北京市第四中學(xué)2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期期末物理試題（含解析）

北京市第四中學(xué)2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期期末物理試題（含解析）高二物理（試卷滿分為100分，考試時間為90分鐘）一、單項選擇題（本大題共8小題，每小題3分，共24分。在每題給出的四個選項中，只有一個選項正確。請將答案填涂在答題卡上）1.關(guān)于電磁波及其應(yīng)用，下列說法正確的是（）A.雷達(dá)測距和測速利用的是無線電波衍射的原理B.“中國天眼”（FAST）射電望遠(yuǎn)鏡探測的是宇宙中的無線電波C.晶體中原子間距與射線波長接近，通過射線衍射實(shí)驗(yàn)可以推測晶體結(jié)構(gòu)D.非接觸式體溫計通過探測人體輻射的紫外線來測量體溫2.以下實(shí)驗(yàn)中，能說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的是（）A.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)B.原子發(fā)光產(chǎn)生明線光譜C.粒子散射實(shí)驗(yàn)D.天然放射性現(xiàn)象3.一束復(fù)色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如圖所示。設(shè)a、b在玻璃中的速度分別為和，在玻璃中的波長分別為和，則（）A.，B.，C.，D.，4.如圖所示是一定質(zhì)量的某種理想氣體狀態(tài)變化的圖像，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程，關(guān)于氣體的狀態(tài)變化情況，下列說法正確的是（）A.此過程中壓強(qiáng)逐漸增大，體積逐漸減小B.A、B兩狀態(tài)的溫度相等，該過程為等溫變化C.此過程中溫度先降低后升高D.此過程中氣體分子平均動能先增大后減小5.在磁場中放置一個金屬圓環(huán)，磁場方向與圓環(huán)平面垂直。規(guī)定圖甲所示磁場方向?yàn)檎较颉．?dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t按圖乙所示的正弦規(guī)律變化時，下列說法正確的是（）A.時刻，圓環(huán)中感應(yīng)電流為零B.時刻，圓環(huán)中感應(yīng)電流最大C.～間內(nèi)，圓環(huán)中感應(yīng)電流方向始終不變D.～時間內(nèi)，圓環(huán)中感應(yīng)電流方向的終不變6.交流發(fā)電機(jī)在時刻的示意圖如圖所示，其中滑環(huán)K與線圈AB邊相連，滑環(huán)L與線圈CD邊相連，流過電阻的電流瞬時值表達(dá)式為。下列說法正確的是（）A.時刻通過線圈的磁通量為零B.時刻線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零C.時刻交流電流表的示數(shù)為零D.線圈的轉(zhuǎn)速為7.一群處在量子數(shù)的激發(fā)態(tài)中的氫原子，在發(fā)光的過程中，下列說法正確的是（）A.頻率最高的光是從向躍遷時產(chǎn)生的B.波長最短的光是從向躍遷時產(chǎn)生的C.氫原子的能量增加，電子的動能減小D.氫原子的能量減小，電子的動能增大8.原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示，根據(jù)該曲線，下列判斷中正確的是（）A.核結(jié)合能約為7MeVB.核結(jié)合能比核結(jié)合能更大C.兩個結(jié)合成時釋放能量D.中核子的平均質(zhì)量比中核子的平均質(zhì)量小二、多項選擇題（本大題共6小題，每小題4分，共24分。在每題給出的四個選項中，有多個選項正確，選不全得2分。請將答案填涂在答題卡上）9.下列關(guān)于光的說法正確的是（）A.圖甲中，陽光下的肥皂薄膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象B.圖乙中，泊松斑現(xiàn)象是由于光的衍射形成的C.圖丙中，根據(jù)DNA纖維衍射圖樣，發(fā)現(xiàn)了它的雙螺旋結(jié)構(gòu)D.圖丁中，戴特制的眼鏡觀看立體電影，是利用了光的偏振現(xiàn)象10.將燈泡A、線圈L、電池組E和開關(guān)S連接成如圖所示的電路。先閉合開關(guān)S，使燈泡發(fā)光，電路達(dá)到穩(wěn)定后斷開開關(guān)S，觀察到了燈泡閃亮的現(xiàn)象。下列說法正確的是（）A.閉合S瞬間線圈L不產(chǎn)生自感電動勢B.從閉合S到電路達(dá)到穩(wěn)定的過程中，電池輸出的電能大于燈泡A和線圈L的焦耳熱之和C.斷開S瞬間電路中a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)D.斷開S前后通過燈泡A的電流方向發(fā)生變化11.在同一輸電電路中，如果用和兩種電壓來進(jìn)行輸電，需要輸送相同的電功率P時，下列說法正確的是（）A.輸電線上損失的電壓之比為B.輸電線上損失的電壓之比為C.