2020-2021學(xué)年江蘇省南通市海安高級中學(xué)高二（下）期末物理試卷

2020-2021學(xué)年江蘇省南通市海安高級中學(xué)高二（下）期末物理

試卷

一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題4分，共計(jì)40分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,

只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求）

1.（4分）關(guān)于下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象的說法，正確的是（）

A.圖甲說明薄板是非晶體

B.圖乙說明氣體速率分布隨溫度變化且TI>T2

C.圖丙說明氣體壓強(qiáng)的大小既與分子動能有關(guān)也與分子的密集程度有關(guān)

D.圖丁說明水龜受到了浮力作用

2.（4分）如圖甲所示，一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播在t=0時(shí)刻剛好傳到坐標(biāo)原點(diǎn)，圖

乙為介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)M的振動圖像。下列說法正確的是（）

A.質(zhì)點(diǎn)M平衡位置的坐標(biāo)XM=-4m

B.質(zhì)點(diǎn)M平衡位置的坐標(biāo)XM=12m

C.質(zhì)點(diǎn)M在0~7s時(shí)間內(nèi)的路程S=70cm

D.質(zhì)點(diǎn)M在0?7s時(shí)間內(nèi)的路程S=10cm

3.（4分）中國計(jì)劃2020年左右建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由5

顆靜止軌道衛(wèi)星（地球同步衛(wèi)星，離地高度約為36266km）、27顆中地球軌道衛(wèi)星（離

地高度約21000km）及其它軌道衛(wèi)星共35顆組成（）

A.靜止軌道衛(wèi)星指相對地表靜止，其可定位在杭州正上空

B.中地球軌道衛(wèi)星比同步衛(wèi)星角速度更大

C.中地球軌道衛(wèi)星周期大于24小時(shí)

D.中地球軌道衛(wèi)星的環(huán)繞速度大于7.9km/s

4.（4分）質(zhì)量為M的人站在地面上，用繩通過定滑輪將質(zhì)量為m的重物從高處放下，如

圖所示（a<g）,則人對地面的壓力大小為（）

A.（m+M）g-maB.M（g-a）-maC.（M-m）g+maD.Mg-ma

5.（4分）如圖所示，在斯特林循環(huán)的P-V圖象中，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過

狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A,下列說法中正確的是（）

A.狀態(tài)A的溫度高于狀態(tài)C的溫度

B.B-C過程中，單位體積里氣體分子數(shù)目減小

C.C-D過程中，氣體分子每次與容器壁碰撞的平均沖力的平均值變小了

D.一個(gè)循環(huán)過程中，氣體要從外界吸收一定的熱量

6.（4分）氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線Ha、Hp、Hy和H”都是氫原子中電子

從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n=2的能級時(shí)發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，

可以判定（）

A.Ha對應(yīng)的前后能級之差最小

B.同一介質(zhì)對Ha的折射率最大

C.同一介質(zhì)中H$的傳播速度最大

D.用Hy照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hp也一定能

7.（4分）一負(fù)電荷從電場中A點(diǎn)由靜止釋放，只受靜電力作用，沿電場線運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí),

則A,B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場分布情況可能是圖中的（）

8.（4分）如圖所示，10匝矩形線框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場中，線框電阻不計(jì)，

面積為0.5n?,線框通過滑環(huán)與一理想變壓器的原線圈相連，副線圈接有兩只燈泡Li和

L2.已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1,開關(guān)斷開時(shí)Li正常發(fā)光，且電流表示數(shù)

為0.01A,則（）

A.若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線框中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值為200sinl（）0tV

B.燈泡Li的額定功率為2W

C.若開關(guān)S閉合，燈泡Li將更亮

D.若開關(guān)S閉合，電流表示數(shù)將增大

9.（4分）在x軸上0、P兩點(diǎn)分別放置電荷量為qi、q2的點(diǎn)電荷，一帶正電的試探電荷在

兩電荷連線上的電勢能Ep隨x變化關(guān)系如圖所示，其中A、B兩點(diǎn)電勢能為零，BD段

A.qi和q2都是正電荷且qi>q2

B.BC間場強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向

C.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度

D.將一負(fù)點(diǎn)電荷從B點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力先做負(fù)功后做正功

10.（4分）用大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷釋放的光子，照射某種金屬，結(jié)果

