2022-2023學(xué)年北京市通州區(qū)高二（下）期末物理試卷（含解析）

第第頁2022-2023學(xué)年北京市通州區(qū)高二（下）期末物理試卷（含解析）2022-2023學(xué)年北京市通州區(qū)高二（下）期末物理試卷

一、單選題（本大題共14小題，共42.0分）

1.根據(jù)盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型解釋粒子散射實(shí)驗(yàn)，使極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是()

A.原子核對粒子的萬有引力B.原子核對粒子的庫侖斥力

C.核外電子對粒子的萬有引力D.核外電子對粒子的庫侖斥力

2.根據(jù)玻爾的原子模型，一個氫原子從能級躍遷到能級時，該氫原子()

A.吸收光子，能量減小B.放出光子，能量減小

C.放出光子，能量不變D.吸收光子，能量不變

3.用同一束單色光，在同一條件下先后照射鋅板和銀板，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。在以上兩次實(shí)驗(yàn)中，對于下列四個物理量，一定相同的是()

A.光子的能量B.光電子的逸出功C.光電子的動能D.光電子的最大動能

4.如圖甲所示，把小球安裝在彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球和彈簧穿在光滑的水平桿上。小球振動時，沿垂直于振動方向以速度勻速拉動紙帶，紙帶上可以留下痕跡，、是紙帶上的兩點(diǎn)，不計阻力，如圖乙所示。根據(jù)此實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()

A.時間內(nèi)小球運(yùn)動的路程為B.小球通過點(diǎn)的速度小于通過點(diǎn)的速度

C.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.減小小球振動的振幅，其周期也會減小

5.一列沿軸正方向傳播的簡諧橫波某時刻的波形圖如圖所示，下列判斷正確的是()

A.此時質(zhì)點(diǎn)的速度方向沿軸負(fù)方向B.此時質(zhì)點(diǎn)的加速度方向沿軸正方向

C.此時質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)的速度相同D.此時質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)的相位相同

6.如圖甲所示為一列簡諧橫波在時波的圖像，為介質(zhì)中的一個質(zhì)點(diǎn)。圖乙是質(zhì)點(diǎn)的振動圖像，那么該波的傳播速度和傳播方向是()

A.，沿軸負(fù)方向B.，沿軸負(fù)方向

C.，沿軸正方向D.，沿軸正方向

7.如圖所示，在一條張緊的繩子上掛幾個擺，其中、的擺長相等。先讓振動起來，其它各擺隨后也跟著做受迫振動。穩(wěn)定后，下列說法正確的是()

A.B、、擺的振動頻率不同B.B、、擺的振動頻率相同

C.擺振幅最大D.擺振幅最大

8.有關(guān)光的現(xiàn)象，下列說法正確的是()

A.雨后的天空出現(xiàn)彩虹，這是光的偏振現(xiàn)象

B.光照射細(xì)金屬絲。在其后放置的光屏上出現(xiàn)明暗相間條紋，是光的衍射現(xiàn)象

C.在陽光照射下肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋，這是光的全反射現(xiàn)象

D.用光導(dǎo)纖維傳送圖像信息，這其中應(yīng)用到了光的干涉現(xiàn)象

9.如圖所示，是光線由空氣射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射入空氣中的光路圖。點(diǎn)是半圓形玻璃磚的圓心，該現(xiàn)象一定不可能發(fā)生的是()

A.B.

C.D.

10.如圖所示，一束光沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直的邊上，在玻璃磚與空氣的界面上發(fā)生反射和折射，入射角為，折射角為。下列說法正確的是()

A.反射光的頻率大于入射光的頻率B.折射光的波長等于入射光的波長

C.若增大入射角，則折射角將減小D.若增大入射角，則折射光將減弱

11.醫(yī)療檢查使用的掃描儀利用的是()

A.紅外線B.紫外線C.射線D.射線

12.有些金屬原子受激后，從某激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)時，會發(fā)出特定顏色的光。圖甲所示為鈉原子和鋰原子分別從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)的能級差值，鈉原子發(fā)出頻率為的黃光，可見光譜如圖乙所示。鋰原子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)發(fā)光顏色為()