輸電線上的電流之比D.輸電線上損失的電功率之比為12.利用霍爾元件可以進(jìn)行微小位移的測量。如圖所示，在兩塊磁感應(yīng)強(qiáng)度相同、同極相對放置的磁體縫隙中放入霍爾元件，當(dāng)霍爾元件處于中間位置時，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0，上下兩表面的霍爾電壓為0，可將該點(diǎn)作為位移的零點(diǎn)?；魻栯妷号c霍爾元件位移成正比，當(dāng)霍爾元件向z軸正方向偏移時，霍爾電壓。下列說法正確的是（）A.該霍爾元件的載流子帶負(fù)電B.該霍爾元件的載流子帶正電C.僅增大霍爾元件的電流I，能提高檢測靈敏度D.保持電流I不變，增大霍爾元件寬度h，能提高檢測靈敏度13.以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個電子極短時間內(nèi)能吸收到一個光子而從金屬表面逸出．強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖。用頻率為v的普通光源照射陰極k，沒有發(fā)生光電效應(yīng)，換同樣頻率為v的強(qiáng)激光照射陰極k，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓U，即將陰極k接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在k、A之間就形成了使光電子減速的電場，逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當(dāng)光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的（其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量）（）A.B.C.D.14.μ子是自然界的基本粒子之一，它平均壽命很短容易發(fā)生衰變?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)μ子以0.99c甚至更高的速度飛向地球，根據(jù)經(jīng)典理論計算出每秒到達(dá)地球的μ子數(shù)小于實(shí)際觀察到的μ子數(shù)。這一現(xiàn)象與經(jīng)典理論產(chǎn)生了矛盾，用相對論時空觀可以得到很好的解釋，這也成為相對論時空觀的最早證據(jù)。相對論時空觀認(rèn)為：如果相對于地面以ⅴ運(yùn)動的慣性參考系上的人觀察到與其一起運(yùn)動的物體完成某個動作的時間間隔為，地面上的人觀察到該物體在完成這個動作的時間間隔為，那么兩者之間的關(guān)系是，已知μ子低速運(yùn)動時的平均壽命是3.0μs。下列說法正確的是（）A.當(dāng)μ子以0.99c飛行，選擇此μ子作為參考系，則μ子的平均壽命大于3.0μsB.當(dāng)μ子以0.99c飛行，以地面為參考系，則μ子的平均壽命大于3.0μsC.對地面上的觀測者來說，μ子平均飛行的距離大約為900mD.對地面上的觀測者來說，μ子平均飛行的距離大約為6300m三、實(shí)驗(yàn)題（16分）15.某同學(xué)做“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)。（1）有下列實(shí)驗(yàn)步驟：A.用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定。B.將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小。C.往淺盤里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上。D.將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。在上述步驟中，正確的操作順序是______。（填寫步驟前面的字母）（2）每滴油酸酒精溶液的體積為，將該溶液滴一滴到水面上，穩(wěn)定后形成油膜的面積為S。已知500mL油酸酒精溶液中含有純油酸1mL，則油酸分子直徑大小的表達(dá)式為______。（3）該同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)自己所測的分子直徑d明顯偏大。出現(xiàn)這種情況的原因可能是______。A.將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計算B.油酸酒精溶液長時間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化C.水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開D.計算油膜面積時，將不完整方格作為完整方格處理16.現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖甲所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。（1）將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列最佳順序應(yīng)為C、______、A。