物理-北京市海淀區(qū)2023-2024學年高二下學期7月期末學業(yè)水平調(diào)研考試試題和答案

海淀區(qū)2024年高二年級學業(yè)水平調(diào)研1.關于分子熱運動和布朗運動，下列說法正確的是()A.布朗運動是指在顯微鏡中看到的液體分子的無規(guī)則運動B.布朗運動反映了懸浮在水中的花粉分子的無規(guī)則運動C.溫度相同時，懸浮在水中的微粒越小，其布朗運動越明顯D.當物體溫度達到0℃時，物體分子會停止熱運動2.關于光現(xiàn)象，下列說法正確的是()A.為了增加光的透射，通常在攝像機的鏡頭表面鍍一層特定厚度的薄膜，這是利用了光的干涉B.光照射到不透明圓盤后，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個亮斑，這是光的偏振現(xiàn)象C.在觀看立體電影時，觀眾要戴上特制的眼鏡，銀幕上的圖像才清晰，這副眼鏡利用了光的全反射D.用光導纖維傳輸載有聲音、圖像以及各種數(shù)字信號的信息，這是利用了光的衍射3.α粒子散射實驗裝置如圖1所示，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素作為放射源，它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線打到金箔上，圖中虛線表示被散射的α粒子的徑跡。關于該實驗，下列說法正確的是()A.實驗現(xiàn)象可用湯姆孫提出的“棗糕模型”來解釋B.依據(jù)實驗結(jié)果可以推測原子核是可以再分的C.α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)是由于它跟金箔中的電子發(fā)生了“碰撞”D.統(tǒng)計散射到各個方向的α粒子所占比例，可以推知原子中正電荷的大致分布情況4.電磁波在日常生活和生產(chǎn)中被廣泛應用，下列說法正確的是()A.驗鈔機使用紅外線照射錢幣使熒光物質(zhì)發(fā)光來鑒別真?zhèn)蜝.機場、車站用來檢查旅客行李包的透視儀使用的是Y射線C.汽車噴漆后，進入烘干車間烘干使用的是X射線D.醫(yī)院里常用紫外線對病房和手術室進行消毒5.某種手機防窺膜由透明介質(zhì)和對光完全吸收的屏障構成，如圖2所示，屏障垂直于屏幕平行排列，可實現(xiàn)對像素單元可視角度θ的控制。發(fā)光像素單元緊貼防窺膜下表面，位于相鄰兩屏障正中間。不考慮光的衍射，下列說法正確的是()A.防窺膜實現(xiàn)防窺效果主要是靠光的全反射B.其他條件不變時，透明介質(zhì)的折射率越小，可視角度θ越小C.可視角度θ與屏障高度d無關D.從上往下看，看到的圖像比發(fā)光像素單元位置低6.位于坐標原點處的波源發(fā)出一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波。t=0時波源開始振動，其位移y隨時間t變化關系式為y=Asin中能正確描述時波形圖的是()A.B.C.D.7.用圖4所示的光電管研究光電效應，使用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；改用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法錯誤的是()A.a光的波長一定大于b光的波長B.只增加a光的強度，電流計G的指針仍不發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.只增加b光的強度，可使通過電流計G的電流增大D.用b光照射光電管陰極K時，通過電流計G的電流方向是由d到c238928.23892238→2349092238→2349092UTh+X，生成的兩粒子處于勻強磁場中，速度方向與磁場方向垂直，圖5中可以正確反映兩粒子運動軌跡的是()A.B.C.D.9.原子核的比結(jié)合能（平均結(jié)合能）曲線如圖6所示，下列說法錯誤的是()A.Li核的比結(jié)合能約為5MeVB.Li核的結(jié)合能約為15MeVC.Li核比H核更穩(wěn)定D.5U裂變?yōu)镵r和4Ba的過程中會釋放核能10.