10、北京市第四中學(xué)2020-2021高二下學(xué)期期末考試物理試題

物理試卷一、不定項選擇題（本大題共14小題；每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中有一個選項或多個選項正確。全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。）1.下列表述正確的是（）A.HeNO+X，X表示HeB.HHHen是重核裂變的核反應(yīng)方程C.放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)無關(guān)D.β衰變中放出的β射線是核外電子掙脫原子核的束縛而形成的【答案】C2.關(guān)于分子動理論，下列說法中正確的是（）

A.圖甲“用油膜法估測油酸分子大小”實驗中，應(yīng)先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉B.圖乙為水中某花粉顆粒每隔一定時間位置的連線圖，連線表示該花粉顆粒做布朗運動的軌跡C.圖丙為分子力F與分子間距r的關(guān)系圖，分子間距從r0開始增大時，分子力先變大后變小D.圖丁為大量氣體分子熱運動的速率分布圖，曲線②對應(yīng)的溫度較高【答案】CD3.對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E=mc2，下列說法中不正確的是（）A.E=mc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比B.根據(jù)ΔE=Δmc2可以計算核反應(yīng)中釋放的核能C.若m表示核電站參與反應(yīng)的鈾235的質(zhì)量，則E表示核反應(yīng)釋放的核能D.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，因此太陽的質(zhì)量在不斷減少【答案】C4.如圖甲所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁場方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電，電動勢e隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，則（）

A.該交流電的頻率為50HzB.該交流電電動勢的有效值為311VC.t時，穿過線框的磁通量為零D.t時，穿過線框的磁通量的變化率為零【答案】AD5.某電廠向遠(yuǎn)處輸送電能，輸電功率一定。原采用電壓U1輸電，后改用U2=20U1的電壓輸電，不考慮其它的變化，則（）A.輸電電流變?yōu)樵瓉淼?0倍B.輸電線上電壓損失變?yōu)樵瓉淼腃.輸電線上電能的損失降為原來的D.輸電線上電能的損失降為原來的【答案】BD6.如圖所示，兩束單色光a、b自空氣射向玻璃，經(jīng)折射后形成復(fù)合光束c，則下列說法正確的是（）

A.a光光子的能量比b光光子的能量大B.在玻璃中，a光的光速大于b光的光速C.從玻璃射向空氣時，a光的臨界角大于b光的臨界角D.經(jīng)同一雙縫干涉裝置得到干涉條紋，a光條紋寬度小于b光條紋寬度【答案】BC7.圖1是演示簡諧運動圖象的裝置，它由一根較長的細(xì)線和一個較小的沙漏組成。當(dāng)沙漏擺動時，若將沙漏下方的木板勻速拉出，漏出的沙在板上會形成一條曲線。通過對曲線的分析，可以確定沙漏的位移隨時間變化的規(guī)律。圖2是不同的兩個沙漏分別在兩塊木板上形成的曲線。若兩個沙漏的周期分別為T1、T2，木板1、木板2運動的速度大小分別為v1、v2，則（）

A.若v1=v2，則T1：T2=4：3B.若v1=v2，則T1：T2=3：4C.若T1>T2，則一定有v1<v2D.若T2>T1，則可能有v1=v2【答案】BCD8.圖1為一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，P是平衡位置在x處的質(zhì)點，Q是平衡位置在x處的質(zhì)點；圖2為質(zhì)點Q的振動圖像。下列說法正確的是（）A.此列波向+x方向傳播B.從t=0時起，質(zhì)點Q比質(zhì)點P先到達(dá)波谷C.在0～，該波沿x軸正方向傳播了4mD.在0～內(nèi)，質(zhì)點Q通過的路程為8m【答案】AC9.實驗觀察到，靜止在勻強磁場中A點的原子核發(fā)生衰變，衰變產(chǎn)生的物質(zhì)恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，運動方向和軌跡示意如圖。則（）A.發(fā)生的是衰變，軌跡1是粒子的B.發(fā)生的是衰變，磁場方向垂直紙面向里C.發(fā)生的是衰變，軌跡1是電子的D.發(fā)生的是衰變，磁場方向垂直紙面向外【答案】AB10.下列說法正確是（）A.物體溫度升高，物體內(nèi)所有分子熱運動的速率都增大B.物體的溫度升高，物體內(nèi)大量分子的平均動能增大C.氣體壓強產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對器壁的持續(xù)頻繁的撞擊D.氣體的壓強越大，單位體積內(nèi)氣體的分子個數(shù)一定越多【答案】BC11.氫原子的能級圖如圖甲所示，一群處于第4能級的氫原子，向低能級躍遷過程中能發(fā)出6種不同頻率的光，其中只有頻率為兩種光可讓圖乙所示的光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)。分別用頻率為的兩個光源照射光電管陰極K，測得電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法中正確的是（）A.處于第4能級氫原子可以吸收一個能量為的光子并電離B.圖丙中的圖線a所表示的光是氫原子由第4能級向基態(tài)躍遷發(fā)出的C.圖丙中的圖線b所表示的光的光子能量為12.75eVD.用圖丙中的圖線a所表示的光照射陰極K時，光電子的最大初動能比用圖線b所表示的光照射時更大【答案】C12.一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化如圖所示，第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B，第二種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)C，比較兩種變化過程（）

