北京市第一○一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期中考試物理試卷2

北京一零一中2023—2024學(xué)年度第二學(xué)期期中考試高二物理第Ⅰ卷一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分；在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，選對(duì)得3分，選錯(cuò)或不答的得0分。）1.如圖所示，光束沿AO方向從空氣射向某種介質(zhì)，折射光線沿OB方向。下列說(shuō)法正確的是（）A.這束光從空氣進(jìn)入介質(zhì)后頻率會(huì)增大B.這束光從空氣進(jìn)入介質(zhì)后波長(zhǎng)會(huì)增大C.這束光在該介質(zhì)中的傳播速度小于在空氣中的傳播速度D.若這束光沿BO方向從介質(zhì)射向空氣，可能會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象2.氫原子能級(jí)示意如圖?，F(xiàn)有大量氫原子處于能級(jí)上，下列說(shuō)法正確的是（）A.這些原子躍遷過(guò)程中最多可輻射出2種頻率的光子B.從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射出的光子能量為1.51eVC.從能級(jí)躍遷到能級(jí)需吸收1.51eV的能量D.能級(jí)的氫原子電離至少需要吸收1.51eV的能量3.以下現(xiàn)象不屬于衍射的是（）A.白光經(jīng)過(guò)狹窄的單縫得到彩色圖樣 B.白光照射肥皂膜呈現(xiàn)出彩色圖樣C.光照射刀片的陰影輪廓模糊不清 D.光照射不透明圓盤的陰影中心出現(xiàn)亮斑4.如圖所示，一束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的a、b、c三束單色光。比較a、b、c三束光，可知（）A.當(dāng)它們?cè)谡婵罩袀鞑r(shí)，a光的波長(zhǎng)最短B.當(dāng)它們?cè)诓Ａе袀鞑r(shí)，a光的速度最小C.若它們都從玻璃射向空氣，a光發(fā)生全反射的臨界角最小D.若它們都能使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，a光照射出光電子的最大初動(dòng)能最小5.把一塊帶負(fù)電的鋅板連接在驗(yàn)電器上，驗(yàn)電器指針張開(kāi)一定的角度，用紫外線燈照射鋅板發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化。下列推斷合理的是（）A.驗(yàn)電器指針的張角會(huì)不斷變大B.驗(yàn)電器指針的張角會(huì)先變小后變大C.驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化是因?yàn)殇\板獲得了電子D.若改用紅外線照射鋅板一定會(huì)使驗(yàn)電器指針的張角變大6.1909年，物理學(xué)家盧瑟福和他的學(xué)生用α粒子轟擊金箔，研究α粒子被散射的情況，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A.大部分α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)B.α粒子大角度散射是由于它跟電子發(fā)生了碰撞C.α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子中有一個(gè)帶正電的核幾乎占有原子的全部質(zhì)量D.α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了湯姆孫的棗糕模型是正確的7.如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為，交流電流表、電壓表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是（）A.電流表的讀數(shù)為 B.電壓表的讀數(shù)約為C.原線圈的輸入功率為 D.副線圈輸出交流電的周期為8.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K，極板發(fā)射出的光電子在電路中形成的光電流I與AK之間的電壓U的關(guān)系圖像如圖乙所示。關(guān)于1、2、3三條曲線，下列說(shuō)法正確的是（）A.1、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線，曲線1對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)B.1、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線，曲線3對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)C.2、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線，曲線2對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)D.2、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線，曲線3對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)9.2016年9月25日，被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡（簡(jiǎn)稱FAST）在貴州省平塘縣落成啟用，開(kāi)始接收來(lái)自宇宙深處的電磁波．中國(guó)天眼的存在，使得深空通訊能力延伸至太陽(yáng)系外緣行星，對(duì)探索宇宙的起源和地外文明具有重要意義．如果為天眼配備一部發(fā)射功率為百萬(wàn)瓦級(jí)（106W）的發(fā)射機(jī)，其發(fā)射的無(wú)線電波波長(zhǎng)為126厘米．那么該發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量的數(shù)量級(jí)約為（取真空光速c=3108m/s，普朗克常量h=6.61034J?s）A.1023 B.1027 C.1031 D.103510.現(xiàn)代科學(xué)研究中常要用到高速電子，電子感應(yīng)加速器是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備，它的基本原理如圖甲所示，上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，圖乙為真空室的俯視圖。