原子在外加磁場的作用下，某些能級會發(fā)生劈裂，這種現(xiàn)象稱為塞曼效應。在外加磁場不太強時，塞曼效應的譜線裂距（光譜上波長的倒數(shù)差）與磁感應強度成正比。某原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖7所示，相應能級躍遷放出的光子分別為①、②、③、④。已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，外加磁場的磁感應強度為B，真空中光速為c。下列說法正確的是()A.光子②的頻率大于光子④的頻率B.增大外加磁場的磁感應強度，光子②與光子③的頻率差隨之減小C.從量綱角度分析，塞曼效應的譜線裂距可能表示為D.利用塞曼效應，通過測量譜線裂距，可以測量磁場的磁感應強度11.對于原子、原子核，人們無法直接觀察到其內(nèi)部結(jié)構，只能通過對各種實驗事實提供的信息進行分析、猜想、提出微觀模型，并進一步接受實驗事實的檢驗，進而再對模型進行修正。下列實驗事實支持相應觀點的是A.電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子是可以再分的B.康普頓散射現(xiàn)象及規(guī)律，說明原子具有核式結(jié)構C.玻爾依據(jù)氫原子光譜的實驗規(guī)律，將量子觀念引入原子領域D.天然放射現(xiàn)象，說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構的12.實物粒子和光都具有波粒二象性，下列說法正確的是()A.人們借助中子衍射來研究晶體結(jié)構的實驗利用了中子的波動性B.電子束通過雙縫后形成的干涉圖樣體現(xiàn)了電子的粒子性C.黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D.光電效應和康普頓效應揭示了光的粒子性13.把鐵絲圈在肥皂水中蘸一下，讓它掛上一層薄薄的液膜，用它觀察燈焰。圖8為肥皂膜在豎直平面內(nèi)靜置時的干涉條紋照片。下列說法正確的是()A.拍攝這張照片時鐵絲圈最高點可能位于a附近B.拍攝這張照片時鐵絲圈最高點可能位于b附近C.肥皂膜在豎直平面內(nèi)靜置時，其厚度處處相同D.干涉條紋是由來自肥皂膜前后兩表面反射光疊加形成的14.2023年12月1日晚，我國多地看到了紅色的極光現(xiàn)象。地球上的極光主要是由來自太陽風中的高能帶電粒子被地磁場導引而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿著地球兩極的磁感線沉降到高層大氣中，與大氣中的粒子碰撞，使原子受到激發(fā)對外輻射電磁波，從而產(chǎn)生不同顏色的光。極光最常見的顏色為綠色，此外還有紅色、紫色等。盡管極光現(xiàn)象常見于高緯度地區(qū)，但如果來自太陽風的高能帶電粒子足夠強，極光現(xiàn)象發(fā)生的范圍會擴展到中低緯度地區(qū)，但此時極光現(xiàn)象已經(jīng)大大減弱。假設受到激發(fā)前，大氣中的同種原子均處于相同的穩(wěn)態(tài)。下列說法正確的是A.與高緯度地區(qū)相比，中低緯度地區(qū)不容易觀察到極光現(xiàn)象B.處于穩(wěn)態(tài)的大量同種原子與高能粒子碰撞，一定躍遷至同一高能態(tài)C.產(chǎn)生綠色極光與產(chǎn)生紅色極光相比，原子躍遷前后兩個能級的能量差更大D.中低緯度地區(qū)極光現(xiàn)象大大減弱是因為地磁場對高能粒子做負功，粒子能量減小15.（1）某熱敏電阻RT的阻值隨溫度變化的圖像如圖9甲所示，圖9乙是由熱敏電阻RT作為傳感器制作的簡單自動報警器電路圖。a.為了使溫度過高時報警器鈴響，開關c應接在端（選填“a”或“b”b.要使啟動報警的溫度提高些，應將滑動變阻器滑片P向端移動（選填“左”或“右”）。（2）某同學用如圖10甲所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。a.實驗時，需測量一定質(zhì)量的氣體在溫度不變情況下的體積V及其所對應的壓強p。