北京市第一○一中學2023-2024學年高二下學期期中考試物理試卷2

北京一零一中2023—2024學年度第二學期期中考試高二物理第Ⅰ卷一、單項選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分；在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題意，選對得3分，選錯或不答的得0分。）1.如圖所示，光束沿AO方向從空氣射向某種介質(zhì)，折射光線沿OB方向。下列說法正確的是（）A.這束光從空氣進入介質(zhì)后頻率會增大B.這束光從空氣進入介質(zhì)后波長會增大C.這束光在該介質(zhì)中的傳播速度小于在空氣中的傳播速度D.若這束光沿BO方向從介質(zhì)射向空氣，可能會發(fā)生全反射現(xiàn)象2.氫原子能級示意如圖?，F(xiàn)有大量氫原子處于能級上，下列說法正確的是（）A.這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子B.從能級躍遷到能級輻射出的光子能量為1.51eVC.從能級躍遷到能級需吸收1.51eV的能量D.能級的氫原子電離至少需要吸收1.51eV的能量3.以下現(xiàn)象不屬于衍射的是（）A.白光經(jīng)過狹窄的單縫得到彩色圖樣 B.白光照射肥皂膜呈現(xiàn)出彩色圖樣C.光照射刀片的陰影輪廓模糊不清 D.光照射不透明圓盤的陰影中心出現(xiàn)亮斑4.如圖所示，一束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的a、b、c三束單色光。比較a、b、c三束光，可知（）A.當它們在真空中傳播時，a光的波長最短B.當它們在玻璃中傳播時，a光的速度最小C.若它們都從玻璃射向空氣，a光發(fā)生全反射的臨界角最小D.若它們都能使某種金屬產(chǎn)生光電效應，a光照射出光電子的最大初動能最小5.把一塊帶負電的鋅板連接在驗電器上，驗電器指針張開一定的角度，用紫外線燈照射鋅板發(fā)現(xiàn)驗電器指針的張角發(fā)生變化。下列推斷合理的是（）A.驗電器指針的張角會不斷變大B.驗電器指針的張角會先變小后變大C.驗電器指針的張角發(fā)生變化是因為鋅板獲得了電子D.若改用紅外線照射鋅板一定會使驗電器指針的張角變大6.1909年，物理學家盧瑟福和他的學生用α粒子轟擊金箔，研究α粒子被散射的情況，其實驗裝置如圖所示。關于α粒子散射實驗，下列說法正確的是（）A.大部分α粒子發(fā)生了大角度的偏轉B.α粒子大角度散射是由于它跟電子發(fā)生了碰撞C.α粒子散射實驗說明原子中有一個帶正電的核幾乎占有原子的全部質(zhì)量D.α粒子散射實驗證明了湯姆孫的棗糕模型是正確的7.如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有的負載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為，交流電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）A.電流表的讀數(shù)為 B.電壓表的讀數(shù)約為C.原線圈的輸入功率為 D.副線圈輸出交流電的周期為8.研究光電效應的電路如圖所示，用藍光、較強的黃光和較弱的黃光分別照射密封真空管中的金屬極板K，極板發(fā)射出的光電子在電路中形成的光電流I與AK之間的電壓U的關系圖像如圖乙所示。關于1、2、3三條曲線，下列說法正確的是（）A.1、3為用黃光照射時得到的曲線，曲線1對應的黃光較強B.1、3為用黃光照射時得到的曲線，曲線3對應的黃光較強C.2、3為用黃光照射時得到的曲線，曲線2對應的黃光較強D.2、3為用黃光照射時得到的曲線，曲線3對應的黃光較強9.2016年9月25日，被譽為“中國天眼”的世界最大單口徑射電望遠鏡（簡稱FAST）在貴州省平塘縣落成啟用，開始接收來自宇宙深處的電磁波．中國天眼的存在，使得深空通訊能力延伸至太陽系外緣行星，對探索宇宙的起源和地外文明具有重要意義．如果為天眼配備一部發(fā)射功率為百萬瓦級（106W）的發(fā)射機，其發(fā)射的無線電波波長為126厘米．那么該發(fā)射機每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量的數(shù)量級約為（取真空光速c=3108m/s，普朗克常量h=6.61034J?s）A.1023 B.1027 C.1031 D.103510.