2019北京市八一学校高二(下)期末物理、无答案

2019北京市八一学校高二（下）期末
物理
制卷人扬清源审卷人徐存臣
温馨提示：1、请将试题答案写在答题纸的指定位置，写在试卷上无效。

2、本次考试时间90分钟，试卷共100分。

一、单选题(每小题只有一个正确选项，本大题共17小题，每题3分，共51分)
1. 一定质量的理想气体，若其温度越高，则( )
A. 压强越大
B. 体积越大
C. 分子平均动能越大
D. 分子运动越慢
2. 若某元素原子核的半衰期为4天，现有大量含有该元素的物质，经过12天后，对于该元
素，剩下未衰变原子核质量与已经衰变原子核质量之比为( )
A. 1:8
B. 1:7
C. 1:3
D. 1:2
3. 利用发波水槽得到的水面波形如图中a、b所示，则( )
A. 波发生干涉的条件是两列波振幅相等
B. 波发生明显衍射的条件是孔或缝的尺寸比波长大或
相差不多
C. 图a显示了波的行射现象，图b显示了波的干涉现
象
D. 图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象
4. 下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )
A. 一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽，其内能不变
B. 一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
C. 气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故
D. 一定质量的气体温度升高，单位时间内撞击容器壁单位面积上的分子数一定增多
5. 如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。

设两列波的振幅均为5cm，且图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m。

C点是BE连线的中点，下列说法中不正确
．．．的是( )
A. C 、E 两点都保持静止不动
B. 图示时刻A 、B 两点的竖直高度差为20cm
C. 图示时刻C 点正处于平衡位置且竖直向上运动
D. 从图示的时刻起经0.25s ，B 点通过的路程为20cm
6. 关于分子势能，下列说法正确的是( )
A. 分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越大
B. 分子间表现为斥力时，分子间距离越大，分子势能越大
C. 物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化
D. 物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小
7. 下列叙述中符合历史史实的是( )
A. 玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱
B. 汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构
C. 卢瑟福根据α粒子散射实验的现象，提出了原子的能级假设
D. 贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构
8. 下列说法正确的是( )
A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
B.He Th U 42234
90238
92+→是核裂变反应方程
C. 一个氢原子从3=n 能级跃迁到2=n 能级，该氢原子放出光子，能量增加
D. 将放射性元素的温度降低，它的半衰期会发生改变
9. 1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来做为光的波导来传输大量信息，43年后高馄因此获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通讯之父”。

以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的( )
A. 图甲中，弯曲的水流可以导光
B. 图乙中，用偏振眼镜看3D 电影，感受到立体的影像
C. 图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色
D. 图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象
10. a、b两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O射向空气，其光路如图所示。

下列说法正确的是( )
A. a光由玻璃射向空气发生全反射时的临界角较小
B. 该玻璃对a光的折射率较小
C. b光的光子能量较小
D. b光在该玻璃中传播的速度较大
11. 按照玻尔理论，氢原子在吸收光子之后，其核外电子由半径较小的轨道跃迁到半径较大
的轨道上运转，则（）
A. 电子动能变大，电势能变大，总的能量变大
B. 电子动能变小，电势能变小，总的能量变大
C. 电子动能变小，电势能变大，总的能量不变
D. 电子动能变小，电势能变大，总的能量变大
12. 类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。

在
类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。

某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确
．．．的是( )
A. 机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
B. 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C. 机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D. 机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
13. 关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是（）
A. 太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱
B. 进行光谱分析时，只能用明线光谱
C. 对月光作光谱分析可以确定月亮的化学组成
D. 不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线
14. 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，关于油膜面积的测量方法，下列说法中正确的是( )
A. 油酸酒精溶液滴入水中后，要立刻用刻度尺去量油膜的面积
B. 油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积
C. 油酸酒精溶液滴入水中后，要立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积
D. 油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能散开，等到状态稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积
15. 如图所示为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，实线为0=t 时刻的波形图，虚线为s t 6.0=时的波形图，波的周期＞0.6s T ，则( )
A. 波的周期为s 4.2
B. 在s t 5.0=时，Q 点到达波峰位置
C. 经过s 4.0，P 点经过的路程为m 4
D. 在s t 9.0=时，P 点沿y 轴正方向运动
16. 鉴别奶粉的质量，奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量，偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。

如图所示，S 是自然光源，A ,B 是偏振片，转动B ，使到达O 处的光最强，然后将被测样品P 置于A ,B 之间，则下列说法中不正确．．．
的是( )
A. 到达O 处光的强度会减弱
B. 将偏振片B 转动一个角度，使得O 处光的强度仍为最大，偏振片B 转过的角度等于α
C. 将偏振片A 转动一个角度，使得O 处光的强度仍为最大，偏振片A 转过的角度等于α
D. 偏振光不能产生干涉和衍射现象
17. 物理学和计算机技术的发展推动了医学影像诊断技术的进步。

彩色超声波检测仪，简称彩超，工作时向人体发射频率已知的超声波，超声波是频率很高的声波，不能发生偏振现象。

当超声波遇到流向远离探头的血流时探头接收的回波信号频率会降低，当超声波遇到流向靠近探头的血流时探头接收的回波信号频率会升高。

利用计算机技术给这些信号加上色彩，显示在屏幕上，可以帮助医生判定血流的方向、流速的大小和性质。

计算机辅助X 射线断层摄影，简称CT 。

工作时X 射线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描，部分射线穿透人体被检测器接收。

由于人体各种组织的疏密程度不同，检测器接收到的射线就有了差异，从而可以帮助医生诊断病变。

根据以上信息，可以判断下列说法中正确的是
A. 彩超工作时利用了多普勒效应
B. CT 工作时利用了波的衍射现象
C. 彩超和CT 工作时向人体发射的波都是纵波
D. 彩超和CT 工作时都向人体发射的波都是电磁波
二、 实验题探究题(本大题每空2分，共18分)
18. 如图所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图。

