高級中學名校試卷PAGEPAGE1北京市朝陽區2023～2024學年度第二學期期末質量檢測高二物理試卷一、單項選擇題（共10個小題，每小題3分。在每小題列出的四個選項中，只有一個選項符合題意）1.關于分子動理論，下列說法正確的是（）A.布朗運動就是液體分子的無規則運動B.溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志C.分子間的作用力總是隨著分子間距增大而增大D.當分子力表現為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而減小〖答案〗B〖解析〗A．布朗運動是固體微粒的無規則運動，間接反映液體分子的無規則運動，故A錯誤；B．溫度衡量分子的熱運動快慢，是物體分子熱運動的平均動能的標志，故B正確；C．分子間作用力在隨著分子間距增大而逐漸減小，在分子力隨著分子間距增大先增大后減小，故C錯誤；D．當分子力表現為斥力時，分子距離為，隨分子間距離的減小分子力做負功，分子勢能逐漸增大，故D錯誤。故選B。2.以下現象能顯著說明光具有波動性的是（）A.肥皂泡在陽光下出現彩色條紋B.水中的氣泡看上去特別明亮C.白光經過三棱鏡后得到彩色圖樣D.用紫外線照射鋅板，使電子從鋅板表面逸出〖答案〗A〖解析〗A．肥皂泡在陽光下出現彩色條紋，屬于光的薄膜干涉現象，該現象能顯著說明光具有波動性，故A正確；B．水中的氣泡看上去特別明亮，是由于光從水進入氣泡時發生了全反射引起的，不能顯著說明光具有波動性，故B錯誤；C．白光經過三棱鏡后得到彩色圖樣，屬于光的色散現象，不能顯著說明光具有波動性，故C錯誤；D．用紫外線照射鋅板，使電子從鋅板表面逸出，屬于光電效應現象，能顯著說明光具有粒子性，不能顯著說明光具有波動性，故D錯誤。故選A。3.如圖所示為氫原子能級示意圖。現有大量氫原子處于能級上，已知可見光的光子能量范圍是，下列說法正確的是（）A.這些原子躍遷過程中最多可輻射4種頻率的光子B.從能級躍遷到能級，氫原子的能量增加C.從能級躍遷到能級向外輻射的光是可見光D.能級的氫原子電離至少需要吸收的能量〖答案〗C〖解析〗A．大量處于能級的氫原子躍遷過程中最多可輻射種頻率的光子，故A錯誤；B．從較高的能級躍遷到較低的能級，需要釋放能量，氫原子的能量減小，故B錯誤；C．從能級躍遷到能級輻射的光子能量為D．電離能級的氫原子至少需要吸收的能量，故D錯誤。故選C。4.在光電效應實驗中，小明用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線（甲、乙、丙），如圖所示。下列說法正確的是（）A.甲光的頻率大于乙光的頻率B.甲光的強度大于丙光的強度C.乙光所對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D.甲光對應的光電子最大初動能大于乙光的光電子最大初動能〖答案〗B〖解析〗AD．根據根據圖像可知，甲光的遏止電壓小于乙光的遏止電壓，則甲光的頻率小于乙光的頻率，甲光對應的光電子最大初動能小于乙光的光電子最大初動能，故AD錯誤；B．甲與丙的遏止電壓相等，甲丙是同一種光，甲光的飽和電流大于乙光的飽和電流，則甲光的強度大于丙光的強度，故B正確；C．截止頻率由金屬材料本身決定，實驗用的是同一光電管，可知，乙光所對應的截止頻率等于丙光的截止頻率，故C錯誤。5.如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態a開始，先后經歷等容、等溫、等壓三個過程，經過狀態b和c，再回到狀態a。下列說法正確的是（）A.狀態a的溫度比狀態b的溫度高B.