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2021屆北京市一零一中學(xué)高二下學(xué)期期末物理考試試題

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2021屆北京市一零一中學(xué)高二下學(xué)期期末物理考試試題

班級:_ 學(xué)號:_ 姓名:_ 密 封 裝 訂 線 密 封 線 內(nèi) 不 要 答 題2021屆北京市一零一中學(xué)高二下學(xué)期期末物理考試試題命題審核:高二物理備課組本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分。第卷一、 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選項(xiàng)中,只有一個選項(xiàng)符合題意,選對得3分,選錯或不答的得0分。)1以下現(xiàn)象能說明光具有粒子性的是A用紫外線照射鋅板時有電子射出 B白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣C貼有增透膜的相機(jī)鏡頭呈現(xiàn)淡紫色 D泊松亮斑2下列說法中正確的是A太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)B天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),揭示了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短D氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,原子總能量增加3下列說法中正確的是A用光導(dǎo)纖維束傳送圖像信息,這其中應(yīng)用到了光的全反射現(xiàn)象B通過兩支夾緊的筆桿間縫隙看發(fā)白光的燈絲能觀察到彩色條紋,這是光的偏振現(xiàn)象C白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣是光的干涉現(xiàn)象D用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的衍射現(xiàn)象4關(guān)于熱現(xiàn)象,下列說法正確的是A擴(kuò)散現(xiàn)象說明分子間存在引力B布朗運(yùn)動是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動C一定質(zhì)量0oC的冰融化成0oC的水,其內(nèi)能沒有變化D一定質(zhì)量的理想氣體對外做功,內(nèi)能不一定減少5 如圖所示,一導(dǎo)熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上,活塞與氣缸壁間的摩擦不計(jì)。氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體,氣體分子間的相互作用不計(jì)?,F(xiàn)緩慢地逐漸向活塞上倒一定質(zhì)量的沙土,環(huán)境溫度保持不變,在此過程中A氣體的內(nèi)能增大B氣缸內(nèi)分子的平均動能增大C單位時間內(nèi)撞擊氣缸壁單位面積上的分子數(shù)一定增多D因?yàn)橥饨鐚怏w做了功,所以氣體一定吸熱6關(guān)于分子動理論,下列說法中正確的是A圖甲“用油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)先滴油酸酒精溶液,再撒痱子粉B圖乙為水中某花粉顆粒每隔一定時間位置的連線圖,連線表示該花粉顆粒做布朗運(yùn)動的軌跡C圖丙為分子力F與分子間距r的關(guān)系圖,分子間距從r0開始增大時,分子力先變小后變大D圖丁為大量氣體分子熱運(yùn)動的速率分布圖,曲線對應(yīng)的溫度較高7如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始,經(jīng)歷兩個過程,先后到達(dá)狀態(tài)B和C。有關(guān)A、B和C三個狀態(tài)溫度TA、TB和TC的關(guān)系,正確的是ATATB,從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中,氣體的內(nèi)能不變BTATB,從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中,氣體的內(nèi)能減少CTBTC,從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中,氣體的內(nèi)能增加DTBTC,從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中,氣體的內(nèi)能減少8 入射激光光盤截面示意圖載有信息的基層盤面透明介質(zhì)層在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,光盤是存儲信息的一種重要媒介。光盤上的信息通常是通過激光束來讀取的。若激光束不是垂直投射到盤面上,則光線在通過透明介質(zhì)層時會發(fā)生偏折而改變行進(jìn)的方向,如圖所示。下列說法中正確的是A圖中光束是紅光,光束是藍(lán)光B在光盤的透明介質(zhì)層中,光束比光束傳播速度更快C若光束、先后通過同一單縫衍射裝置,光束的中央亮紋比光束的窄rFOr0D若光束、先后通過同一雙縫干涉裝置,光束的條紋寬度比光束的寬9兩個分子間作用力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖所示,假定兩個分子的距離為無窮遠(yuǎn)時它們的分子勢能為0,下列說法正確的是A在r由無限遠(yuǎn)到趨近于0的過程中,F(xiàn)先變小后變大 B在r由無限遠(yuǎn)到趨近于0的過程中,F(xiàn)先做正功后做負(fù)功C在r由無限遠(yuǎn)到趨近于0的過程中,分子勢能先增大后減小 D在r = r0處分子勢能為零10氫原子的能級圖如圖甲所示,一群處于第 4 能級的氫原子,向低能級躍遷過程中能發(fā)出 6 種不同頻率的光,其中只有頻率為a、b兩種光可讓圖乙所示的光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)。分別用頻率為a、b的兩個光源照射光電管陰極K,測得電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法中正確的是甲乙丙Uc1Uc2OUA處于第4能級的氫原子可以吸收一個能量為0.75eV的光子并電離B圖丙中的圖線b所表示的入射光是氫原子由第4能級向基態(tài)躍遷發(fā)出的 C圖丙中的圖線b所表示的入射光的光子能量為12.09 eVD用圖丙中的圖線a所表示的光照射陰極K時,光電子的最大初動能比用圖線b所表示的光照射時更大二、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個選項(xiàng)中,至少一項(xiàng)是符合題意的,選對的得3分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分。)