2024北京豐臺高二（下）期末物理第I部分(選擇題共42分)一、單項選擇題(共14小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一個正確選項，請選出符合題目要求的一項)1.下列說法正確的是A.光是一種電磁波B.光需要介質才能傳播C.聲波只能在空氣中傳播D.在空氣中傳播的聲波是橫波2.圓形鐵絲圈蘸一些肥皂液后會形成肥皂膜，將鐵絲圈豎直放置，在自然光照射下，肥皂膜呈現出彩色條紋。下列說法正確的是A.這是光的偏振現象C.彩色條紋為橫紋B.這是光的衍射現象D.彩色條紋為豎紋3.關于盧瑟福α粒子散射實驗現象及分析，下列說法正確的是A.絕大多數α粒子在實驗中幾乎不偏轉，主要原因是原子內部十分“空曠”B.絕大多數α粒子在實驗中幾乎不偏轉，是因為原子核質量很大C.使α粒子產生大角度偏轉的作用力，是電子對α粒子的庫侖力D.使α粒子產生大角度偏轉的作用力，是原子核對α粒子的萬有引力4.夏天由于氣溫升高，汽車輪胎內的氣體壓強變大，更容易造成爆胎。假設輪胎不漏氣且氣體可視為理想氣體，與冬天相比，夏天輪胎內的氣體A.分子間斥力更大B.分子的平均動能更大D.氣體內能更小C.所有分子的運動速率都更大5.下列四幅圖分別對應四種說法，其中正確的是甲乙丙丁A.甲圖是分子勢能與分子間距離的關系圖象，B點對應的距離分子間相互作用表現為引力B.乙圖是模擬氣體壓強產生機理的實驗，實驗中要保證每顆豆粒與臺秤碰撞時的速率相等第1頁/共10頁C.丙圖是顯微鏡下某微粒運動每隔30s的位置連線，這就是微粒的運動軌跡D.丁圖是氧氣分子分別在0℃和100℃時的速率分布情況，實線對應的是100℃6.在如圖所示的電路中，L是自感系數很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個相同的小燈泡。下列說法正確的是A.閉合開關S后，兩燈始終一樣亮B.閉合開關S后，燈泡P中電流從右向左C.當斷開開關S時，兩燈同時熄滅D.當斷開開關S時，燈泡P中電流從右向左7.如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態A開始，經歷三個過程，沿直線先后到達狀態B和C,最終回到狀態。下列說法正確的是A.從A到B,氣體內能減小B.從B到C,氣體從外界吸熱C.A、C兩狀態，氣體溫度相同D.B、C兩狀態，氣體溫度相同8.位于坐標原點處的波源發出一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波。t=0時波源開始振動，經過一個周期T時的波形圖如圖所示，則波源振動的位移y隨時間t變化的關系式為第2頁/共10頁9.手機防窺屏的原理圖如圖所示，防窺屏可視為某種透明介質，在屏中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于手機屏幕。手機上發光像素單元緊貼防窺屏的下表面，可視為點光源，位于相鄰兩屏障的正中間。防窺屏可實現對發光像素單元可視角度θ的控制。下列說法正確的是A.防窺屏的厚度H越大，可視角度θ越小B.透明介質的折射率越小，可視角度θ越小C.屏障的寬度L越大，可視角θ越小D.屏障的高度d越大，可視角度θ越大10.如圖所示，一個理想變壓器的原、副線圈的匝數比為10:1,原線圈兩端a、b接正弦式交流電源。在原線圈前串聯一個規格為“熔斷電流0.2A、電阻5Q”的保險絲，與原線圈并聯的電壓表的示數穩定為電壓表為理想電表，若電路可以長時間正常工作，下列說法正確的是A.通過電阻R的最大瞬時電流為2AB.電阻R增大時，流經保險絲的電流也增大C.保證保險絲不斷的電阻R的最小值為ΩD.變壓器的輸出功率最大值為2w如圖所示，光電倍增管是提高光電管靈敏度的光電轉換器件。管內除光電陰極和陽極外，兩極間還放置四個倍增電極1、2、3、4。使用時相鄰兩倍增電極間均加有電壓，以此來加速電子。