2018北京101中學(xué)高二(下)期末物理

1、2018 北京 101 中學(xué)高二（下）期末物理 一、單項(xiàng)選擇題（本題共一、單項(xiàng)選擇題（本題共 1010 小題，每小題小題，每小題 4 4 分，共分，共 4040 分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題意的。分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題意的。 選對(duì)得選對(duì)得 4 4 分，錯(cuò)選該小題不得分）分，錯(cuò)選該小題不得分） 1. 關(guān)于一定質(zhì)量的氣體，下列敘述正確的是（） A. 氣體體積增大時(shí)，其內(nèi)能一定減少 B. 外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能一定增加 C. 氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加 D. 氣體溫度升高，其分子平均動(dòng)能一定增加 2. 如圖 1 所示，一束光線從玻璃射向空氣，入射角

2、為45。已知該束光從玻璃射向空氣時(shí)的臨界角為42， 下列四幅光路圖中正確的是（） A B C D 圖 1 3. 下列說法正確的是（） A. 用光導(dǎo)纖維傳播信號(hào)是利用了光的全反射 B. 光學(xué)鏡頭上的增透膜利用了光的衍射現(xiàn)象 C. 偏振光可以是橫波，也可以是縱波 D. 雨后天晴，馬路上的油膜在陽光照耀下出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象是光的衍涉現(xiàn)象 4. 在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，先后用頻率相同但光強(qiáng)不同的兩束光照射同一個(gè)光電管。若實(shí)驗(yàn)a中的光強(qiáng)大于實(shí)驗(yàn)b 中的光強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)所得光電流I與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線分別以a、b表示，則圖 2 中的I-U圖線可能 正確的是（） 1 1 / 9 9 圖 2 5. 根據(jù)玻爾的原

3、子模型，一個(gè)氫原子從n=3 能級(jí)躍遷到 n=1 能級(jí)時(shí)，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，核外電子動(dòng)能減小 D. 吸收光子，核外電子動(dòng)能不變 6. 對(duì)下列各原子核變化的方程，表述正確的是（） A. 1 H 1H2 He 0 n 是核聚變反應(yīng) B 1 H 1H2 He 0 n 是 衰變 C. 34 Se 36 Kr 2 -1e 是核裂變反應(yīng) D. 235 92 1941U 0 n140 54 Xe 38 Sr 2 0 n 是 衰變 82820 3241 3241 7. 麥克斯韋電磁場理論告訴我們（） A. 任何電場周圍都要產(chǎn)生磁場 B. 任何變化的

4、電場都要在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場 C. 任何變化的電場都要在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場 D. 周期性變化的電場要在周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場 8. 下列敘述中符合歷史史實(shí)的是（） A. 玻爾理論很好地解釋了氫原子的光譜 B. 湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu) C. 盧瑟福根據(jù) 粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，提出了原子的能級(jí)假設(shè) D. 貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu) 2 2 / 9 9 9. 如圖 3 甲所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為 556，其原線圈兩端接入如圖 3 乙所示的正弦交流電， 副線圈通過電流表與負(fù)載電阻R相連。若交流電壓表和交流電流表都是理想電表，則下列說法中正

5、確的是（） 圖 3 A. 變壓器輸入電壓的最大值是220V B. 若電流表的示數(shù)為 0.50A，變壓器的輸入功率是12W C. 原線圈輸入的正弦交變電流的頻率是100Hz D. 電壓表的示數(shù)是 24 2 V 10. 圖 4 是用電流傳感器（電流傳感器相當(dāng)于電流表，其電阻可以忽略不計(jì)）研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路，電源 的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，自感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻值大于燈泡D 的阻值，在t=0 時(shí)刻閉合開關(guān) S，經(jīng)過一段時(shí)間后，在t=t1時(shí)刻斷開開關(guān) S。在圖 5 所示的圖象中，可能正確表示電流傳感器記錄的電流隨時(shí)間 變化情況的是（） 圖 4 圖 5 二、不定項(xiàng)選擇題（本題共二、不定

6、項(xiàng)選擇題（本題共 3 3 小題，每小題小題，每小題 4 4 分，共分，共 1212 分。全部選對(duì)的得分。全部選對(duì)的得 4 4 分，選對(duì)但不全的得分，選對(duì)但不全的得 2 2 分，有選錯(cuò)或分，有選錯(cuò)或 不答的得不答的得 0 0 分。）分。） 11. 下列說法正確的是 （） A. 顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性 3 3 / 9 9 B. 分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大 C. 在真空、高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素 D. 當(dāng)溫度升高時(shí)，物體內(nèi)每一個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的速率一定都增大 12. a、b 兩種單色光以相

