河北省衡水市棗強(qiáng)縣2024-2025學(xué)年高二（下）期中物理試卷（含解析）

第=page99頁(yè)，共=sectionpages1414頁(yè)河北省衡水市棗強(qiáng)縣2024-2025學(xué)年高二（下）期中物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及得出的結(jié)論，下列說(shuō)法正確的是(

)A.該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆孫的“棗糕模型”是正確的

B.大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，其運(yùn)動(dòng)方向受到較大的影響

C.占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很小的空間范圍內(nèi)

D.原子是一個(gè)球體，正電荷均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌在其中2.如圖所示是彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像。從t=0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(

)A.彈簧振子的振動(dòng)周期為2s B.10秒內(nèi)，彈簧振子運(yùn)動(dòng)的路程為10cm

C.t=2s時(shí)，振子的加速度最大 D.t=4s時(shí)，振子的速度為03.如圖所示，“洗”是古代盥洗用的臉盆，多用青銅鑄成，倒些清水在盆中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就會(huì)發(fā)出嗡嗡聲，到一定節(jié)奏時(shí)還會(huì)濺起層層水花。下列關(guān)于“洗”的說(shuō)法正確的是(

)A.“洗”發(fā)出的聲音在空氣中傳播時(shí)，介質(zhì)振動(dòng)方向與聲音傳播方向始終垂直

B.手掌摩擦越快發(fā)出的聲音越大，水花濺得越高

C.盆內(nèi)水花及盆體的振動(dòng)頻率可能大于手掌的摩擦頻率

D.當(dāng)雙手以某一特定頻率摩擦?xí)r，盆耳發(fā)出的嗡嗡聲特別響，水花濺得特別高，這是共振現(xiàn)象

4.如圖四幅圖中有關(guān)光的相關(guān)知識(shí)說(shuō)法正確的是(

)

A.圖甲中，位于水中氣泡看上去特別明亮是由于光的折射

B.圖乙中，增加單縫的寬度，則屏上的中央亮條紋寬度也增加

C.圖丙中，若兩板間的薄片向左移動(dòng)少許，則干涉條紋的間距增大

D.圖丁中，通過(guò)3D眼鏡看電腦顯示屏，兩鏡片一明一暗是因?yàn)閮蓚?cè)鏡片為透振方向不同的偏振片5.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，下列說(shuō)法正確的是(

)A.一群氫原子從n=4能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，能產(chǎn)生3種不同頻率的光

B.氫原子從半徑較大的軌道躍遷到半徑較小的軌道時(shí)，其能量增大

C.氫原子可以吸收能量為2.60eV的光子發(fā)生躍遷

D.從氫原子的能級(jí)圖可知，氫原子發(fā)射光子的頻率是不連續(xù)的

6.一個(gè)圓環(huán)翡翠(透明玻璃體)內(nèi)側(cè)的半徑為R1，外側(cè)的半徑為R2，現(xiàn)讓一紅色光束對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)A(A與圓心O同一水平線)，以入射角θ1射入翡翠，光束恰好切過(guò)圓環(huán)內(nèi)側(cè)從外側(cè)的B點(diǎn)射出，出射角為θ2，下列說(shuō)法正確的是A.出射角θ2比入射角θ1大

B.翡翠對(duì)紅色光折射率n=R2sinθ1R1

C.7.用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光電效應(yīng)，電路中電源的正負(fù)極可以對(duì)調(diào)，用一定強(qiáng)度、頻率為ν的激光照射陰極K時(shí)，得到的光電流i與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知光電子的質(zhì)量為m，所帶的電荷量為-e，普朗克常量為h，下列說(shuō)法不正確的是(

)A.陰極K的逸出功為hν-eU0 B.光電子的最大初速度為2eU0m

C.陰極K的截止頻率為ν+二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.如圖所示，在O點(diǎn)用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩系著一小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，O點(diǎn)正下方A點(diǎn)處有一固定的光滑釘子，OA=34L。小球在B點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)至右側(cè)最高點(diǎn)C點(diǎn)的時(shí)間為t，OB、AC與豎直方向夾角均足夠小，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則t可能的值為(

)A.94πLg

B.3π29.如圖甲所示是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.3s時(shí)刻的波形圖，如圖乙所示是x=4m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，則下列說(shuō)法正確的是(

)

A.該波的傳播方向沿x軸的正方向

B.該波的傳播速度為8m/s

C.在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A的加速度為零

D.質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為y=-0.4sin5πt(m)10.如圖所示，兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x=-0.2m和x=1.2m處，兩列波的波速均為0.8m/s，波源的振幅均為4cm。圖為0時(shí)刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)M、N兩點(diǎn)的平衡位置處于x=0.4m和x=0.5m處。下列說(shuō)法正確的是(