（2）本實(shí)驗(yàn)步驟有：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；③用米尺測量雙縫到屏的距離；④用測量頭（其讀數(shù)方法同螺旋測微器）測量數(shù)條亮條紋間的距離。在操作步驟②時還應(yīng)注意單縫和雙縫的方向應(yīng)______。（3）將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮條紋中心對齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示。然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊，記下此時圖丙中手輪上的示數(shù)為______mm。（4）已知雙縫間距d為，測得雙縫到屏距離l為0.700m，求得所測紅光波長為______nm。（5）1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)，1834年，洛埃利用平面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)）。洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為平面鏡。設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光在光屏上形成干涉條紋，相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）間距離為，則光的波長的表達(dá)式為______。四、計算題（本大題共4小題，共36分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，畫出相應(yīng)的示意圖。只寫出最后答案的不能得分。）17.如圖所示，置于水平面內(nèi)一對相互平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ，間距為d，左端接有定值電阻R。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒CD垂直于MN、PQ放置在金屬導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌保持良好接觸。整個裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。不計導(dǎo)軌的電阻及導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒間的摩擦。在時刻，給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌向右的初速度，求：（1）時導(dǎo)體棒CD產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E。（2）時導(dǎo)體棒CD所受安培力的大小和方向。（3）在導(dǎo)體棒CD從開始運(yùn)動到停下的過程中，定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱。18.湯姆遜測定電子比荷（電子的電荷量與質(zhì)量之比）的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。真空玻璃管內(nèi)，陰極K發(fā)出的電子經(jīng)加速后，穿過小孔A、B沿中心軸線進(jìn)入到兩塊水平正對放置的極板D1、D2間的區(qū)域，射出后到達(dá)右端的熒光屏上形成光點(diǎn)。若極板D1、D2間無電壓，電子將打在熒光屏上的中心點(diǎn)；若在極板間施加偏轉(zhuǎn)電壓U，則電子將打點(diǎn)。若再在極板間施加一個方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），則電子在熒光屏上產(chǎn)生的光點(diǎn)又回到點(diǎn)。若極板D1、D2間的距離為d。（1）求電子進(jìn)入極板D1、D2區(qū)域時速度的大??；（2）去掉D1、D2間的電壓，只保留磁場。由于磁場方向與射線運(yùn)動方向垂直，陰極射線在D1、D2之間有磁場的區(qū)域會形成一個半徑為r的圓弧，使得陰極射線落在屏的點(diǎn)。請你推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式。19.1930年，物理學(xué)家博特利用α粒子轟擊鈹原子時，產(chǎn)生了一種中性射線，人們稱為“鈹輻射”，這種射線具有極強(qiáng)的穿透能力。查德威克認(rèn)為這種射線是一種中性粒子流，并測得了該粒子的質(zhì)量，從而宣告了中子的存在。（1）請寫出α粒子轟擊鈹?shù)暮朔磻?yīng)方程（2）為了測得中性粒子的質(zhì)量，查德威克讓鈹輻射中的中性粒子與靜止的原子核發(fā)生正碰。假如碰撞是彈性碰撞，請證明碰后原子核的速度為：其中是中性粒子質(zhì)量，v為其初速度，是原子核的質(zhì)量。（3）讓中性粒子分別與靜止的氫原子核、氮原子核發(fā)生碰撞，碰撞后氫原子核的速度是，碰撞后氮原子核的速度是。