（1） 图中①是小灯泡光源，⑤是光屏，它们之间的②③④依次是 、单缝和双缝〔选填“滤光片”、“偏振片”或者“增透膜”)。

（2） 以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离：
A. 增大③和④之间的距离
B. 增大④和⑤之间的距离
C. 将红色滤光片改为绿色滤光片
D. 增大双缝之间的距离
（3） 在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600mm ，双缝之间的距离是0.20mm ，单缝到双缝之间的距离是100mm 。

某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数如图甲所示然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙所示，这两次示数依次为 mm 和 mm ，由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为 mm (1mm ＝10-9
m )(结果保留3位有效数字)
19. 如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铜在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面a a '和b b '。

O 为直线AO 与a a '的交点。

在直线OA 上竖直地插上1P 、2P 两枚大头针。

（1） 该同学接下来要完成的必要步骤有
A. 插上大头针3P ，使3P 仅挡住2P 的像
B. 插上大头针3P ，使3P 挡住1P 的像和2P 的像
C. 插上大头针4P ，使4P 仅挡住3P
D.插上大头针4P ，使4P 挡住3P 和1P 、2P 的像
（2） 过3P 、4P 作直线交b b '于O '，过O '作垂直于b b '的直线N N '，连接O O '。

测量图甲中角α和β的大小。

则玻璃砖的折射率=n 。

（3） 如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面a a '和b b '的间距画得过宽。

若其他操作正确，则折射率的测量值 准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”）。

（4） 在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，玻璃折射率2=
n ，对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是
A. 为了减小作图误差，3P 和4P 的距离应适当取大些
B. 如果在界面a a '光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖
C. 不论光以什么角度从a a '射入，经一次折射后达到界面b b '都能射出
D. 当光在界面a a '的入射角为i 且2tan =i 时，反射光线跟折射光线恰好垂直
三、论述计算题。

(解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。

有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位，共31分)
20(6分) 2008年北京奥运会场馆周围80%～90%的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术。

科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核转化成一个氮核和两个正电子，并放出能量。

已知质子质量u m p 0073.1=，α粒子的质量u m a 0015.4=，电子的质量u m e 0005.0=。

其中u 1的质量相当于MeV 931的能量。

（1）写出该热核反应方程；
（2）求一次核反应中的质量亏损m ∆；
（3）一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV 的能量。

21(6分) 磁感应强度为B 的足够大匀强磁场，方向垂直纸面向里。

在该磁场中，一个静止的放射性原子核在P 点发生了一次α衰变。

放射出的α粒子(He 4
2)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，轨迹如图所示，其轨道半径为R 。

以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量。

（1） 放射性原子核用X A Z 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方程。

（2） α粒子圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期T 和环形电流I 大小。

（3） 请在图中定性画出新原子核的轨迹，并用箭头标明其旋转方向。

22(6分) 将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的
力。

图甲中O 点为单摆的固定悬点，现将小摆球(可视为质点)拉至
A 点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内
的A 、B 、C 之间来回摆动，其中B 点为运动中的最低位置，
θ=∠=∠COB AOB ，θ小于5°且是未知量。

图乙表示由计算机
得到的小球对摆线的拉力大小F 随时间t 变化的曲线，且图中0
=t 时刻为摆球从A 点开始运动的时刻。

试根据力学规律和题中(包括
图中)所给的信息求：(g 取2/10s m )
（1）单摆的振动周期T 和摆长L ；
（2）摆球的质量m ；
（3）摆球运动过程中的最大速度m v 。

23(6分) 氢原子从eV 4.3-的能级跃迁到eV 85.0-的能级时，求：
（1）此过程是发射光子还是吸收光子？
（2）这种光子的波长是多少？（计算结果取一位有效数字，已知普朗克常量s j h ⋅⨯=-341063.6）
下图中光电管用金属材料铯制成，电路中定值电阻Ω=75.00R ，电源电动势V E 5.1=，内阻Ω=25.0r ，图中电路在D 点交又，但不相连。

R 为变阻器，O 是变阻器的中间抽头，位于变阻器的正中央，P 为滑动端。

从变阻器的两端点ab 可测得其总阻值为Ω14，当用上述氢原子两能级间跃迁而发射出来的光照射图中的光电管，欲使电流计G 中电流为零，求：(已知金属铯的逸出功为eV 9.1。

)
（3）必须在光电管上加上多大的遏止电压U ？
（4）此时变阻器aP 间阻值aP R ，应为多大？
24. (7分)（1）正方体密闭容器中有一定质量的理想气体，每个气体分子质量为m ，单位体积内气体分子数量n 为恒量。

为简化问题，我们假定：气体分子的速率均为v ，与器壁碰撞前后瞬间，气体分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。

利用所学知识，导出器壁所受压强的微观表达式。

（2）根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知电子的电荷量为e ，质量为m ，电子在第1轨道运动的半径为1r ，静电力常量为k 。

氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足12
r n r n =，其中n 为量子数，即轨道序号，n r 为电子处于第n 轨道时的轨道半径。

电子在第n 轨道运动时氢原子的能量n E 为电子动能与“电子—原子核”这个系统电势能的总和。

理论证明，系统的电势能p E ，和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r 存在关系：r e k E p 2
-=（以无穷远为电势能零点），请根据以上条件完成下面的问题。

试证明电子在第n 轨道运动时氢原子的能量n E 和电子在第1轨道运动时氢原子的能量1E 满足关系式
2
1n E E n =。