2021学年辽宁高二(下)期中物理试卷(有答案)

2021学年辽宁高二（下）期中物理试卷

一、选择题（本大题共12小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，第7～12题有多项符合题目要求．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. 人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是 （ ） A.晶体的物理性质都是各向异性的 B.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

C.布朗运动是固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动

D.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小

2. 下列说法正确的是（ ）

A.原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力

B.𝛽衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的

206

C.铀核(232𝑈)衰变为铅核(82𝑃𝑏)的过程中，要经过8次𝛼衰变和6次𝛽衰变 210D.21083𝐵𝑖的半衰期是5天，100克83𝐵𝑖经过10天后还剩下50克

3. 如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34𝑒𝑉，那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（ ）

A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应 B.一群处于𝑛＝3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光 C.用能量为10.3𝑒𝑉的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态

D.一群处于𝑛＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75𝑒𝑉

4. 𝐴、𝐵为原来都静止在同一匀强磁场中的两个放射性元素原子核的变化示意图，其中一个放出一𝛼粒子，另一个放出一𝛽粒子，运动方向都与磁场方向垂直，如图中𝑎、𝑏与𝑐、𝑑分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中不正确的是（ ）

试卷第1页，总17页

A.由题中所给条件尚不能判断磁场垂直纸面向里还是垂直纸面向外 B.𝑎、𝑏旋转方向相同，𝑐、𝑑旋转方向相反 C.𝐴放出的是𝛽粒子，𝐵放出的是𝛼粒子 D.𝑏为𝛼粒子的运动轨迹，𝑐为𝛽粒子的运动轨迹

5. 如图，𝑆是波源，振动频率为100𝐻𝑧，产生的简谐横波向右传播，波速为40𝑚/𝑠，波在传播过程中经过𝑃、𝑄两点，已知𝑃、𝑄的平衡位置之间相距0.6𝑚，下列判断正确的是（ ）

A.𝑄点比𝑃点晚半个周期开始振动 B.当𝑄点的位移最大时，𝑃点的位移最小 C.𝑄点的运动方向与𝑃点的运动方向可能相同 D.当𝑄点通过平衡位置时，𝑃点也通过平衡位置

6. 一平行板电容器的电容为𝐶，𝐴极板材料发生光电效应的极限波长为𝜆0，整个装置处于真空中，如图所示。现用一波长为𝜆(𝜆<𝜆0)的单色光持续照射电容器的𝐴极板，𝐵极板接地。若产生的光电子均不会飞出两极板间，则下列说法正确的是（已知真空中的光速为𝑐，普朗克常量为ℎ，光电子的电量为𝑒）（ ）

A.光电子的最大初动能为B.光电子的最大初动能为

ℎ𝑐𝜆0−𝜆

ℎ𝑐(𝜆0−𝜆)𝐶𝑒𝜆0𝜆ℎ(𝜆0−𝜆)𝐶𝑐𝑒𝜆0𝜆

ℎ(𝜆0−𝜆)𝑐𝜆0𝜆

C.平行板电容器可带的电荷量最多为 D.平行板电容器可带的电荷量最多为

7. 关于热力学定律，下列说法正确的是（ ） A.理想气体吸热后温度一定升高 B.理想气体绝热膨胀过程内能一定减少 C.理想气体等压膨胀过程一定放热

试卷第2页，总17页

D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体

8. 氧气分子在0∘𝐶和100∘𝐶温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示，下列说法正确的是（ ）

A.图中两条曲线下面积相等

B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C.图中实线对应于氧气分子在100∘𝐶时的情形

D.与0∘𝐶时相比，100∘𝐶时氧气分子速率出现在0∼400𝑚/𝑠区间内的分子数占总分子数的百分比较大

9. 如图，一定质量的理想气体从状态𝑎出发，经过等容过程𝑎𝑏到达状态𝑏，再经过等温过程𝑏𝑐到达状态𝑐，最后经等压过程𝑐𝑎回到状态𝑎。下列说法正确的（ ）

A.在过程𝑎𝑏中气体的内能增加 B.在过程𝑐𝑎中气体对外界做功 C.在过程𝑏𝑐中气体向外界放出热量 D.在过程𝑐𝑎中气体向外界放出热量

10. 如图所示，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成𝑎、𝑏两束单色光。下列说法中正确的是（ ）