有兩種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。已知?dú)湓犹幵趎=l、2、3、4能級時(shí)的

能量分別為Ei、E2、E3、E4,能級圖如圖所示。普朗克常量為h,則下列判斷正確的是

()

nE/rV

oc........................0

4-0.R5

3LSI

1---------------------3.40

|一?13.6

A.這些氫原子共發(fā)出8種不同頻率的光子

B.氯原子從n=4能級躍遷到n=l能級釋放光子，氫原子核外電子的動能減小

C.能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)的兩種光子的能量分別為E4-E3、E4-E2

D.金屬的逸出功Wo一定滿足關(guān)系：E2-EI<WO<E3-EI

二、非選擇題（本大題共6小題，共60分）

11.（6分）在做“用油膜法估測分子直徑的大小”的實(shí)驗(yàn)中；

實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下：

A.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)，再根據(jù)方格的邊長求

出油膜的面積S。

B.將一滴酒精油酸溶液滴在水面，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上

C.用淺盤裝入約2cm深的水，然后用琲子粉均勻地撒在水面上。

D.取一定體積的油酸和確定體積的酒精混合均勻配制成一定濃度的酒精油酸溶液。

E.根據(jù)酒精油酸溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V。

F.用注射器將事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體

積時(shí)的滴數(shù)。

G.由V/S得到油酸分子的直徑d?

（1）實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下：實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是o（填寫字母編號）

（2）在本實(shí)驗(yàn)中“將油膜分子看成緊密排列的球形，在水面形成單分子油膜”，體現(xiàn)的

物理思想方法是。

（3）若所用酒精油酸的濃度約為每104mL溶液中有純油酸6mL.用注射器測得1mL上

述溶液為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，坐標(biāo)中正方形方格的

邊長為1cm,由此可估測油酸分子的直徑是m.（保留一位有效數(shù)字）

12.（8分）如圖甲所示，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，像屏與雙縫屏間的距離L=700mm。然后，接通電源使光源正常工作。

①已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游標(biāo)尺）上有20分度。某同學(xué)調(diào)整手輪

后，使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對齊，如圖乙所示，此示數(shù)為mm；

接著再轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對齊，經(jīng)計(jì)算可得經(jīng)濾光片射向

雙縫的色光的波長入=m（保留2位有效數(shù)字）。

②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o

A.僅將濾光片移至單縫和雙縫之間

B.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

D.僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片。

13.（8分）微棱鏡增亮膜能有效提升LCD液晶顯示屏亮度。如圖甲所示為其工作原理截面

圖，從光源發(fā)出的光線通過棱鏡膜后，部分會定向出射到LCD上，等腰直角4ABC為

一微棱鏡的橫截面，NA=90°,緊貼BC邊上的P點(diǎn)放一點(diǎn)光源，BP=±§,,sin37°

43

=0.6,只研究從P點(diǎn)發(fā)出照射到AB邊上的光線。

?1?LCD

（1）某一光線從AB邊出射時(shí)，方向恰好垂直于BC邊，求該光線在微棱鏡內(nèi)的入射角

的正弦值；

（2）某一部分光線可以依次在AB、AC兩界面均發(fā)生全反射，再返回到BC邊，求該部

分光線在AB邊上的照射區(qū)域長度。

14.（8分）如圖，容積均為Vo的氣缸A、B下端有細(xì)管（容積可忽略）連通，閥門K2位

于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門Ki、K3,B中有一可自由滑動的活塞（質(zhì)量、

體積均可忽略）。初始時(shí)，三個(gè)閥門均打開；關(guān)閉K2、K3,通過Ki給汽缸打氣，每次可

以打進(jìn)氣壓為Po=latm,體積為O.2Vo的空氣，已知室溫為27℃,大氣壓為Po,汽缸導(dǎo)

熱，

（1）要使A缸的氣體壓強(qiáng)增大到4Po,應(yīng)打氣多少次？

（2）打開K2并緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20℃,求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積

