2017年春武汉二中高二下学期期中考试物理试题

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

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一、选择题

1．很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜

射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是( )

A. B.

C. D.

2．下列说法正确的是（ ） A. 全息照相主要是利用了光的偏振

B. 增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的1／4

C. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象

D. 爱因斯坦关于狭义相对论的两个基本假设分别是:⑴狭义相对性原理：在不同

的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。⑵光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同

3．静止在湖面上的小船中有两人分别向相反方向以相对于河岸相等的速率水平抛出质量相同的小球，先将甲球向左抛，后将乙球向右抛。水对船的阻力忽略不计，则下列说法正确的是( )

A. 抛出的过程中，人给甲球的冲量等于人给乙球的冲量 B. 抛出的过程中，人对甲球做的功大于人对乙球做的功 C. 两球抛出后，船向左以一定速度运动 D. 两球抛出后，船向右以一定速度运动 4．关于原子结构，下列说法错误的是（ ） ．．

A. 汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷

B. 卢瑟福α粒子散射实验表明：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动

C. 各种原子的发射光谱都是连续谱

D. 玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念提出了玻尔的原子模型 5．如图所示是研究光电效应的实验装置，说法正确的是（ ）

试卷第1页，总6页

A. 光电效应中，从金属逸出的光电子就是光子

B. 图中为使电流表的示数减小为零应将触头P向b端移动

C. 用频率为ν1的光照射光电管，改变滑片位置当电流表示数减为零时电压表示数U1，用频率为ν2的光照射光电管，电流表示数减为零时电压表示数U2，可得普朗克常量

h=

eU1U212 （e为电子的

电量）

D. 光电效应说明光具有粒子性康普顿效应说明光具有波动性 6．

一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的a-t图像如图

所示，t＝0时其速度大小为2 m/s，滑动摩擦力大小恒为2 N，( )

A. t＝6 s时，物体的速度为18 m/s

B. 在0～6 s内，合力对物体做的功为400 J C. 在0～6 s内，拉力对物体的冲量为36 N·s D. t＝6 s时，拉力F的功率为200 W

二、不定项选择题 7．《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。下图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（ ）

A. 雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹 B. 水滴对a光的临界角大于对b光的临界角

C. 在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度

D. a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较大

8．如图，质量为M的物体P静止在光滑水平面上，另有一质量为m的物体Q以水平速度v正对P滑动，则它们碰撞后 （ ）

试卷第2页，总6页

A. 若mM 则Q物体不可能静止 C. Q物体不可能继续向前运动

D. 若相碰后两物体分离，则之后它们不可能再相碰 9．如图为氢原子能级图。下列说法正确的是（ ）

A. 一个处于n=3能级的氢原子，可以吸收一个能量为0.7eV的光子 B. 一个处于n=3能级的氢原子，可以吸收一个能量为2eV的光子

C. 大量处于n=3能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出3种频率的光子

D. 用能量为10eV和3.6eV的两种光子同时照射大量氢原子，有可能使处于基态的氢原子电离

三、多选题

10．如图所示，甲、乙两车的质量均为M，静置在光滑的水平面上，两车相距为L，乙车上站立着一个质量为m的人，他通过一条水平轻绳用恒定的拉力F拉甲车直到两车相碰，在此过程中( )

A. 甲、乙两车运动过程中的速度之比为Mm:M

MmL

2MmC. 此过程中人拉绳所做功为FL

MmD. 此过程中人拉绳所做功为FL

2MmB. 甲车移动的距离为

试卷第3页，总6页

第II卷（非选择题）

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四、实验题

11．在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图甲)： (1)下列说法哪一个是错误的________。(填选项前的字母)

A. 调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝。 B.

测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐 C. 为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a，求出相邻

a两条亮纹间距x=

n1(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，则图乙读数为________mm，求得这种色光的波长λ＝______ nm。（已知双缝间距d＝0.2 mm，双缝到屏间的距离L＝700 mm

12．用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片的来验证动量守恒定律，实验步骤如下：

①用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB；

②安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；

③先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放，小球A离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置(如图乙所示)；

④将小球B放在斜槽的末端，让小球A仍从位置P处由静止开始释放，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置(如图丙所示)；⑤测出所需要的物理量。

请回答：

(1)实验①中A、B的两球质量应满足_____________

(2)在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有__________；(请选填“x0、y0、xA、

yA、xB、yB”)

试卷第4页，总6页

(3)两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是： ______________________.