光電陰極受光照后釋放出光電子，在電場作用下射向第一倍增電極，引起電子的二次第3頁/共10頁發射，激發出更多的電子，然后在電場作用下射向下一個倍增電極，又激發出更多的電子，如此電子數不斷倍增，使得光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高得多，可用來檢測微弱光信號。下列說法正確的是A.光電倍增管正常工作時，每個倍增電極上都發生了光電效應B.光電倍增管內陽極接收電子的能量全部來源于照射光C.圖中標號為偶數的倍增電極電勢要高于標號為奇數的電極電勢D.適當增大倍增電極間的電壓有利于探測更微弱的光信號A.光電倍增管正常工作時，每個倍增電極上都發生了光電效應B.光電倍增管內陽極接收電子的能量全部來源于照射光C.圖中標號為偶數的倍增電極電勢要高于標號為奇數的電極電勢D.適當增大倍增電極間的電壓有利于探測更微弱的光信號l2、北京時間2024年5月5日19時54分，太陽爆發了一次X射線耀斑，X射線耀斑的級別劃定通常以地球同步軌道衛星觀測到的X射線流量來表征。射線流量指在單位時間、單位面積上接收到的射線能量。若太陽均勻地向各個方向輻射X射線，設波長為λ,太陽輻射X射線的總功率為P。同步衛星探測儀正對太陽的面積為S,衛星離太陽中心的距離為R,普朗克常量為h,光速為c,則同步衛星探測儀探測到的X射線流量中的光子數為13.如圖所示，彈性小球A和B疊放在一起，從距地面高度為h處自由落下，落地瞬間，B先與地面碰撞，后與A碰撞，h遠大于兩小球直徑，小球B的質量遠大于小球A質量。假設所有的碰撞均為豎直方向內彈性碰撞，且碰撞時間均可忽略不計，不考慮空氣阻力，則下列判斷中正確的是第4頁/共10頁A.下落過程中A與B之間存在相互作用B.小球B與地面碰撞后，小球B的速度為零C.A與B第一次碰后小球A彈起的最大高度約為4hD.A與B第一次碰后小球A彈起的最大高度約為9h14.如圖甲所示，通過電流加熱，熱陰極中的電子克服逸出功離開陰極，之后被加速電場加速撞擊陽極，在撞擊陽極原子的過程中，電子以極大的加速度減速，損失的能量則以X射線的形式輻射出去。大部分電子經歷多次碰撞而減速，因此輻射的能譜是連續譜，圖乙為不同加速電壓下測量到的X射線能譜，橫軸為X射線波長，縱軸為相應波長的X射線強度。電子從陰極逸出時的速度忽略不計，下列推斷不正確的是A.隨加速電壓增大，X射線強度的極大值向頻率更高的方向移動B.當電子撞擊陽極被瞬間減速到0時，輻射的X射線波長最短C.只改變陽極材料，X射線的最短波長也會隨之變化D.若用60kV加速電壓加速電子，產生的X射線的最短波長約為20pm第Ⅱ部分(非選擇題共58分)二、填空題(本題共2小題，每空2分，共18分)15.某小組做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗。(1)將實驗儀器按要求安裝在光具座上，如圖甲所示，則在甲圖中1、2、3處分別應該安裝的第5頁/共10頁器材是A.單縫、濾光片、雙縫C.濾光片、單縫、雙縫B.單縫、雙縫、濾光片D.雙縫、濾光片、單縫(2)如圖乙所示，測量頭中分劃板上的刻度線先后處于x、x?位置，x位置的讀數為1.690mm,x,位置的示數如圖丙所示，讀數為mm;根據x?、x?位置讀數，得到相鄰亮條紋的間距△x=mm(結果保留三位小數);已知雙縫間距為d,雙縫到毛玻璃屏的距離為L,此單色光波長的表達式λ=___________(用L、d、x?、x?表示)。16.兩個實驗小組做“探究氣體等溫變化規律”實驗。(1)一組同學利用如圖甲所示的裝置進行實驗，注射器中密封了一定質量的空氣。通過刻度尺讀取空氣柱的長度1,從與注射器內空氣柱相連的壓力表讀出空氣柱的壓強p。a.實驗過程中，下列操作正確的是。(填選項前字母)A.在柱塞上涂抹潤滑油可以提高裝置的氣密性B.應快速推拉柱塞并迅速讀數，以避免氣體與外界發生熱交換C.推拉柱塞時，手不可以握住整個注射器b,一組同學在不同溫度下用同一空氣柱進行實驗，測出兩條等溫線，如圖所示，則T?