18期末综合测试B卷.docx
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18期末综合测试B卷
高三物理同步检测（十八）
期末综合测试（B卷）
说明：
本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.
1.2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置，进行电子干涉的实验.从辐射源辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明（）
A.光具有波动性
B.光具有波粒二象性
C.微观粒子也具有波动性
D.微观粒子也是一种电磁波
解析本题考查电子能产生干涉现象，表明电子具有波动性.干涉现象是波的特征，电子是微观粒子，它能产生干涉现象，表明电子等微观粒子具有波动性.但此实验不能说明电子等微观粒子的波就是电磁波.
答案C
2.本题中用大写字母代表原子核.E经α衰变成为F，再经β衰变为G，再经α衰变为H.上述系列衰变可记为下式：
E
F
G
H
另一系列衰变如下：
P
Q
R
S
已知P是F的同位素，则（）
A.Q是G的同位素，R是H的同位素
B.R是E的同位素，S是F的同位素
C.R是G的同位素，S是H的同位素
D.Q是E的同位素，R是F的同位素
解析本题考查α衰变和β衰变的规律.
由于P和F是同位素，所以它们的质子数相同，设为n，则其他各原子核的质子数可分别表示如下：
可见，R和E是同位素，S和F是同位素，B对.
答案B
3.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图
（1）所示.将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图
（2）所示.干涉条纹有如下特点：
①任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；
②任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.
现若在图
（1）装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹（）
A.变疏B.变密
C.不变D.消失
解析本题是一道有关薄膜干涉的信息题，其中①是一条辅助信息，它说明图
（1）装置的干涉条纹为什么如图
（2）所示；信息②才是解决问题的钥匙.据②知，两条相邻的明（或暗）条纹对应的厚度差y与条纹间距x的关系如上图所示，由几何关系知：
y=xtanθ.当图
（1）中抽取一张纸片时，θ变小，tanθ变小，因y不变，所以x应变大，即干涉条纹变疏.故A正确.
答案A
4.如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象.这个实验表明（）
A.光是电磁波
B.光是一种横波
C.光是一种纵波
D.光是概率波
解析本题考查光的偏振现象.光的偏振现象说明光是一种横波，所以正确选项为B.
答案B
5.如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单色光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环.以下说法正确的是（）
A.干涉现象是凸透镜下表面反射光和凸透镜上表面反射光叠加形成的
B.干涉现象是凸透镜下表面反射光和玻璃板上表面反射光叠加形成的
C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的
D.若将该装置放到真空中观察，就无法看到牛顿环
解析本题考查光的干涉.
牛顿环是玻璃板上表面的反射光与凸透镜下表面的反射光叠加形成的干涉现象；因为玻璃板与凸透镜之间的空气膜厚度不均匀，所以形成的干涉条纹间距不均匀，故BC正确，AD错误.
答案BC
6.在2004年诺贝尔物理学奖新闻发布会上，评委们在介绍两位获奖者的主要成就——“渐进自由”理论时，用橡皮筋打了一个比方，这时，一名红衣女郎和一名黑衣男子突然拉着一条彩带上场，演示了“色力”（组成中子和质子的夸克之间的相互作用力）和“距离”的相互关系，似乎和实际生活中的男女之间“距离产生美”的道理有着异曲同工之妙.从演示看，下列对“色力”理解正确的是（）
A.“色力”的大小随夸克之间距离的减小而增大
B.“色力”可能表现为引力
C.“色力”的大小随夸克之间距离的增大而增大
D.“色力”就是分子力
解析本题以新信息的提取与推理为核心命题，考查了现代粒子物理知识.从题中给出的信息，可以推断出“色力”可能表现为引力；橡皮筋打的比方、男女之间“距离产生美”，即距离大了相互吸引力加强，表现了“色力”的大小随距离的增大而增大.故BC正确.
答案BC
7.氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是（）
A.核外电子受力变小
B.原子的能量减少
C.氢原子要吸收一定频率的光子
D.氢原子要放出一定频率的光子
解析本题考查玻尔理论.
由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出能量，故要发射一定频率的光子；电子的轨道半径小了，由库仑定律知，它与原子核之间的库仑力大了，故AC错，BD正确.
