高二物理期末测试题(选修3-4_3-5)

高二物理期末综合测试题（选修3-4 3-5）

一、选择题：

1．入射光照射到金属表面上发生了光电效应，若入射光的强度减弱，但频率保持不变，那么以下说法正确的是（）A．从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔明显增加

B．逸出的光电子的最大初动能减小

C．单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少

D．有可能不再产生光电效应

2．仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是（）

A．观察时氢原子有时发光，有时不发光 B．氢原子只能发出平行光

C．氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的

D．氢原子发出的光互相干涉的结果

3．假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是（）

A．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于300Hz

B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300Hz

C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300Hz

D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300Hz

4．如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都做简谐运动，在运动过程中（）

A．甲的振幅大于乙的振幅

B．甲的振幅小于乙的振幅

C．甲的最大速度小于乙的最大速度

D．甲的最大速度大于乙的最大速度

5．下列叙述中符合物理学史的有（）

A．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在

B．托马斯·杨通过对光的干涉现象的研究，证实了光具有波动性

C．玻尔通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构学说

D．贝克勒尔发现了天然放射现象，并预言原子核是由质子和中子组成的

6．劲度系数为20N/cm的水平弹簧振子，它的振动图象如图所示，在图中A点对应的时刻（）A．振子所受的弹力大小为5N，方向指向x轴的负方向

B．振子的速度方向指向x轴的正方向

C．在0～4s内振子作了1.75次全振动

D．在0～4s内振子通过的路程为0.35cm，位移为零

7．如图所示，A、B是颜色不同且彼此平行的两束单色光，当它们从空气射入水中时都发生折射.已知B光折射角大于A光的折射角，于是可以判定（）

A．A光光子能量大 B．在水中A的波长较长

C．在水中B的光速小 D．B光的频率大

8．关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有（）

A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的

B．利用

γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视

C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种

D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害

9.如图所示，甲、乙两小车能在光滑水平面上自由运动，两根磁铁分别固定在两车上，甲车与磁铁的总质量为1kg，

乙车和磁铁的总质量为2kg，两磁铁的同名磁极相对时，推一下两车使它们相向运动，t时刻甲的速度为3m/s，

乙的速度为2m/s，它们还没接触就分开了，则（）

A.乙车开始反向时，甲车速度为0.5m/s，方向与原速度方向相反

B.甲车开始反向时，乙的速度减为0.5m/s，方向不变

C.两车距离最近时，速率相等，方向相反

D.两车距离最近时，速率都为

1

3

m/s，方向都与t时刻乙车的运动方向相同

10．如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则( )

A．不再产生干涉条纹

B．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变

C．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移

D．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移

11．如图所示，光滑水平面上有两个大小相同的钢球A、B，A球的质量大于B球的质量．开始时A球以一定的速度

向右运动，B球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰前A球的德布罗意波长为λ，碰后A、B两球的德

布罗意波长分别为λ2和λ3，则下列关系正确的是（）

A．λ1=λ2=λ3B．λ1=λ2+λ3 C．

3

2

3

2

1λ

λ

λ

λ

λ

-

=

D．

3

2

3

2

1λ

λ

λ

λ

λ

+

=

12.一简谐横波在图7中x轴上传播，实线和虚线分别是t1时刻和t2时刻的波

形图，已知t2-t1=1.0s.由图判断下列哪一个波速是不可能的（）

A.1m/s

B.3m/s

C.5m/s

D.10m/s

13．红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中

的铬离子产生激光．铬离子的能级图如图所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出的波

长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3，然后自发地跃迁到E2，释放波长为λ2的光

子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为

（）

A．

1

2

2

1

λ

λ

λ

λ

-

B．

2

1

2

1

λ

λ

λ

λ

-

C、

2

1

2

1

λ

λ

λ

λ- D．

2

1

1

2

λ

λ

λ

λ-

二、填空题（每小题4分，共20分。）

14．一简谐横波在x轴上传播，波源振动周期T＝0.1s，在某一时刻的波形如图所示，

且此时a点向上运动，则波速为 m／s，波向x轴传播。

15．如图所示，一束激光垂直照射在半球形玻璃砖的直径上，并过圆心O沿直线在

球面上射出，玻璃砖的半径为R.当激光束向上平移距离d时，从A点垂直射入玻璃砖，恰好没有光线从球面上

射出，则玻璃砖的折射率为n

=______.