若氫核質(zhì)量為，氮原子核的質(zhì)量是氫原子核質(zhì)量的14倍。請計算中性粒子的質(zhì)量與氫核質(zhì)量的關(guān)系？20.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外還具有動量。由狹義相對論可知，一定的質(zhì)量m與一定的能量E相對應(yīng)：，其中c為真空中光速。（1）已知某單色光的頻率為v，波長為，該單色光光子的能量，其中h為普朗克常量。試借用質(zhì)子、電子等粒子動量的定義：動量=質(zhì)量×速度，推導(dǎo)該單色光光子的動量。（2）光照射到物體表面時，光子被物體吸收或反射時，光都會對物體產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”。已知太陽半徑為R，單位時間輻射的總能量為，光速為c。求：a.距離太陽中心r處，太陽光光子被完全吸收時產(chǎn)生的光壓p是多大？b.科幻作品中經(jīng)常以文明能夠利用的能量程度來對文明進(jìn)行分級。比如，一級文明能夠利用行星的全部能量，人類處于0.73級；二級文明能夠利用恒星的全部能量；三級文明能夠利用整個星系的能量?？苹米骷覀冊O(shè)想了一種被稱為“戴森球”的裝置來收集整個恒星的能量?！按魃颉笔且环N包圍整個恒星的球狀膜，它的內(nèi)表面可以吸收恒星發(fā)出的所有光的能量。如果給太陽安裝一個“戴森球”，求：戴森球的半徑r多大時，戴森球可以靠著光壓來抵抗太陽的萬有引力，避免其向太陽塌縮。已知引力常量為G，太陽的質(zhì)量為M，戴森球的總質(zhì)量記為m。高二物理（試卷滿分為100分，考試時間為90分鐘）一、單項選擇題（本大題共8小題，每小題3分，共24分。在每題給出的四個選項中，只有一個選項正確。請將答案填涂在答題卡上）1.關(guān)于電磁波及其應(yīng)用，下列說法正確的是（）A.雷達(dá)測距和測速利用的是無線電波衍射的原理B.“中國天眼”（FAST）射電望遠(yuǎn)鏡探測的是宇宙中的無線電波C.晶體中原子間距與射線波長接近，通過射線衍射實(shí)驗(yàn)可以推測晶體結(jié)構(gòu)D.非接觸式體溫計通過探測人體輻射的紫外線來測量體溫【答案】B【解析】【詳解】A．雷達(dá)測距和測速利用是無線電波的反射，故A錯誤；B．“中國天眼”（FAST）射電望遠(yuǎn)鏡探測的是宇宙中的無線電波，故B正確；C．晶體中原子間距與X射線波長接近，通過X射線衍射實(shí)驗(yàn)可以推測晶體結(jié)構(gòu)，故C錯誤；D．非接觸式體溫計通過探測人體輻射的紅外線來測量體溫，故D錯誤。故選B。2.以下實(shí)驗(yàn)中，能說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的是（）A.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)B.原子發(fā)光產(chǎn)生明線光譜C.粒子散射實(shí)驗(yàn)D.天然放射性現(xiàn)象【答案】D【解析】【詳解】原子核的天然放射現(xiàn)象說明原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。故選D。3.一束復(fù)色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如圖所示。設(shè)a、b在玻璃中的速度分別為和，在玻璃中的波長分別為和，則（）A.，B.，C.，D.，【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)折射定律為a、b兩束單色光的入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，則a光的折射率大于b光的折射率，a光的頻率大于b光的頻率，則有根據(jù)由于a光的折射率大于b光的折射率，則有故選A。4.如圖所示是一定質(zhì)量的某種理想氣體狀態(tài)變化的圖像，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程，關(guān)于氣體的狀態(tài)變化情況，下列說法正確的是（）A.此過程中壓強(qiáng)逐漸增大，體積逐漸減小B.A、B兩狀態(tài)的溫度相等，該過程為等溫變化C.此過程中溫度先降低后升高D此過程中氣體分子平均動能先增大后減小【答案】D【解析】【詳解】A．由圖像可知，氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程，壓強(qiáng)逐漸減小，體積逐漸增大，故A錯誤；BCD．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程由圖像可知，氣體的乘積先增大后減小，且有則氣體的溫度先升高后降低，氣體分子平均動能先增大后減小，A、B兩狀態(tài)的溫度相等，故BC錯誤，D正確。故選D。5.在磁場中放置一個金屬圓環(huán)，磁場方向與圓環(huán)平面垂直。規(guī)定圖甲所示磁場方向?yàn)檎较?。?dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t按圖乙所示的正弦規(guī)律變化時，下列說法正確的是（）A.