)

A.t=0.75s時(shí)，兩列波在M點(diǎn)相遇 B.兩列波在相遇后會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象

C.t=1.75s時(shí)，M運(yùn)動(dòng)的路程為0.44m D.t=1.25s時(shí)，N運(yùn)動(dòng)的路程為0.08m三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共16分。11.在“用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率”的實(shí)驗(yàn)中。

(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖甲所示，下列說(shuō)法正確的是______(填正確答案標(biāo)號(hào))。

A.為了減小作圖誤差，P3和P4的距離應(yīng)盡可能取小些

B.如果光在界面aa'的入射角大于臨界角，光將不會(huì)進(jìn)入玻璃磚

C.不論光以什么角度從界面aa'射入，經(jīng)一次折射后到達(dá)界面bb'都能射出

(2)小張同學(xué)確認(rèn)所有操作步驟都正確后，根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值作出的圖像如圖乙所示，由圖像可求得玻璃磚的折射率為_(kāi)_____。

(3)小楊同學(xué)在畫(huà)界面時(shí)，不小心將界面bb'畫(huà)的比玻璃磚寬了一些，其余操作均正確，如圖丙所示，則他測(cè)得的折射率______(填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。12.某物理興趣小組的同學(xué)利用如圖甲所示的裝置做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示是紅光產(chǎn)生的干涉條紋。

(1)下列說(shuō)法正確的是______(填正確答案標(biāo)號(hào))。

A.實(shí)驗(yàn)中必須用撥桿來(lái)調(diào)整單縫和雙縫，使單縫和雙縫相互平行

B.實(shí)驗(yàn)中還需測(cè)出單縫到光屏的距離

C.將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，其他條件不變，干涉條紋間距將變大

D.若將紅色濾光片換成綠色濾光片，則相鄰兩亮條紋中心的距離將減小

(2)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，先將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與A條紋的中心對(duì)齊，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖丙所示，xA=______mm。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與B條紋中心對(duì)齊，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖丁所示。則相鄰兩亮條紋的間距Δx=______mm。

(3)已知雙縫到光屏的距離l=50.0cm，雙縫間距d=0.240mm，相鄰兩亮條紋中心間距為Δx，可得波長(zhǎng)的表達(dá)式λ=______(用題中字母表示)，求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)約為_(kāi)_____nm。四、計(jì)算題：本大題共3小題，共38分。13.厚度可忽略的球形罐體的半徑為R，球心為O，罐體內(nèi)裝了一半的某種透明液體，液體上方是空氣，其截面如圖所示。一細(xì)束單色光從罐體上的P點(diǎn)沿PO方向射入，折射光線恰好從OQ方向射出，Q點(diǎn)在罐體上且Q點(diǎn)到液面的距離為7R4，PO與法線的夾角α=30°，光在真空中的傳播速度為c。求：

(1)液體的折射率n；

(2)單色光從P點(diǎn)傳播到O點(diǎn)所用的時(shí)間t。14.如圖所示中實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形曲線。經(jīng)過(guò)0.25s后，其波形如圖中虛線所示。

(1)若該波是沿x軸負(fù)方向傳播的，求該波的周期；

(2)若該波的周期T大于0.25s，求該波的波速；

(3)若該波的波速大小為2.16m/s，求該波的傳播方向。15.光纖通信有傳輸容量大，傳輸衰減小、抗干擾性強(qiáng)及保密性強(qiáng)等多方面的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有一可用于光纖通信的圓柱體長(zhǎng)玻璃絲，其外界為真空，左端面打磨為半球形。如圖所示為該玻璃絲的截面示意圖，其左端半圓的圓心為O，半徑為R，直線部分AE=4R。單色光線從與O等高的B點(diǎn)入射，當(dāng)入射角為α?xí)r，折射光線恰好在D點(diǎn)發(fā)生全反射。已知AD=R，光在真空中傳播速度為c。

(1)求該單色光線入射角α；

(2)若光線從半球面上沿半徑入射，入射方向與BD平行，求光線從入射點(diǎn)傳播到EF界面所用的時(shí)間。

答案和解析1.【答案】C

【解析】A.該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆孫的“棗糕模型”是錯(cuò)誤的，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤；

B.大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，其運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有受到較大的影響，故B錯(cuò)誤；

C.占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很小的空間范圍內(nèi)，故C正確；

D.原子是一個(gè)球體，正電荷均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌在其中，這是湯姆生提出的原子模型，被該實(shí)驗(yàn)否定了，故D錯(cuò)誤。