和壓強(qiáng)。

15.（15分）如圖所示，固定斜面足夠長，斜面與水平面的夾角a=30°o勻速向下運(yùn)動，

工件上表面光滑，下端為擋板。某時(shí)，沿斜面向下以速度vo滑上工件，當(dāng)木塊運(yùn)動到工

件下端時(shí)（與擋板碰前的瞬間），工件速度剛好減為零，以后每隔一段時(shí)間，木塊就與工

件擋板碰撞一次，木塊始終在工件上運(yùn)動，重力加速度為g

（1）木塊滑上工件時(shí)，木塊、工件各自的加速度大?。?/p>

（2）木塊與擋板第1次碰撞后的瞬間，木塊、工件各自的速度大?。?/p>

（3）木塊與擋板第1次碰撞至第n（n=2,3,4,5,-??）次碰撞的時(shí)間間隔及此時(shí)間間

隔內(nèi)木塊和工件組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能4E。

16.（15分）1958年穆斯堡爾發(fā)現(xiàn)的原子核無反沖共振吸收效應(yīng)（即穆斯堡爾效應(yīng)）可用于

測量光子頻率極微小的變化，穆斯堡爾因此榮獲1961年諾貝爾物理學(xué)獎。類似于原子的

能級結(jié)構(gòu)，并能通過吸收或放出光子在能級間躍遷。原子核在吸收和放出光子時(shí)會有反

沖，部分能量轉(zhuǎn)化為原子核的動能（即反沖能），原子核的激發(fā)態(tài)相對于其基態(tài)的能量差

并不是一個(gè)確定值，而是在以Eo為中心、寬度為2r的范圍內(nèi)取值的。對于57Fe從第一

激發(fā)態(tài)到基態(tài)的躍遷，EO=2.31X1O15J,r^3.2X10'l3E（）o已知質(zhì)量mFe七9.5X10一

26kg,普朗克常量h=6.6X1034J.S,真空中的光速c=3.0X108m?sI

（1）忽略激發(fā)態(tài)的能級寬度，求反沖能，以及在考核反沖和不考慮核反沖的情形下，57Fe

從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)吸收的光子的頻率之差；

（2）考慮激發(fā)態(tài)的能級寬度，處于第一激發(fā)態(tài)的靜止原子核5:Fe*躍遷到基態(tài)時(shí)發(fā)出的

光子能否被另一個(gè)靜止的基態(tài)原子核57Fe吸收而躍遷到第一激發(fā)態(tài)57Fe*（如發(fā)生則稱為

共振吸收）？（直接寫出結(jié)果）

（3）現(xiàn)將57Fe原子核置于晶體中，該原子核在躍遷過程中不發(fā)生反沖。現(xiàn)有兩塊這樣

的晶體，其中一塊靜止晶體中處于第一激發(fā)態(tài)的原子核57Fe*發(fā)射光子，另一塊以速度運(yùn)

動的晶體中處于基態(tài)的原子核57Fe吸收光子。當(dāng)速度v的大小處于什么范圍時(shí)，會發(fā)生

共振吸收？如果由于某種原因到達(dá)吸收晶體處的光子頻率發(fā)生了微小變化，其相對變化

為IO?試設(shè)想如何測量這個(gè)變化（給出原理和相關(guān)計(jì)算）？

2020-2021學(xué)年江蘇省南通市海安高級中學(xué)高二（下）期末物理

試卷

參考答案與試題解析

一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題4分，共計(jì)40分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,

只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求）

1.（4分）關(guān)于下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象的說法，正確的是（）

A.圖甲說明薄板是非晶體

B.圖乙說明氣體速率分布隨溫度變化且TI>T2

C.圖丙說明氣體壓強(qiáng)的大小既與分子動能有關(guān)也與分子的密集程度有關(guān)

D.圖丁說明水電受到了浮力作用

【解答】解：A、圖甲說明薄板具有各向同性，說明薄板可能是多晶體。故A錯(cuò)誤；

B、圖乙看出溫度越高，可知T2>TI.故B錯(cuò)誤；

C、如圖丙可以說明，也與分子的密集程度有關(guān)；

D、水電停在水面上的原因是水電受到了水的表面張力的作用。

故選：C,

2.（4分）如圖甲所示，一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播在t=0時(shí)刻剛好傳到坐標(biāo)原點(diǎn)，圖