時刻，圓環(huán)中感應(yīng)電流為零B.時刻，圓環(huán)中感應(yīng)電流最大C.～間內(nèi)，圓環(huán)中感應(yīng)電流方向始終不變D.～時間內(nèi)，圓環(huán)中感應(yīng)電流方向終不變【答案】C【解析】【詳解】AB．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知時刻，磁通量變化率最大，圓環(huán)中感應(yīng)電流最大，時刻，磁通量變化率為零，圓環(huán)中感應(yīng)電流為零，故AB錯誤；C．～間內(nèi)，磁場逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向，始終不變，故C正確；D．～時間內(nèi)，磁場先增大，后減小，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)中感應(yīng)電流方向先順時針方向，再逆時針方向，故D錯誤故選C。6.交流發(fā)電機(jī)在時刻的示意圖如圖所示，其中滑環(huán)K與線圈AB邊相連，滑環(huán)L與線圈CD邊相連，流過電阻的電流瞬時值表達(dá)式為。下列說法正確的是（）A.時刻通過線圈的磁通量為零B.時刻線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零C.時刻交流電流表的示數(shù)為零D.線圈的轉(zhuǎn)速為【答案】D【解析】【詳解】ABC．時刻通過線圈處于中性面，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為0，電流表測量有效值，不為0，故AC錯誤，B正確；D．由表達(dá)式可知，線圈的轉(zhuǎn)速為故D錯誤；故選B。7.一群處在量子數(shù)的激發(fā)態(tài)中的氫原子，在發(fā)光的過程中，下列說法正確的是（）A.頻率最高的光是從向躍遷時產(chǎn)生的B.波長最短的光是從向躍遷時產(chǎn)生的C.氫原子的能量增加，電子的動能減小D.氫原子的能量減小，電子的動能增大【答案】D【解析】【詳解】AB．由波爾理論可知，從向躍遷時產(chǎn)生的光子的能量最小，由可知，光的頻率最小，波長最長，AB錯誤；CD．氫原子向低能級躍遷后，即在發(fā)光的過程中，氫原子的能量減小，軌道半徑減小，由庫侖定律和牛頓第二定律可得解得可知核外電子的速度增大，動能增大，C錯誤，D正確。故選D。8.原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示，根據(jù)該曲線，下列判斷中正確的是（）A.核結(jié)合能約為7MeVB.核結(jié)合能比核結(jié)合能更大C.兩個結(jié)合成時釋放能量D.中核子的平均質(zhì)量比中核子的平均質(zhì)量小【答案】C【解析】【詳解】A．由題圖可知，核的比結(jié)合能約為7MeV，氦核的核子數(shù)為4，因此結(jié)合能約為4×7MeV=28MeV，故A錯誤；B．由題圖可知，核比結(jié)合能約為5MeV，則有核結(jié)合能約為6×5MeV=30MeV，可知核結(jié)合能比核結(jié)合能小，故B錯誤；C．兩個結(jié)合成時，產(chǎn)生聚變反應(yīng)，有質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程可知，因此釋放能量，故C正確；D．由題圖可知，中核子的比結(jié)合能比中核子的比結(jié)合能小，由于平均質(zhì)量越小的原子核，其比結(jié)合能越大，因此中核子的平均質(zhì)量比中核子的平均質(zhì)量大，故D錯誤。故選C。二、多項選擇題（本大題共6小題，每小題4分，共24分。在每題給出的四個選項中，有多個選項正確，選不全得2分。請將答案填涂在答題卡上）9.下列關(guān)于光的說法正確的是（）A.圖甲中，陽光下肥皂薄膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象B.圖乙中，泊松斑現(xiàn)象是由于光的衍射形成的C.圖丙中，根據(jù)DNA纖維的衍射圖樣，發(fā)現(xiàn)了它的雙螺旋結(jié)構(gòu)D.圖丁中，戴特制的眼鏡觀看立體電影，是利用了光的偏振現(xiàn)象【答案】BCD【解析】【詳解】A．圖甲中，陽光下的肥皂薄膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，故A錯誤；B．圖乙中，泊松斑現(xiàn)象是由于光的衍射形成的，故B正確；C．圖丙中，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)利用了光的衍射圖樣，故C正確；D．圖丁中，戴特制的眼鏡觀看立體電影，是利用了光的偏振現(xiàn)象，故D正確。故選BCD。10.將燈泡A、線圈L、電池組E和開關(guān)S連接成如圖所示的電路。先閉合開關(guān)S，使燈泡發(fā)光，電路達(dá)到穩(wěn)定后斷開開關(guān)S，觀察到了燈泡閃亮的現(xiàn)象。下列說法正確的是（）A.閉合S瞬間線圈L不產(chǎn)生自感電動勢B.從閉合S到電路達(dá)到穩(wěn)定的過程中，電池輸出的電能大于燈泡A和線圈L的焦耳熱之和C.