北京市第一○一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷2

北京一零一中2023—2024学年度第二学期期中考试高二物理第Ⅰ卷一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分；在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，选对得3分，选错或不答的得0分。）1.如图所示，光束沿AO方向从空气射向某种介质，折射光线沿OB方向。下列说法正确的是（）A.这束光从空气进入介质后频率会增大B.这束光从空气进入介质后波长会增大C.这束光在该介质中的传播速度小于在空气中的传播速度D.若这束光沿BO方向从介质射向空气，可能会发生全反射现象2.氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是（）A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子B.从能级跃迁到能级辐射出的光子能量为1.51eVC.从能级跃迁到能级需吸收1.51eV的能量D.能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量3.以下现象不属于衍射的是（）A.白光经过狭窄的单缝得到彩色图样 B.白光照射肥皂膜呈现出彩色图样C.光照射刀片的阴影轮廓模糊不清 D.光照射不透明圆盘的阴影中心出现亮斑4.如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知（）A.当它们在真空中传播时，a光的波长最短B.当它们在玻璃中传播时，a光的速度最小C.若它们都从玻璃射向空气，a光发生全反射的临界角最小D.若它们都能使某种金属产生光电效应，a光照射出光电子的最大初动能最小5.把一块带负电的锌板连接在验电器上，验电器指针张开一定的角度，用紫外线灯照射锌板发现验电器指针的张角发生变化。下列推断合理的是（）A.验电器指针的张角会不断变大B.验电器指针的张角会先变小后变大C.验电器指针的张角发生变化是因为锌板获得了电子D.若改用红外线照射锌板一定会使验电器指针的张角变大6.1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（）A.大部分α粒子发生了大角度的偏转B.α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞C.α粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量D.α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是正确的7.如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，交流电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）A.电流表的读数为 B.电压表的读数约为C.原线圈的输入功率为 D.副线圈输出交流电的周期为8.研究光电效应的电路如图所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封真空管中的金属极板K，极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I与AK之间的电压U的关系图像如图乙所示。关于1、2、3三条曲线，下列说法正确的是（）A.1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线1对应的黄光较强B.1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线3对应的黄光较强C.2、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线2对应的黄光较强D.2、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线3对应的黄光较强9.2016年9月25日，被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜（简称FAST）在贵州省平塘县落成启用，开始接收来自宇宙深处的电磁波．中国天眼的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义．如果为天眼配备一部发射功率为百万瓦级（106W）的发射机，其发射的无线电波波长为126厘米．那么该发射机每秒钟发射的光子数量的数量级约为（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.现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，它的基本原理如图甲所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，图乙为真空室的俯视图。当电磁铁线圈通入如图丙所示的正弦式交变电流时，可使电子在真空室中做加速圆周运动。以图甲中所示电流方向为正方向，不考虑相对论效应，在每个周期T内，电子能沿逆时针方向（俯视）做加速圆周运动的时间为（）A. B. C. D.二、不定项选择题（本题共4小题，每题3分，共12分。在每小题给出的4个选项中，至少一项是符合题意的，选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）11.如图所示，闭合的矩形导体线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，沿着方向观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感强度为，线圈匝数为，边的边长为，边的边长为，线圈电阻为，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时（）A.线圈中感应电流方向为B.线圈中感应电动势为C.穿过线圈磁通量随时间的变化率最大D.线圈边所受安培力的大小为12.太赫兹辐射通常是指频率在、即频率在微波与红外线之间的电磁辐射，其频率高于微波，低于红外线、紫外线，远低于X射线，太赫兹波对人体安全，可以穿透衣物等不透明物体，实现对隐匿物体的成像，近年来太赫兹技术在国家安全、信息技术等诸多领域取得了快速发展，被誉为“改变未来世界十大技术”之一，由上述信息可知，太赫兹波（）A.其光子的能量比红外线光子的能量小B.