當(dāng)電磁鐵線圈通入如圖丙所示的正弦式交變電流時(shí)，可使電子在真空室中做加速圓周運(yùn)動(dòng)。以圖甲中所示電流方向?yàn)檎较?，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，在每個(gè)周期T內(nèi)，電子能沿逆時(shí)針?lè)较颍ǜ┮暎┳黾铀賵A周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為（）A. B. C. D.二、不定項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每題3分，共12分。在每小題給出的4個(gè)選項(xiàng)中，至少一項(xiàng)是符合題意的，選對(duì)的得3分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。）11.如圖所示，閉合的矩形導(dǎo)體線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著方向觀察，線圈沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為，線圈匝數(shù)為，邊的邊長(zhǎng)為，邊的邊長(zhǎng)為，線圈電阻為，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)（）A.線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)锽.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為C.穿過(guò)線圈磁通量隨時(shí)間的變化率最大D.線圈邊所受安培力的大小為12.太赫茲輻射通常是指頻率在、即頻率在微波與紅外線之間的電磁輻射，其頻率高于微波，低于紅外線、紫外線，遠(yuǎn)低于X射線，太赫茲波對(duì)人體安全，可以穿透衣物等不透明物體，實(shí)現(xiàn)對(duì)隱匿物體的成像，近年來(lái)太赫茲技術(shù)在國(guó)家安全、信息技術(shù)等諸多領(lǐng)域取得了快速發(fā)展，被譽(yù)為“改變未來(lái)世界十大技術(shù)”之一，由上述信息可知，太赫茲波（）A.其光子的能量比紅外線光子的能量小B.比微波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象C.比紫外線更難使金屬發(fā)生光電效應(yīng)D.比X射線穿透性更強(qiáng)13.下列說(shuō)法正確的是（）A.光干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性B.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波C.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性D.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子說(shuō)明原子具有核式結(jié)構(gòu)模型14.如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)加速度計(jì)：較重的滑塊可以在光滑的框架中平移，滑塊兩側(cè)用兩勁度系數(shù)相同的輕彈簧與框架連接；R為滑動(dòng)變阻器，其滑動(dòng)片與滑塊固定聯(lián)接；兩個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)均恒為E，內(nèi)阻不計(jì)。按圖連接電路后，電壓表指針的零點(diǎn)位于表盤中央，此時(shí)兩彈簧均為原長(zhǎng)，滑動(dòng)片恰好在變阻器的中間位置。已知滑動(dòng)片與變阻器任一端之間的電阻值都與其到這端的距離成正比，當(dāng)a端的電勢(shì)高于b端時(shí)電壓表的指針向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)。將此加速度計(jì)固定在運(yùn)動(dòng)的物體上，物體沿彈簧方向運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（）A.當(dāng)物體向右加速時(shí)，電壓表的指針將向右偏 B.電壓表的示數(shù)不變，說(shuō)明物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.電壓表的示數(shù)增大，說(shuō)明物體的速度一定增大 D.電壓表表盤上各刻度對(duì)應(yīng)加速度的值是均勻的第Ⅱ卷三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，每空3分，共15分。）15.如圖所示，在做“測(cè)量玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在白紙上放好一塊兩面平行的玻璃磚，描出玻璃磚的兩個(gè)邊和，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針和，然后在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察，再插上大頭針、，然后做出光路圖，根據(jù)光路圖計(jì)算得出玻璃的折射率。關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是（）A.大頭針須擋住及、的像B.入射角越小，折射率的測(cè)量越準(zhǔn)確C.利用量角器量出、，可求出玻璃磚的折射率D.如果誤將玻璃磚的邊畫(huà)到，折射率的測(cè)量值將偏小16.現(xiàn)用如圖甲所示雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量光的波長(zhǎng)。（1）在組裝儀器時(shí)單縫和雙縫應(yīng)該相互______放置。