斷開S瞬間電路中a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)D.斷開S前后通過燈泡A的電流方向發(fā)生變化【答案】BCD【解析】【詳解】A．閉合S瞬間，通過線圈的磁通量增大，線圈L產(chǎn)生自感電動勢，故A錯誤；B．因?yàn)樽愿芯€圈將一部分電場能轉(zhuǎn)化為磁場能儲存起來，則從閉合S到電路達(dá)到穩(wěn)定的過程中，電池輸出的電能大于燈泡A和線圈L的焦耳熱之和，故B正確；CD．開關(guān)S斷開前，自感線圈和燈泡A中的電流都是自左向右的，當(dāng)斷開S瞬間，自感線圈要阻礙電流的減小，因此產(chǎn)生與原電流方向相同的感應(yīng)電流，與燈泡構(gòu)成閉合回路，回路中的電流為逆時針方向，即通過泡A的電流方向自右向左，則斷開S前后通過燈泡A的電流方向發(fā)生變化，a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)，故CD正確。故選BCD。11.在同一輸電電路中，如果用和兩種電壓來進(jìn)行輸電，需要輸送相同的電功率P時，下列說法正確的是（）A.輸電線上損失的電壓之比為B.輸電線上損失的電壓之比為C.輸電線上的電流之比D.輸電線上損失的電功率之比為【答案】AC【解析】【詳解】ABC．由電功率公式，輸送電功率不變，則有由于，可得輸電線上損失的電壓之比AC正確，B錯誤；D．由于，可知輸電線上損失的電功率之比D錯誤。故選AC。12.利用霍爾元件可以進(jìn)行微小位移的測量。如圖所示，在兩塊磁感應(yīng)強(qiáng)度相同、同極相對放置的磁體縫隙中放入霍爾元件，當(dāng)霍爾元件處于中間位置時，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0，上下兩表面的霍爾電壓為0，可將該點(diǎn)作為位移的零點(diǎn)。霍爾電壓與霍爾元件位移成正比，當(dāng)霍爾元件向z軸正方向偏移時，霍爾電壓。下列說法正確的是（）A.該霍爾元件的載流子帶負(fù)電B.該霍爾元件的載流子帶正電C.僅增大霍爾元件的電流I，能提高檢測靈敏度D.保持電流I不變，增大霍爾元件寬度h，能提高檢測靈敏度【答案】AC【解析】【詳解】AB．當(dāng)霍爾元件向+z方向移動時，磁場方向水平向左?；魻栯妷?，可知板帶正電，根據(jù)左手定則可知該霍爾元件的載流子帶正電，故A正確，B錯誤；CD．設(shè)載流子的電荷量為q，沿電流方向定向運(yùn)動的平均速度為v，單位體積內(nèi)自由移動的載流子數(shù)為n，導(dǎo)體板橫截面積為S，霍爾元件沿z軸厚度為l，霍爾元件上下寬度為h，電流微觀表達(dá)式當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，洛倫茲力與電場力平衡，根據(jù)平衡條件得聯(lián)立可得僅增大霍爾元件的電流I，相等的位移下，變大，能提高檢測靈敏度，保持電流I不變，增大霍爾元件寬度h，不變，不能提高靈敏度，故C正確，D錯誤。故選AC。13.以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個電子極短時間內(nèi)能吸收到一個光子而從金屬表面逸出．強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖。用頻率為v的普通光源照射陰極k，沒有發(fā)生光電效應(yīng)，換同樣頻率為v的強(qiáng)激光照射陰極k，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓U，即將陰極k接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在k、A之間就形成了使光電子減速的電場，逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當(dāng)光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的（其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量）（）A.B.C.D.【答案】BD【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，一個電子吸收一個光子不能發(fā)生光電效應(yīng)，換用同頻率的強(qiáng)激光照射，則發(fā)生光電效應(yīng)，吸收的光子能量為，光電子從k到A，根據(jù)動能定理有解得當(dāng)時，當(dāng)時，當(dāng)時，當(dāng)時，當(dāng)時，故選BD。14.μ子是自然界的基本粒子之一，它平均壽命很短容易發(fā)生衰變?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)μ子以0.99c甚至更高的速度飛向地球，根據(jù)經(jīng)典理論計算出每秒到達(dá)地球的μ子數(shù)小于實(shí)際觀察到的μ子數(shù)。這一現(xiàn)象與經(jīng)典理論產(chǎn)生了矛盾，用相對論時空觀可以得到很好的解釋，這也成為相對論時空觀的最早證據(jù)。