比微波更容易发生衍射现象C.比紫外线更难使金属发生光电效应D.比X射线穿透性更强13.下列说法正确的是（）A.光干涉现象、衍射现象说明光具有波动性B.光的偏振现象说明光是横波C.光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性D.汤姆孙发现电子说明原子具有核式结构模型14.如图所示，某同学设计了一个加速度计：较重的滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用两劲度系数相同的轻弹簧与框架连接；R为滑动变阻器，其滑动片与滑块固定联接；两个电池的电动势均恒为E，内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，此时两弹簧均为原长，滑动片恰好在变阻器的中间位置。已知滑动片与变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比，当a端的电势高于b端时电压表的指针向零点右侧偏转。将此加速度计固定在运动的物体上，物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的是（）A.当物体向右加速时，电压表的指针将向右偏 B.电压表的示数不变，说明物体做匀速直线运动C.电压表的示数增大，说明物体的速度一定增大 D.电压表表盘上各刻度对应加速度的值是均匀的第Ⅱ卷三、实验题（本题共2小题，每空3分，共15分。）15.如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边和，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针、，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（）A.大头针须挡住及、的像B.入射角越小，折射率的测量越准确C.利用量角器量出、，可求出玻璃砖的折射率D.如果误将玻璃砖的边画到，折射率的测量值将偏小16.现用如图甲所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。（1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互______放置。（选填“垂直”或“平行”）（2）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如图乙所示，则读数为______mm已知双缝间距m，测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800m，所测光的波长=______nm（保留3位有效数字）（3）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的问距再求出。下列实验采用了类似方法的有______A.《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量B.《探究弹簧弹力与形变量的关系》实验中弹簧形变量的测量C.《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量四、计算题（本题共5小题，共43分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。）17.如图所示，位于竖直平面内矩形金属线圈，边长Ll=0.40m、L2=0.25m，其匝数n=100匝，总电阻r=1.0，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和R=3.0的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T，在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴O1O2匀速转动，角速度=2.0rad/s。求：（1）电阻R两端电压的最大值；（2）从线圈通过中性面（即线圈平面与磁场方向垂直的位置）开始计时，经过周期通过电阻R的电荷量；（3）在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热。（本问保留3位有效数字）18.直流电动机是一种使用直流电流的动力装置，其简化模型如图1所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场中，导线框两平行导轨间距为，左端接一电动势为、内阻不计的电源。一质量为、电阻为的导体棒垂直导线框放置并接触良好。闭合开关S，导体棒从静止开始运动。忽略摩擦阻力和导线框的电阻，平行轨道足够长。（1）在图2中画出速度随时间变化的示意图；（2）求导体棒的最大速度；（3）求导体棒达到最大速度的过程中电源释放的总能量。19.1897年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907—1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值的整数倍，于是称这一数值为基本电荷。如图所示，两块完全相同的金属极正对着水平放置，板间的距离为。当质量为的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为；当两板间加电压（上极板的电势高）时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间内运动的距离与在时间内运动的距离相等。忽略空气浮力。重力加速度为。（1）判断上述油滴的电性；（2）求上述油滴所带电荷量；（3）测量不同油滴带电量的大小，并记录下多组的测量值如下表所示（单位：）。请对表中的数据进行分析并得出结论。6.418.019.6511.2312.8320.一个单色光源向四周均匀地发射能量，功率为，在离光源距离处，正对光源放置一小块钾箔，钾的逸出功为，假设入射光的能量是连续平稳地传给钾箔，单色光的波长为，普朗克常量为，光在真空中的速度为。（1）求该单色光使钾箔产生光电子的最大初动能；（2）按照经典电磁理论，电子若持续累积吸收足够的能量就可以逃逸出钾箔，假设一个电子收集能量的圆形截面半径为，求：①电子被逐出的最短时间表达式；②取，，，，通过数据论证经典电磁理论在解释光电效应现象时是否合理？谈谈你的看法。21.氢原子是一种简单原子，核外仅有一个电子，其电子的质量为，电荷量为，静电力常量为，普朗克常量为，光在真空中的速度为，不考虑相对论效应。（1）按照经典电磁理论，氢原子中核外电子绕核做半径