图10

16．雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备，它可以向一定方向发射不连续的电磁波，当遇到障碍物时

要发生反射．雷达在发射和接收电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波．某型号防空雷达发射相邻两次

电磁波之间的时间间隔为5×10－4s．现在雷达正在跟踪一个匀速移动的目标，某时刻在雷达监视屏上显示的雷

达波形如图11所示，30s后在同一方向上监视屏显示的雷达波形如图12所示．已知雷达监视屏上相邻刻线间

图11图12

a

图1

S

2

S

1

S

表示的时间间隔为10－4s ，电磁波在空气中的传播速度3×108

m/s ，则被监视目标的移动速度为 m/s 。

17．一个静止的放射性原子核发生天然衰变时，在匀强磁场中得到内切圆的两条径迹，如图所示.若两圆半径之比为

44∶1，则发生的是 衰变；轨迹2是 的径迹；该放射性元素的原子序数是 。

××××

××××

××××

××××B 2

1

三、计算题：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。

18、如图所示，质量为1kg 的小物块以5m/s 的初速度滑上一块原来静止在水平面上的木板，木板质量为4kg ，木板

与水平面间的动摩擦因数为0.02，经时间2s 后，小物块从木板另一端以1m/s 相对于地的速度滑出，g =10m/s 2

，

求这一过程中木板的位移和系统在此过程中因摩擦增加的内能.

19．中子、质子、氘核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的r 射线照射静止氘核，使之分解。用

核符号写出上述核反应方程，若分解后的中子、质子的动能相等，则中子的动能是多少？

20．如图所示，一列向右传播的简谐横波，波速大小为0.6m/s ，P 质点的横坐标x =0.96m 。从图中状态开始计时，求： （1）P 点刚开始振动时，振动方向如何？（2）经过多长时间，P 点第一次达到波谷？ （3）经过多长时间，P 点第二次达到波峰？

21．氢原子处于基态时，原子能量E 1= -13.6eV ，已知电子电量e =1.6×10-19C ，电子质量m =0.91×10-30

kg ，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r 1=0.53×10-10

m. （1）若要使处于n =2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？ （2）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n =2的激发态时，核外电子运动的等效电流多大？ （3）若已知钠的极限频率为6.00×1014

Hz ，今用一群处于n =4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？

参考答案

一、选择题 1．C 解析:由光电效应的基本规律知,光的频率不变,逸出的光电子的最大初动能不变;入射光的强度减弱,单位时间内照射到金属上的光子数减少,因而单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少;只要入射光的频率大于金属的极限频率,就能产生光电效应,并且是瞬时的,不会因入射光的强度减弱而延长时间.ABD 错,C 对.

2．C 解析:本题考查玻尔原子理论.由玻尔原子理论知正确选项为C.

3．AD 解析： 由多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近过程中，观察者接收到的频率增大；相对观察者远离过程中，观察者接收到的频率减小．

4．C 解析：由题意知，在细线未断之前，两个弹簧受的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两物体做简谐运动的振幅是相等的，A 、B 均错；两物体在平衡位置时速度最大，此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能，所以两物体的最大动能是相等的，则质量大的速度小，D 错，C 对．

5．B 解析：麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，A 错；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构学说，C 错；预言原子核是由质子和中子组成的是卢瑟福，并由查德威克证实，D 错.