五、计算题

13．如图所示，横截面（纸面）为△ABC的三棱镜置于空气中，顶角∠A=60°．纸面内一细光束以入射角i射入AB面，直接到达AC面并射出，光束在通过三棱镜时出射光与入射光的夹角为φ（偏向角）．改变入射角i，当i=i0时，从AC面射出的光束的折射角也为i0，理论计算表明在此条件下偏向角有最小值φ0=30°．求三棱镜的折射率n．

六、简答题

14．一滑雪运动员以滑雪板和滑雪杖为工具在平直雪道上进行滑雪训练。如图所示，某次训练中，他站在雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F=60N而向前滑行，其作用时间为t1=1s，撤除水平推力F后经过t2=2s，他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力且其作用时间仍为1s。已知该运动员连同装备的总质量为m=50kg，在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为f=10N，求该运动员（可视为质点）第二次撤除水平推力后滑行的最大距离。

15．下面是一个物理演示实验，它显示：图中自由下落的物体Ａ和Ｂ经反弹后，

Ｂ能上升到比初始位置高得多的地方．Ａ是某种材料做成的实心球，质量ｍ１＝0．26ｋｇ，在其顶部的凹坑中插着质量ｍ２＝0．10ｋｇ的木棍Ｂ．Ｂ只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙．将此装置从Ａ下端离地板的高度Ｈ＝1．25ｍ处由静止释放．实验中，Ａ触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍Ｂ脱离球Ａ开始上升，而球Ａ恰好停留在地板上．求木棍Ｂ

２

上升的高度，重力加速度ｇ＝10ｍ／ｓ．

16．一质量M=2kg的长木板B静止在光滑的水平面上，B的右端与竖直挡板的距离为S=0.5m.一个质量为m=1kg的小物体A以初速度v0=6m/s从B的左端水平滑上B，当B与竖直挡板每次碰撞时，A都没有到达B的右端.设定物体A可视为质点，A、B间的动摩擦因数μ=0.2，B与竖直挡板碰撞时间极短且碰撞过程中无机

2

械能损失，g取10m/s.求:

试卷第5页，总6页

(1)B与竖直挡板第一次碰撞前的瞬间，A、B的速度值各是多少？

(2)最后要使A不从B上滑下，木板B的长度至少是多少？(最后结果保留三位有效数字.)

试卷第6页，总6页

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参考答案

1．C 【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析）

【解析】光线射到水面时一定有反射，所以反射光中红光和蓝光都有，故D图不可能． 由于红光的折射率比蓝光小，由临界角公式sinC1 知，红光的临界角比蓝光大，所以在n水面上若蓝光不发生全反射，则红光也一定不会发生全反射．故B图是不可能的．红光的临界角比蓝光大，有可能蓝光发生了全反射而红光没有发生全反射，故C有可能．当两种色光都能折射到空气中时，根据折射定律nsini 知，红光与蓝光sinr的折射率不同，红光的折射率较小，故在空气中的折射角较小，故A不可能．故选C． 2．D 【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析）

【解析】全息照相主要是利用了光的干涉，选项A错误； 增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的1／4，选项B错误； 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，选项C错误； 爱因斯坦关于狭义相对论的两个基本假设分别是:⑴狭义相

对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。⑵光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同；选项D正确；故选D.

3．B 【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析） 【解析】设小船的质量为M，小球的质量为m，甲球抛出后，根据动量守恒定律有：mv=（M+m）v′，v′的方向向右．乙球抛出后，规定向右为正方向，根据动量守恒定律有：（M+m）v′=mv+Mv″，解得v″=0．

根据动量定理得，所受合力的冲量等于动量的变化，对于甲球，动量的变化量为mv，对于乙球动量的变化量为mv-mv′，知甲的动量变化量大于乙球的动量变化量，所以抛出时，人给甲球的冲量比人给乙球的冲量大．故ACD错误．根据动能定理，人对球做的功等于球动能

P2的变化量，由EK ,因抛出时甲球的动量较大，故抛出的过程中，人对甲球做的功

2m大于人对乙球做的功，选项B正确；故选B.