11靜止在勻強(qiáng)磁場中的原子核X發(fā)生衰變后變成新原子核Y。已知核X的質(zhì)量數(shù)為A,電荷數(shù)為Z,核X、核Y和粒子的質(zhì)量分別為mX、mY和m,假設(shè)核反應(yīng)過程中釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為粒子和Y核的動能。粒子在磁場中運(yùn)動的半徑為R。則A衰變方程可表示為 B核反應(yīng)中釋放的核能為(mx-my-m)c2CY核在磁場中運(yùn)動的半徑為 DY核的動能為12下列說法正確的是A固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)B液體表面張力的形成原因是分子引力的作用C第一類永動機(jī)不可能成功的原因是違反了熱力學(xué)第二定律D熱力學(xué)第二定律揭示了自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性13下列說法正確的是A單個核子結(jié)合為原子核時要釋放出對應(yīng)的結(jié)合能B目前核電站工作的核反應(yīng)是重核的裂變C衰變中發(fā)出的電子流來源于核外電子D光具有波粒二象性,波長越長波動性越顯著,波長越短粒子性越顯著14RF如圖所示,豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R,金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直,并良好接觸且無摩擦,棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì),整個裝置放在水平勻強(qiáng)磁場中,棒在豎直向上的恒力F作用下勻速上升的一段時間內(nèi),下列說法正確的是A通過電阻R的電流方向向左B棒受到的安培力方向向下C棒機(jī)械能的增加量等于恒力F做的功D棒克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的熱量第II卷三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,每空2分,共16分。)15壓強(qiáng)數(shù)據(jù)采集器注射器計(jì)算機(jī)傳感器如圖所示,用氣體壓強(qiáng)傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律,操作步驟如下: 在注射器內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體,將注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)逐一連接起來; 移動活塞至某一位置,記錄此時注射器內(nèi)封閉氣體的體積V1和由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p1; 重復(fù)上述步驟,多次測量并記錄; 根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),作出相應(yīng)圖象,分析得出結(jié)論。(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的基本要求,下列說法中正確的是 (選填選項(xiàng)前的字母)。A移動活塞時應(yīng)緩慢一些 B封閉氣體的注射器應(yīng)密封良好C必須測出注射器內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量 D必須測出注射器內(nèi)封閉氣體的溫度(2)為了能最直觀地判斷氣體壓強(qiáng)p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系,應(yīng)作出 (選填“p-V”或“”)圖象。對圖線進(jìn)行分析,如果在誤差允許范圍內(nèi)該圖線是一條直 線,就說明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時,其壓強(qiáng)與體積成反比。(3)在不同溫度環(huán)境下,另一位同學(xué)重復(fù)了上述實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理均正確。環(huán)境溫度分別為T1、T2,且T1>T2。在如圖所示的四幅圖中,可能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是_(選填選項(xiàng)的字母)。pVOBT2T1pOCT2T1pODT1T2pVOAT1T216 在“油膜法估測分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中,我們通過宏觀量的測量間接計(jì)算微觀量。(1)本實(shí)驗(yàn)利用了油酸分子易在水面上形成 (選填“單層”或“多層”)分子油膜的特性。若將一滴油酸酒精溶液滴到水面上,這滴溶液中含有純油酸體積為V,形成面積為S的油酸薄膜,則由此可估測油酸分子的直徑為 。(2)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中先取一定量的無水酒精和油酸,制成一定濃度的油酸酒精溶液,測量并計(jì)算一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積后,接著又進(jìn)行了下列操作:A將一滴油酸酒精溶液滴到水面上,在水面上自由地?cái)U(kuò)展為形狀穩(wěn)定的油酸薄膜B將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上計(jì)算油酸薄膜的面積C將玻璃板蓋到淺水盤上,用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上D向淺盤中倒入約2cm深的水,將痱子粉均勻地撒在水面上以上操作的合理順序是 (填字母代號)。(3)該同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)自己所測的分子直徑d明顯偏大。出現(xiàn)這種情況的原因可能是_。 A將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計(jì)算 B油酸酒精溶液長時間放置,酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化 C水面上痱子粉撒得太多,油膜沒有充分展開 D計(jì)算油膜面積時,將不完整的方格作為完整方格處理(4)將1 cm3的油酸溶于酒精,制成200 cm3的油酸酒精溶液;測得l cm3的油酸酒精溶液有50滴?,F(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上,測得所形成的油膜面積是0.16 m2。