6．AB 解析：由图可知A 在t 轴上方，位移x =0.25cm ，所以弹力F = - kx = -5N ，即弹力大小为5N ，方向指向x 轴负方向，选项A 正确；振子离开平衡位置向x 轴的正方向运动，选项B 正确．t =0、t =4s 时刻振子的位移都是最大，且都在t 轴的上方，在0～4s 内完成两次全振动，选项C 错误．由于t =0时刻和t =4s 时刻振子都在最大位移处，所以在0～4s 内振子的位移为零，又由于振幅为0.5cm ，在0～4s 内振子完成了2次全振动，所以在这段时间内振子通过的路程为2×4×0.50cm=4cm，故选项D 错误．

7．A 解析：本题考查光的折射及光的波长和频率.由图知在水中A 光折射率大于B 光折射率，则A 光频率大于

B 光频率，选项D 错；由E =h ν及v =

n

c

知A 光光子能量大，B 光在水中的速度大，选项A 对C 错；在水中的波长为λ=

n

λ，由于A 光在真空中的波长λ0小于B 光在真空中的波长，其折射率又大于B 光的折射率，所以A 光在水中的波长较小，选项B 错.所以本题正确选项为A.

8．D 解析：利用放射线消除有害静电是利用α射线的电离性，使空气分子电离成倒替，将静电泄出；γ射线对

人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量；DNA 变异并不一定都是有益的，也有时发生变害的一面．

9．BD 解析：乙车开始反向时，乙车速度为0，由动量守恒定律知A 错；甲车开始反向时，甲车速度为0，由动量守恒定律知B 正确；两车距离最近时，速度相等，由动量守恒定律知D 正确。

10．B 解析：本实验中单缝S 的作用是形成频率一定的线光源，双缝S 1、S 2的作用是形成相干光源，稍微移动S 后，没有改变传到双缝的光的频率，由S 1、S 2射出的仍是相干光，由双缝S 1、S 2发出的光到达屏上P 点的光程差仍为零，故中央亮纹位置不变。

11．D 解析：由动量守恒定律p A =p A /

+p B ，再由德布罗意波长公式λ=h/p ，得到h/λ1= h/λ2+h /λ3．

12．D 解析:据图可知波长λ=4m ，因为不知道波的传播方向，因此有两种可能，所以波的周期:

s n T 1441+=

或s n T 344

2+= （n =0，1，2，3，…） 则波速s m n T v /)14(1

1+==

λ

，

（n =0，1，2，3，…），可能值为1，5，9，… s m n T v /)34(2

2+==

λ

，

（n =0，1，2，3，…），可能值为3，7，11，… 则波速不可能为10m/s ，故正确选项为D.

13．A 解析：113/λhc E E =-，223/λhc E E =-，λ/12hc E E =-， 根据)()(122313E E E E E E -+-=-，可得λλλ///21hc hc hc =-，则1

22

1λλλλλ-=．

二、填空题

14．20；正方向

解析：已知波形图中的 a 质点向上运动，由于质点总是重复前面一点的运动，由此可以判断波沿x 轴正方向传播；由波形图可知波长为2m ，则波速为1

.02

=

=

T

v λ

m/s=20m/s 。 15．n =

d

R . 解析：本题考查利用光的全反射测玻璃折射率的原理.如图所示，由题意知临界角的正弦为：sin C =

R

d

则玻璃砖的折射率为 n =

d

R

C =sin 1. 16．500

解析：开始被监视目标离雷达的距离为S 1=(3×10－4×3×108)/2=4.5×104

m ；30s 后，被监视目标离雷达的距离

为S 2=(2×10－4×3×108)/2=3.0×104m ；在30s 内被监视目标移动的距离为s=S 1―S 2=1.5×104

m ；被监视目标移动的

速度为v=s/t =1.5×104

m /30s=500m/s.