狀態a到狀態b的過程中氣體的分子數密度增加C.狀態b到狀態c的過程中外界對氣體做功D.狀態c到狀態a的過程中氣體向外界放熱〖答案〗D〖解析〗AB．氣體由狀態a到狀態b過程，氣體體積不變，壓強增大，根據可知氣體溫度升高，則狀態a的溫度比狀態b的溫度低；由于氣體體積不變，狀態a到狀態b的過程中氣體的分子數密度不變，故AB錯誤；C．狀態b到狀態c的過程中，氣體體積變大，所以氣體對外界做功，故C錯誤；D．狀態c到狀態a的過程中，氣體體積變小，外界對氣體做正功，氣體壓強不變，根據故選D。6.如圖所示是主動降噪耳機的工作原理圖。在耳機內設有麥克風，用來收集環境中的噪聲信號，在此基礎上，耳機的處理器產生與環境噪聲相位相反的反噪聲波來抵消噪聲。下列說法正確的是（）A.主動降噪利用了聲波的衍射B.反噪聲波頻率和噪聲波頻率可以不同C.理想情況下，反噪聲波和噪聲波振幅相同D.主動降噪耳機可以使進入耳膜的聲波頻率變小〖答案〗C〖解析〗A．主動降噪利用了聲波的干涉，故A錯誤；B．反噪聲與噪聲相抵消，即它們能產生穩定的干涉現象，反噪聲波頻率和噪聲波頻率相同，故B錯誤；C．反噪聲聲波與噪聲振幅、頻率相同，步調相反，使合成后的聲音大大降低，故C正確；D．聲波的頻率取決于波源，波源的振動頻率不變，被動降噪方式不會改變進入耳膜的聲波頻率，故D錯誤。7.如圖所示，由甲、乙兩種單色光組成的一束光，從一根長直的光纖端面以射入，兩種單色光均在側面發生全反射，則可以準確判斷出（）A.光纖對甲光的折射率大于對乙光的折射率B.在光纖中甲光的速度大于乙光的速度C.甲光和乙光同時從光纖的另一端面射出D.用同一雙縫干涉裝置看到甲光的條紋間距比乙光的小〖答案〗B〖解析〗AB．根據折射定律可得由圖可知，甲、乙兩光的入射角相同，甲光的折射角大于乙光的折射角，則光纖對甲光的折射率小于對乙光的折射率，即有根據可知在光纖中甲光的速度大于乙光的速度，故A錯誤，B正確；C．設光纖的長度為，光進入光纖的折射角為，根據幾何關系可知，光在光纖中傳播的距離為又，可知光在光纖中傳播的時間為由題意可知由于乙光的折射角小于甲光的折射角，則有可知乙光光纖中傳播時間比甲光長，故C錯誤；D．根據由于光纖對甲光的折射率小于對乙光的折射率，則甲光的頻率小于乙光的頻率，甲光的波長大于乙光的波長，則用同一雙縫干涉裝置看到甲光的條紋間距比乙光的大，故D錯誤。故選B。8.如圖甲所示，一單擺做小角度擺動。從某次擺球由左向右通過平衡位置開始計時，畫出它的振動圖像如圖乙所示。忽略空氣阻力，g取。下列說法正確的是（）A.此單擺的擺長約為B.此單擺的振幅為C.從到的過程中，擺球的動能逐漸減小D.從到的過程中，擺球所受合力的沖量方向水平向右〖答案〗B〖解析〗A．根據圖乙可知周期為2s，根據周期公式有解得故A錯誤；B．根據圖乙可知，此單擺的振幅為，故B正確；C．根據圖乙可知，從到的過程中，擺球位移減小，擺球靠近平衡位置運動，擺球的動能逐漸增大，故C錯誤；D．擺球由左向右通過平衡位置開始計時得到圖乙的振動圖像，可知，向右為正方向，從到的過程中，擺球位移為正值，位移減小，擺球向左運動，速度逐漸增大，根據可知，擺球所受合力的沖量方向水平向左，故D錯誤。9.在運用動量定理處理二維運動時，可以在相互垂直的兩個方向上分別研究。某同學某次練習乒乓球削球時，乒乓球與豎直方向成落下，在與球拍接觸時，球拍保持水平且向右運動，如圖所示。已知球與球拍接觸時間極短，接觸前后球豎直方向速度大小不變，球與球拍之間的動摩擦因數為0.25，。球可視為質點，不計空氣阻力及球的重力。則球離開球拍時速度與豎直方向夾角的正切值為（）A.0.25 B.0.5 C.0.75 D.1〖答案〗A〖解析〗設反彈速度為，根據動量定理，豎直方向，設向上為正方向，則水平方向設向右為正方向，則其中解得10.