乙為介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)M的振動圖像。下列說法正確的是（）

圖甲圖乙

A.質(zhì)點(diǎn)M平衡位置的坐標(biāo)XM=-4m

B.質(zhì)點(diǎn)M平衡位置的坐標(biāo)XM=12m

C.質(zhì)點(diǎn)M在0?7s時(shí)間內(nèi)的路程S=70cm

D.質(zhì)點(diǎn)M在0?7s時(shí)間內(nèi)的路程S=10cm

【解答】解：AB、由圖甲可得：波長入=8m,故波速為：v=2」=B

T5

質(zhì)點(diǎn)M在t=2s時(shí)開始振動，故經(jīng)過波由坐標(biāo)原點(diǎn)向左傳至M點(diǎn)，所以M點(diǎn)的

平衡位置處于XM=-7m的位置；故A正確；

CD、在0-7s的時(shí)間內(nèi)反「

4

根據(jù)質(zhì)點(diǎn)M從平衡位置開始振動可得：質(zhì)點(diǎn)M的路程s=5A=8X10cm=50cm；故CD

錯(cuò)誤；

故選：Ao

3.（4分）中國計(jì)劃2020年左右建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由5

顆靜止軌道衛(wèi)星（地球同步衛(wèi)星，離地高度約為36266km）、27顆中地球軌道衛(wèi)星（離

地高度約21000km）及其它軌道衛(wèi)星共35顆組成（）

A.靜止軌道衛(wèi)星指相對地表靜止，其可定位在杭州正上空

B.中地球軌道衛(wèi)星比同步衛(wèi)星角速度更大

C.中地球軌道衛(wèi)星周期大于24小時(shí)

D.中地球軌道衛(wèi)星的環(huán)繞速度大于7.9km/s

【解答】解：A、靜止軌道衛(wèi)星相對于地球是靜止的，則只能位于赤道正上方；

B、衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動，其運(yùn)行速度越小，中地球軌道衛(wèi)星比同步衛(wèi)星衛(wèi)星離地心更

近，故B正確；

C、衛(wèi)星的軌道半徑越大，所以中地球軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期小于地球同步衛(wèi)星運(yùn)行周期，

故C錯(cuò)誤；

D、第一宇宙速度7.9km/s是衛(wèi)星繞地球圓周運(yùn)動的最大速度，則中地球軌道衛(wèi)星的環(huán)繞

速度小于7.9km/so

故選：Bo

4.(4分)質(zhì)量為M的人站在地面上，用繩通過定滑輪將質(zhì)量為m的重物從高處放下，如

圖所示(a<g),則人對地面的壓力大小為()

A.(m+M)g-maB.M(g-a)-maC.(M-m)g+maD.Mg-ma

【解答】解：以物體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得

mg-T=ma

解得，繩子的拉力T=m(g-a)

再以人為研究對象，根據(jù)平衡條件得

地面對人的支持力為N=Mg-T=Mg-m(g-a)=(M-m)g+ma

根據(jù)牛頓第三定律得知，人對地面的壓力大小N'=N=(M-m)g+mao

故選：C,

5.(4分)如圖所示，在斯特林循環(huán)的P-V圖象中，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過

狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A,下列說法中正確的是()

A.狀態(tài)A的溫度高于狀態(tài)C的溫度

B.B-C過程中，單位體積里氣體分子數(shù)目減小

C.C-D過程中，氣體分子每次與容器壁碰撞的平均沖力的平均值變小了

D.一個(gè)循環(huán)過程中，氣體要從外界吸收一定的熱量

【解答】解：A、A到B是等溫變化A=TB，B到C等容變化，壓強(qiáng)增大，即TB〈TC，

所以狀態(tài)A的溫度低于狀態(tài)C的溫度，故A錯(cuò)誤；

B、B-C過程中，單位體積里氣體分子數(shù)不變；

C、C-D過程，分子的平均動能不變，故C錯(cuò)誤；

D、一個(gè)循環(huán)中，氣體對外界做功W<0,故D正確；

故選：D。

6.（4分）氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線Ha、Hp、2和Hd,都是氫原子中電子

從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n=2的能級時(shí)發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，