為保證氣體溫度不發(fā)生明顯變化，實驗操作中應注意。b.實驗中，某小組同學用采集的各組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，繪制出p一V圖中的等溫線，如圖10乙所示。根據(jù)圖10乙所示的圖像，請寫出判斷壓強p與體積V成反比的方法。 。16.某實驗小組的同學測量某種單色光的波長。（1）利用圖11裝置實驗時，接通電源使光源發(fā)光，調(diào)整儀器從目鏡中可以觀察到干涉條紋。若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，下列操作可行的是；A.將單縫向雙縫靠近B.將光屏向靠近雙縫的方向移動C.將光屏向遠離雙縫的方向移動D.使用間距更小的雙縫（2）若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為L，測得第1條亮紋中央到第n條亮紋中央的間距為x，則所測量的單色光波長λ=_______；（3）圖12所示為另一種觀察干涉的裝置，單色光從單縫S射出，一部分入射到平面鏡后反射到光屏上，另一部分直接投射到光屏上，在光屏上兩光束交疊區(qū)域里將出現(xiàn)干涉條紋。單縫S通過平面鏡成的像是S,（圖中未畫出可以把單縫S和它的虛像S,看成是產(chǎn)生干涉圖樣的兩個相干光源。某同學用該裝置進行實驗。a.通過畫圖進行光路分析，標出光屏上出現(xiàn)干涉條紋的范圍。b.若實驗中已知單縫S到平面鏡的垂直距離h，單縫到光屏的距離D，觀測到第3條亮紋中央到第12條亮紋中央的間距為ΔL，則該單色光的波長λ=。c.為減小測量過程中的誤差，需要增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離，以下操作中可能成功的是。A.將平面鏡稍向上移動一些B.將平面鏡稍向下移動一些C.將光屏稍向左移動一些D.將光屏稍向右移動一些17.電磁波在科學探索和現(xiàn)實生活中有著廣泛的應用。取電磁波在真空中的速度c=3.0×108m/s。（1）世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡FAST坐落在我國貴州，被譽為“中國天眼”。當火星與地球之間的距離為2.25×1011m時，若從火星向地球發(fā)射一電磁波信號，求FAST接收到信號所用時間。（2）已知手機單端天線的長度為接收的電磁波波長的四分之一時，電磁波在天線中產(chǎn)生的感應電動勢將達到最大值。如果某手機接收的電磁波頻率為7.50×108Hz，為使感應電動勢達到最大值，求該手機單端天線應設計的長度。（3）某收音機中的LC電路由固定線圈和可調(diào)電容器組成，能夠產(chǎn)生500kHz到1500kHz的電磁振蕩。已知LC電路的周期T與電容C、電感L的關系為T=2π求可調(diào)電容器的最大電容和最小電容之比。18.如圖13所示，彈簧振子在豎直方向的B、C兩點之間做簡諧運動。小球位于B點時開始計時，經(jīng)過0.5s首次到達C點。若以小球的平衡位置為坐標原點O，以豎直向下為正方向建立坐標軸Ox，用x表示小球相對于平衡位置的位移。已知B、C兩點相距20cm，彈簧勁度系數(shù)k=20N/m，小球質(zhì)量m=0.5kg，取重力加速（1）請寫出小球位移x隨時間t變化的關系式。（2）求5s內(nèi)小球通過的路程及5s末小球位移的大小。（3）求小球運動至B點時，其所受回復力和彈簧彈力的大小。19.密閉容器中一定質(zhì)量的某種理想氣體的p一V圖像如圖14所示。圖中①、②、③三個小圓圈分別代表氣體的三個不同狀態(tài)，從①到②經(jīng)歷了一個等溫過程，從②到③經(jīng)歷了一個等容過程。（1）定性判斷。圖14中①、②、③三個不同狀態(tài)，對應的溫度分別是T1、T2、T3，用N1、N2、N3分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁單位面積上的平均次數(shù)。請判斷以下物理量之間的大小關系：（2）定量計算。分別用p1、V1、T1和p2、V2、T2以及p3、V3、T3表示氣體在①、②、③三個狀態(tài)的狀態(tài)參量。