A.𝑎、𝑏两束单色光相互平行

试卷第3页，总17页

B.𝑎光在玻璃中的传播速度大于𝑏光 C.在玻璃中𝑎光全反射的临界角大于𝑏光

D.用同一双缝干涉装置进行实验，𝑎光的条纹间距小于𝑏光的条纹间距

11. 一列横波沿𝑥轴传播，在某一时刻𝑥轴上相距𝑠＝4𝑚的两质点𝑎、𝑏（波由𝑎传向𝑏）均处于平衡位置，且𝑎、𝑏间只有一个波峰，经过时间𝑡＝1𝑠，质点𝑏第一次到达波峰，则该波的传播速度可能为（ ） A.1𝑚/𝑠

12. 研究光电效应实验电路图如图1所示，其光电流与电压的关系如图2所示。则下列说法中正确的是（ ）

B.1.5𝑚/𝑠

C.3𝑚/𝑠

D.5𝑚/𝑠

A.若把滑动变阻器的滑动触头向右滑动，光电流一定增大 B.图线甲与乙是同一种入射光，且甲的入射光强度大于乙光 C.由图可知，乙光的频率小于丙光频率

D.若将甲光换成丙光来照射锌板，其逸出功将减小

二、实验题：（本大题共2小题，每空2分。请将答案填写在答题纸上相应的位置。）

在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：

①往边长约为40𝑐𝑚的浅盘里倒入约2𝑐𝑚深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；

②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定；

③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。

④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内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；

⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； 完成下列填空：

（1）上述步骤中，正确的顺序是________。（填写步骤前面的序号）

（2）将6𝑚𝐿的纯油酸溶于酒精，制成104𝑚𝐿的油酸酒精溶液，测得1𝑚𝐿的油酸酒精溶液有75滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，测得所形成的油膜的形状如图所示，坐标中正方形小方格的边长为20𝑚𝑚，求：

试卷第4页，总17页

①油酸膜的面积是________𝑚2；

②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________𝑚𝐿； ③根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________𝑚．（结果保留两位有效数字）

用双缝干涉测光的波长。实验装置如图1所示，已知单缝与双缝间的距离𝐿1＝100𝑚𝑚，双缝与屏的距离𝐿2＝700𝑚𝑚，双缝间距𝑑＝0.25𝑚𝑚。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图2所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。

（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图3所示，则对准第1条时读数𝑥1＝________𝑚𝑚、对准第4条时读数𝑥2＝________𝑚𝑚

（2）写出计算波长𝜆的表达式，𝜆＝________（用符号表示），𝜆＝________𝑚𝑚（保留三位有效数字）

三、计算题：（本大题共3小题，其中第15题10分，第16题12分，第17题14分。要求写出必要的文字说明和解题步骤，只写出最终结果的不得分。）

如图，一容器由横截面积分别为2𝑆和𝑆的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑，整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气，平衡时，氮气的压强和体积分别为𝑝0和𝑉0，氢气的体积为2𝑉0，空气的压强为𝑝．现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求

试卷第5页，总17页

（1）抽气前氢气的压强．

（2）抽气后氢气的压强和体积．

如图所示，一半径为𝑅＝30.0𝑐𝑚，横截面为六分之一圆的透明柱体水平放置，𝑂为横截面的圆心，该柱体的𝐵𝑂面涂有反光物质，一束光竖直向下从𝐴点射向柱体的𝐵𝐷面，入射角𝑖＝45∘，进入柱体内部后，经过一次反射恰好从柱体的𝐷点射出。已知光在真空中的速度为𝑐＝3.00×108𝑚/𝑠，sin37.5∘＝0.608，sin45∘＝0.707，sin15∘＝0.259，sin22.5∘＝0.383，试求： (𝑖)透明柱体的折射率；（结果保留3位有效数字） (𝑖𝑖)光在该柱体的传播时间𝑡。（结果保留3位有效数字）