相對論時空觀認(rèn)為：如果相對于地面以ⅴ運(yùn)動的慣性參考系上的人觀察到與其一起運(yùn)動的物體完成某個動作的時間間隔為，地面上的人觀察到該物體在完成這個動作的時間間隔為，那么兩者之間的關(guān)系是，已知μ子低速運(yùn)動時的平均壽命是3.0μs。下列說法正確的是（）A.當(dāng)μ子以0.99c飛行，選擇此μ子作為參考系，則μ子的平均壽命大于3.0μsB.當(dāng)μ子以0.99c飛行，以地面為參考系，則μ子的平均壽命大于3.0μsC.對地面上的觀測者來說，μ子平均飛行的距離大約為900mD.對地面上的觀測者來說，μ子平均飛行的距離大約為6300m【答案】BD【解析】【詳解】A．當(dāng)μ子以0.99c飛行，選擇此μ子作為參考系，由狹義相對論可知，則μ子的平均壽命不變，A錯誤；B．當(dāng)μ子以0.99c飛行，以地面為參考系，μs，由狹義相對論，由于，可知μ子的平均壽命大于3.0μs，B正確；CD．對地面上的觀測者來說，由可得則有C錯誤，D正確。故選BD三、實(shí)驗(yàn)題（16分）15.某同學(xué)做“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)。（1）有下列實(shí)驗(yàn)步驟：A.用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定。B.將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小。C.往淺盤里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上。D.將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。在上述步驟中，正確的操作順序是______。（填寫步驟前面的字母）（2）每滴油酸酒精溶液的體積為，將該溶液滴一滴到水面上，穩(wěn)定后形成油膜的面積為S。已知500mL油酸酒精溶液中含有純油酸1mL，則油酸分子直徑大小的表達(dá)式為______。（3）該同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)自己所測的分子直徑d明顯偏大。出現(xiàn)這種情況的原因可能是______。A.將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計算B.油酸酒精溶液長時間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化C.水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開D.計算油膜面積時，將不完整的方格作為完整方格處理【答案】①.CADB②.③.AC##CA【解析】【詳解】（1）[1]“油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)步驟為：配制酒精油酸溶液（教師完成，記下配制比例）→測定一滴酒精油酸溶液的體積：→準(zhǔn)備淺水盤（C）→形成油膜（A）→描繪油膜邊緣（D）→測量油膜面積、計算分子直徑（B），即正確的順序是：CADB。（2）[2]純油酸的體積V等于油酸酒精溶液的體積乘以濃度，即油膜的面積為S，則分子直徑大小的公式為（3）[3]根據(jù)，則有：A．錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計算，則計算時所用體積數(shù)值偏大，會導(dǎo)致計算結(jié)果偏大，故A正確；B．油酸酒精溶液長時間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度變大，使得油膜面積偏大，則會導(dǎo)致計算結(jié)果偏小，故B錯誤；C．水面上痱子粉撒得較多，油膜沒有充分展開，則測量的面積S偏小，導(dǎo)致結(jié)果計算偏大，故C正確；D．計算油膜面積時，將不完整的方格作為完整方格處理，則計算所用的面積S偏大，會導(dǎo)致計算結(jié)果偏小，故D錯誤；故選AC。16.現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖甲所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。（1）將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列最佳順序應(yīng)為C、______、A。（2）本實(shí)驗(yàn)的步驟有：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；③用米尺測量雙縫到屏的距離；④用測量頭（其讀數(shù)方法同螺旋測微器）測量數(shù)條亮條紋間的距離。在操作步驟②時還應(yīng)注意單縫和雙縫的方向應(yīng)______。（3）將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮條紋中心對齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示。然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊，記下此時圖丙中手輪上的示數(shù)為______mm。