A.紅色B.橙色C.綠色D.藍(lán)色

13.研究光電效應(yīng)的電路如圖所示，用藍(lán)光、較強(qiáng)的黃光和較弱的黃光分別照射密封真空管中的金屬極板，極板發(fā)射出的光電子在電路中形成的光電流與之間的電壓的關(guān)系圖像如圖乙所示。關(guān)于、、三條曲線，下列說法正確的是()

A.、為用黃光照射時得到的曲線，曲線對應(yīng)的黃光較強(qiáng)

B.、為用黃光照射時得到的曲線，曲線對應(yīng)的黃光較強(qiáng)

C.、為用黃光照射時得到的曲線，曲線對應(yīng)的黃光較強(qiáng)

D.、為用黃光照射時得到的曲線，曲線對應(yīng)的黃光較強(qiáng)

14.我國科研人員對“嫦娥五號”返回器攜帶的月壤樣品進(jìn)行研究，取得了重大科研成果。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)月球土壤里富含的氦是理想的熱核反應(yīng)原料，即利用一個氘核和一個氦發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生一個質(zhì)子和一個新核，并釋放能量。氦主要來自太陽風(fēng)太陽噴射出來的高能粒子流。月球沒有磁場和大氣的保護(hù)，太陽風(fēng)可以直接降落在月球表面，使其攜帶的氦得以保存，但氦在地球上含量極少。此外，中國科學(xué)院物理研究所在開展系統(tǒng)的物質(zhì)科學(xué)研究中首次發(fā)現(xiàn)天然玻璃纖維。這些具有超高長徑比的玻璃纖維來源于撞擊過程中黏稠液體的熱塑成型。和低長徑比的玻璃珠相比，形成這些玻璃纖維的液體粘度要更高，意味著對應(yīng)的撞擊溫度和撞擊速率更低。研究人員綜合分析了嫦娥五號月壤樣品中玻璃物質(zhì)的形態(tài)、成分、微觀結(jié)構(gòu)和形成機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)，月球表面存在著固、液、氣多種轉(zhuǎn)變路徑的玻璃起源。月球表面頻繁遭受的隕石及微隕石撞擊導(dǎo)致的礦物熔化和快速冷卻，產(chǎn)生了各種形態(tài)的玻璃物質(zhì)。根據(jù)以上信息及所學(xué)知識判斷，下列說法錯誤的是()

A.新核是

B.月球表面存在較為溫和的微撞擊事件

C.地磁場會使太陽風(fēng)中的氦發(fā)生偏轉(zhuǎn)，影響其到達(dá)地球表面

D.氦參與聚變反應(yīng)，不會產(chǎn)生核輻射，反應(yīng)過程中不會存在質(zhì)量虧損

二、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共16.0分）

15.如圖所示，某同學(xué)做“用單擺測重力加速度”實(shí)驗(yàn)。

以下步驟中錯誤的是___________，不必要的是___________。選填步驟前字母

A.用米尺測量出懸線的長度，并將它記為擺長，并用計算重力加速度

B.用天平測量出擺球的質(zhì)量

C.使單擺小角度擺動后，用停表記錄全振動次的時間，并計算出擺動周期

正確測量擺長完成后，在測量周期時，擺球振動過程中固定擺線的懸點(diǎn)處出現(xiàn)松動，擺長略微變長，這將會導(dǎo)致所測重力加速度的數(shù)值________選填“偏大”、“偏小”或“不變”。

實(shí)驗(yàn)時改變擺長正確測出幾組擺長和對應(yīng)的周期的數(shù)據(jù)，作出圖像，如圖所示。利用、兩點(diǎn)的坐標(biāo)可求得重力加速度，請寫出重力加速度的表達(dá)式________。

本實(shí)驗(yàn)用圖計算重力加速度，是否可以消除因擺球質(zhì)量分布不均勻而造成的測量誤差？請說明道理________。

16.如圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離。然后，接通電源使光源正常工作。

“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，光具座上、、處放置的光學(xué)元件依次為_________選填選項前字母。