(填寫“>”或“<”)T?第6頁/共10頁c.一組同學在某次實驗中，以壓強p為縱軸，以體積的倒數為橫軸，把采集的各組數據在坐標紙上描點。發現圖線的上端出現了一小段彎曲，產生這一現象的可能原因是。(答一種情況即可)(2)二組同學用氣體壓強傳感器做實驗。實驗裝置如圖乙所示，研究對象是注射器中的密閉氣體。氣體壓強傳感器通過塑料管與注射器相連。由注射器壁上的刻度可以讀出氣體的體積V;由壓強傳感器測得的壓強值p在計算機屏幕上可以實時顯示。a.二組同學正確操作實驗后，獲得不同體積時氣體壓強的數值。利用計算機作出氣體的圖像，發現圖線不過坐標原點，如圖所示，圖中V。的物理含義是。b.二組同學在同一環境溫度下進行了兩次實驗。根據他們測得的數據，分別作出的圖像如圖所示，圖線a與b分別對應兩次實驗數據，圖線a斜率大于圖線b斜率的可能原因是。(答一種情況即可)三、計算論證題(本題共4小題，共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位)17.如圖所示，一束激光AO沿半徑方向射入空氣中截面為半圓形的玻璃磚，0點是玻璃磚的圓心。已知光線AO的入射角i=30°,它的反射光線與折射光線的夾角為90°。(1)畫出反射和折射光路圖，并標出折射角r;(2)求這種玻璃的折射率n;第7頁/共10頁(3)分析說明當入射角i=60°時，是否會發生全反射現象。18.如圖所示，坐標原點處有一質點做振幅A=10cm的簡諧運動，形成一列自左向右傳播的簡諧橫波，在t=0時刻x=4cm處質點剛開始振動。質點P、Q平衡位置的坐標分別是(2,0)、(9,0),已知在t?=0.2s時，P質點第一次位于波峰。求：(1)這列波的周期T和傳播速度v;(2)畫出t?=0.6s時的波形圖；(3)從t=0時刻起，質點Q第一次位于波峰所經歷的時間t及通過的路程s。19.康普頓效應揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外還具有動量。根據狹義相對論，光子的能量E與其動量p的關系為E=pc,其中c為真空中光速。h(1)推導波長為λ的單色光光子的動量表達式p=(h為普朗克常量);(2)在康普頓效應中，當入射的光子與晶體中的電子碰撞時，電子會帶走一部分能量和動量。假設入射光子與靜止的自由電子發生彈性碰撞，碰撞后光子的方向恰好與原入射方向垂直。已知入射光波長為0,散射后波長為1。a.畫出碰撞前后光子動量以及碰后電子動量三者的矢量關系圖(在圖中標出光子碰前、碰后的動量大小);b.分析比較入射光波長與散射后波長的大小關系。01(3)如同大量氣體分子與器壁頻繁碰撞產生壓力一樣，當光照射到物體表面時，也將產生持續家設想利用太空中阻力很小的特點，可以在宇宙飛船上安裝太陽帆，利用光壓推動飛船前進，實現星際旅行。若將一個材質很輕、面積足夠大的太陽帆完全展開，調整帆面方向，使其與太陽光照方向垂直。已知帆面處單位面積接收的太陽光輻射功率為P,其中被太陽帆表面反射的光占入射光比第8頁/共10頁例為K,其余的入射光均被太陽帆面吸收，不考慮光子被反射前后的能量變化。推導太陽帆受到的光壓P光的表達式。20.利用如圖所示的裝置來研究光電效應。真空中一對半徑均為R?的圓形金屬板P、Q,圓心正對平行放置，兩板距離為d,Q板中心鍍有一層半徑為R?(R?<R?)的圓形鋅金屬薄膜。兩金屬板P、Q之間電壓的大小可以調整，電源的正負極也可以對調。當Q板受到頻率為v的單色光持續照射后，只有鋅金屬薄膜發生光電效應，光電子向各方向逸出。假設保持光照條件不變，單位時間內從鋅薄膜中逸出的光電子數為n,調節金屬板P、Q兩端電壓，當微安表示數恰好為零時，測得遏止電壓為Uc;進一步實驗發現，當金屬板P、Q兩端電壓大于或等于某一電壓值U時，微安表示數始終為最大值I。(兩板帶電時板間的電場可視為勻強電場，不考慮平mm行板的邊緣效應；忽略光電子的重力以及光電子之間的相互作用。已知普朗克常量為h,電子的電荷量為e,電子質量為m)求