（選填“垂直”或“平行”）（2）已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學(xué)調(diào)整手輪使測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)測(cè)量頭上游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為1.16mm；接著再同方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，此時(shí)測(cè)量頭上游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，則讀數(shù)為_(kāi)_____mm已知雙縫間距m，測(cè)得雙縫到毛玻璃屏的距離L=0.800m，所測(cè)光的波長(zhǎng)=______nm（保留3位有效數(shù)字）（3）為減小誤差，該實(shí)驗(yàn)并未直接測(cè)量相鄰亮條紋間的距離，而是先測(cè)量n個(gè)條紋的問(wèn)距再求出。下列實(shí)驗(yàn)采用了類似方法的有______A.《探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律》的實(shí)驗(yàn)中合力的測(cè)量B.《探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)中彈簧形變量的測(cè)量C.《用單擺測(cè)重力加速度》實(shí)驗(yàn)中單擺周期的測(cè)量四、計(jì)算題（本題共5小題，共43分。要求寫(xiě)出必要的文字說(shuō)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(xiě)出數(shù)值和單位。）17.如圖所示，位于豎直平面內(nèi)矩形金屬線圈，邊長(zhǎng)Ll=0.40m、L2=0.25m，其匝數(shù)n=100匝，總電阻r=1.0，線圈的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集流環(huán)）焊接在一起，并通過(guò)電刷和R=3.0的定值電阻相連接。線圈所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T，在外力驅(qū)動(dòng)下線圈繞豎直固定中心軸O1O2勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度=2.0rad/s。求：（1）電阻R兩端電壓的最大值；（2）從線圈通過(guò)中性面（即線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直的位置）開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)周期通過(guò)電阻R的電荷量；（3）在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱。（本問(wèn)保留3位有效數(shù)字）18.直流電動(dòng)機(jī)是一種使用直流電流的動(dòng)力裝置，其簡(jiǎn)化模型如圖1所示，固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線框兩平行導(dǎo)軌間距為，左端接一電動(dòng)勢(shì)為、內(nèi)阻不計(jì)的電源。一質(zhì)量為、電阻為的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)線框放置并接觸良好。閉合開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻，平行軌道足夠長(zhǎng)。（1）在圖2中畫(huà)出速度隨時(shí)間變化的示意圖；（2）求導(dǎo)體棒的最大速度；（3）求導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度的過(guò)程中電源釋放的總能量。19.1897年湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后，許多科學(xué)家為測(cè)量電子的電荷量做了大量的探索。1907—1916年密立根用帶電油滴進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)油滴所帶的電荷量是某一數(shù)值的整數(shù)倍，于是稱這一數(shù)值為基本電荷。如圖所示，兩塊完全相同的金屬極正對(duì)著水平放置，板間的距離為。當(dāng)質(zhì)量為的微小帶電油滴在兩板間運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受空氣阻力的大小與速度大小成正比。兩板間不加電壓時(shí)，可以觀察到油滴豎直向下做勻速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)某一段距離所用時(shí)間為；當(dāng)兩板間加電壓（上極板的電勢(shì)高）時(shí)，可以觀察到同一油滴豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng)，且在時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離與在時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離相等。忽略空氣浮力。重力加速度為。（1）判斷上述油滴的電性；（2）求上述油滴所帶電荷量；（3）測(cè)量不同油滴帶電量的大小，并記錄下多組的測(cè)量值如下表所示（單位：）。請(qǐng)對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并得出結(jié)論。6.418.019.6511.2312.8320.一個(gè)單色光源向四周均勻地發(fā)射能量，功率為，在離光源距離處，正對(duì)光源放置一小塊鉀箔，鉀的逸出功為，假設(shè)入射光的能量是連續(xù)平穩(wěn)地傳給鉀箔，單色光的波長(zhǎng)為，普朗克常量為，光在真空中的速度為。（1）求該單色光使鉀箔產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能；（2）按照經(jīng)典電磁理論，電子若持續(xù)累積吸收足夠的能量就可以逃逸出鉀箔，假設(shè)一個(gè)電子收集能量的圓形截面半徑為，求：①電子被逐出的最短時(shí)間表達(dá)式；②取，，，，通過(guò)數(shù)據(jù)論證經(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?1.氫原子是一種簡(jiǎn)單原子，核外僅有一個(gè)電子，其電子的質(zhì)量為，電荷量為，靜電力常量為，普朗克常量為，光在真空中的速度為，不考慮相對(duì)論效應(yīng)。（1）按照經(jīng)典電磁理論，氫原子中核外電子繞核做半徑