可變差動變壓器（LVDT）是一種常用的直線位移傳感器，簡化模型如圖所示。它內部主要結構包括一個初級線圈和一對匝數相等的次級線圈，初級線圈位于中間，次級線圈則沿相反方向串聯，對稱纏繞在初級線圈的兩側；導磁鐵芯可以在空心管（圖中未畫出）中移動，連接到要測量位移的物體上，初始時鐵芯恰好位于空心管的中央，運動中鐵芯始終有一端在副線圈中。在ab端輸入有效值為的正弦式交變電壓，cd端輸出電壓的有效值記為，則（）A.鐵芯從中央位置開始向上移動時，增加B.鐵芯從中央位置開始的移動量越大，越小C.鐵芯向上移動一定距離后，若增大，會減小D.可變差動變壓器無法反映物體的運動方向〖答案〗A〖解析〗負線圈反向接，當鐵芯在中央時上下方次級線圈的磁通量相同，此時副線圈電壓為零。即鐵芯移動時會因鐵芯的移動導致的磁通量的變化產生感應電動勢。A．當鐵芯向上移動時，它會使得上方的次級線圈中的磁通量增加，下方的次級線圈中的磁通量減少。由于次級線圈是沿相反方向串聯的，所以上方的次級線圈產生的感應電動勢會與下方的次級線圈產生的感應電動勢相加，而不是相減。因此，cd端輸出電壓的有效值U2會增加，故A正確；B．當鐵芯從中央位置開始的移動量越大時，它改變穿過次級線圈的磁通量也越多，從而導致次級線圈中產生的感應電動勢也越大。因此，U2會越大，而不是越小，故B錯誤；C．當鐵芯向上移動一定距離后，若增大，則初級線圈中產生的交變電流會增大，進而產生的交變磁場也會增強。這個增強的交變磁場會穿過次級線圈，并在次級線圈中產生更大的感應電動勢。因此，會增大，而不是減小，故C錯誤；D．由于可變差動變壓器的輸出電壓與鐵芯的移動方向有關，如果此時輸入端的的磁通量向上增加，磁鐵向上移動導致上方的磁通量向上增加而下方的減少，如果此時副線圈的電壓為正，而此時向下移動則會導致副線圈電壓為負，即可以通過電壓的正負反應物體的運動方向。二、多項選擇題（共3個小題，每小題4分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題意的，全部選對得4分，選對但不全得3分，錯選不得分）11.蹦極是一項深受年輕人喜愛的極限運動，某游客身系彈性繩從高空P點自由下落，將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運動，如圖所示。從彈性繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點的過程中，若忽略空氣阻力影響，下列說法正確的是（）A.彈性繩對人的沖量始終豎直向上B.彈性繩恰好伸直時，人的動量最大C.彈性繩對人的沖量大于重力對人的沖量D.在最低點時，彈性繩對人的拉力等于人的重力〖答案〗AC〖解析〗A．彈性繩對人的拉力始終是向上的，所以彈性繩對人的沖量始終向上，故A正確；B．彈性繩恰好伸直，繩對人的拉力為零，由于重力大于繩對人的拉力，所以人還在加速，此時速度不是最大值，動量也不是最大值，故B錯誤；C．從彈性繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點的過程中，動量的變化量方向向上，根據動量定理，可知彈性繩對人的沖量大于重力對人的沖量，故C正確；D．當彈性繩的彈力等于人的重力時，人的速度最大，接著人向下運動，向上的彈力大于人的重力，開始向下做加速度增大的減速運動，到最低點時速度為零，彈性繩對人的拉力大于人的重力，故D錯誤。故選AC。12.