現(xiàn)代科學研究中常要用到高速電子，電子感應加速器是利用感生電場使電子加速的設備，它的基本原理如圖甲所示，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環(huán)形真空室，圖乙為真空室的俯視圖。當電磁鐵線圈通入如圖丙所示的正弦式交變電流時，可使電子在真空室中做加速圓周運動。以圖甲中所示電流方向為正方向，不考慮相對論效應，在每個周期T內(nèi)，電子能沿逆時針方向（俯視）做加速圓周運動的時間為（）A. B. C. D.二、不定項選擇題（本題共4小題，每題3分，共12分。在每小題給出的4個選項中，至少一項是符合題意的，選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。）11.如圖所示，閉合的矩形導體線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸勻速轉動，沿著方向觀察，線圈沿逆時針方向轉動。已知勻強磁場的磁感強度為，線圈匝數(shù)為，邊的邊長為，邊的邊長為，線圈電阻為，轉動的角速度為，則當線圈轉至圖示位置時（）A.線圈中感應電流方向為B.線圈中感應電動勢為C.穿過線圈磁通量隨時間的變化率最大D.線圈邊所受安培力的大小為12.太赫茲輻射通常是指頻率在、即頻率在微波與紅外線之間的電磁輻射，其頻率高于微波，低于紅外線、紫外線，遠低于X射線，太赫茲波對人體安全，可以穿透衣物等不透明物體，實現(xiàn)對隱匿物體的成像，近年來太赫茲技術在國家安全、信息技術等諸多領域取得了快速發(fā)展，被譽為“改變未來世界十大技術”之一，由上述信息可知，太赫茲波（）A.其光子的能量比紅外線光子的能量小B.比微波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象C.比紫外線更難使金屬發(fā)生光電效應D.比X射線穿透性更強13.下列說法正確的是（）A.光干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性B.光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波C.光電效應和康普頓效應說明光具有粒子性D.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子說明原子具有核式結構模型14.如圖所示，某同學設計了一個加速度計：較重的滑塊可以在光滑的框架中平移，滑塊兩側用兩勁度系數(shù)相同的輕彈簧與框架連接；R為滑動變阻器，其滑動片與滑塊固定聯(lián)接；兩個電池的電動勢均恒為E，內(nèi)阻不計。按圖連接電路后，電壓表指針的零點位于表盤中央，此時兩彈簧均為原長，滑動片恰好在變阻器的中間位置。已知滑動片與變阻器任一端之間的電阻值都與其到這端的距離成正比，當a端的電勢高于b端時電壓表的指針向零點右側偏轉。將此加速度計固定在運動的物體上，物體沿彈簧方向運動。下列說法正確的是（）A.當物體向右加速時，電壓表的指針將向右偏 B.電壓表的示數(shù)不變，說明物體做勻速直線運動C.電壓表的示數(shù)增大，說明物體的速度一定增大 D.電壓表表盤上各刻度對應加速度的值是均勻的第Ⅱ卷三、實驗題（本題共2小題，每空3分，共15分。）15.如圖所示，在做“測量玻璃的折射率”實驗時，先在白紙上放好一塊兩面平行的玻璃磚，描出玻璃磚的兩個邊和，在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針和，然后在另一側透過玻璃磚觀察，再插上大頭針、，然后做出光路圖，根據(jù)光路圖計算得出玻璃的折射率。關于此實驗，下列說法中正確的是（）A.大頭針須擋住及、的像B.入射角越小，折射率的測量越準確C.利用量角器量出、，可求出玻璃磚的折射率D.如果誤將玻璃磚的邊畫到，折射率的測量值將偏小16.現(xiàn)用如圖甲所示雙縫干涉實驗裝置來測量光的波長。（1）在組裝儀器時單縫和雙縫應該相互______放置。