可以判定（）

A.Ha對應(yīng)的前后能級之差最小

B.同一介質(zhì)對Ha的折射率最大

C.同一介質(zhì)中Hs的傳播速度最大

D.用Hy照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hp也一定能

【解答】解：A、四條譜線Ha、H。、HY和H6,在真空中的波長由長到短，根據(jù)丫年,

四條譜線Ha、Hp、Hy和HI的頻率是由低到高；那么它們的能量也是由小到大，

而-En=hy,則Ha對應(yīng)的前后能級之差最小，故A正確；

B、當(dāng)在同一介質(zhì)6,能量最大，那么其的折射率也最大a的折射率最小，故B錯(cuò)誤；

C、在同一介質(zhì)中，HL的折射率最大，由v=￡,其傳播速度最??；

n

D、若用Hy照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，由于Hp的能量小于HY，即Hp的頻率小于

Hy,依據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生條件，其入射頻率不小于極限頻率則H0不一定能，故D錯(cuò)誤；

故選：Ao

7.（4分）一負(fù)電荷從電場中A點(diǎn)由靜止釋放，只受靜電力作用，沿電場線運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí),

則A,B兩點(diǎn)所在區(qū)域的電場分布情況可能是圖中的（）

▲

vt/

0

【解答】解：由V-t圖象可知，粒子做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動，電場強(qiáng)度越來越大,

且負(fù)電荷受力與電場方向相反，C正確。

故選：C。

8.（4分）如圖所示，10匝矩形線框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場中，線框電阻不計(jì),

面積為0.50?,線框通過滑環(huán)與一理想變壓器的原線圈相連，副線圈接有兩只燈泡Li和

L2.己知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1,開關(guān)斷開時(shí)L|正常發(fā)光，且電流表示數(shù)

為0.01A,則（）

A.若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線框中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值為200sinl00tV

B.燈泡Li的額定功率為2W

C.若開關(guān)S閉合，燈泡Li將更亮

D.若開關(guān)S閉合，電流表示數(shù)將增大

【解答】解：A、變壓器的輸入電壓的最大值為：Um=NBS3=10X0.4X8.5X100=200V

從垂直中性面位置開始計(jì)時(shí)，故線框中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值為：u=UmCos3t=200cosl00t

（V）,故A錯(cuò)誤；

B、變壓器輸入電壓的有效值為：UI=-^=2J2V=100V2V

V3V2

開關(guān)斷開時(shí)L7正常發(fā)光，且電流表示數(shù)為0.01A,有：_L=，_3=0.1A

T2nl

燈泡L8的額定功率等于此時(shí)變壓器的輸入功率，為：P=UU=10&W,故B錯(cuò)誤;

C、若開關(guān)S閉合，故燈泡Li亮度不變；故C錯(cuò)誤；

D、若開關(guān)S閉合，輸出端電阻減小，故輸入電流也增加，故D正確;

故選：D。

9.（4分）在x軸上0、P兩點(diǎn)分別放置電荷量為qi、q2的點(diǎn)電荷，一帶正電的試探電荷在

兩電荷連線上的電勢能Ep隨x變化關(guān)系如圖所示，其中A、B兩點(diǎn)電勢能為零，BD段

中C點(diǎn)電勢能最大，則（）

A.qi和q2都是正電荷且qi>q2

B.BC間場強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向

C.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度

D.將一負(fù)點(diǎn)電荷從B點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力先做負(fù)功后做正功

【解答】解：A、由圖知從0到P電勢能一直減小，電勢一直降低，故A錯(cuò)誤：

B、由圖可知：從B到C,試探電荷帶正電，根據(jù)順著電場線電勢降低可知。故B正確;

C、根據(jù)圖象切線的斜率等于場強(qiáng)，A點(diǎn)的場強(qiáng)不等于零，故C錯(cuò)誤；

D、將一負(fù)點(diǎn)電荷從B移到D點(diǎn)，電勢能先減小后增大，故D錯(cuò)誤。

故選：B?