若狀態(tài)①的溫度是400K，結(jié)合圖14中信息，推導并計算狀態(tài)③的溫度T3。（3）模型建構。從微觀角度來看，氣體壓強的大小跟兩個因素有關：一個是氣體分子的平均動能，一個是分子的密集程度。如圖15所示，我們可以設計一個簡易實驗，用豆粒做氣體分子的模型，將豆粒連續(xù)地倒在臺秤的秤盤上，演示氣體壓強產(chǎn)生的微觀機理。為了從宏觀上模擬從狀態(tài)①到狀態(tài)②過程中氣體壓強減小，請說明實驗操作的思路。20.光子不僅具有能量，而且具有動量。照到物體表面的光子與物體相互作用從而對物體產(chǎn)生一定的壓強，稱之為“光壓”，其機理與大量分子撞擊器壁所產(chǎn)生的壓強類似。已知普朗克常量為h，單個光子的能量ε和動量p之間存在關系ε=pc（其中c為光速）。（1）寫出光子的動量p與光的波長λ的關系式。（2）為研究光壓，可以建立如下模型：如圖16所示，在體積一定的正方體密閉容器中有大量頻率均為v的光子；設光子與器壁各面碰撞的機會均等，且與器壁碰撞前、后瞬間光子相對器壁的動量大小不變、方向與器壁垂直。不考慮光子間的相互作用。假定容器中光子的個數(shù)保持不變，單位體積內(nèi)光子個數(shù)記為n。根據(jù)上述模型，請推導光壓I的表達式（用n、h和v表示）。（3）在（2）基礎上進一步研究，將容器中所有光子的能量稱為光子的“內(nèi)能”。上問中光壓的表達式與容器的形狀無關；當容器中光子的頻率不同時，取平均頻率，上問中光壓的表達式仍然成立。如圖17所示，長方體密閉容器的右側(cè)面質(zhì)量為m且能夠自由移動，容器中有大量光子且頻率不同。初始時，容器體積為V0，光壓為I0，單位體積內(nèi)光子個數(shù)為n0，右側(cè)面速度為0。不計容器的右側(cè)面與器壁間摩擦。a.求初始時光子的“內(nèi)能”U0的表達式（用V0和I0表示）。 b.當容器右側(cè)面速度為v時，求光子的平均頻率v（用V0、I0、m、v、n0和h表示）。得λ=0.4m海淀區(qū)2024年高二年級學業(yè)水平調(diào)研參考答案123456789CADDBCDABDACDADBDAC15.（1）a.a（2分）b.左（2分）（2）a.用鐵架臺固定，不能用手握住注射器，且在實驗中要緩慢地向下壓或向上拉柱塞（2分）b.在p-V圖像中，若任意狀態(tài)的pV為定值，即p-V圖中某一狀態(tài)橫坐標與縱坐標與坐標軸所圍的矩形面積相等，則說明p與V成反比。（其他方法正確也可得分2分）16.（1）B（2分）（22分）（3）a.如答圖1所示（2分）答圖1b.（2分）c.AD（2分）17.（1）設火星與地球之間距離為x，所用時間為t根據(jù)x=ct得=750s（2）設天線長度為L，接受的電磁波頻率為v、波長為λ根據(jù)c=λv由題意λ=4L得L=0.1m(3)根據(jù)T=和T=2π可得當f=500Hz時，C最大，設為Cmax；f=1500Hz時，C最小，設為Cmin得（3分）18.（1）根據(jù)已知條件，可知小球做簡諧運動的振幅為A=10cm，振動周期T=1s。根據(jù)，可得w=2πrad/s小求經(jīng)過B點始計時，故當t=0時，x=A，當t=時，x=0（2）從小球經(jīng)過B處開始計時，則Δt=5T一個周期內(nèi)小球通過的路程為s=4A所以5s內(nèi)通過的路程s=20A=200cm小球在5s內(nèi)運動5個周期，故5s末仍位于B點所以x=10cm（2分）（3）小球在豎直面內(nèi)做簡諧運動，其在平衡位置的受力分析如答圖1所示。設此時彈簧的形變量為Δx，則有kΔx=mg當小球位于B點時，小球的受力如答圖2所示。此時小球的位移為x=A=10cm，彈簧的形變量Δx,=Δx+A。根據(jù)F回=-kx，可得F回=-2N，回復力的大小為2N根據(jù)F彈=kΔx,，可得F彈=7N（4分）答圖1答圖219.（1）＞；＞；＞（4分）（2）狀態(tài)①→狀態(tài)②為等溫過程，根據(jù)玻意耳定律，有Tp1V1=p2V2狀態(tài)②→狀態(tài)③為等容過程，根據(jù)查理定律，有聯(lián)立上述各式可得=200K