A.從狀態(tài)A到狀態(tài)C，氣體體積不斷增大B.兩個過程氣體內(nèi)能變化相同C.兩個過程氣體對外界做功相同D.兩個過程氣體吸收的熱量一樣多【答案】AB13.兩個內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A和B，汽缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封住完全相同的理想氣體，如圖所示，現(xiàn)在活塞上表面緩慢倒入細(xì)砂，若最終倒入A中活塞上細(xì)砂的質(zhì)量大于倒入B中活塞上細(xì)砂的質(zhì)量，則當(dāng)活塞重新平衡后（）

A.汽缸A內(nèi)氣體的壓強大于汽缸B內(nèi)氣體的壓強B.汽缸A內(nèi)氣體的體積大于汽缸B內(nèi)氣體的體積C.汽缸A內(nèi)氣體分子的平均動能大于汽缸B內(nèi)氣體分子的平均動能D.汽缸A內(nèi)氣體的溫度大于汽缸B內(nèi)氣體的溫度【答案】ACD14.人眼對綠光最為敏感，如果每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺。現(xiàn)有一個光源在空間某點以P的功率均勻地向各個方向發(fā)射波長為λ的綠光，假設(shè)眼睛瞳孔在暗處的直徑為d，則人眼能夠看到這個光源的最遠(yuǎn)距離為（）（不計空氣對光的吸收，普朗克常數(shù)為h，真空中的光速為c）A. B. C. D.【答案】A二、實驗題（本大題共2小題，共16分。請把答案填在答題紙上）15.（1）如下圖所示：某同學(xué)對實驗裝置進行調(diào)節(jié)并觀察實驗現(xiàn)象：①圖甲、圖乙是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是___________。②下述現(xiàn)象中能夠觀察到的是__________。A．將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬B．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬C．換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄D．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失③移動測量頭上的手輪，使分劃板的中心刻線對準(zhǔn)第1條亮紋的中心，記下此時手輪上螺旋測微器的讀數(shù)x1.轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板的中心刻線向右移動對準(zhǔn)第4條亮紋的中心，此時手輪上螺旋測微器的讀數(shù)x2如圖所示，則讀數(shù)x2=___________mm；已知雙縫與屏的距離為L，雙縫間距為d。計算波長的公式=___________；（用題目中給出的字母表示）【答案】①.圖甲②.AC③.④.16.某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。①該同學(xué)在測量單擺的周期時，他用秒表記下了單攖做50次全振動的時間，如圖甲所示，秒表的讀數(shù)為___________s。

②該同學(xué)測得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值，造成這一情況的原因可能是___________（選填選項前的字母）。A．開始擺動時振幅較小B．開始計時時，過早按下秒表C．測量周期時，誤將擺球（n-1）次全振動的時間記為n次全振動的時間③該同學(xué)改進處理數(shù)據(jù)的方法。他測量得到6組擺長L（擺線L長度與小球半徑之和）和對應(yīng)的周期T，畫出L-T2圖線，然后在圖線上選取A、B兩個點，坐標(biāo)如圖乙所示。則當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_(dá)式g=___________。處理完數(shù)據(jù)后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)小球質(zhì)量分布不均勻，請問：這對他利用圖像計算重力加速度有無影響？答：___________（選填“有影響”或“無影響”）。【答案】①.②.C③.④.無影響三、簡答與計算題（本大題共5小題，共42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。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）17.固定在振動片上的金屬絲周期性觸動水面可形成水波。當(dāng)振動片在水面上移動時，拍下如圖所示的照片，請利用所學(xué)知識分析振動片是向左移動還是向右移動？在物理學(xué)中這種現(xiàn)象稱為什么效應(yīng)？請列舉生活中應(yīng)用該效應(yīng)的一個實例。【答案】向左，多普勒效應(yīng)，超聲波測速儀18.如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)n1:n2=3:1，原線圈電路中接有一量程為3A的理想交流電流表，副線圈兩端接有理想交流電壓表、可變電阻R以及若干6V、6W的相同燈泡．輸入端交變電壓u的圖象如圖乙所示．（1）求圖甲中電壓表的讀數(shù)；（2）要求燈泡均正常發(fā)光，求電路中最多允許接入的燈泡個數(shù)；（3）為滿足第（2）問要求，求可變電阻R應(yīng)調(diào)到的電阻值．【答案】（1）9V(2）9盞（3）Ω19.將一測力傳感器連接到計算機上就可以測量快速變化的力。圖甲中O點為單擺的固定懸點，現(xiàn)將小擺球（可視為質(zhì)點）拉至A點，此時細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來回擺動，其中B點為運動中的最低位置，∠AOB=∠COB=θ，θ小于5°且是未知量。圖乙表示由計算機得到的小球?qū)[線的拉力大小F隨時間t變化的曲線，且圖中t=0時刻為擺球從A點開始運動的時刻。試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖中）所給的信息求：（g取10m/s2）（1）單擺的振動周期和擺長；（2）擺球的質(zhì)量；（3）擺球運動過程中的最大速度。