如图所示，两列简谐横波𝑎、𝑏在同一介质中分别沿𝑥轴正、负方向传播，波速均为𝑣＝2.5𝑚/𝑠。已知在𝑡＝0时刻两列波的波峰正好在𝑥＝2.5𝑚处重合。

①求𝑡＝0时，介质中处于波峰且为振动加强点的所有质点的𝑥坐标。

②从𝑡＝0时刻开始，至少要经过多长时间才会使𝑥＝1.0𝑚处的质点到达波峰且为振动加强点？

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参与试题解析

2021学年辽宁高二（下）期中物理试卷

一、选择题（本大题共12小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，第7～12题有多项符合题目要求．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.

【答案】 B

【考点】

* 晶体和非晶体

分子间的相互作用力 阿伏加德罗常数

【解析】

晶体分单晶体和多晶体，物理性质不同；露珠是液体表面张力作用的结果；布朗运动是固体颗粒的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动；当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大。 【解答】

解：𝐴．晶体分为单晶体和多晶体，单晶体的物理性质各向异性，多晶体的物理性质各向同性，故𝐴错误；

𝐵．液体表面的张力具有使液体表面收缩到最小的趋势，故𝐵正确；

𝐶．布朗运动是固体颗粒的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动，故𝐶错误； 𝐷．物体体积变化时，分子间的距离将发生改变，分子势能随之改变；当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，故𝐷错误． 故选𝐵． 2.

【答案】 C

【考点】

X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性 裂变反应和聚变反应 原子核衰变 核力的性质

【解析】

根据核力的性质分析判断； 根据𝛽衰变的实质分析；

据质量数守恒和电荷数守恒计算衰变次数； 根据半衰期公式计算未衰变物质的质量； 【解答】

𝐴、核力属于短程强相互作用，存在于相邻的核子之间，核力把核子紧紧地束缚在核内，故𝐴错误；

𝐵、𝛽衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故𝐵错误；

206

𝐶、铀核(232𝑈)衰变为铅核(82𝑃𝑏)的过程中，设要经过𝑥次𝛼衰变和𝑦次𝛽衰变，

根据质量数守恒和电荷数守恒可得：238＝206+4𝑥，92＝82+2𝑥−𝑦，联立解得：𝑥

试卷第7页，总17页

＝8，𝑦＝6，故𝐶正确；

210

𝐷、21083𝐵𝑖的半衰期是5天，100克83𝐵𝑖经过10天即两个半衰期后，还剩下𝑚=𝑚0(2)2=100×4𝑔=25𝑔，𝐷错误。 3. 【答案】 D

【考点】

爱因斯坦光电效应方程 氢原子的能级公式和跃迁

【解析】

氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量与锌板的逸出功的关系判断是否发生光电效应现象。

要使处于基态的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从基态跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：ℎ𝛾＝0−𝐸1。 【解答】

𝐴、氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2𝑒𝑉，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故𝐴错误；

2

𝐵、一群处于𝑛＝3能级的氢原子向基态跃迁时，根据𝐶3=3可知，能放出3种不同频率的光，故𝐵错误；

𝐶、用能量为10.3𝑒𝑉的光子照射，小于12.09𝑒𝑉，不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态，要正好等于12.09𝑒𝑉才能跃迁，故𝐶错误；

𝐷、氢原子从高能级向𝑛＝3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为：𝐸大＝−1.51+13.6＝12.09𝑒𝑉，因锌的逸出功是3.34𝑒𝑣，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为𝐸𝐾𝑚＝12.09−3.34＝8.75𝑒𝑉，故𝐷正确； 4.