A.濾光片雙縫單縫濾光片單縫雙縫

C.單縫濾光片雙縫雙縫濾光片單縫

已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺游標(biāo)尺上有分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，使分劃板中心刻度線與某條紋中心對齊，如圖所示，此時測量頭上主尺和副尺的示數(shù)情況如圖所示，此示數(shù)為________；接著再轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻度線與某條紋中心對齊，測得到條紋間的距離為。利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計算可得經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長________保留位有效數(shù)字。

另一同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好。若他對實(shí)驗(yàn)裝置作了一下改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加。以下改動可能實(shí)現(xiàn)這個效果的是_______選填選項前字母。

A.僅將濾光片移至單縫和雙縫之間僅將單縫遠(yuǎn)離雙縫移動少許

C.僅將單縫與雙縫的位置互換僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片

三、簡答題（本大題共4小題，共42.0分）

17.如圖為光導(dǎo)纖維可簡化為長玻璃絲的示意圖，玻璃絲長為，折射率為，代表端面。為使光能從玻璃絲的端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光在端面上的入射角?yīng)滿足的條件。

18.如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)磁場中，正方形閉合線圈繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈通過滑環(huán)和電刷與一個電阻和一個理想交流電壓表相連接。已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。線圈匝數(shù)匝，邊長，線圈電阻，線圈轉(zhuǎn)動的角速度，電阻，求：

線圈轉(zhuǎn)到與磁場平行時，線圈中的電動勢；

交流電壓表的示數(shù)。

19.如圖所示，有一個單匝正方形閉合線框，邊長為，質(zhì)量為。線框下方有一水平勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直線框所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場區(qū)域?qū)挾葹?。在磁場上方某一高度處釋放線框，線框在下落過程中始終與磁場方向垂直，且邊保持水平。若線框恰好以速度勻速通過磁場，重力加速度為，空氣阻力可忽略不計，求：

線框進(jìn)入磁場過程中，兩點(diǎn)間的電勢差；

線框通過磁場過程中產(chǎn)生的熱量；

若將線框從更高的地方釋放，請分析說明線框通過磁場過程中的運(yùn)動情況。

20.如圖所示，兩根相距為的光滑金屬導(dǎo)軌、固定在水平面內(nèi)，并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。在導(dǎo)軌的左端接入一阻值為的定值電阻，將質(zhì)量為，電阻可忽略不計的金屬棒垂直放置在導(dǎo)軌上。金屬棒以恒定速度向右運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計空氣阻力。回答以下問題：

若所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為且保持不變，試從磁通量變化、電動勢的定義、自由電子的受力和運(yùn)動，或功能關(guān)系等角度入手，選用兩種方法推導(dǎo)棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大?。?/p>

某同學(xué)對此安培力的作用進(jìn)行了分析，他認(rèn)為：安培力的實(shí)質(zhì)是形成電流的定向移動的電荷所受洛倫茲力的合力，而洛倫茲力是不做功的，因此安培力也不做功。你認(rèn)為他的觀點(diǎn)是否正確，并說明理由。假設(shè)電子在金屬棒中定向移動可視為勻速運(yùn)動，電子電荷量為

答案和解析

1.【答案】

【解析】微觀粒子間的萬有引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于庫侖力；所以使極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力不是原子核對粒子的萬有引力，也不是核外電子對粒子的萬有引力；粒子和電子接近時，它們之間就有庫侖引力作用，但由于電子的質(zhì)量只有粒子質(zhì)量的七千三百分之一，粒子與電子碰撞就像一顆子彈與一個灰塵碰撞一樣，粒子的運(yùn)動方向幾乎不改變，所以使極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是原子核對粒子的庫侖斥力，當(dāng)粒子與原子核距離較近時，之間的庫侖斥力很大，使得粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。