答案BD
8.如图所示，两束不同单色光A和B，分别沿半径射入截面为半圆的玻璃砖中，都经圆心O沿OP方向射出，下列说法中正确的是（）
A.在玻璃中B光传播速度较大
B.A光光子的能量较小
C.若分别用这两种单色光进行双缝干涉实验，并保持其他实验条件相同，则A光在屏上形成的明暗条纹宽度较宽
D.若用B光照射某金属板能产生光电效应，则用A光照射该金属板也一定能产生光电效应
解析本题考查几何光学和物理光学的基本知识.
由图知，B光的偏折程度大，nB>nA，根据v=
vBvA，所以，A光光子的能量小，B对.λB<λA，所以在相同条件下，A光在屏上形成的明暗条纹较宽，C对.vB>vA,B光能使某金属发生光电效应，A光不一定能使该金属发生光电效应，D错.
答案BC
9.如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2.已知玻璃折射率为
，入射角为45°（相应的折射角为24°）.现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示.则（）
A.光束1转过15°
B.光束1转过30°
C.光束2转过的角度等于15°
D.光束2转过的角度大于15°
解析当半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15°时，法线随之转过15°，则入射角增大到60°.由反射定律知光束1转过30°角，选项B对A错.由折射定律
=n=
知，入射角增大的角度大于折射角增大的角度，所以光束2转过的角度小于15°，选项CD错.故正确选项为B.
答案B
10.在如图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转.而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，那么（）
A.A光的频率一定等于光电管金属材料的极限频率
B.B光的频率小于A光的频率
C.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b
D.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a
解析A单色光照射光电管时，电流表指针发生偏转，说明发生了光电效应现象，即A光频率大于或等于光电管阴极的极限频率.用B单色光照射时不发生光电效应，说明B光频率小于光电管阴极的极限频率，选项A错B对.打出的光电子在光电管中由右向左运动，电子便由b向a通过电流表，则电流方向由a到b流过电流表，选项C对D错.故正确选项为BC.
答案BC
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
二、本题共5小题，每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.
11.“神光”装置是我国规模最大、国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长λ为0.35μm的紫外激光.已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，则该紫外激光所含光子数为个.（取两位有效数字）
解析本题考查激光及光子论.由题意知
E=nh
解得
n=
=
=4.2×1021（个）.
答案4.2×1021
12.如右图所示，给出了氢原子最低的4个能级.氢原子在这些能级之间跃迁，所吸收的光子的最大频率是Hz，所吸收的光子的最小频率是Hz.
解析本题考查氢原子的玻尔模型.
因为是吸收光子，氢原子从低能级向高能级跃迁.
从基态向第4能级跃迁，吸收光子的能量最大，频率最大：
ν大=
=
×1.60×10-19Hz
=3.1×1015Hz
从第3能级向第4能级跃迁，吸收光子的能量最小，频率最小：
v小=
=1.6×1014Hz.
答案3.1×10151.6×1014
13.一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，再从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=.
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
sinC=
则玻璃砖的折射率为
n=
.
答案
14.如图，画有直角坐标系xOy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合.OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与y轴负方向的夹角.只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测出角α和β，便可求得玻璃的折射率.某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应采取的措施是.若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是.若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n=.
解析
（1）该学生在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，这表明入射光线OA已在x轴处的玻璃与空气的分界面上发生了全反射，即角α已大于或等于临界角；他要看到P1、P2的像，应减小入射角α.所以他应采取的措施是：
另画一条直线OA，使它与y轴正方向的夹角变小，小到能在第Ⅳ象限看到P1、P2的像.
（2）确定P3位置的方法是：
在第Ⅳ象限观察P1、P2的像，使P2的像挡住P1的像，然后在该视线上再插第三枚大头针P3，使P3挡住P1、P2的像.
（3）n=sinβ/sinα.
答案另画一条直线OA，使它与y轴正方向的夹角变小在第Ⅳ象限观察P1、P2的像，使P2的像挡住P1的像，然后在该视线上再插第三枚大头针P3，使P3挡住P1、P2的像sinβ/sinα
15.太阳内部进行着剧烈的氢核聚变反应，氦核是由4个质子生成，同时有正电子放出，正电子又会和负电子湮没成为一对光子，在这一系列核反应中放出4.5×10-12J的能量.已知太阳现在每秒辐射5.0×1026J的能量，则上述生成氦核的核反应方程是：
每年减少的质量是
解析本题考查核反应方程和爱因斯坦质能方程.
