2020-2021年北京市密云区高二物理下学期期末试题及答案

这是一份2020-2021年北京市密云区高二物理下学期期末试题及答案，共14页。试卷主要包含了太阳辐射能量主要来自太阳内部的，关于布朗运动下列说法正确的是，关于光现象，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

1.太阳辐射能量主要来自太阳内部的
A. 化学反应B. 放射性衰变C. 裂变反应D. 聚变反应
2.关于布朗运动下列说法正确的是
A. 布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动
B. 布朗运动是液体分子的无规则运动
C. 液体温度越低，布朗运动越剧烈
D. 悬浮微粒越大，布朗运动越剧烈
3.研究气体的性质时，可以设想有一种气体可以不计分子大小和分子间相互作用力，我们把它叫做理想气体。对于一定质量的某种理想气体，下列说法正确的是
A. 气体温度升高，每一个分子的动能都增大
B. 气体温度升高，气体分子的平均动能增大
C. 气体压强是气体分子间的斥力产生的
D. 气体对外界做功，气体内能一定减小
4.研究表明，分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。则下列解释正确的是
A. 当时分子间的作用力F表现为斥力
B. 当时分子间的作用力F表现为引力
C. 当时分子间的作用力F表现为引力
D. 当时分子间的作用力F无限大
5.在玻璃瓶中装入半瓶热水盖紧瓶盖，一段时间后发现瓶盖很难拧开，由此可推断瓶内气体可能发生的变化是
A. 温度降低，压强减小B. 温度降低，压强不变
C. 温度降低，压强增大D. 温度升高，压强减小
6.蜘蛛会根据丝网的振动情况感知是否有昆虫“落网”，若丝网的固有频率为200Hz，下列说法正确的是
A. “落网”昆虫翅膀振动的频率越大，丝网的振幅越大
B. 当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网不振动
C. 当“落网”昆虫翅膀振动的频率等于200Hz时，丝网的振幅最大
D. 昆虫“落网”时，丝网振动的频率由丝网的固有频率决定
7.一个质点以O为中心做简谐运动，位移随时间变化的图象如图所示，a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置，且b、d关于平衡位置对称，则下列说法正确的是
A. 质点做简谐运动的方程为
B. 质点在位置b与位置d时速度大小相等、方向相同
C. 质点从位置a到c和从位置b到d所用时间不相等
D. 质点从位置a到b和从b到c的平均速度相等
8.如图所示，是一列简谐横波在某时刻的波形图。已知波沿着x轴的正方向传播，关于波上的三个质点K、L、M，下列说法中正确的是
A. 此时质点K和M的运动方向相同
B. 此时质点K和M的回复力方向相同
C. 此时质点L的速度最大
D. 质点K经过一段时间会沿x轴运动到质点M的位置
9.关于光现象，下列说法正确的是
A. 图中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象
B. 图中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的折射现象
C. 图中肥皂膜上出现彩色条纹是光的衍射现象
D. 图中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象
10.根据玻尔理论，氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上，如图所示，下列说法正确的是
A. 氢原子要吸收一定频率的光子B. 原子核外电子受力变小
C. 原子核外电子的电势能减少D. 核外电子做圆周运动周期变大
11.引力波也被称为“时空的涟漪”，是爱因斯坦根据广义相对论做出的预言之一。对于引力波概念的提出过程，我们大致可以这样理解：麦克斯韦认为，电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会辐射电磁波；爱因斯坦认为，物体周围存在引力场，当物体加速运动时，也会辐射出引力波。在中学物理学习过程中，你认为可能用到与爱因斯坦上述思想方法类似的是
A. 卢瑟福预言中子存在
B. 库仑预测两点电荷间的相互作用力与万有引力有相似的规律
C. 法拉第猜想：电能生磁，磁也一定能生电
D. 汤姆生发现电子后猜测原子中存在带正电的物质