故選B。

2.【答案】

【解析】一個氫原子從能級躍遷到能級時，從高能級向低能級躍遷，該氫原子的能量減小，以光子的形式釋放能量。

3.【答案】

【解析】用同一束單色光先后照射鋅板和銀板，一定相同的是入射光的光子能量，根據(jù)光電效應(yīng)方程

不同的金屬，逸出功不同，則最大初動能不同，但是光電子的動能可能相同。

故選A。

4.【答案】

【解析】A.是時間內(nèi)紙帶運(yùn)動的路程，并不是小球的運(yùn)動路程，故A錯誤；

B.由圖乙可知小球通過點(diǎn)時更衡位置，其速度大于通過點(diǎn)的速度，故B錯誤；

C.小球振動過程只有彈簧的彈力做功，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故C正確；

D.小球的運(yùn)動為簡諧運(yùn)動，其振動周期與振幅無關(guān)，減小小球振動的振幅，其周期不會減小，故D錯誤。

故選C。

5.【答案】

【解析】A.根據(jù)同側(cè)法可知此時質(zhì)點(diǎn)的速度方向沿軸負(fù)方向，故A正確；

B.由圖可知，此時質(zhì)點(diǎn)的位移為正，則質(zhì)點(diǎn)所受的回復(fù)力方向指向軸負(fù)方向，結(jié)合牛頓第二定律可知此時質(zhì)點(diǎn)的加速度方向沿軸負(fù)方向，故B錯誤；

C.由圖可知，此時質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)的速度大小相同，方向相反，故C錯誤；

D.根據(jù)同側(cè)法可知的速度方向沿軸負(fù)方向，質(zhì)點(diǎn)的速度方向沿軸正方向，則此時質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)的相位不相同，故D錯誤。

故選A。

6.【答案】

【解析】由圖乙可知質(zhì)點(diǎn)在時沿軸正方向振動，根據(jù)波形平移法可知，該波沿軸正方向傳播；由圖甲可知波長為，由圖乙可知周期為，則波速為

故選D。

7.【答案】

【解析】由擺擺動從而帶動其它個單擺做受迫振動，受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，故其它各擺振動頻率跟擺相同，故A錯誤，B正確；

受迫振動中，當(dāng)驅(qū)動力頻率等于固有頻率時，出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅達(dá)到最大，由于擺的固有頻率與擺的相同，故B擺發(fā)生共振，振幅最大，故CD錯誤。

故選B。

8.【答案】

【解析】A.雨后的天空出現(xiàn)彩虹，這是光的色散現(xiàn)象，故A錯誤；

B.光照射細(xì)金屬絲。在其后放置的光屏上出現(xiàn)明暗相間條紋，是光的衍射現(xiàn)象，故B正確；

C.在陽光照射下肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋，這是光的薄膜干涉現(xiàn)象，故C錯誤；

D.用光導(dǎo)纖維傳送圖像信息，這其中應(yīng)用到了光的全反射現(xiàn)象，故D錯誤。

故選B。

9.【答案】

【解析】由于玻璃的折射率大于空氣，故光由空氣斜射入玻璃時，折射角要小于入射角，故A錯誤，符合題意；B正確，不符合題意；

C.當(dāng)光由玻璃斜射入空氣時，折射角大于入射角，故C正確，可能發(fā)生，不符合題意；

D.光由玻璃磚垂直射向空氣時，傳播方向不發(fā)生變化，故D正確，不符合題意。

故選A。

10.【答案】

【解析】解：光發(fā)生反射和折射后頻率不變，所以反射光的頻率等于入射光的頻率，故A錯誤；

B.折射光的傳播速度大于入射光的傳播速度，頻率相同，由可知折射光的波長大于入射光的波長，故B錯誤；

C.由，可知若增大入射角，則折射角將增大，故C錯誤；

D.若增大入射角，反射光增強(qiáng)，折射光將減弱。故D正確。

故選：。

光發(fā)生反射和折射后頻率不變；折射光的傳播速度大于入射光的傳播速度，頻率相同，由可知折射光的波長大于入射光的波長；由，可知若增大入射角，則折射角將增大；增大入射角，反射光增強(qiáng)，折射光將減弱。