由此估算出油酸分子的直徑為_m。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。四、計(jì)算題(本題共5小題,共42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。)17(8分)(1)如圖1所示,兩根足夠長的平行導(dǎo)軌,間距L =0.3 m,在導(dǎo)軌間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 = 0.5 T。一根直金屬桿MN以v= 2 m/s的速度向左勻速運(yùn)動,桿MN始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。R=2的電阻,將其兩端a、b分別與圖1中的導(dǎo)軌和圖2中的圓形線圈相連接,b端接地,桿MN的電阻r1=1W,導(dǎo)軌的電阻可忽略。(1)求桿MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1和ab兩點(diǎn)的電勢差Uab(2)如圖2所示,一個匝數(shù)n=100的圓形線圈,面積S1=0.4m2,電阻r2=1。在線圈中存在面積S2=0.3m2垂直線圈平面(指向紙外)的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時間t變化的關(guān)系如圖3所示。求圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E2。圖3B2 / T046t/s0.60.32aB2b圖2RaB1MNb圖1R18(8分)釷核發(fā)生衰變生成鐳核并放出一個粒子。設(shè)該粒子的質(zhì)量為、電荷量為q,它進(jìn)入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極和間電場時,其速度為,經(jīng)電場加速后,沿方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場,垂直平板電極,當(dāng)粒子從點(diǎn)離開磁場時,其速度方向與方位的夾角,如圖所示,整個裝置處于真空中。(1)寫出釷核衰變方程(2)求粒子在磁場中沿圓弧運(yùn)動的軌道半徑RS1S2PxBOU放射源速度方向(3)求粒子在磁場中運(yùn)動所用時間19(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)中幾個重要的物理量,這項(xiàng)工作成為愛因斯坦光電效應(yīng)方程在很小誤差范圍內(nèi)的直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)。密立根的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y量金屬的遏止電壓,入射光頻率,并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的普朗克常量相比較,以檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。如圖所示,根據(jù)實(shí)驗(yàn)作出的圖像,電子的電荷量e=1.610-19C。(1)寫出愛因斯坦光電效應(yīng)方程(已知,光電子最大初動能EK,金屬逸出功W0,普朗克常量,入射光頻率); (2)由圖像可知這種金屬的截止頻率(3)設(shè)圖像的斜率為k,電子的電荷量e:寫出普朗克常量 的表達(dá)式; 并根據(jù)圖像數(shù)據(jù)求普朗克常量(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。0.878UC/V05.500/4.2606.50120(8分)直流電動機(jī)的工作原理可以簡化為如圖所示的情景,在豎直向下的磁感應(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,通過滑輪勻速提升重物,電路中的電流為I。求:(1)在Dt時間內(nèi),“電動機(jī)”輸出的機(jī)械能;(2)從宏觀角度看導(dǎo)體棒由于運(yùn)動切割磁感線,產(chǎn)生動生電動勢,該電動勢總是削弱電源的電動勢,我們把這個電動勢稱為反電動勢。 試證明:電流克服反電動勢做的功等于該“電動機(jī)”提升重物所增加的機(jī)械能; 求出該“電動機(jī)”提升重物的機(jī)械效率。21(10分)理想氣體是人們對實(shí)際氣體簡化而建立的一種理想模型,理想氣體具有如下特點(diǎn):分子本身不占有體積,分子間無相互作用力,分子間碰撞為彈性碰撞。從宏觀上來看,理想氣體符合,表達(dá)式中:為氣體壓強(qiáng),V為氣體體積,T為氣體的熱力學(xué)溫度,n為氣體物質(zhì)的量,R為常數(shù),該方程反映了一定質(zhì)量理想氣體在同一狀態(tài)下三個狀態(tài)參量之間的關(guān)系。(1)一般情況,分子直徑線度約為10-10m,當(dāng)分子間距離大于分子自身線度10倍時,分子間相互作用力可以忽略。已知空氣平均密度約為=1.3kg/m3,空氣分子平均摩爾質(zhì)量M=2.910-2kg/mol,阿伏伽德羅常數(shù)約為NA=61023mol-1。建立適當(dāng)?shù)哪P?,寫出空氣分子平均間距的表達(dá)式;根據(jù)題目數(shù)據(jù)估算出空氣分子的平均間距(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字),并據(jù)此判斷此種情況下空氣是否可視為理想氣體。(2)氣體分子運(yùn)動較為復(fù)雜,做如下簡化:正方體密閉容器中有大量運(yùn)動分子,每個分子質(zhì)量為,單位體積內(nèi)分子數(shù)量為,我們假定: 分子大小可以忽略,其速率均為,且與器壁各面碰撞的機(jī)會均等,與器壁碰撞前后瞬間,分子速度方向都與器壁垂直,且速率不變,利用所學(xué)力學(xué)知識,解決下列問題:導(dǎo)出氣體壓強(qiáng)的微觀表達(dá)式;a.求器壁在單位時間單位面積上受到的碰撞次數(shù)N0;pV0VAVB b. 一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)和體積變化如圖,試判斷器壁在單位時間單位面積上受到的碰撞次數(shù)N0A_N0B(選填“大于、等于、小于”)。 (3)試根據(jù)上述理想氣體壓強(qiáng)的宏觀、微觀表達(dá)式,證明:分子的平均動能與熱力學(xué)溫度T成正比。第10頁 共10頁第9頁 共10頁

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