10.（4分）用大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷釋放的光子，照射某種金屬，結(jié)果

有兩種頻率的光子能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。已知?dú)湓犹幵趎=l、2、3、4能級時(shí)的

能量分別為Ei、E2、E3、能級圖如圖所示。普朗克常量為h,則下列判斷正確的是

（）

?---------------------13.6

A.這些氫原子共發(fā)出8種不同頻率的光子

B.氫原子從n=4能級躍遷到n=l能級釋放光子，氫原子核外電子的動能減小

C.能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)的兩種光子的能量分別為E4-E3、E4-E2

D.金屬的逸出功Wo一定滿足關(guān)系：E2-EI<WO<E3-EI

【解答】解：A、根據(jù)C2,所以這些氫原子總共可輻射出8種不同頻率的光；

4

132

B、由n=4能級躍遷到n=l能級過程中釋放能量，根據(jù)區(qū)號，丫知,電子動能增大；

r2r「

C、只有從n=4能級躍遷到n=l能級輻射出的光子能量，都大于這金屬的逸出功，不能

發(fā)生光電效應(yīng)；

D、根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生條件，￡3-￡7>'^（）與￡4-&>'\￥0，其它均小于Wo，故D正確。

故選：D。

二、非選擇題（本大題共6小題，共60分）

11.（6分）在做“用油膜法估測分子直徑的大小”的實(shí)驗(yàn)中；

實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下：

A.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)，再根據(jù)方格的邊長求

出油膜的面積S。

B.將一滴酒精油酸溶液滴在水面，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上

C.用淺盤裝入約2cm深的水，然后用琲子粉均勻地撒在水面上。

D.取一定體積的油酸和確定體積的酒精混合均勻配制成一定濃度的酒精油酸溶液。

E.根據(jù)酒精油酸溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V。

F.用注射器將事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體

積時(shí)的滴數(shù)。

G.由V/S得到油酸分子的直徑d?

（1）實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下：實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是DFECBAG。（填寫字母編號）

（2）在本實(shí)驗(yàn)中“將油膜分子看成緊密排列的球形，在水面形成單分子油膜”，體現(xiàn)的

物理思想方法是建模法。

（3）若所用酒精油酸的濃度約為每104mL溶液中有純油酸6mL.用注射器測得1mL上

述溶液為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，坐標(biāo)中正方形方格的

邊長為1cm,由此可估測油酸分子的直徑是6X10"）m.（保留一位有效數(shù)字）

【解答】解：（1）實(shí)驗(yàn)步驟為：將配制好的油酸酒精溶液，通過量筒測出I滴此溶液的

體積，等待形狀穩(wěn)定后，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，按不足半個(gè)舍去，統(tǒng)計(jì)出油酸薄

膜的面積，恰好就是油酸分子的直徑。

（2）在本實(shí)驗(yàn)中“將油膜分子看成緊密排列的球形，在水面形成單分子油膜”，即建模

法；

（3）由圖示可知，油膜所占方格數(shù)約為140個(gè)（135-150均正確）2；每滴酒精油酸溶

液中含有純油酸的體積：V=Z工Lx』丁=8X1（/6mL；

75164

一6

810

油酸分子的直徑：d=±=8*14——6X10cm=6X10mo

S140

故答案為：⑴DFECBAG；（2）建模法山

12.（8分）如圖甲所示，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，像屏與雙縫屏間的距離L=700mm。然后，接通電源使光源正常工作。

①已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游標(biāo)尺）上有20分度。某同學(xué)調(diào)整手輪

后，使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對齊，如圖乙所示，此示數(shù)為0.25mm：接

著再轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對齊，經(jīng)計(jì)算可得經(jīng)濾光片射向雙