17．β衰变；反冲核；43

解析：本题考查的是衰变与带电粒子在磁场中的运动.发生衰变时，放出的射线与新核速度方向相反，因轨迹是内切圆，所以是β衰变；

由半径公式r =

qB

p qB mv =知，电子轨迹为1，新核轨迹为2； 由

14421=

r r ，得1

44

12=q q ，则放射性元素的原子序数为43。 三、计算题

18. 0.5m; 11.5J

解:对小木块由动量定理得: μ1mgt = mv 0 - mv 1 ① 对木板由动量定理得: μ1mgt –μ2(M +m )gt = Mv ② 由以上两式得: μ2(M +m )gt = mv 0 - mv 1 - Mv ③ 解得v =0.5m/s ④ 此过程中木板做匀加速运动，所以有==t v

s 2

0.5m ⑤ 由能量守恒得:Q =2212

02

12121Mv mv mv --=11.5J

19．

；

解析：上述核反应方程是：

上述核反应因质量亏损放出的能量ΔE =(m D -m p -m n )c 2 质子和中子获得的总动能是：ΔE +E 所以中子的动能为：.

20．()t mL

I

L

g

=

--

παπ

212cos 解析：设摆球经过平衡位置次数为n ，则摆球达最大偏角α时所需时间

()

t n T T n T T =-+=-12424

。 由动量定理和机械能守恒定律得nI = mv

()12122mv mgL T L

g

=-=cos ,απ

， 解上面4个式子得 ()t mL

I

L

g

=

--

παπ

212cos 。 20．沿y 轴负方向; 1.3s; 1.9s; 解析：（1）P 质点刚开始振动的振动方向就是初始时x 坐标为0.24m 处质点的振动方向。因为横波沿x 轴正方向传播，所以初始时x 坐标为0.24m 处质点启振方向沿y 轴负方向，故P 质点刚开始振动的方向也沿y 轴负方向。

（2）P 点第一次达到波谷的时间，就是初始时刻x 坐标为0.18m 处的质点的振动状态传到P 点所需要的时间， 则 t 1=

v

x 1

? 又△x 1=(0.96—0.18)m=0.78m 。 所以 t 1=

s s 3.16

.078

.0= (3) P 点第二次达到波峰的时间等于初始时x 坐标为0.06m 处质点的振动状态传到P 质点所需要的时间与一个周期的和，则 t 2=

v

x T v x λ

+?=+?22 又 △x 2=0.96m —0.06m=0.9m, λ=0.24m 所以 t 2=

s s 9.16

.024

.09.0=+

以P 点的振动也可以发现,t 2应为t 1与1.5T 的和，同样可得t 2=1.9s 。

21．解析:⑴ 对系统，由动量守恒得 m （v o +2v o +3v o +…+nv o ）=2nmv n 由上式解得 v n =(n +1)v o /4

⑵因为第n 号木块始终做匀减速运动，所以对第n 号木块，由动量定理得

-μmg t=mv n -mnv o

由上式解得 t=(3n-1)v 0/4μg

⑶第(n-1)号木块与木板相对静止时，它在整个运动过程中的速度最小，设此时第n 号木块的速度为v 。 对系统，由动量守恒得

m (v o +2v o +3v o +…+nv o )=(2n -1)m v n-1+mv ① 对第n-1号木块，由动量定理得 -μmg t '=m v n-1 – m (n -1)v o ② 对第n 号木块，由动量定理得 -μmg t '=mv - mnv o ③

由①②③式解得v n-1 =(n-1)(n+2) v o /4n

23．解析：（1）要使处于n =2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：)4

(01

E h --=ν 得 141021.8?=νHz ，

（2）氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力作向心力，有

2222224T mr r Ke π= ① 其中124r r =

根据电流强度的定义T

e

I =

② 由①②得1

1216mr K r e I π=

③ 将数据代入③得 4103.1-?=I A

（3）由于钠的极限频率为6.00×1014

Hz ，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为

19

14

34010

6.11000.61063.6--????==νh E eV=2.486 eV 一群处于n =4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差0E E ≥?，所以在六条光谱线中有41E 、31E 、21E 、42E 四条谱线可使钠发生光电效应。