【答案】 C

【考点】 原子核衰变

带电粒子在匀强磁场中的运动规律

【解析】

放射性元素的原子核，沿垂直于磁场方向放射出一个粒子后进入匀强磁场，在洛伦兹力的作用下都做匀速圆周运动。放射性元素放出粒子，动量守恒，由半径公式可得𝑟=

𝑚𝑣𝑞𝐵

1

1

=

𝑝𝑞𝐵

，从而分析𝛼粒子和𝛽粒子与反冲核半径关系，根据洛伦兹力分析运动轨迹是内

切圆还是外切圆，判断是哪种衰变。 【解答】

𝐴𝐵𝐶、放射性元素放出𝛼粒子时，𝛼粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆。而放射性元素放出𝛽粒子时，𝛽粒子与反冲核的速度相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆。故𝐵放出的是𝛽粒子，𝐴放出的是𝛼粒子，由于𝛼粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，由左手定则可知𝑎、𝑏旋转方向相同，同理可知，𝑐、𝑑旋转方向相反，且由于𝛼粒子和𝛽粒子的速度方向未知，不能判断磁场的方向，故𝐴𝐵正确，不符合题意；𝐶错误，符合题意；

试卷第8页，总17页

𝐷、带电粒子在磁场中的运动，由洛伦兹力提供向心力，则有𝑞𝑣𝐵=𝑚 𝑟𝑣2

得𝑟=

𝑚𝑣𝑞𝐵

其中发出的粒子与反冲核的动量相等，而反冲核的电荷量大，故轨迹半径小，故𝑏为𝛼粒子运动轨迹，𝑐为𝛽粒子运动轨迹，故𝐷正确，不符合题意。 本题选错误的， 5.

【答案】 D

【考点】

波长、频率和波速的关系 横波的图象

【解析】

根据波速和频率求得波长，从而得到质点间距离和波长的关系。 相隔半波长的奇数倍的两个质点，振动情况完全相反。 【解答】

解：𝐴．根据波长、频率和波速的关系可知，波长𝜆＝𝑣𝑇=𝑓=0.4𝑚，𝑃𝑄＝0.6𝑚＝1.5𝜆，故𝑄点比𝑃点晚1.5个周期开始振动，故𝐴错误；

𝐵．𝑃、𝑄两点的平衡位置相关半个波长的奇数倍，故两者振动情况完全相反，当𝑄点的位移最大时，𝑃点的位移也最大，但两者方向相反，故𝐵错误； 𝐶．𝑃、𝑄两点的运动方向始终相反，故𝐶错误；

𝐷．当𝑄通过平衡位置时，𝑃点也通过平衡位置，但两者运动方向相反，故𝐷正确． 故选𝐷． 6.

【答案】 C

【考点】

爱因斯坦光电效应方程 【解析】

由光电效应方程可求得最大初动能。

当电子在两极板上积累到电压达到一定值为𝑈，当𝑒𝑈＝𝐸𝑘𝑚时两极板不再获得电子，据此计算电量最大值。 【解答】

𝐴𝐵、由光电效应方程可得：𝐸𝑘𝑚＝ℎ𝜆−ℎ𝜆=ℎ𝑐

0

𝑣

𝑐𝑐

𝜆0−𝜆𝜆0𝜆

，故𝐴𝐵错误；

𝜆0−𝜆𝜆0𝜆

𝐶𝐷、设当电压达到𝑈时，电子不能达到极板，根据动能定理可知，𝑒𝑈＝𝐸𝑘𝑚＝ℎ𝑐电容𝐶=𝑈，联立解得，𝑄=7.