本題考查光的折射與反射，學(xué)生可結(jié)合折射定律分析求解。

11.【答案】

【解析】醫(yī)療檢查使用的掃描儀利用的是射線。

12.【答案】

【解析】根據(jù)題意可知，鈉原子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)有

鋰原子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)有

聯(lián)立可得

根據(jù)圖乙可知鋰原子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)發(fā)光顏色為紅色。

故選A。

13.【答案】

【解析】

【分析】

本題考查光電效應(yīng)方程和遏止電壓的應(yīng)用，基礎(chǔ)題目。

根據(jù)光電效應(yīng)方程和遏止電壓結(jié)合圖乙得出、、對應(yīng)照射的光線，結(jié)合飽和電流與光強(qiáng)的關(guān)系得出曲線、、對應(yīng)的光強(qiáng)的關(guān)系即可判斷。

【解答】

黃光的頻率小于藍(lán)光的頻率，根據(jù)光電效應(yīng)方程：

再根據(jù)動能定理可得

即

可見頻率越大則對應(yīng)的截止電壓越大，截止電壓相等，則光的頻率相等，故為藍(lán)光，和為黃光；根據(jù)飽和光電流的大小與光強(qiáng)成正比，可知曲線對應(yīng)的黃光的光強(qiáng)大于曲線對應(yīng)的黃光的光強(qiáng)。故A正確，BCD錯誤。

故選A。

14.【答案】

【解析】A.一個氘核和一個氦發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生一個質(zhì)子和一個新核，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，新核是，故A正確，不滿足題意要求；

B.根據(jù)題意可知月球表面存在較為溫和的微撞擊事件，故B正確，不滿足題意要求；

C.由于氦帶正電，則地磁場會使太陽風(fēng)中的氦發(fā)生偏轉(zhuǎn)，影響其到達(dá)地球表面，故C正確，不滿足題意要求；

D.氦參與聚變反應(yīng)，不會產(chǎn)生核輻射，但反應(yīng)過程中釋放能量，存在質(zhì)量虧損，故D錯誤，滿足題意要求。

故選D。

15.【答案】偏小見詳解

【解析】用米尺測量出懸線的長度，并將它記為擺長是錯誤的，擺長應(yīng)該為懸線長度加小球半徑，項錯誤；

B.本實(shí)驗(yàn)不需要用天平測量出擺球的質(zhì)量，項不必要；

C.使單擺小角度擺動后，用停表記錄全振動次的時間，并計算出擺動周期

項正確。

故錯誤的選A，不必要的選B。

擺長變長，會導(dǎo)致擺長的測量值偏小，由重力加速度表達(dá)式

可知，重力加速度測量值偏小。

根據(jù)單擺周期公式

可得

由圖像可知

得重力加速度為

通過前面的分析可知，若擺球質(zhì)量分布不均勻，圖像的斜率仍保持不變，所以可以消除因擺球質(zhì)量分布不均勻而造成的測量誤差，即用圖像法計算重力加速度與當(dāng)?shù)卣鎸?shí)值相比保持不變。

16.【答案】

【解析】因?yàn)殡p縫干涉實(shí)驗(yàn)是讓單色光通過雙縫在光屏上形成干涉圖案，所以先讓光源通過濾光片形成單色光，再經(jīng)過單縫形成相干光，后通過雙縫形成干涉條紋，所以光具座上、、處放置的光學(xué)元件依次為濾光片、單縫、雙縫。

故選B。

圖游標(biāo)卡尺示數(shù)為

到條紋間的距離為，由圖可知到條紋間的距離為個條紋寬度，則

根據(jù)

解得

對實(shí)驗(yàn)裝置改動后，再像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加，可知條紋的寬度減小，由公式

A.僅將濾光片移至單縫和雙縫之間，、、都不改變，則不變，故A錯誤；

B.僅將單縫遠(yuǎn)離雙縫移動少許，、、都不改變，則不變，故B錯誤；

C.僅將單縫與雙縫的位置互換，則入射光通過單縫后就會投到像屏上，所以像屏上得到的是單縫衍射圖像，不是雙縫干涉圖像，故C錯誤；

D.僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片，減小，、都不改變，則減小，故D正確。

故選D。

17.【答案】其中

【解析】光路如