥地面上时，可以通过专业动作
5、使特工与地面作用减速过程所用的时间较长，根据动量定理pFt 在动量变化量相同的情况下，作用时间越长，作用力越小，越不容易受伤。故 BCD 错误，A 正确。故选 A。4.一含有光电管的电路如图甲所示，图乙是用光线 a、光线 b 和光线 c 照射同一光电管得到的I-U 图线，Uc1、Uc2表示遏止电压。关于光线 a、b、c 的波长关系，下列判断正确的是()- 3 -A. B. abcabcC. D. abcacb【答案】D【解析】【详解】根据212mhceUmvhWW截由图可知，a 光、c 光的截止电压相等，则 a、c 光的波长相等；因 b 光的截止电压大于 a 光的截止电压，则 a 光的波长大于
6、 b 光的波长，即。acb故选 D。5.用频率为的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去已知真空中的光速为，c普朗克常量为，则光子在反射前后动量改变量的大小为（ ）hA. hcB. hcC. 2hcD. 2hc【答案】D【解析】【详解】根据德布罗意波长公式，则光子的动量为- 4 -p= hhc取入射方向为正方向，则光子动量的变化量为p=p末-p初=-p-p=2 hc因此当光被镜面全部垂直反射回去，光子的速度方向与开始时相反，所以光子在反射前后动量改变量的大小为；2 hc故选 D.点睛：考查德布罗意波长公式 ，并掌握速度、波长及频率的关系式，理解动量、动量hp的变化均是矢量注意正方向选取是列
7、矢量式的前提6.如图所示，绝热隔板 K 把绝热的汽缸分成体积相等的两部分，K 与汽缸壁的接触是光滑的，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体 a 和 b。现通过电热丝对气体 a 加热一段时间后，a、b 各自达到新的平衡，下列说法正确的是()A. b 的温度升高B. a 的体积增大，压强变小C. 加热后 b的分子热运动比 a 的分子热运动更激烈D. b的体积减小，压强增大，但温度不变【答案】A【解析】【详解】AB当 a 加热时，气体 a的温度升高，压强增大，由于 K 与气缸壁的接触是光滑的，可以自由移动，所以 a，b 两部分的压强始终相同，都变大。由于 a 气体膨胀，b 气体被压缩，所
8、以外界对 b 气体做功，根据热力学第一定律得：b 的温度升高了，体积减小，压强变大，故 A 正确，B 错误；Ca、b 重新平衡后，则最终 a、b 压强相等，a 体积大于 b，由气体状态方程可知，a 温度- 5 -高于 b，则加热后 a 的分子热运动比 b 的分子热运动更激烈，故 C 错误；Db 中气体体积减小，压强增大，外界对气体做功，根据热力学第一定律知，内能增加，温度升高，故 D 错误。故选 A。7.氢原子能级示意图的一部分如图所示，一群氢原子处于 n=4 能级。当这些氢原子在这些能级间跃迁时，下列说法正确的是()A. 可能放出 6 种能量的光子B. 由 n=4 能级跃迁到 n=3 能级的
9、过程中，放出光子的频率最大C. 从 n=2 能级跃迁到 n=1 能级的过程中，辐射出的光子的能量最小D. 处于 n=1 能级的氢原子能吸收 10eV 的能量发生跃迁【答案】A【解析】【详解】A可能放出种能量的光子，选项 A 正确；246C BCn=4 能级与 n=3 能级的能级差最小，则由 n=4 能级跃迁到 n=3 能级的过程中放出光子的能量最小，光子的频率最小，选项 BC 错误；D10eV 不等于任何两个能级的能级差，则处于 n=1 能级的氢原子不能吸收 10eV 的能量发生跃迁，选项 D 错误。故选 A。8.汽车碰撞测试对于促进汽车厂商提高车辆的安全性功不可没。某次汽车碰撞测试中，一质量
10、为 m 的汽车启动达到测试速度后，匀速直线行驶时间后与固定障碍物发生正面碰撞（未1t反弹） ，从汽车与障碍物接触到停下经历的时间为 t2。若汽车在时间 t1内通过的距离为 x，则碰撞过程中障碍物对汽车的平均作用力大小为（）A. 12mxttB. 21mxtt- 6 -C. 1 2mxt tD. 1 22mxt t【答案】C【解析】【详解】ABCD.由题可知，汽车匀速运动的速度为1xvt设碰撞过程中障碍物对汽车的平均作用力大小为 F，初速度方向为正方向，由动量定理有20Ftmv解得1 2mxFt t故 C 正确 ABD 错误。故选 C。9.下列说法正确的是()A. 做功和热传递对改变物体的内能是