故選：C。

2.【答案】B

【解析】A、振子的周期是振子完成一個(gè)周期性變化所用的時(shí)間，由圖直接讀出其周期T=4s；故A錯(cuò)誤；

B、由圖可知振子的振幅為1cm，經(jīng)過(guò)t=10s=2.5T，振子的路程s=4A×2.5=4×1×2.5cm=10cm，故B正確；

C、由圖乙知在t=2s時(shí)刻，振子的位移為零，正通過(guò)平衡位置，所以振子的加速度也為零，故C錯(cuò)誤；

D、在t=4s時(shí)刻，振子的位移為零，正通過(guò)平衡位置，速度最大，故D錯(cuò)誤。

故選：B。

3.【答案】D

【解析】A、“洗”發(fā)出的聲音在空氣中傳播時(shí)，屬于縱波，介質(zhì)振動(dòng)方向與聲音傳播方向平行，而不是垂直，故A錯(cuò)誤；

BD、只有雙手摩擦的頻率越接近盆體和水花固有振動(dòng)頻率時(shí)，盆耳發(fā)出的嗡嗡聲才會(huì)特別響，水花才會(huì)濺得特別高，這是共振現(xiàn)象的體現(xiàn)，故B錯(cuò)誤，D正確；

C、盆內(nèi)水花和盆體均做受迫振動(dòng)，頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率相等，故C錯(cuò)誤。

故選：D。

4.【答案】D

【解析】A.位于水中的氣泡看上去特別明亮，是因?yàn)楣鈴乃猩湎驓馀葜械目諝庵袝r(shí)，屬于光從光密介質(zhì)射向了光疏介質(zhì)，在界面處發(fā)生了全反射，故A錯(cuò)誤；

B.光在通過(guò)單縫時(shí)會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，而發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是：縫的寬度或孔徑的尺寸、障礙物的大小跟光的波長(zhǎng)接近或比光的波長(zhǎng)更小，因此，圖乙中，若增加單縫的寬度，則衍射現(xiàn)象越不明顯，屏上的中央亮條紋將變窄變暗，故B錯(cuò)誤；

C.圖丙中，若兩板間的薄片向左移動(dòng)少許，則空氣薄膜的傾角增加，長(zhǎng)度減小，而膜的最厚處厚度不變，根據(jù)兩列反射光波的路程差等于光波半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí)為明條紋，可知明條紋的數(shù)量不變，空氣膜長(zhǎng)度減小，所以明暗條紋變密集，則條紋間距變窄，故C錯(cuò)誤；

D.通過(guò)3D眼鏡看電腦顯示屏，兩鏡片一明一暗是因?yàn)閮蓚?cè)鏡片為透振方向不同的偏振片，故D正確。

故選：D。

5.【答案】D

【解析】A.一群氫原子從n=4能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，能產(chǎn)生6種不同頻率的光，故A錯(cuò)誤；

B.氫原子從半徑較大的軌道躍遷到半徑較小的軌道時(shí)，會(huì)向外輻射能量，其能量減小，故B錯(cuò)誤；

C.沒(méi)有兩個(gè)能級(jí)之間的能量差為2.60eV，則氫原子不可以吸收能量為2.60eV的光子發(fā)生躍遷，故C錯(cuò)誤；

D.從氫原子的能級(jí)圖可知，氫原子發(fā)射光子的頻率是不連續(xù)的，故D正確。

故選：D。

6.【答案】B

【解析】A、由幾何關(guān)系可知從A點(diǎn)入射的折射角等于從B點(diǎn)出射的入射角，根據(jù)折射定律可知出射角θ2與入射角θ1相等，故A錯(cuò)誤；

B、根據(jù)幾何關(guān)系可知A點(diǎn)入射的折射角滿足sinγ=R1R2，根據(jù)折射定律有n=sinθ1sinγ，解得n=R2sinθ1R1，故B正確；

C、調(diào)大θ1【解析】AB、根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得

Ek=hν-W0

由動(dòng)能定理得

eU0=Ek=12mvm2

解得陰極K的逸出功與光電子的最大初速度分別為

W0=hν-eU0

vm=2eU0m

故AB正確；

C、逸出功與截止頻率的關(guān)系為

W0=hνc

解得陰極K的截止頻率為【解析】依據(jù)單擺周期計(jì)算公式

T=2πLg

結(jié)合題意有，小球擺動(dòng)過(guò)程的擺長(zhǎng)為L(zhǎng)時(shí)，其周期為

T1=2πLg

小球擺長(zhǎng)為L(zhǎng)4時(shí)，其周期為

T2=2πL4g=πLg

小球在B點(diǎn)由靜止釋放，擺動(dòng)的周期為

T=12T1+12T2=πLg+π2Lg=3π2Lg【解析】A、由振動(dòng)圖可知x=4m處的質(zhì)點(diǎn)，在0.3s時(shí)的振動(dòng)方向?yàn)椋簓軸正方向，結(jié)合波形圖即可知該波的傳播方向?yàn)椋簒軸負(fù)方向，故A錯(cuò)誤；