12.我们知道，气体分子的运动是无规则的，每个分子运动的速率一般是不同的，但大量分子的速率分布却有一定的统计规律．如图所示描绘了某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则二条曲线分别对应的温度和的大小关系是
A. B. C. D. 无法确定
13.中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐代张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则
A. a可能是红光，b可能是紫光，在a、b之间形成彩色光带
B. 在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光
C. 以相同的入射角从水中射向空气，若在空气中只能看到一种光，则一定是a光
D. 分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能
14.在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为的干电池、导线、电键、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是
A. 人有触电感觉是在电键闭合瞬间
B. 人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流
C. 断开电键时流过人的电流方向从
D. 断开电键时线圈中的电流突然增大
15.假期里小明在家利用手机观看某科幻电影，为了急于了解后续情节，他开启了倍速播放模式如图所示，与原速播放相比，音调发生了变化，开启倍速播放后，手机发出的声音
A. 频率降低B. 频率升高C. 传播速度增大D. 波长变长
16.图甲是小米手机无线充电器的示意图。其工作原理如图乙所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为，受电线圈的匝数为，且：：1。两个线圈中所接电阻的阻值均为R，当该装置给手机快速充电时，手机两端的电压为5V，充电电流为2A，则下列判断正确的是
A. 无线充电时，手机上受电线圈的工作原理是“电流的磁效应”
B. 快速充电时，流过送电线圈的电流为10A
C. 快速充电时，两线圈上所接电阻的阻值
D. 充电期间使用手机，回路中的电流不会发生变化
17.某同学用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示
对测量原理的理解正确的是______。
A.由可知，T一定时，g与l成正比
B.由可知，l一定时，g与成反比
C.单摆的振动周期T和摆长l可用实验测定，由可算出当地的重力加速度
为了利用单摆较准确地测出重力加速度，应选用以下哪些器材______。
A.长度为10cm左右的细绳
B.长度为100cm左右的细绳
C.直径为的钢球
D.直径为的木球
E.最小刻度为1mm的米尺
F.秒表、铁架台
然后进行以下必要的实验操作，请将横线部分内容补充完整。
①测量单摆的摆长，即测量从摆线的悬点到______的距离；
②把此单摆从平衡位置拉开一个小角度后释放，使摆球在竖直面内摆动，测量单摆全振动30次或50次的时间，求出一次全振动的时间，即单摆振动的周期；
③适当改变摆长，测量几次，并记录相应的摆长和周期；
④根据测量数据画出图像，并根据单摆的周期公式，由图像计算重力加速度。
若实验得到的g值偏大，可能是因为______。
A.组装单摆时，选择的摆球质量偏大
B.测量摆长时，将悬线长作为单摆的摆长
C.测量周期时，把n次全振动误认为是次全振动
该同学利用假期分别在北京和厦门两地做了此实验，比较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，然后将这两组实验数据绘制了图像，如图2所示，在北京测得的实验结果对应的图线是______。选填“A”“B”
18.如图1是双缝干涉测光的波长的实验装置示意图。某次实验选用的双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，接通电源使光源正常工作。
为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出M处的实验器材是______。