7、同的入射角從半圓形玻璃磚的圓心O 射向空氣，其光路如圖 6 所示。下列說法正確的 是（） 圖 6 A. a 光由玻璃射向空氣發(fā)生全反射時(shí)的臨界角較小 B. 該玻璃對(duì) a 光的折射率較小 C. b 光的光子能量較大 D. b 光在該玻璃中傳播的速度較大 13. 靜止在勻強(qiáng)磁場中 A 點(diǎn)的原子核發(fā)生 衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方 向和軌跡示意如圖 7。則（） 圖 7 A. 軌跡 1 是電子的，磁場方向垂直紙面向里 B. 軌跡 2 是電子的，磁場方向垂直紙面向外 C. 軌跡 l 是新核的，磁場方向垂直紙面向外 D. 軌跡 2 是新核的，磁場方向垂直紙面向里 三、填空、實(shí)

8、驗(yàn)題（本題共三、填空、實(shí)驗(yàn)題（本題共 1010 分）分） 4 4 / 9 9 14. “測定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，在白紙上放好玻璃磚，aa和bb分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面，如 圖 8 所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針Pl和P2，用“+”表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察， 并依次插上大頭針P3和P4。在插P3和P4時(shí)，應(yīng)使_（選填選項(xiàng)前的字母）。 圖 8 A.P3只擋住Pl的像 B.P4只擋住P2的像 C.P3同時(shí)擋住Pl、P2的像 D.P4同時(shí)擋住Pl、P2、P3的像 15. 用如圖 9 所示的裝置測光的波長。 圖 9 （1）將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對(duì)齊，將該亮

9、紋定為第1 條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖 10 甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭，使分劃板中心刻線與第 6 條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖 10 乙中手輪上的示數(shù)為 _mm，求得相鄰亮紋的間距x為_mm。 圖 10 （2）已知雙縫間距d= 2.010 m，測得雙縫到屏的距離l = 0.700m，由計(jì)算式 =_，求得所測紅 光波長為_nm。 四、論述、計(jì)算題（本題共四、論述、計(jì)算題（本題共 5 5 小題，共小題，共 3838 分。要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。有數(shù)值計(jì)算的題，分。要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。有數(shù)值計(jì)算的題， 答案必須明確寫出數(shù)值和單位）答案必須明確寫出數(shù)值和單位

10、） 4 5 5 / 9 9 16.（8 分）如圖 11 所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其中矩形線圈abcd的邊長ab=cd=50cm，bc=ad=20cm， 匝數(shù)n=100，線圈的總電阻r=0.20 ，線圈在磁感強(qiáng)度B=0.050T 的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)， 角速度 100 rad/s。線圈兩端通過電刷E、F與阻值R=4.8 的定值電阻連接。（計(jì)算時(shí) 取 3） 圖 11 （1）從線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式； （2）求此發(fā)電機(jī)在上述工作狀態(tài)下的電流表示數(shù)； （3）求從線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過 1 周期時(shí)間通過電阻R的電荷量。 4

11、17.（8 分）美國物理學(xué)家密立根用精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量，這項(xiàng)工作成了愛因斯坦方程 式在很小誤差范圍內(nèi)的直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)。密立根的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵簻y量金屬的遏止電壓Uc。入射光頻率，由此計(jì)算 普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程式的正確性。如圖12 所 示，是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)作出的Uc圖像，電子的電荷量e=1.61019C。試根據(jù)圖像和題目中的已知條件： 圖 12 （1）寫出愛因斯坦光電效應(yīng)方程（用Ekm、h、 、W0表示）； （2）由圖像可知這種金屬的截止頻率 c； （3）若圖像的斜率為k，寫出普朗克常量h的表達(dá)式，并根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)求出普朗

12、克常量h 。 18. （8 分）一個(gè)靜止的钚核 94Pu 自發(fā)衰變成一個(gè)鈾核 92U 和另一個(gè)原子核 X，并釋放出一定的能量。其核衰變 方程為： 94Pu 92UX。 （1）方程中的“X”為_； 6 6 / 9 9 239235 239235 （2）钚核的質(zhì)量為 239.0522 u，鈾核的質(zhì)量為 235.0439 u，X 核的質(zhì)量為 4.0026 u，已知 1u 相當(dāng)于 931MeV， 則： 該衰變過程放出的能量是多少M(fèi)eV？ 假設(shè)钚核衰變釋放出的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)殁櫤撕蚗 核的動(dòng)能，則 X 核的動(dòng)能約為多少 MeV？ 19. （7 分）直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以簡化為如圖13 所示的情景，在豎直