縫的色光的波長入=4.8義IO,m（保留2位有效數(shù)字）。

②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D。

A.僅將濾光片移至單縫和雙縫之間

B.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

D.僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片。

【解答】解：(1)圖中游標(biāo)卡尺的主尺的刻度為0,游標(biāo)尺的第5刻度與上邊對齊，

A到B條紋間的距離為6.40mm,由圖可知A到B條紋間的距離為5個(gè)條紋寬度

△x=&4°mm=1.68mm

2

根據(jù)公式AXMLA得：入2°X2.687m

dL700

(2)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，可知各條紋的寬度

減小d-Mx得:小^上人

Ld

A.僅將濾光片移至單縫和雙縫之間，入，則不變；

B.僅將單縫遠(yuǎn)離雙縫移動少許，入，則不變；

C.僅將單縫與雙縫的位置互換。故C錯(cuò)誤；

D.僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片，L與d都不變。故D正確。

故選：D

故答案為：①0.253.8XQ7②口

13.(8分)微棱鏡增亮膜能有效提升LCD液晶顯示屏亮度。如圖甲所示為其工作原理截面

圖，從光源發(fā)出的光線通過棱鏡膜后，部分會定向出射到LCD上，等腰直角4ABC為

一微棱鏡的橫截面，ZA=90°,緊貼BC邊上的P點(diǎn)放一點(diǎn)光源，BP=匹，sin37°

43

=0.6,只研究從P點(diǎn)發(fā)出照射到AB邊上的光線。

的正弦值；

(2)某一部分光線可以依次在AB、AC兩界面均發(fā)生全反射，再返回到BC邊，求該部

分光線在AB邊上的照射區(qū)域長度。

【解答】解：（1）根據(jù)折射率定義，n再1

sinr

由題意知，i=45°

解得：sinr二典②

Sinrn10

（2）設(shè)光線在微棱鏡內(nèi)的臨界角為C,則有sinC=2,解得：C=37°

n

當(dāng)光線剛好在AB邊上M點(diǎn)發(fā)生全反射時(shí)，如粗紅實(shí)線光路所示:

在AB邊剛好全反射時(shí)，入射角a=37°,反射到AC邊的入射角a'=53°,

a'=53°>C,能夠發(fā)生全反射

過P點(diǎn)做AB的垂線與Q點(diǎn)，由幾何關(guān)系知PQ=a3

4&

當(dāng)光線剛好在AC邊上發(fā)生全反射時(shí)，如細(xì)綠實(shí)線光路所示：

在AC邊剛好全反射時(shí)，在AC邊的入射角0'=37°

由幾何關(guān)系知，在AB邊的入射角0=53°

且0=53°>C,能夠發(fā)生全反射

在4PQN中由幾何關(guān)系知：

QN=a,tan53°=—a

3

綜上所述，符合要求的區(qū)域?yàn)镸N="a=jY.

8412_

答：（1）該光線在微棱鏡內(nèi)的入射角的正弦值為雙0；

10

（2）該部分光線在AB邊上的照射區(qū)域長度為風(fēng)。

12

14.（8分）如圖，容積均為Vo的氣缸A、B下端有細(xì)管（容積可忽略）連通，閥門K2位

于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門Ki、K3,B中有一可自由滑動的活塞（質(zhì)量、

體積均可忽略）。初始時(shí)，三個(gè)閥門均打開；關(guān)閉K2、K3,通過Ki給汽缸打氣，每次可

以打進(jìn)氣壓為Po=latm,體積為O.2Vo的空氣，已知室溫為27℃,大氣壓為Po,汽缸導(dǎo)

熱,

（1）要使A缸的氣體壓強(qiáng)增大到4Po，應(yīng)打氣多少次？

（2）打開K2并緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高2（TC,求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積

和壓強(qiáng)。

【解答】解：（1）將A缸內(nèi)氣體與打氣進(jìn)入的氣體整體做為研究對象，設(shè)共打氣n次o,

末狀態(tài)的壓強(qiáng)是4P7,則：

Po（Vo+6.2nVo）=5P（）Vo

可得：n=15次

（2）設(shè)溫度升高后上邊的氣體的壓強(qiáng)為P,體積為V2=3OOK,T2=320K

對下邊："四二』2

To丁

gp

聯(lián)立得：V=O.3Vo，P=—1

3

答：（1）要使A缸的氣體壓強(qiáng)增大到4P6,應(yīng)打氣15次；

op

（2）穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積是0.4V7,壓強(qiáng)是一

2

15.（15分）如圖所示，固定斜面足夠長，斜面與水平面的夾角a=30°o勻速向下運(yùn)動，

工件上表面光滑，下端為擋板。某時(shí)，沿斜面向下以速度vo滑上工件，當(dāng)木塊運(yùn)動到工

件下端時(shí)（與擋板碰前的瞬間），工件速度剛好減為零，以后每隔一段時(shí)間，木塊就與工

件擋板碰撞一次，木塊始終在工件上運(yùn)動，重力加速度為g

（1）木塊滑上工件時(shí)，木塊、工件各自的加速度大小；

（2）木塊與擋板第1次碰撞后的瞬間，木塊、工件各自的速度大?。?/p>

（3）木塊與擋板第1次碰撞至第n（n=2,3,4,5,???）次碰撞的時(shí)間間隔及此時(shí)間間

隔內(nèi)木塊和工件組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能4E。

vo

a

【解答】解：（1）設(shè)工件與斜面間的動摩擦因數(shù)為小工件沿斜面以速度V0勻速向下運(yùn)

動時(shí)，有3mgsina=|ie7mgcosa

解得四=返

3

設(shè)木塊的加速度為a6,工件的加速度為a2?