如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈與滑動變阻器R相連，原、副線圈匝數之比為4:1，此時滑動變阻器滑片處于中間位置且接入電路的阻值為。若交流電壓表、電流表均為理想電表。下列說法正確的是（）A.電壓表的示數為B.電流表的示數為C.通過R的交變電流的頻率是D.滑動變阻器的滑片向上滑動，變壓器的輸入功率減小〖答案〗AD〖解析〗A．原線圈兩端電壓根據電壓匝數關系有解得故A正確；B．副線圈中的電流根據電流匝數關系有解得故B錯誤；C．根據交流電的表達式有解得變壓器不改變頻率，則通過R的交變電流的頻率是，故C錯誤；D．滑動變阻器的滑片向上滑動，接入電阻增大，通過滑動變阻器的電流減小，副線圈兩端電壓一定，則變壓器輸出功率減小，即變壓器的輸入功率減小，故D正確。故選AD。13.如圖甲所示，某同學手持細棒抖動彩帶的端點O使其在豎直方向上做簡諧運動，在彩帶上形成的波可以看成沿x軸正方向傳播的簡諧波。在和處的兩個質點O、P的振動圖像如圖乙所示，則（）A.該波的傳播速度大小可能為B.波由質點O傳到質點P的時間可能為C.在時間內，質點O通過的路程為D.質點P振動的位移一時間關系為〖答案〗AC〖解析〗A．由圖乙可以得到波從O傳到P的時間為（O圖像右移與P圖像重合）距離為0.9m，所以傳播速度為其中取（0、1、2、3···），當，速度為，A正確；B．由圖乙可以得到波從O傳到P的時間為（O圖像右移與P圖像重合）其中取（0、1、2、3···）故B錯誤；C．由圖像可知，在時間內，質點O通過的路程為故C正確；D．質點P振動的位移一時間關系為，故D錯誤。14.在“測量玻璃的折射率”實驗中：（1）在“測量玻璃的折射率”實驗中，在白紙上放好玻璃磚，和分別是玻璃磚與空氣的兩個界面且相互平行，如圖1所示。在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針和，用“+”表示大頭針的位置，然后在另一側透過玻璃磚觀察，并依次插上大頭針和。下列說法正確的是__________。A.需擋住及、的像B.為減小作圖誤差，和的距離應適當大一些C.為減小實驗誤差，玻璃磚的寬度應適當大一些D.光可能在發生全發射，導致觀察不到、的像（2）在該實驗中，根據界面測得的入射角和折射角的正弦值畫出了圖2所示圖像，從圖像可知該玻璃磚的折射率為__________。（3）甲同學用學過的“插針法”測量透明半圓柱玻璃磚折射率。他每次使入射光線跟玻璃磚的直徑平面垂直，O為玻璃磚截面的圓心，表示入射光線，表示經過玻璃磚后的出射光線。下列四幅圖中，插針合理且能準確測出折射率的是__________。A. B.C. D.（4）乙同學將透明半圓柱玻璃磚放在水平面上，如圖3所示。用一束激光垂直于玻璃磚直徑平面射入圓心O，以O為轉軸在水平面內緩慢轉動玻璃磚，當轉過角度時，在玻璃磚平面一側恰看不到出射光線。則該玻璃的折射率__________。〖答案〗（1）ABC（2）15（3）C（4）〖解析〗（1）A．需擋住及、的像，故A正確；B．為減小作圖誤差，和的距離應適當大一些，故B正確；C．為減小實驗誤差，玻璃磚的寬度應適當大一些，故C正確；D．光在面的折射角等與光在面上入射角，故不會發生全發射，不會導致觀察不到、的像，故D錯誤。故選ABC。（2）圖像可知該玻璃磚的折射率為（3）A．A圖，將入射光線和折射光線補充完整如圖所示光路圖中從玻璃磚出射時,不滿足實際在空氣中的折射角大于玻璃磚中的入射角，故A錯誤；B．B圖，將入射光線和折射光線補充完整如圖所示光路圖雖然正確，但入射角和折射角均為零度，測不出折射率，故B錯誤；C．C圖，將入射光線和折射光線補充完整如圖所示光路圖中，光線可以滿足從玻璃磚出射時，在空氣中的折射角大于玻璃磚中的入射角，可以比較準確地測定折射率，故C正確；D．