【答案】 B,D

【考点】

热力学第一定律

试卷第9页，总17页

𝑄

ℎ𝑐(𝜆0−𝜆)𝐶𝑒𝜆0𝜆

，

，故𝐶正确，𝐷错误。

热力学第二定律

【解析】

根据理想气体状态方程结合热力学第一定律判断吸放热和内能的变化；

理想气体等压膨胀，根据理想气体状态方程𝑇=𝐶结合热力学第一定律分析热传递情况；

热量能自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体。 【解答】

𝐴、理想气体吸热，同时对外界做功，内能不一定增大，温度不一定升高，故𝐴错误； 𝐵、理想气体绝热膨胀，气体对外做功，可知𝑄＝0、𝑊<0，根据热力学第一定律△𝑈＝𝑄+𝑊可知△𝑈<0，理想气体内能减小，故𝐵正确；

𝐶、理想气体等压膨胀，根据理想气体状态方程𝑇=𝐶可知理想气体温度升高，△𝑈>0，气体膨胀，对外做功，则𝑊<0，根据热力学第一定律可知𝑄>0，理想气体一定吸热，故𝐶错误；

𝐷、根据热力学第二定律可知热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故𝐷正确。 8.

【答案】 A,B,C 【考点】

分子运动速率的统计分布规律 分子动能

【解析】

温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同，要注意明确图象的意义是解题的关键。 【解答】

解：𝐴．由题图可知，在0∘𝐶和100∘𝐶两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即两条曲线下面积相等，故𝐴正确；

𝐵𝐶．由图可知，具有最大比例的速率区间，100∘𝐶时对应的速率大，说明实线为100∘𝐶的分布图象，对应的平均动能较大，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，故𝐵𝐶正确；

𝐷．由图可知，0∼400𝑚/𝑠段内，100∘𝐶对应的占据的比例均小于与0∘𝐶时所占据的比值，因此100∘𝐶时氧气分子速率出现在0∼400𝑚/𝑠区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故𝐷错误． 故选𝐴𝐵𝐶． 9.

【答案】 A,D

【考点】

热力学第一定律 理想气体的状态方程

【解析】

判断系统吸放热可根据热力学第一定律，做功情况直接根据体积的变化判断，内能变化根据温度的升降判断。

𝑝𝑉𝑝𝑉

试卷第10页，总17页

【解答】

𝐴、从状态𝑎出发，经过等容过程到达状态𝑏，根

𝑝𝑉𝑇

=𝐶可知温度升高，则气体的内能增

加，故𝐴正确；

𝐵、在过程𝑐𝑎中气体的压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故𝐵错误；

𝐶、在过程𝑏𝑐中，气体的温度不变，则内能不变，气体膨胀对外做功，根据热力学第一定律△𝑈＝𝑊+𝑄可知，气体从外界吸收热量，故𝐶错误；

𝐷、在过程𝑐𝑎中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，根据𝑇=𝐶可知温度降低，内能减小，根据热力学第一定律△𝑈＝𝑊+𝑄可知，气体向外界放出热量，故𝐷正确； 10. 【答案】 A,D

【考点】 光的折射定律 【解析】

一束复色光从空气斜射到厚平板玻璃（上、下表面平行）的上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为𝑎、𝑏两束平行单色光，从而可确定折射率大小；

由𝑛=可得两束光在玻璃中的速度与折射率成反比；由临界角公式sin𝐶=，分析临

𝑣

𝑛

𝑐

1

𝑝𝑉

界角的大小；由折射率的大小，确定波长的大小，即可分析干涉条纹间距的大小。 【解答】

𝐴、据题意，通过平行玻璃砖的光，出射光线与入射光线平行，所以𝑎、𝑏两束单色光相互平行，故𝐴正确；

𝐵、单色光𝑎偏折程度较大，则𝑎光的折射率较大，据𝑣=𝑛可知，在介质中𝑎光的传播速度较小，故𝐵错误；

𝐶、据sin𝐶=𝑛可知，𝑎光发生全反射的临界角较小，故𝐶错误；

𝐷、𝑎光折射率较大，𝑎光的波长较小，又据△𝑥=𝑑𝜆可知，𝑎光进行双缝干涉实验时条纹间距较小，故𝐷正确。 11. 【答案】 A,C

【考点】

波长、频率和波速的关系 横波的图象

【解析】

根据两质点𝑎、𝑏，均处于平衡位置，且𝑎、𝑏间只有一个波峰得到平衡位置间距离和波长的关系，从而求得波长；再根据质点𝑏到达波峰的时间，由波的传播方向得到时间间隔和周期的关系，从而求得周期，即可根据波长和周期求得波速。 【解答】