13、向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場 中，兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為L，電阻不計(jì)。軌道端點(diǎn)MP間接有直流電源，電源內(nèi) 阻不計(jì)；電阻為R的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好，以速度v0（v0平行于MN）向右 做勻速運(yùn)動(dòng)，通過滑輪勻速提升重物，電路中的電流為I。求： 圖 13 （1）物體重力； （2）從宏觀角度看導(dǎo)體棒由于運(yùn)動(dòng)切割磁感線，產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢，該電動(dòng)勢總是削弱電源的電動(dòng)勢，我們把 這個(gè)電動(dòng)勢稱為反電動(dòng)勢； 試證明：電流克服反電動(dòng)勢做功的功率等于該“電動(dòng)機(jī)”提升重物所增加的機(jī)械功率； 求出該“電動(dòng)機(jī)”提升重物的機(jī)械效率。 20. （7 分）一個(gè)光源

14、以P0=1.5W 的功率向四周均勻地發(fā)射能量。在離光源距離R=3.5m 處放置一鉀箔,鉀的逸出 功W=2.2eV，假設(shè)入射光的能量是連續(xù)平穩(wěn)地傳給鉀箔，光的平均波長為。假設(shè)照射到鉀箔上面的光能被鉀箔完 全吸收。 （1）根據(jù)愛因斯坦的光子說和質(zhì)能方程，證明光子動(dòng)量P= h ，（h是普朗克常量）。 （2）假設(shè)照射在鉀箔上的能量能被鉀箔完全吸收，求： 鉀箔在垂直入射光方向上單位面積受到光平均作用力的表達(dá)式（用題目中的物理符號(hào)表示）。 按照經(jīng)典電磁理論，鉀箔只需吸收足夠的能量就可以逐出電子，若一個(gè)要被逐出的電子收集能量的圓形截 面的半徑約為一個(gè)典型原子的半徑r 5.01011m，求：電子將被逐出的時(shí)間

15、。根據(jù)你的計(jì)算結(jié)果，你認(rèn)為經(jīng)典電 磁理論在解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)是否合理？談?wù)勀愕目捶ā?7 7 / 9 9 2018 北京 101 中學(xué)高二（下）期末物理參考答案 一、單項(xiàng)選擇題 1.D 2.A 3.A 4.A 5.B 6.A 7.D 8.A 9.B 10.B 二、不定項(xiàng)選擇題 11.AC 12.BC 13.AD 三、填空、實(shí)驗(yàn)題 14.CD 15.（1）13.870 2.310（2）xd/l6.610 四、論述、計(jì)算題 16.（1）線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值Em=nBabbc 解得：Em= 150V（1 分） 感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的表達(dá)式e=Emsint=150sin300t（V）（或 150

16、sin100t） -7 （2）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值E E m 75 2V（或 106V） 2 電流的有效值I E75 2 15 2A R r4.8 0.2 （3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E n BS n tt 根據(jù)歐姆定律有：I EnBS R r(R r)t 解得：q It 0.10C 17.（1）光電效應(yīng)方程：E K h w 0 （2）由圖像可知當(dāng)U C =0v時(shí)，該金屬截止頻率 c 4.271014h z h (3)由光電效應(yīng)方程：k=得：h ke即： e 0.878-0 h 1.61019 6.31034J.s 14（6.501-4.27） 10 18.（1） 4 He （2）E=

17、m-（m+m）c=（239.0522-235.0439-4.0026）9315.31MeV 8 8 / 9 9 1232 2 由Ek=p/2m可得，Ek 鈾:Ekx=mx:m鈾=4:235 則Ekx=5.3235/2395.22MeV 19.（1）棒ab受到的安培力 物體重力G=mg=BIL (2)證明：克服反電動(dòng)勢做功 w 1=BLv0It 電動(dòng)機(jī)輸入功率 P 1 EI 電動(dòng)機(jī)輸出功率 P 2 mgv 0 重物增加的機(jī)械能 E mgv 0t E BLv 0 又因?yàn)椋?mg=BLI 又：I=,得：E=IR+BLv 0 R 所以：w 1=E，得證。mgv 0 BILv 0所以：該電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率= EI(IR+BLv 0 )I v2eBR 20. （）由：1evB m得：v Rm c1 2 ce2B2R2 由：hmv w，得金屬逸出功w=h- 22m c （2）根據(jù)愛因斯坦光子說：E=hv h 2 F 2 BIL 由質(zhì)能方程：E=mc2，得光子動(dòng)量P= Eh ，得證。 c P 4R2 a.鉀箔在垂直入射光方向上單位面積上功率：P 0 = t時(shí)間內(nèi)，鉀箔單位面積上吸收個(gè)數(shù)N= h P 0t P 0t