11、等效的B. 热量只能从高温物体传递给低温物体C. 布朗运动不是分子的运动，但能反映分子的无规则运动D. 已知气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可求得气体分子的大小【答案】AC【解析】【详解】A改变物体内能有两种方式：一是做功，二是热传递，二者在改变物体的内能是等效的，故 A 正确；B热量能够自发地从高温物体传递给低温物体，在外界影响下，热量也可能从低温物体传递给高温物体，如电冰箱致致冷时可以把热量从低温物体传递给高温物体，故 B 错误；C布朗运动指的是固体小颗粒在周围分子撞击下，受力不平衡，做无规则运动，这反映了撞击它的那些分子运动是无规则的，故 C 正确；- 7 -D气体分子间距较大，已知气体
12、的摩尔体积和阿伏加德罗常数，摩尔体积除以阿伏加德罗常数可求得一个气体分子占有的空间，它比气体分子要大得多，故 D 错误。故选 AC。10.如图所示，光滑圆槽静止在光滑的水平面上，圆槽左、右两边的顶端在同一水平线上。小球（视为质点）从圆槽左边的顶端由静止释放。下列说法正确的是() A. 在小球沿圆槽下滑到最低点的过程中，小球所受重力的冲量为零B. 小球在圆槽中运动的过程中，小球和圆槽组成的系统动量守恒C. 小球向右到达最高点时，圆槽的速度为零D. 小球不可以到达圆槽右边的顶端【答案】D【解析】【详解】A根据 I=mgt 可知，在小球沿圆槽下滑到最低点的过程中，小球所受重力的冲量不为零，选项 A
13、错误；B小球下滑到圆槽最低点过程中竖直墙壁对圆槽有向右的作用力，系统所受合力为不为零，系统动量不守恒；小球从最低点滑到圆槽右边最高点过程中，系统水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，竖直方向系统所受合外力不为零，则整体动量不守恒；选项 B 错误；CD小球下滑到圆槽最低点时，圆槽不动；小球从最低点向右到达最高点的过程中，小球对圆槽有压力，在压力的水平分量的作用下，圆槽向右运动，则小球向右到达最高点时，圆槽的速度不为零，此时由能量守恒关系可知，小球到达的最高点时小球和圆槽都有动能，可知小球上升的高度小于 R，即小球不可以到达圆槽右边的顶端，选项 C 错误，D 正确。故选 D。11.物理老
14、师在课堂上做了一个演示实验：让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖（玻璃较厚） ，经折射分成两束单色光 a、b，下列说法正确的是()- 8 -A. 若增大入射角 i，则 a 光可能先消失B. 进行双缝干涉实验，在其他条件相同的情况下，a 光条纹间距小于 b 光条纹间距C. 在玻璃砖中，a 光的波长比 b 光的波长短D. a 光的频率比 b 光的频率大【答案】BCD【解析】【详解】A玻璃对光的折射率大于光的折射率，光线射到玻璃砖上表面时，两束光的ab入射角 相等，根据折射定律isinsininr得到光的折射角大于光的折射角，则光在光的右侧光线经过玻璃砖上下两个表面baba两次折射后，出
15、射光线与入射光线平行，由光路可逆性可知两光不可能发生全反射，故两束光不会消失，故 A 错误；B玻璃对光的折射率大，则光的频率大，波长短，进行双缝干涉实验时，根据aalxd 可知光的波长短，条纹间距小，故 B 正确；aC根据cnv 得n a 光真空中的波长小，且折射率大，故射入玻璃砖后波长会比光小，故 C 正确；nbD同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大，故 D 正确。故选 BCD。12.如图所示，有一静止在光滑水平面上的小物块甲，其左端固定一水平轻弹簧。现使一质量- 9 -为 0.2kg 的小物块乙以 5m/s 的速度沿水平面向右滑向甲，乙的速度方向与弹簧在同一直线上。弹簧