根據(jù)牛頓第二定律得：

對木塊：mgsina=maio

對工件：|i（6m+m）gcosa-3mgsina=3ma5o

解得ai=旦，a7=W"

26

（2）設(shè)碰擋板前木塊的速度為v,取沿斜面向下為正方向?yàn)檎较?/p>

3mv6+mvo=mv

得V=4V6Q

木塊以速度v與擋板發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰后木塊的速度為V”工件的速度為V2,由動量

守恒定律得：

mv=mv2+3mv2o

由能量守恒得：

—mv2=—mv18+A*6mv22。

222

解得V5=-2vo，V4=2V0O

（3）第3次碰撞后，木塊以2Vo沿工件向上勻減速運(yùn)動，工件以7Vo沿斜面向下勻減速

運(yùn)動，工件速度再次減為零的時(shí)間

2V12v

T-,70

a2g

木塊的速度V2'=-2v（）+a4t=4vo。

此時(shí)，木塊的位移x2=-2vot+2_1

21g

?1Q乙

6

工件的位移X7=2vot-^-at=—組

22g

即木塊、工件第7次相碰前瞬間的速度與第1次相碰前的瞬間速度相同、工件重復(fù)前面

的運(yùn)動過程

12(n-3)v

△t=(n-1)t=----------n(n=2,5,3,4

g

木塊、工件每次碰撞時(shí)，At時(shí)間內(nèi)木塊、工件減少的重力勢能。

△E=6mg(n-1)X2sin30°

解得△￡=24(n-3)mvo2,(n=2,2,3,4,…)

答：

(1)木塊滑上工件時(shí)，木塊皂和皂；

26

(2)木塊與擋板第2次碰撞后的瞬間，木塊o和2V5；

(3)木塊與擋板第1次碰撞至第n(n=2,2,4,5,…)次碰撞的時(shí)間間隔是(n-6)

12(n-l)v

0,3,3,4,???)52?(n—2,3,3,4,…)。

g

16.(15分)1958年穆斯堡爾發(fā)現(xiàn)的原子核無反沖共振吸收效應(yīng)(即穆斯堡爾效應(yīng))可用于

測量光子頻率極微小的變化，穆斯堡爾因此榮獲1961年諾貝爾物理學(xué)獎。類似于原子的

能級結(jié)構(gòu)，并能通過吸收或放出光子在能級間躍遷。原子核在吸收和放出光子時(shí)會有反

沖，部分能量轉(zhuǎn)化為原子核的動能(即反沖能)，原子核的激發(fā)態(tài)相對于其基態(tài)的能量差

并不是一個(gè)確定值，而是在以Eo為中心、寬度為2「的范圍內(nèi)取值的。對于57Fe從第一

激發(fā)態(tài)到基態(tài)的躍遷，Eo=2.31Xl(f”J,r%3.2X1OI3EO，已知質(zhì)量mFe^/SX10一

26kg,普朗克常量h=6.6Xl()74j.s,真空中的光速c=3.0Xl()8m.s-i。

(1)忽略激發(fā)態(tài)的能級寬度，求反沖能，以及在考核反沖和不考慮核反沖的情形下，57Fe

從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)吸收的光子的頻率之差；

(2)考慮激發(fā)態(tài)的能級寬度，處于第一激發(fā)態(tài)的靜止原子核57Fe*躍遷到基態(tài)時(shí)發(fā)出的

光子能否被另一個(gè)靜止的基態(tài)原子核57Fe吸收而躍遷到第一激發(fā)態(tài)57Fe*(如發(fā)生則稱為

共振吸收)？(直接寫出結(jié)果)

(3)現(xiàn)將57Fe原子核置于晶體中，該原子核在躍遷過程中不發(fā)生反沖?，F(xiàn)有兩塊這樣

的晶體，其中一塊靜止晶體中處于第一激發(fā)態(tài)的原子核57Fe*發(fā)射光子，另一塊以速度運(yùn)

動的晶體中處于基態(tài)的原子核57Fe吸收光子。當(dāng)