某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图2甲所示，图甲的数字是该同学给各亮纹的编号，此时游标卡尺上的读数为；接着再转动首轮，映入眼帘的干涉条纹如图2乙所示，此时游标卡尺上的读数为。请根据上述测量结果，写出这种光波长的表达式______。用题中给出的字母表示
干涉实验能够把一些数量级非常小、不便于观测的量波长，放大为便于测量的量条纹间距。通过干涉现象还可以观测到一些物理量的微小变化比如双缝间距d的微小变化，干涉仪就是这类仪器。基于干涉理论的激光干涉仪LIGO于2015年首次观测到引力波的存在，其观测到引力波所引起的尺度上的变化相当于原子核直径的千分之一，进一步证实了爱因斯坦相对论理论的正确性。请举例写出个利用将微小量放大的方法进行的实验。
19.一束光线以的入射角从真空中射入某种介质时，其折射角为，已知真空中的光速为c，求：
这种介质的折射率；
光在这种介质中的传播速度。
20.一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻的波形如图中的图线Ⅰ所示，此时处的质点P振动方向沿y轴正方向。经后，波形如图中图线Ⅱ所示。已知这列波的周期大于，求：
这列波的振幅A和波长；
这列波的传播速度的大小和方向；
这列波的周期。
21.如图所示，一小型发电机内有匝矩形线圈，矩形面积，线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。
求线圈转动时产生感应电动势的最大值；
求线圈由图示位置转过的过程中电阻R上所产生的热量Q；
求线圈由图示位置转过的过程中通过电阻R横截面的电荷量q。
玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律。
氢原子处于基态时，电子在库仑力作用下绕原子核做匀速圆周运动，其轨道半径为，已知电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，试求：
电子绕核运动的环绕速度；
电子绕核运动形成的等效电流值I。
处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，形成氢原子光谱，其谱线波长可以用巴耳末-里德伯公式来表示。n、k分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数。，2，3，……，对于每一个k值，有，，，……，R称为里德伯常量，是一个已知量。对于的一系列谱线其波长处在紫外线区，称为赖曼系；的一系列谱线其波长处在可见光区，称为巴耳末系。用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验，当用赖曼系波长最短的光照射时，逸出光电子的最大初动能为；当用巴耳末系波长最长的光照射时，逸出光电子的最大初动能为，真空中的光速为c。试求：
赖曼系波长最短的光对应的频率；
该种金属的逸出功用、表示。
2020-2021年北京市密云区高二物理下学期期末试题参考答案
1. D
解：太阳的能量来自于内部的核聚变，产生很高的能量，又称为热核反应．故D正确，A、B、C错误．
故选
2. A
解：A、布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，故A正确；
B、布朗运动不是液体分子的无规则运动，但是布朗运动反映了液体或气体分子的无规则运动，故B错误；
C、温度越高，无规则运动越剧烈，布朗运动就越剧烈，故C错误；
D、悬浮在液体或气体中的颗粒越小，分子对小颗粒的撞击就越不平衡，布朗运动越明显，故D错误。
故选：A。
3. B
解：AB、温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高时，气体的分子平均动能一定增大，但单个分子动能不一定增大，故A错误，B正确；
C、气体的压强是气体分子无规则运动过程与器壁碰撞产生，故C错误；
D、气体发生等温膨胀，对外做功同时吸收热量，内能不变，故D错误。
故选：B。
4. A
解：AB、由图象可知：当r小于时，分子间的作用力表现为斥力，r大于时，分子间的作用力表现为引力，故A正确，B错误；
C、由图可知，当时分子间的距离为平衡距离，此时分子之间的作用力为零，故C错误；
D、由图可知，当时分子间的作用力近似为零，是可以忽略不计的，故D错误；
故选：A。
5. A
解：瓶内气体的体积不变，经过一段时间后，气体的温度降低，根据，可知气体压强减小，内外压强差变大，则瓶盖很难拧开。故BCD错误，A正确。