（選填“垂直”或“平行”）（2）已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學調(diào)整手輪使測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時測量頭上游標卡尺的讀數(shù)為1.16mm；接著再同方向轉動手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，此時測量頭上游標卡尺的示數(shù)如圖乙所示，則讀數(shù)為______mm已知雙縫間距m，測得雙縫到毛玻璃屏的距離L=0.800m，所測光的波長=______nm（保留3位有效數(shù)字）（3）為減小誤差，該實驗并未直接測量相鄰亮條紋間的距離，而是先測量n個條紋的問距再求出。下列實驗采用了類似方法的有______A.《探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律》的實驗中合力的測量B.《探究彈簧彈力與形變量的關系》實驗中彈簧形變量的測量C.《用單擺測重力加速度》實驗中單擺周期的測量四、計算題（本題共5小題，共43分。要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。有數(shù)值計算的題，答案必須明確寫出數(shù)值和單位。）17.如圖所示，位于豎直平面內(nèi)矩形金屬線圈，邊長Ll=0.40m、L2=0.25m，其匝數(shù)n=100匝，總電阻r=1.0，線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷和R=3.0的定值電阻相連接。線圈所在空間存在水平向右的勻強磁場，磁感應強度B=1.0T，在外力驅動下線圈繞豎直固定中心軸O1O2勻速轉動，角速度=2.0rad/s。求：（1）電阻R兩端電壓的最大值；（2）從線圈通過中性面（即線圈平面與磁場方向垂直的位置）開始計時，經(jīng)過周期通過電阻R的電荷量；（3）在線圈轉動一周的過程中，整個電路產(chǎn)生的焦耳熱。（本問保留3位有效數(shù)字）18.直流電動機是一種使用直流電流的動力裝置，其簡化模型如圖1所示，固定于水平面的U形導線框處于豎直向下、磁感應強度為的勻強磁場中，導線框兩平行導軌間距為，左端接一電動勢為、內(nèi)阻不計的電源。一質(zhì)量為、電阻為的導體棒垂直導線框放置并接觸良好。閉合開關S，導體棒從靜止開始運動。忽略摩擦阻力和導線框的電阻，平行軌道足夠長。（1）在圖2中畫出速度隨時間變化的示意圖；（2）求導體棒的最大速度；（3）求導體棒達到最大速度的過程中電源釋放的總能量。19.1897年湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后，許多科學家為測量電子的電荷量做了大量的探索。1907—1916年密立根用帶電油滴進行實驗，發(fā)現(xiàn)油滴所帶的電荷量是某一數(shù)值的整數(shù)倍，于是稱這一數(shù)值為基本電荷。如圖所示，兩塊完全相同的金屬極正對著水平放置，板間的距離為。當質(zhì)量為的微小帶電油滴在兩板間運動時，所受空氣阻力的大小與速度大小成正比。兩板間不加電壓時，可以觀察到油滴豎直向下做勻速運動，通過某一段距離所用時間為；當兩板間加電壓（上極板的電勢高）時，可以觀察到同一油滴豎直向上做勻速運動，且在時間內(nèi)運動的距離與在時間內(nèi)運動的距離相等。忽略空氣浮力。重力加速度為。（1）判斷上述油滴的電性；（2）求上述油滴所帶電荷量；（3）測量不同油滴帶電量的大小，并記錄下多組的測量值如下表所示（單位：）。請對表中的數(shù)據(jù)進行分析并得出結論。6.418.019.6511.2312.8320.一個單色光源向四周均勻地發(fā)射能量，功率為，在離光源距離處，正對光源放置一小塊鉀箔，鉀的逸出功為，假設入射光的能量是連續(xù)平穩(wěn)地傳給鉀箔，單色光的波長為，普朗克常量為，光在真空中的速度為。（1）求該單色光使鉀箔產(chǎn)生光電子的最大初動能；（2）按照經(jīng)典電磁理論，電子若持續(xù)累積吸收足夠的能量就可以逃逸出鉀箔，假設一個電子收集能量的圓形截面半徑為，求：①電子被逐出的最短時間表達式；②取，，，，通過數(shù)據(jù)論證經(jīng)典電磁理論在解釋光電效應現(xiàn)象時是否合理？談談你的看法。21.氫原子是一種簡單原子，核外僅有一個電子，其電子的質(zhì)量為，電荷量為，靜電力常量為，普朗克常量為，光在真空中的速度為，不考慮相對論效應。（1）按照經(jīng)典電磁理論，氫原子中核外電子繞核做半徑