（4）已知雙縫間距d為，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，求得所測紅光波長為______nm。（5）1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)，1834年，洛埃利用平面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)）。洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為平面鏡。設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光在光屏上形成干涉條紋，相鄰兩條亮條紋（或暗條紋）間距離為，則光的波長的表達(dá)式為______?！敬鸢浮竣?EDB②.相互平行③.13.870④.660⑤.【解析】【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)要獲取單色線光源，白光光源后面要有濾光片、單縫、雙縫，即為E、D、B，則有排列最佳順序應(yīng)為C、E、D、B、A。（2）[2]在操作步驟②時還應(yīng)注意單縫和雙縫的方向應(yīng)相互平行。（3）[3]螺旋測微器的精確值為，由圖丙中手輪上的示數(shù)為13.5mm+37.0×0.01mm=13.870mm（4）[4]由圖乙可知，手輪上的示數(shù)為2mm+32.0×0.01mm=2.320mm由兩相鄰條紋間距公式可得（5）[5]從光源發(fā)出的光和被平面鏡反射的光是相干光，該干涉現(xiàn)象可以看做雙縫干涉，因此之間的距離為光源到光屏的垂直距離可看做雙縫到屏的距離L，由雙縫干涉條紋間距公式可得光的波長的表達(dá)式為四、計算題（本大題共4小題，共36分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，畫出相應(yīng)的示意圖。只寫出最后答案的不能得分。）17.如圖所示，置于水平面內(nèi)一對相互平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ，間距為d，左端接有定值電阻R。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒CD垂直于MN、PQ放置在金屬導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌保持良好接觸。整個裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。不計導(dǎo)軌的電阻及導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒間的摩擦。在時刻，給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌向右的初速度，求：（1）時導(dǎo)體棒CD產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E。（2）時導(dǎo)體棒CD所受安培力的大小和方向。（3）在導(dǎo)體棒CD從開始運(yùn)動到停下的過程中，定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）；（2），方向水平向左；（3）【解析】【詳解】（1）時導(dǎo)體棒CD切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為（2）由閉合電路歐姆定律可得導(dǎo)體棒CD中的電流由安培力計算公式可得，時導(dǎo)體棒CD所受安培力大小為由右手定則可知導(dǎo)體棒CD中電流方向從D到C，由左手定則可知，安培力方向水平向左。（3）在導(dǎo)體棒CD從開始運(yùn)動到停下的過程中，由能量守恒定律，可知電路中產(chǎn)生的焦耳熱量由于定值電阻R與r串聯(lián)，可知定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱18.湯姆遜測定電子比荷（電子的電荷量與質(zhì)量之比）的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。真空玻璃管內(nèi)，陰極K發(fā)出的電子經(jīng)加速后，穿過小孔A、B沿中心軸線進(jìn)入到兩塊水平正對放置的極板D1、D2間的區(qū)域，射出后到達(dá)右端的熒光屏上形成光點(diǎn)。若極板D1、D2間無電壓，電子將打在熒光屏上的中心點(diǎn)；若在極板間施加偏轉(zhuǎn)電壓U，則電子將打點(diǎn)。若再在極板間施加一個方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），則電子在熒光屏上產(chǎn)生的光點(diǎn)又回到點(diǎn)。若極板D1、D2間的距離為d。（1）求電子進(jìn)入極板D1、D2區(qū)域時速度的大??；（2）去掉D1、D2間的電壓，只保留磁場。由于磁場方向與射線運(yùn)動方向垂直，陰極射線在D1、D2之間有磁場的區(qū)域會形成一個半徑為r的圓弧，使得陰極射線