解：两质点𝑎、𝑏，均处于平衡位置，且𝑎、𝑏间只有一个波峰，故可分别得到不含波谷、含一个波谷、含两个波谷的情况，如图所示四种波形， 由于波的传播方向未定，因此每种情况均有两种可能的解，

试卷第11页，总17页

𝐿

1

𝑐

𝑎图中波长为：𝜆＝2𝑠＝8𝑚，

波向右传播时，质点𝑏向上振动，故𝑡=，则周期𝑇＝4𝑠，波速𝑣1=

434

43

𝑇

𝜆𝑇

=𝑚/𝑠=2𝑚/𝑠，

4𝜆𝑇

8

波向左传播时，质点𝑏向下振动，故𝑡=𝑇，则周期𝑇=𝑠，波速𝑣2=

=6𝑚/𝑠，

𝑏图中波长𝜆＝𝑠＝4𝑚；

波向右传播时，质点𝑏向下振动，故𝑡=𝑇，则周期𝑇=𝑠，波速𝑣3=

4

3

3

4

𝜆𝑇

=3𝑚/𝑠，

波向左传播时，质点𝑏向上振动，故𝑡=，则周期𝑇＝4𝑠，波速𝑣4=

4

𝑇𝜆𝑇

=1𝑚/𝑠，

𝑐图中波长𝜆＝𝑠＝4𝑚，

波向右传播时，质点𝐵向上振动，故𝑡=，则周期𝑇＝4𝑠，波速𝑣5=

43

4

𝑇

𝜆𝑇

=1𝑚/𝑠，

𝜆

波向左传播时，质点𝐵向下振动，故𝑡=4𝑇，则周期𝑇=3𝑠，波速𝑣6=𝑇=3𝑚/𝑠，

𝑑图中波长𝜆=3𝑠=3𝑚，

波向右传播时，质点𝑏向下振动，故𝑡=4𝑇，则周期𝑇=3𝑠，𝑣7=𝑇=2𝑚/𝑠， 波向左传播时，质点𝑏向上振动，故𝑡=4，则周期𝑇＝4𝑠，𝑣8=𝑇=3𝑚/𝑠，

其中8种可能的波速中有几个相同，因此该波有5种可能的波速，分别为2𝑚/𝑠，6𝑚/𝑠，1𝑚/𝑠，3𝑚/𝑠，3𝑚/𝑠，故𝐴𝐶正确，𝐵𝐷错误． 故选𝐴𝐶． 12. 【答案】

试卷第12页，总17页

2

𝑇

𝜆

2

3

4

𝜆

2

8

B,C

【考点】

爱因斯坦光电效应方程 【解析】

可画出光电管实验电路图，当光电管加正向电压情况：𝑃右移时，参与导电的光电子数增加；𝑃移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；𝑃再右移时，光电流不能再增大。

光电管加反向电压情况：𝑃右移时，参与导电的光电子数减少；𝑃移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；𝑃再右移时，光电流始终为零。入射光的频率越高，对应的截止电压𝑈截越大。从图象中看出，丙光对应的截止电压𝑈截最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大。

【解答】

𝐴、若把滑动变阻器的滑动触头向右滑动，若光电流没达到饱和电流，则一定会增大，若已达到饱和电流，则光电流不会增大；故𝐴错误；

𝐵、由图可知，甲的饱和电流大于乙的饱和电流，而光的频率相等，所以甲光照射的强度大于乙光照射的强度。故𝐵正确。

2

𝐶、根据𝑒𝑈截=2𝑚𝑣𝑚=ℎ𝛾−𝑊，知入射光的频率越高，对应的遏止电压𝑈𝑐越大。乙

1

光的截止电压小于丙光，所以乙光的频率小于丙光频率，故𝐶正确。

𝐷、某金属在甲光照射下发生了光电效应，由于丙光的频率高于甲光的频率，所以在丙光的照射下也一定能发生光电效应，同一金属，逸出功是相等的，与入射光无关，故𝐷错误。 二、实验题：（本大题共2小题，每空2分。请将答案填写在答题纸上相应的位置。） 【答案】