16、始终在弹性限度内。下列说法正确的是()A. 在弹簧被压缩的过程中，甲、乙组成的系统机械能守恒B. 两物块相互作用后，乙的速度可能为零C. 若甲的质量为 0.3kg，则弹簧在被压缩的过程中的弹性势能可能为 2JD. 若甲的质量为 0.3kg，则两物块相互作用后，甲的最大速率为 4m/s【答案】BD【解析】【详解】A在弹簧被压缩的过程中，甲、乙组成的系统机械能转化为弹簧的弹性势能，甲、乙组成的系统机械能减少，不守恒，A 错误；B两物块相互作用后，设甲的速度为，乙的速度为，根据动量守恒，机械能守恒v甲v乙m vm vm v乙乙甲甲乙乙22111+222m vm vm v乙乙乙乙甲甲解得mmvvmm乙
17、甲乙乙甲乙甲和乙的质量相等时，乙的速度为零，B 正确；C在弹簧被压缩的过程中，当甲的速度等于乙的速度时，弹簧压缩量最大，此时弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒()m vmmv乙乙甲乙共解得=2m/sv共根据能量守恒2211()+22m vmmvE乙乙甲乙共弹解得- 10 -1.5JE弹则弹簧在被压缩的过程中的弹性势能不可能为 2J，C 错误；D两物块相互作用过程也就是弹簧压缩最短在到恢复到原长的过程，弹簧始终对甲作用力为动力，甲物体始终做加速运动，直到弹簧伸长到原长，甲速度最大，设最大速度，乙的v甲速度，根据动量守恒和机械能守恒 v乙m vm vm v乙乙甲甲乙乙22111=+222m vm v
18、m v乙乙乙乙甲甲解得4m/sv 甲D 正确。故选 BD。第第卷（非选择题卷（非选择题 共共 52 分）分）非选择题：共非选择题：共 5 小题，共小题，共 52 分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，某同学的操作步骤如下：取一定量的酒精和油酸，配制成一定
19、浓度的油酸酒精溶液。用注射器将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。在浅盘内盛一定量的水，在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定。在浅盘上覆盖玻璃板，_，用透明方格纸测量油膜的面积。(1)请将步骤补充完整：_。(2)实验中，用体积为 a 的纯油酸配制成体积为 b 的油酸酒精溶液，现已测得一滴油酸酒精溶液的体积为 c，将一滴油酸酒精溶液滴入盛有水的器皿中，油膜充分展开后的面积为 S，则估算油酸分子的直径为_。(3)若实验中测得的油酸分子直径偏小，则其原因可能是_。 （填选项前的字母）- 11 -A油酸未完
20、全展开B计算油膜的面积时，将不完整的方格作为完整方格处理C将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算【答案】 (1). 描出油膜形状 (2). (3). BacbS【解析】【详解】 （1）1在蒸发皿上覆盖玻璃板，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜面积；（2）2一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为acVb油酸分子的直径为VacDSbS（3）3A油酸未完全散开会导致计算的面积偏小，得到油酸分子的直径的测量值偏大，故A 错误；B计算油膜的面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则测得的面积偏大，则油酸分子的测量值偏小，选项 B 正确；C将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则得到的油酸分子
21、的测量值偏大，选项 C 错误；故选 B。14.某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，同时测量弹簧的弹性势能，实验装置如图甲所示，两滑块 A、B 上各固定一相同窄片。部分实验步骤如下：I.用螺旋测微器测量窄片的宽度 d；II.将气垫导轨调成水平；II.将 A、B 用细线绑住，在 A.B 间放入一个被压缩的轻小弹簧；IV.烧断细线，记录 A、B 上的窄片分别通过光电门 C、D 的挡光时间 t1、t2。(1)若测量窄片的宽度 d 时，螺旋测微器的示数如图乙所示，则 d=_mm。- 12 -(2)实验中，还应测量的物理量是_A.滑块 A 的质量 m1以及滑块 B 的质量 m2B.烧断细线后滑块 A、B