【答案】；；20.電子的發(fā)現(xiàn)揭開了人類對原子結(jié)構(gòu)的探索，高速運動的電子作為原子結(jié)構(gòu)中的基本粒子，即具有粒子性又具有波動性，利用這一特性制成的電子顯微鏡為進一步對微觀世界進行研究提供了可能。（1）1897年，JJ湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流，并求出了這種粒子的比荷，并將這種粒子命名為電子他的研究裝置如圖所示。真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子經(jīng)加速后，穿過A、B中心的小孔沿直線進入到兩塊水平正對放置的平行金屬板D1、D2的區(qū)域。金屬板D1、D2之間未加電場時，射線不偏轉(zhuǎn)，射在屏上P1點。按圖示方式施加電場強度為E的電場之后，射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)并射到屏上P2點。為了抵消陰極射線的偏轉(zhuǎn)，使它從P2點回到P1，需要在兩塊金屬板之間的區(qū)域再施加一個大小合適、方向垂直于紙面向里的勻強磁場。（a）若施加的勻強磁場磁感應(yīng)強度為B，求出陰極射線的速度v的表達(dá)式。（b）去掉D1、D2間的電場，只保留（a）中的勻強磁場B．由于磁場方向與射線運動方向垂直，陰極射線在D1、D2之間有磁場的區(qū)域內(nèi)會形成一個半徑為r的圓弧，使得陰極射線落在屏上P3點根據(jù)題目所給信息推導(dǎo)電子比荷的表達(dá)式。（2）1927年英國物理學(xué)家GP湯姆孫用高能粒子進行電子的衍射實驗，當(dāng)電子波長與X射線波長相同時，湯姆孫看到了與X射線衍射圖樣完全一樣的電子衍射圖樣如圖所示），證明了實物粒子具有波動性，表明德布羅意的假說是正確的。電子通過加速可以獲得更小的德布羅意波長，這也是電子顯微鏡相對于光學(xué)顯微鏡的優(yōu)勢。已知：電子質(zhì)量m0=9×10-31kg，電子電量e=1.6×10-19C，普朗克常量h=6.6×10-34J·s，真空中光速c=3×108m/s，求：（a）電子通過電勢差為的加速電場后，其德布羅意波長；（b）相同樣品上能夠產(chǎn)生相同衍射圖樣X射線光子的能量為多少電子伏特?！敬鸢浮?1)(a)；(b)；(2)(a)(b)21.人類對原子的研究從未停止，從盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型到玻爾氫原子的能級理論，逐漸揭開原子結(jié)構(gòu)的奧秘。(1)盧瑟福利用α粒子（質(zhì)量為4u、帶電量為2e）轟擊金箔的散射實驗來估算金原子核（帶電量為79e）的半徑：可以認(rèn)為在α粒子靠近金原子核的過程中金原子核始終靜止不動，而從離子源射出的α粒子與金原子核的最小距離即為金原子核的半徑。已知：從離子源射出的α粒子速度為光速的十分之一，即3×107m/s，電子電量e=1.6×10-19C，靜電力常數(shù)k=9.0×109N·m2/C2，1u=1.67×10-27kg；當(dāng)取無窮遠(yuǎn)處電勢為零時，兩個相距為r的點電荷Q、q具有的電勢能的表達(dá)式為。試根據(jù)已給數(shù)據(jù)估算金原子核半徑（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。(2)在玻爾的氫原子理論中，電子繞原子核做勻速圓周運動的軌道半徑是量子化的。電子的軌道半徑和動量必須滿足量子化條件，式中h是普朗克常量，r是軌道半徑，v是電子在該軌道上的速度大小，n是軌道量子數(shù)，可以取1、2、3……等正整數(shù)。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為-e靜電力常量為k，光在真空中的傳播速度為c，普朗克常數(shù)為h，試根據(jù)上述量子化條件：（a）試求電子在任意軌道運動的軌道半徑rn的表達(dá)式（b）試求電子處于任意軌道時氫原子能級En的表達(dá)式（提示：當(dāng)取無窮遠(yuǎn)處電勢為零時，當(dāng)電子軌道半徑為rn時，氫原子系統(tǒng)的電勢能為）（c）在玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論中，氫原子由高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時能發(fā)出一系列不同頻率的光，波長可以用巴耳末一里德伯公式來計算，式中λ為波長，R為里德伯常量，n、k分別表示氫原子躍遷前和躍遷后所處狀態(tài)的量子數(shù)對于每一個k，有n=k+1、k+2、k+3……請你根據(jù)已知物理量，寫出里德伯常量R的表達(dá)式?！敬鸢浮?1)；(2)(a)，(b)，(c)若您具有豐富教學(xué)經(jīng)驗，若您對教輔資料有獨到的見解，若您也希望“讓每一位學(xué)生分享高品質(zhì)教育”，別猶豫，我們尋找的就是您！加入我們，共同打造師生喜愛的優(yōu)質(zhì)教輔！招募要