④①②⑤③,1.5×10−2,8.0×10−6,5.3×10−10 【考点】

用油膜法估测分子的大小 【解析】

（1）将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积。然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径。根据实验的操作原理和方法安排实验步骤。

（2）采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一

试卷第13页，总17页

个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积。

根据浓度按比例算出纯油酸的体积。

把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由𝑑=求出油酸分子直径。

𝑆𝑉

【解答】

（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：

配制酒精油酸溶液→测定一滴酒精油酸溶液的体积（题中的④）→准备浅水盘(①)→形成油膜(②)→描绘油膜边缘，测量油膜面积(⑤)→计算分子直径(③)。 （2）①面积超过正方形一半的正方形的个数为37个；

则油酸膜的面积约为：𝑆＝37×20×20𝑚𝑚2≈1.5×10−2𝑚2

②每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为：𝑉＝1𝑚𝐿×104×75=8.0×10−6𝑚𝐿 ③把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为：𝑑=

8×10−6×10−61.5×10−2

𝑉𝑆

6

1

=

𝑚≈5.3×10−10𝑚。

【答案】 2.190,7.869

𝑑(𝑥2−𝑥1)3𝐿2

,6.76×10−4

【考点】

用双缝干涉实验测光的波长 线速度、角速度和周期、转速 恒力做功

【解析】

（1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，根据图示螺旋测微器读数。

（2）根据题意应用单缝干涉条纹公式分析答题。 【解答】

由图3所示可知，对准第1条时读数为：𝑥1＝2𝑚𝑚+19.0×0.01𝑚𝑚＝2.190𝑚𝑚； 对准第4条时读数为：𝑥2＝7.5𝑚𝑚+36.9×0.01𝑚𝑚＝7.869𝑚𝑚； 相邻条纹间距为：△𝑥=

𝑥2−𝑥13𝐿

，

𝑑(𝑥2−𝑥1)3𝐿2

由条纹间距公式有：△𝑥=𝑑𝜆可知波长为：𝜆=代入数据解得：𝜆＝6.76×10−4𝑚𝑚；

，

三、计算题：（本大题共3小题，其中第15题10分，第16题12分，第17题14分。要求写出必要的文字说明和解题步骤，只写出最终结果的不得分。） 【答案】

（1）抽气前氢气的压强为2(𝑝0+𝑝)． （2）抽气后氢气的压强为2𝑝0+4𝑝，体积为

1

1

4(𝑝0+𝑝)𝑉02𝑝0+𝑝

1

．

试卷第14页，总17页

【考点】

“汽缸活塞类”模型 【解析】

(𝑖)对两活塞应用平衡条件可以求出抽气前氢气的压强。

(𝑖𝑖)气体温度保持不变，根据题意求出气体的状态参量，应用玻意耳定律可以求出抽气后氢气的压强和体积。 【解答】 解：（1）抽气前活塞静止处于平衡状态， 对活塞，由平衡条件得：(𝑝氢−𝑝)⋅2𝑆=(𝑝0−𝑝)𝑆， 解得，氢气的压强：𝑝氢=2(𝑝0+𝑝)．

（2）设抽气后氢气的压强与体积分别为𝑝1、𝑉1，氮气的压强和体积分别为𝑝2、𝑉2， 对活塞，由平衡条件得：𝑝2𝑆＝𝑝1⋅2𝑆， 气体发生等温变化，由玻意耳定律得： 𝑝1𝑉1＝𝑝氢⋅2𝑉0，