D圖，將入射光線和折射光線補充完整如圖所示光路圖中，光線不滿足從玻璃磚出射時，在空氣中的折射角大于玻璃磚中的入射角，故D錯誤。故選C。（4）據題意，將玻璃磚緩慢轉過θ角時，觀察者在玻璃磚平面一側恰看不到出射光線，說明光線玻璃磚平面發生了全反射，此時的入射角恰好等于臨界角，即有根據臨界角公式則得15.某研究小組用圖1所示裝置進行“用單擺測量重力加速度”的實驗。（1）用游標卡尺測量擺球直徑，如圖2所示，則擺球的直徑______。（2）甲同學測得擺長為l，記錄下擺球n次全振動的時間為t，可以測得重力加速度_______（用l、n、t、表示）。（3）為提高測量準確度，乙同學多次改變單擺的擺長l并測得相應的周期T，他根據測量數據畫出如圖3所示的圖像，根據圖線上任意兩點A、B的坐標、，可求得重力加速度______（用、、、、表示）；該圖像不過原點的原因可能是______。A.測周期時，將49次全振動記為50次B.測周期時，將50次全振動記為49次C.測擺長時，直接將懸點到小球上端的距離記為擺長D.測擺長時，直接將懸點到小球下端的距離記為擺長（4）丙同學為了研究“單擺做簡諧運動的周期與重力加速度的定量關系”，在伽利略用斜面“沖淡”重力思想的啟發下，創設了“重力加速度”可以人為調節的實驗環境：如圖4所示，在水平地面上固定一傾角可調的光滑斜面，把擺線固定于斜面上的O點，使擺線平行于斜面。拉開擺球至A點，靜止釋放后，擺球在ABC之間做簡諧運動，測得擺角為、擺球的擺動周期為T。多次改變斜面的傾角，重復實驗，記錄、和T，為了能方便準確地利用圖像處理數據進而獲得結論，應繪制______圖像（寫出圖像的縱坐標—橫坐標）。〖答案〗（1）10.6（2）（3）C（4）〖解析〗（1）10分度的游標卡尺精度為0.1mm，則擺球的直徑為（2）擺球n次全振動的時間為t，則周期為由單擺的周期公式聯立解得重力加速度為（3）[1]根據單擺的周期公式可得則圖像的斜率為求得重力加速度為[2]A．測周期時，將49次全振動記為50次，則周期的測量值偏小，導致重力加速度的測量值偏大，但依然過坐標原點，故A錯誤；B．測周期時，將50次全振動記為49次，則周期的測量值偏大，導致重力加速度的測量值偏小，但依然過坐標原點，故B錯誤；C．測擺長時，直接將懸點到小球上端的距離記為擺長，擺長的測量少了小球的半徑，有則圖像不過原點，有正的縱截距，故C正確；D．測擺長時，直接將懸點到小球下端的距離記為擺長，擺長的測量多了小球的半徑，有則圖像不過原點，有負的縱截距，故D錯誤。故選C。（4）根據單擺的原理可知，等效重力加速度為，與擺角無關，則有變形可得則為了能方便準確地利用圖像處理數據進而測出重力加速度，應繪制圖像，利用斜率求出。16.如圖所示，某小型交流發電機內的矩形金屬線圈ABCD的面積，匝數，線圈的總電阻，線圈所處磁場可視為勻強磁場，磁感應強度大小。線圈通過滑環和電刷與阻值的定值電阻連接。現使線圈繞軸勻速轉動，角速度為。（1）從中性面開始計時，寫出線圈中電流瞬時值的表達式；（2）求線圈轉動過程中電阻R上產生的熱量Q；（3）求線圈從中性面位置轉過的過程中，通過電阻R的電荷量q。〖答案〗（1）；（2）24300J；（3）0.01C〖解析〗（1）感應電動勢最大值從中性面開始計時，線圈中電流瞬時值的表達式（2）電流有效值線圈轉動過程中電阻R上產生的熱量（3）線圈從中性面位置轉過的過程中，通過電阻R的電荷量17.在同一豎直平面內，兩個大小相同的小球A，B懸掛于同一高度；靜止時小球恰能接觸且懸線平行，如圖所示。現將A球從最低點拉起高度h并由靜止釋放，在最低點與B球發生正碰。