故选：A。
6. C
解：A、根据共振的条件可知，驱动力的频率等于系统的固有频率时，系统发生共振现象，振幅最大，故A错误；
B、当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，驱动力的频率低于固有频率，振幅较小，丝网在振动，故B错误；
C、当“落网”昆虫翅膀振动的频率等于200Hz，与丝网的固有频率相等，所以丝网的振幅最大，故C正确；
D、受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以昆虫“落网”时，丝网振动的频率由”落网”昆虫翅膀振动的频率决定，故D错误；
故选：C。
7. B
解：A、由图像知振动周期：，质点做简谐运动的方程为：，故A错误；
B、b、d关于平衡位置对称，根据对称性可知质点在位置b与d时速度大小相等、方向相同，故B正确；
C、由图像知：质点从位置a到c和从位置b到d所用时间都是2s，故C错误；
D、由图像知：质点从位置a到b和从位置b到c所用时间都是1s，位移不同，故平均速度不同，故D错误。
故选：B。
8. B
解：因为该波沿着x轴的正方向传播，根据平移法，可得质点K向下运动，M向上运动，质点K和M的运动方向相反，故A错误；
B.根据回复力与平衡位置的关系，，此时质点K和M位移为正，可知此时质点K和M的回复力方向为负，方向相同，故B正确；
C.由波形图可知，此时质点L处于波谷，其速度最小，故C错误；
D.质点不会沿波运动，故质点K经过一段时间不会运动到质点M的位置，故D错误。
故选：B。
9. D
解：A、白光通过三棱镜后形成彩色光带，因各色光的折射率不同，出现偏折程度不同，是光的折射现象，故A错误；
B、白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象造成的，故B错误；
C、阳光下肥皂膜呈现出彩色条纹是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的，故C错误；
D、3D电影在放映时，两台放映机发出的光是相互垂直的偏振光，在观看电影时观众必须带上特殊的眼镜才能获得最佳观赏效果，这种眼镜是利用了光的偏振原理，故D正确。
故选：D。
10. C
解：A、轨道半径越小，能量越小，氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上，知轨道半径减小，氢原子能量减小，减小的能量以光子的形式释放，所以氢原子要放出一定频率的光子，故A错误；
B、依据库仑定律，随着间距的减小，则核外电子受力变大，故B错误；
C、随着半径的减小，电子带负电，从低电势到高电势，电子的电势能减小，故C正确；
D、根据牛顿第二定律，库仑力提供向心力，则有：，可知，轨道半径变小，则运动周期变小，故D错误；
故选：C。
11. B
解：爱因斯坦根据麦克斯韦的观点：电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波，提出了物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波的观点，采用了类比法。
A、卢瑟福在提出来原子的核式结构，又发现了质子后，结合原子核的质量与质子的质量的关系，预言了中子的存在，采用的是逻辑推理的方法，故A错误；
B、库仑在研究电荷之间的相互作用时，预测两点电荷间的相互作用力与万有引力有相似的规律，采用了类比法，故B正确；
C、法拉第根据事物之间存在普遍联系的观点，猜想：电能生磁，磁也一定能生电，采用的是逻辑推理的方法，故C错误；
D、电子带负电，汤姆生发现电子后猜测原子中存在带正电的物质采用的是逻辑推理的方法，故D错误。
故选：B。
12. C
解：由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”统计规律，温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，所以有，故ABD错误，C正确．
13. D
解：由光路可知，水对a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，a光频率较大，则a光可能是紫光，b光可能是红光，在a、b之间形成彩色光带，故A错误；
B.根据可知，在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小于b光，故B错误；