点睛：解决本题的关键掌握动量守恒定律、动量定理以及动能定理，并能灵活运用．运用动量守恒定律时注意速度的方向． 4．C 【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析）

【解析】汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷，选项A正确； 卢瑟福α粒子散射实验表明：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动，选项B正确； 各种原子的发射光谱都是线状谱，选项C错误； 玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念提出了玻尔的原子模型，选项D正确；此题选择错误的选项，故选C. 5．C

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【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析）

【解析】光电效应中，从金属逸出的光电子是电子，选项A错误；图中为使电流表的示数减小为零应将触头P向a端移动，增加光电管的反向电压，选项B错误；用频率为ν1的光照射光电管，改变滑片位置当电流表示数减为零时电压表示数U1，则

U1ehv1W逸出功 ；用频率为ν2的光照射光电管，电流表示数减为零时电压表示数U2，

则U2ehv2W逸出功，解得普朗克常量h=

eU1U212 （e为电子的电量），选项C正确；

光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，选项D错误；故选C.

6．D

【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析）

【解析】根据△v=a△t可知a-t图象中，图象与坐标轴围成的面积表示速度的增量，则在t=6s时刻，物体的速度v6=v0+△v=2+

1×(2+4)×6=20m/s，故A错误；根据动能定理得： 21212W合＝Ek＝mv6mv0396J，故B错误；摩擦力的功率P=fv=2×20W=40W，故C错

22误;在t=6s时刻，根据牛顿第二定律得：

F=ma+f=2×4+2=10N；则在t=6s时刻，拉力F的功率P=Fv6=10×20=200W，故D正确．故选D. 点睛：本题主要考查了动能定理、动量定理、牛顿第二定律及瞬时功率公式的直接应用，解题的突破口是知道a-t图象中，图象与坐标轴围成的面积表示速度的增量，难度适中. 7．AC 【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析） 【解析】雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射时，不同色光，偏折程度不同而形成的，即发生色散形成的．故A正确．

画出光路图，分析可知，第一次折射时，b光的折射角较大，而入射角相等，根据折射率公式

nsinisinr 得知，b光的折射率较小，由

sinC1 n可得：水滴对a光的临界角小于对b光的临界角．故B错误．由公式vc 得知，在水滴中，na光的传播速度小于b光的传播速度．故C正确．干涉条纹的间距与波长成正比，则a光的

答案第2页，总6页

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相邻亮条纹间距较小，故D错误．故选AC. 点睛：该题结合光的折射考查折射率、折射率与光的频率、速度的关系以及干涉条纹间距公式等知识点的内容，关键之处是画出光路图，分析第一次折射时折射角的关系，要注意运用反射的对称性作图．

8．BD 【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析）

【解析】若mM ，若碰后两物体分离，若m和M都向右运动，一定是物体P的速度大于Q的速度；若碰后粘在一起，则两物体一起向右运动，Q不可能静止，选项B正确C错误；由于水平面是光滑的，不论哪一种情况，两个物体都不会再次碰撞．故D正确；故选BD. 9．BC 【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析） 【解析】根据△E=Em-En，可知，0.7eV不在△E范围内．故A错误；n=3能级的氢原子，E3=-1.51eV，

2当吸收能量为2eV的光子，出现电离现象．故B正确；根据C33 知，这些n=3能级的氢

原子可以辐射出三种不同频率的光子．故C正确；由于氢原子基态的能级为-13.6eV，要出现电离，则光子的能量至少为13.6eV，因此10eV和3.6eV的两种光子同时照射时，氢原子只能吸收其中的一个光子，不可能出现电离现象．故D错误．故选BC． 点睛：解决本题的关键知道光电效应的条件以及知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，注意电离时，吸引能量可以大于能级之差．

10．ABC 【来源】【全国百强校】湖北省襄阳市第五中学2016-2017学年高二3月月考物理试题

【解析】设甲的速度为v1，乙的速度为v2，甲、乙两车和人组成的系统动量守恒，

Mv1Mmv2，得v1:v2Mm:M，所以A正确；因运动的时间相同，所以

MmL，所以B正确；到两

2MmMm车相遇，人拉绳方向的位移为L，所以拉力做功为FL，故C正确；D错误。WL2MmMx1Mmx2，x1+x2=L，解得甲车移动的距离为x1为拉力对甲车做的功。 11． (1)A (2)13.870 660 【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析） 【解析】（1）调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝．故A错误．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐．故B正确．n条亮纹之间有n-1个间距，相邻条纹的间距xa ．故C正确．本题选错误的，n1故选A；