（1）核反应方程是：
4
→
+2
（2）太阳一年释放的总能量是：
E=5×1026×365×24×3600J=1.6×1034J
太阳每年减少的质量是：
Δm=
=1.8×1017kg.
答案4
→
+2
1.8×1017kg
三、本题共4小题，共40分.解答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.
16.（8分）图中M是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节.甲、乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍，如图所示.二人略错开，以便甲能看到乙的像.以l表示镜的长度，h表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，l的最小值为多少？
解析本题考查平面镜成像.
设甲离镜距离为s,则乙离镜距离为2s.
（1）根据平面镜成像的特点，像和物关于镜面对称，作乙经平面镜成的像
;
（2）由甲的眼睛向乙的像两端作两条直线OD、OC，直线OD、OC分别与镜子相交于B、A两点，则线段BA就是镜子的最小长度，如图
（1）所示.
（3）完成光路图如图
（2）所示.
（4）由几何关系知，△OAB与△OCD相似，
所以：
l=
.
答案
17.（10分）如图所示，一束光线射到一个玻璃球体上，该玻璃圆球的折射率是
，光线的入射角是60°.求该束光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的方向与入射方向的夹角.
解析光路如图所示
由折射定律
sinθ1=nsinθ2
得sinθ2=
则θ2=30°
由于△AOB是等腰三角形，有θ3=θ2=30°
由折射定律
sinθ4=nsinθ3
得θ4=60°
由几何关系知∠3=∠1+∠2=30°+30°=60°
即透射光与原入射光的夹角为60°.
答案60°
18.（10分）众所周知，地球围绕太阳做椭圆运动.阳光普照大地，万物生长.试根据学过的知识论述说明随着岁月流逝，地球公转的周期、日地平均距离及地球表面的温度将怎样变化.（不考虑流失及外星球与地球发生碰撞的可能性）
解析
（1）太阳内部进行着激烈的热核反应并辐射光子，据质能方程ΔE=Δmc2可知太阳质量M不断减小.
（2）由F=G
可知，因M减小，即提供的向心力减小，不能满足所需的向心力，地球将慢慢向外做离心运动，即R增大.
（3）由G
=m
R,得T2=
R3.
由R增大，可知T增大.
（4）由于太阳质量减小,辐射光子的功率不断减小，而R增大，所以辐射到地球表面的功率不断减小，因此地球表面温度将逐渐降低.
答案公转周期变大地平均距离变大球表面温度降低
19.（12分）1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是用太阳能电池把所接收到的太阳光能转化成电能供电动机工作的.假设车上的太阳能电池接收太阳光能的面板面积S=8m2，正对太阳时能产生U=120V的电压，并对车上的电动机提供I=10A的电流，电动机的电阻R=4Ω，太阳光照射到地面上单位面积上的辐射功率P0=1.0×103W,求：
（1）该车的太阳能电池转化太阳光能为电能的效率η1是多大？
电池把电能转化成机械能的效率η2是多大？
（2）太阳辐射的能量实际上是核聚变释放的核能，其热核反应方程是4
→
+2
，若质量m=1kg的质子发生此核聚变所释放的核能完全转化为该车行驶的机械能，则能够维持该车行驶的最长时间是多少？
（已知mp=1.6726×10-27kg,mα=6.6425×10-27kg,me=0.0009×10-27kg,质子的摩尔质量M=1.0×10-27kg/mol,NA=6.02×1023mol-1）
解析
（1）太阳能电池转化太阳光能为电能的效率：
η1=
=15%
电池把电能转化成机械能的效率：
η2=
=66.7%.
（2）4个质子核聚变为1个氦核释放的核能：
ΔE=（4mp-mα-2me）c2=4.15×10-12J
1kg质子都参与核聚变所释放的能量：
E=
.
（3）设车行驶的最长时间为t，则
E=（UI-I2R）t
t=
=
=1.30×1011s=4.12×103年.
答案
（1）15%66.7%
（2）4.12×103年
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