B、根據(jù)波形圖可知波長(zhǎng)為：λ=4m，振幅A=0.4m，結(jié)合振動(dòng)圖可知周期為：T=0.4s，綜合可得波速：v=λT，解得：v=10m/s，故B錯(cuò)誤；

C、由振動(dòng)的周期性，可知質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)的振動(dòng)情況，與t=0.4s時(shí)的振動(dòng)情況相同，結(jié)合波形圖和周期，即可知t=0.4s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A的加速度為0，即t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的加速度為0，故C正確；

D、由周期可得ω=2πT，結(jié)合振幅A=0.4m，根據(jù)C選項(xiàng)分析可知：t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方向?yàn)椋簓軸負(fù)方向，位移為0，

可得質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為：y=0.4sin(5πt+π)(m)=-0.4sin(5πt)(m)，故D正確。

故選：CD。

【解析】A、兩列波間隔距離為：Δx=0.8m-0.2m=0.6m，故相遇時(shí)間為：Δt=0.60.8+0.8s=0.375s，故A錯(cuò)誤；

B、兩列波波速和波長(zhǎng)相同，根據(jù)f=vλ可得，兩列波頻率相同，相位差恒定，故兩列波在相遇后會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，故B正確；

C、根據(jù)A項(xiàng)兩列波到達(dá)M點(diǎn)的時(shí)間為0.375s，兩列波同時(shí)到達(dá)M點(diǎn)，且引起質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向均為y軸負(fù)向，故M點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故M點(diǎn)振幅為8cm；

根據(jù)T=λv=0.40.8s=0.5s，可得質(zhì)點(diǎn)M振動(dòng)時(shí)間t=1.75s-0.375s=1.375s=234T，故M運(yùn)動(dòng)的路程為s=234×4×0.08m=0.88m，故C正確；

D、根據(jù)圖像可得，當(dāng)左邊波波谷到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，右邊波的波峰到達(dá)N點(diǎn)，故N點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，故N點(diǎn)處于平衡位置，故【解析】(1)A.兩點(diǎn)確定一條直線，在確定一條直線時(shí)，兩點(diǎn)間的距離應(yīng)該適當(dāng)?shù)拇笠恍訮3和P4的距離應(yīng)適當(dāng)取大些，這樣做出的折射光線的方向更加準(zhǔn)確，故A錯(cuò)誤；

B.發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，因此，即使光在界面aa'的入射角大于臨界角，光也不會(huì)發(fā)生全反射，而一定會(huì)折射進(jìn)入玻璃，故B錯(cuò)誤；

C.光在aa'的入射角為θ1，根據(jù)折射定律有n=sinθ1sinθ2

由幾何關(guān)系可得，界面bb'的入射角等于θ2，因此無(wú)論光以什么角度從aa'射入，經(jīng)以此折射后到達(dá)界面bb'時(shí)的入射角都會(huì)小于全反射的臨界角，所以光都能從界面bb'射出，故C正確。

故選：C。

(2)根據(jù)折射定律可得玻璃磚的折射率為n=sinθ1sinθ2=0.60.4=1.5

(3)如圖所示，小楊同學(xué)測(cè)定折射率時(shí)，實(shí)驗(yàn)所得的折射光線為212.【答案】AD；

0.642、1.4mm；

dL×Δx、【解析】(1)A、為了使干涉條紋與豎直方向平行，實(shí)驗(yàn)中必須用撥桿來(lái)調(diào)整單縫和雙縫，使單縫和雙縫相互平行，故A正確；

B、單縫的作用是產(chǎn)生相位相同的相干光源，并不需要測(cè)單縫到屏的距離，故B錯(cuò)誤；

C、根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=1dλ可知，條紋間距與單縫和雙縫之間的距離無(wú)關(guān)，也不需要測(cè)出單縫到光屏的距離，故C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=1dλ可知，若將紅色濾光片換成綠色濾光片，則相鄰兩亮條紋中心的距離將減小，故D正確。

故選：AD。

(2)螺旋測(cè)微器的精度為0.01mm，但可動(dòng)刻度必須估讀，所以圖乙的示數(shù)為：x1=0.5mm+14.2×0.01mm=0.642mm

圖丁的示數(shù)為：x7=9mm+4.2×0.01mm=9.042mm

相鄰亮條紋之間的距離：Δx=xn-x1n-1=9.042-0.6427-1mm=1.4mm

(3)根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式：Δx=1dλ變形后得波長(zhǎng)：λ=dL×Δx=0.240×10-350×10-2×1.4×10-3m=6.72×10-7m=672nm

故答