（2）图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为0.01×32.0mm=0.320mm，

答案第3页，总6页

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所以最终读数为2.320mm．

图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为0.01×37.0mm=0.370mm，所以最终读数为13.870mm．

13.8702.320mm＝2.310mm

5l根据双缝干涉条纹的间距公式x＝

ddx得， ＝ ．代入数据得，λ=6.6×10-7m=6.6×102nm．

l则x＝点睛：解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法：螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加

l. d12． (1)mA>mB (2) x0、xA、xB(由于频闪照相的频率固定，因此只需要测量小球的水平位移) (3)mAx0＝mAxA＋mBxB

上可动刻度读数，需估读；知道双缝干涉的条纹间距公式x＝【来源】【全国百强校】湖北省襄阳市第五中学2016-2017学年高二3月月考物理试题 【解析】（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，故有mAv0=mAv1+mBv2，在碰撞过程中动能守恒，故有

mmB11122m0，要碰后a的速度v1＞0，，解得v1AmAv0mAv12mBv2mAmB222即mA-mB＞0，mA＞mB；（2）由于频闪照相的频率固定，因此只需要测量小球的水平位移，在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有x0、xA、xB；（3）验证的方程为mAx0＝mAxA

＋mBxB

13．三棱镜的折射率n为

【来源】2016届江西省宜春市上高二中高三第四次月考物理卷（带解析） 【解析】

试题分析：画出光路图，根据折射定律对AB面和AC面分别列式，再结合几何关系求解． 解：设光束在AB面的折射角为α，由折射定律：设光束在AC面的入射角为β，由折射定律：由几何关系：α+β=60° ③ φ0=（i0﹣α）+（i0﹣β）④ 联立解得：

答：三棱镜的折射率n为

．

②

①

【点评】本题是几何光学问题，作出光路图是解答的基础，关键能灵活运用数学知识求出折

答案第4页，总6页

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射角，并能掌握折射定律． 14．6.4m 【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析）

【解析】对运动员从开始到第二次撤除水平推力的运动过程，根据动量定理

F2t1f2t1t2mv0

解得第二次刚撤除水平推力F时速度 v1.6m/s 此后在水平方向上运动到停止的过程由动能定理

1fs0mv2

2解得滑行的最大距离 s=6.4m 15．3.2m

【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析）

【解析】A、B一起自由下落的过程：

m1m2gH解得： v1m1m2v2 22gH 代入数据得：v＝5m/s

A反弹后的速度大小v1v5m/s方向向上

此时B的速度大小v2v5m/s方向向下

A、B相互作用由动量守恒定律

m1v1m2v20m2v2'

8m/s 代入数据得： v22v2B上升的高度h

2g代入数据得： h3.2m 16．（1）vA=4m/s、 vB=1m/s（2）8.96m 【来源】【全国百强校】2016-2017学年湖北省武汉市第二中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析）

【解析】(1)设A、B达到共同速度为v1时，B向右运动距离为S1 由动量守恒定律有 mv0Mmv1 由动能定理有 mgS11Mv12 2联立解得 S1=2m

由于S=0.5m<2m，可知B与挡板碰撞时，A、B还未达到共同速度.设B与挡板碰撞前瞬间

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A的速度为vA，B的速度为vB，则

由动量守恒定律有 mv0mvAMvB 由动能定理有 mgS12 MvB2联立解得 vA=4m/s、 vB=1m/s

(2)B与挡板第一次碰后向左减速运动，当B速度减为零时，B向左运动的距离设为SB，由动能定理有 mgSB12 MvB2由上式解得 SB=0.5m

在A的作用下B再次反向向右运动，设当A、B向右运动达到共同速度v2时B向右运动距离为S2，由动量守恒定律有 mvAMvBMmv2

12 Mv2222解得 v2m/s、 S2mSB=0.5m

392故A、B以共同速度m/s向右运动，B第二次与挡板碰撞后，以原速率反弹向左运动.此

3后由于系统的总动量向左，故最后A、B将以共同速度v3向左匀速运动. 由动量守恒定律有 (M-m)v2=(M+m)v3

2解得 v3m/s

9设A相对B运动的总路程为L(即木板B的最小长度)，对系统由功能关系得:

1212 mgLmv0Mmv322代入数据解得 L=8.96m

由动能定理有 mgS2答案第6页，总6页