𝑝2𝑉2＝𝑝0𝑉0，

由于两活塞用刚性杆连接，由几何关系得： 𝑉1−2𝑉0＝2(𝑉0−𝑉2)， 解得：𝑝1=2𝑝0+4𝑝 𝑉1=

4(𝑝0+𝑝)𝑉02𝑝0+𝑝

1

1

1

．

【答案】

(𝑖)透明柱体的折射率𝑛＝1.16；

(𝑖𝑖)光在该柱体的传播时间𝑡＝1.84×10−9 𝑠 【考点】 光的折射定律 【解析】

(𝑖)画出光路图，由几何关系和对称性求折射角，再由折射定律求出折射率； (𝑖𝑖)由𝑣=求出光在柱体内传播的速度，由几何知识求出光柱体内传播的距离，从而

𝑛𝑐

求得传播时间。 【解答】

(𝑖)作出如图所示光路图，设光线从𝐴点射入时折射角为𝛾，根据反射的对称性，可知∠𝐴𝑂𝐷′＝45∘+60∘＝105∘， 折射角𝛾=

180−105

2

=37.5，

sin𝑖

由折射定律得𝑛=sin𝛾， 代入数据解得𝑛＝1.16；

试卷第15页，总17页

(𝑖𝑖)根据折射定律可得𝑣=，

𝑛𝑐

光在柱体传播的路程𝑠＝2𝑅cos𝛾， 光在柱体中传播时间 𝑡==

𝑣𝑠

2𝑛𝑅cos𝛾

𝑐

，

代入数据得𝑡＝1.84×10−9𝑠 【答案】

①𝑡＝0时，介质中处于波峰且为振动加强点的所有质点的𝑥坐标为𝑥＝(2.5+20𝑘)𝑚 (𝑘＝0、±1、±2…)。

②从𝑡＝0时刻开始，至少要经过5.4𝑠时间才会使𝑥＝1.0𝑚处的质点到达波峰且为振动加强点。 【考点】

波长、频率和波速的关系 横波的图象

【解析】

由图读出两波的波长𝜆，运用数学知识，求出位置坐标的通项。

𝑥＝1.0𝑚处的质点到达波峰且为振动加强点，说明两波的波峰在该处相遇，根据题干条件，利用数学规律，作出辨析。 【解答】

①两列波的波峰相遇处的知道了偏离平衡位置的位移均为16𝑐𝑚， 从题图可知看出，𝑎波的波长：𝜆𝑎＝2.5𝑚，𝑏波的波长：𝜆𝑏＝4𝑚， 𝑎波波峰的𝑥坐标为：𝑥1＝(2.5+2.5𝑘1)𝑚 （𝑘1＝0、±1、±2…） 𝑏波波峰的𝑥坐标为：𝑥2＝(2.5+4𝑘2)𝑚（𝑘2＝0、±1、±2…）

由上式可知，介质中处于波峰且为振动加强点的所有质点的𝑥坐标为： 𝑥＝(2.5+20𝑘)𝑚 (𝑘＝0、±1、±2…)。 ②𝑎波波峰传播到𝑥＝1.0𝑚处的时间为： 𝑡𝑎=

△𝑥𝑎𝑣

=

△𝑥1+𝑚𝜆𝑎

𝑣

 (𝑚＝0、1、2……)

𝑏波波峰传播到𝑥＝1.0处的时间为： 𝑡𝑏=

△𝑥𝑏𝑣

=

△𝑥2+𝑛𝜆𝑏

𝑣

 (𝑛＝0、1、2……)

其中△𝑥1＝1𝑚，△𝑥2＝1.5𝑚

当𝑥＝1.0处质点处于波峰是，有：𝑡𝑎＝𝑡𝑏， 联立解得，5𝑚−8𝑛＝1

分析可知，当𝑚＝5、𝑛＝3时，𝑥＝1.0𝑚处的质点经历最短时间到达波峰， 将𝑚＝5代入𝑡𝑎=

△𝑥𝑎𝑣

=

△𝑥1+𝑚𝜆𝑎

𝑣

试卷第16页，总17页

解得：𝑡𝑎＝5.4𝑠。

试卷第17页，总17页