22、运动到光电门 C、D 的时间 tA、tBC.烧断细线后滑块 A、B 运动到光电门 C、D 的路程 x1、x2(3)验证动量守恒定律的表达式是_ ；烧断细线前弹簧的弹性势能Ep=_。(均用题中相关物理量的字母表示)【答案】 (1). 4.800 (2). A (3). (4). 1212mmtt21222122mmdtt【解析】【详解】(1)1螺旋测微器主尺的示数为 4.5mm，可动刻度的示数为0.01mm30.0=0.300mm，故d=4.5mm+0.300mm=4.800mm(2)2验证动量守恒定律，需要测量滑块 A、B的质量 m1和 m2故选 A(3)3根据动量守恒定律1 12 20mvm
23、 v其中、111dvt222dvt可得1212mmtt4根据能量守恒定律可得，烧断细线前弹簧的弹性势能22212p1 122221211222mmdEmvm vtt15.一列简谐横波沿 x 轴传播，t1=0 时刻的波形如图中实线所示，t2=0.2s 时刻的波形如图中虚线所示。已知波传播的周期满足 0.6sT0.2s，求：(1)该波的传播方向；(2)该波的传播速度的大小 v。- 13 -【答案】 （1）沿 x 轴负方向传播；（2）30m/sv 【解析】【详解】 （1）由波的传播周期0.6s0.2sT可得波从到的传播时间10t 20.2st 0.2stT 若波沿 x 轴正方向传播，则2114ttT
24、解得0.8sT 不符合题意；若波沿 x 轴负方向传播，则2134ttT解得4s15T 符合题意，故该波沿 x 轴负方向传播。（2）由图可知，波长8m根据波速vT解得30m/sv 16.一个静止的铀 238 核（）放出一个粒子（）后衰变为一个新核 X，新核 X 的23892U42He动能为 Ek。该衰变过程中释放的能量全部转变为新核 X 和粒子的动能，真空中的光速为c。求：- 14 -(1)新核 X 的中子数 n；(2)该衰变过程中的质量亏损。m【答案】(1)144；(2) k21192cEm【解析】【详解】(1)根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X 的质量数为 234，电荷数为 90，则中子
25、数为 144；(2)设 粒子的质量为 m1，反冲核的质量为 m2，反冲核的速度大小为 v。则根据动量守恒定律可得m1v=m2v得21234117=42mvvm 粒子动能为 2112Emv反冲核的动能 22k2211712117kEmvE()解得kk1172EE则释放的总动能为 11721192kkkEEEE根据能量守恒，则释放的核能1192kEEE根据爱因斯坦质能方程 2k119=2EEmc得k21192cEm- 15 -17.如图所示，竖直面内半径 R=0.9m 的固定四分之一光滑圆形轨道 APB 和光滑水平地面BC（足够大）相切于 B 点，上表面粗糙、长度 L=1.25m 的木板静止在地面
26、上，且左端恰好在 B 点，物块乙静置于木板右端。现将物块甲从 A 点正上方到 A 点高度为 R 处由静止释放，物块甲恰好无碰撞地从 A 点进入圆形轨道，并在 B 点与木板发生弹性碰撞（碰撞时间极短） ，碰撞后物块甲最高能到达 P 点（OP 与 OB 的夹角=60） ，到达 P 点后将物块甲锁定，最终物块乙恰好到达木板的左端。已知甲、乙两物块（均视为质点）的质量均为 m=0.1kg，取g=10m/s2，不计空气阻力。求：(1)物块甲与木板碰撞前瞬间对圆轨道的压力大小 N；(2)木板的质量 M 以及物块甲与木板碰撞后瞬间木板的速率 v；(3)物块乙与木板上表面间的动摩擦因数。【答案】 （1）；（2
27、）；（3）0.275N0.3kg3m/s【解析】【详解】 （1）设物块甲与模板碰撞前瞬间的速度为，根据机械能守恒定律有0v20122mgRmv设物块甲与木板碰撞前瞬间受圆轨道的支持力大小为，有N20vNmgmR根据牛顿第三定律有NN解得5NN （2）设物块甲与木板碰撞后瞬间的速率为，根据机械能守恒定律有1v211(cos )2mg RRmv物块甲与木板碰撞的过程中，根据动量守恒定律有- 16 -01mvmvMv 对该过程，根据机械能守恒定律有22201111222mvmvMv解得0.3kgM 3m/sv （3）设最终木板与物块乙共同速度为，根据动量守恒定律有v共()MvMm v共根据机械能守恒有2211()+22MvMm vmgL共解得0.27