C.根据可知，a光的临界角较小，则以相同的入射角从水中射向空气，则首先发生全反射的定是a光，若在空气中只能看到一种光，一定是b光，故C错误；
D.因a光的频率大于b光频率，可知分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，则a光一定也能，故D正确。
故选：D。
14. C
解：A、当开关闭合后，多匝线圈与同学们并联，由于电源为的新干电池，所以电流很小。同学没有触电感觉。故A错误；
B、当断开时，多匝线圈电流产生自感现象，从而产生很高的瞬间电压，通过同学们身体有触电的感觉。而此时流过人体的电流是由线圈的自感电动势提供的，由自感规律，电流是从最大逐渐减小的，故流过人体的电流不会大于线圈的电流。故B错误；
C、当断开时，多匝线圈产生自感电动势，电流方向不变，此时线圈的电流从左向右，流过人的电流从右向左即从B向A，故C正确；
D、断开电键时，由于线圈的电流减小而产生自感感动势，而阻碍电流的减小，只是电流减小的慢一些，不会突然增大，故D错误。
故选：C。
15. B
解：开启倍速播放后，手机发出的声音频率升高，因为介质不变，则声音的传播速度不变，根据可知则波长变短，故B正确，ACD错误。
故选：B。
16. C
解：A、对手机进行无线充电时，手机上受电线圈的工作原理是“电磁感应现象”，不是“电流的磁效应”，故A错误；
B、根据理想变压器的电流之比等于匝数的反比可得：，其中，所以流过送电线圈的电流为，故B错误；
C、快速充电时，根据功率关系可得：，即，解得两线圈上所接电阻的阻值：，故C正确；
D、充电期间使用手机，手机处于工作状态，电路中的电流会增大，故D错误。
故选：C。
17.C BCEF 钢球球心 C B
解：由单摆周期公式：可知，重力加速度：，测出单摆的摆长L与周期T，可以求出重力加速度，故AB错误，C正确；
故选：C；
应该选择的实验器材，AB、摆线的长度大致1m左右，故A错误，B正确；
CD、摆球选择体积较小而刻度较大的金属球，这样阻力较小，故C正确，D错误；
EF、刻度尺用来测量摆长，秒表用来测量周期，铁架台是必不可少的，故EF正确。
故选：BCEF
①摆长是摆线的长与钢球的半径之和，所以摆长应该是悬点到钢球球心的距离；
由单摆周期公式：可知，重力加速度：；
A、单摆周期与摆球质量无关，组装单摆时，选择的摆球质量偏大不会导致g的测量值偏大，故A错误；
B、测量摆长时，将悬线长作为单摆的摆长，所测摆长L偏小，所测g偏小，故B错误；
C、测量周期时，把n次全振动误认为是次全振动，所测周期T偏小，所测g偏大，故C正确；
故选：C
在北京和厦门两地做了此实验，由于图象的斜率，北京的重力加速度大，那么对应的图象的斜率小，故B对应的是北京的图象。
故选：；；钢球球心；；
18.单缝
19.
解：根据折射定律有；
光在介质中的传播速度为。
答：这种介质的折射率为；
光在这种介质中的传播速度为。
20.
解：由图可知，振幅，波长；
处的质点P振动方向沿y轴正方向，由同侧法可知，该波向x轴正方向传播，则，，已知波的周期大于，则，，根据波速波长周期的关系有：。
答：这列波的振幅A为2cm，波长为6m；
这列波的传播速度的大小为，向x轴正方向传播；
这列波的周期为。
21.
解：当线圈与磁感线平行时，线圈中感应电动势的最大值，则 V；
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，电阻两端电压的有效值为：
线圈转过所经历时间
经过电流通过电阻产生的焦耳热为：
解得：；
设线圈由图示位置转过角所用时间为，
线圈中的平均感应电动势为：
通过电阻R的平均电流为：
在时间内通过电阻横截面的电荷量为：。
答：线圈转动时产生感应电动势的最大值为 V；
线圈由图示位置转过的过程中电阻R上所产生的热量Q为；
线圈由图示位置转过的过程中通过电阻R横截面的电荷量q为。
22.
解：
电子绕原子核做匀速圆周运动，依据库仑定律与牛顿第二定律，由库仑力提供向心力，则有：
解得：
由匀速圆周运动的周期公式，则有：
解得：
电子绕原子核运动的等效电流，由，解得：
由巴耳末-里德伯公式：
可知赖曼系波长最短的光是氢原子由跃迁发出，其波长的倒数
所以对应频率为：；
赖曼系波长最短对应的光子能量为：，式中h为普朗克常量。
巴耳末系波长最长的光是氢原子由跃迁发出，其波长的倒数：
对应的光子能量：
用W表示该金属的逸出功，由光电效应方程：
同理，
解得：
答：电子绕核运动的环绕速度为；
电子绕核运动形成的等效电流值是。
赖曼系波长最短的光对应的频率是Rc；
该种金属的逸出功为。