已知A球的質量為m，重力加速度為g，不計小球半徑和空氣阻力。（1）若B球的質量也為m且將左側涂膠，A、B兩球碰后粘在一起。求：a．碰后瞬間兩球的速度大小v；b．碰撞過程中損失的機械能。（2）若將B球換成質量不同的小鋼球，重復上述實驗，兩球發生彈性碰撞且碰后兩球上升的最大高度相同，求B球的質量。〖答案〗（1）a．，b．；（2）〖解析〗（1）a．設A球與B球碰撞之前的瞬間速度為，由機械能守恒定律得解得B兩球組成的系統碰撞過程動量守恒，則解得b．碰撞過程中損失的機械能（2）設A、B兩球碰撞后的速度分別為和，A、B兩球碰撞過程中動量守恒，以A球的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得①由于兩球發生彈性碰撞，由機械能守恒定律得②由于碰后兩球上升的最大高度相同，設最大高度為則根據機械能守恒聯立可得③聯立①②③可得18.簡諧運動是最簡單、最基本的振動，復雜的振動往往可以看作多個簡諧運動的疊加。（1）如圖1所示，固定在豎直圓盤上的小球A隨著圓盤以角速度ω沿順時針方向做半徑為R的勻速圓周運動。用豎直向下的平行光照射小球A，在圓盤下方的屏上可以觀察到小球A在x方向上的“影子”的運動，開始計時時小球A在圓盤最上端。請根據簡諧運動的運動學特征（即做簡諧運動的物體的位移x與運動時間t滿足正弦函數規律），證明：小球A的“影子”以圓盤圓心在屏上的投影點O為平衡位置做簡諧運動。（2）科幻小說《地心游記》中假想鑿通一條貫穿地心的極窄且光滑的隧道，人可以通過該隧道直通地球彼岸。為簡化研究，質量為M、半徑為R的地球視為質量分布均勻的球體，已知質量均勻分布的球殼內的質點所受萬有引力的合力為零，萬有引力常量為G。不計空氣阻力。a．如圖2所示，以地心O為原點，沿隧道方向建立x軸，請根據簡諧運動的動力學特征（即做簡諧運動的物體所受的力與它偏離平衡位置的位移的大小成正比，并總是指向平衡位置）證明：質量為m的質點從靜止開始落入隧道后在隧道內做簡諧運動；b．根據（1）中關于勻速圓周運動與簡諧運動的關系，計算a問中質點通過隧道所用的時間t0。〖答案〗（1）見〖解析〗；（2）a.見〖解析〗，b.〖解析〗（1）設經過時間t小球與O點連線轉過的角度為φ，小球A的“影子”的位移為又因為解得所以，小球A的“影子”以圓盤圓心在屏上的投影點O為平衡位置做簡諧運動；（2）a.設質點偏離地心的位移為x根據萬有引力定律得又因為解得質點所受的萬有引力與它偏離平衡位置的位移的大小成正比，方向與位移方向相反，所以質點從靜止開始落入隧道后在隧道內做簡諧運動；b.根據得簡諧運動的周期為質點通過隧道所用的時間為解得19.碰撞、反沖是十分普遍的現象，通過對這些現象的研究能了解微觀粒子的結構與性質。（1）在物理學史上，用粒子散射實驗估測了原子核的半徑。如圖1所示，一個從很遠處以速度運動的粒子與金原子核發生正碰，可認為金原子核始終靜止，粒子離金原子核最近的距離等于金原子核的半徑。已知粒子的質量為m，電荷量為2e，金原子核的質量為M，電荷量為79e，取無窮遠電勢為零，兩點電荷、相距為r時的電勢能表達式為。估算金原子核的半徑。（2）從微觀角度看，氣體對容器壓強是大量氣體分子對器壁的碰撞引起的。如圖2所示，正方體容器內密封著一定質量的理想氣體。每個氣體分子的質量為m，單位體積內分子數量n為恒量，已知該理想氣體分子平均動能（T為熱力學溫度）。為簡化問題，我們假定：分子大小可以忽略，速率均為v且與器壁各面碰撞的機會均等，氣體分子與器壁垂直碰撞且無能量損失。證明：該理想氣體的壓強。（3）根據玻爾原子理論，一個靜止氫原子從能級向基態躍遷的過程中會輻射出一個光子，它的頻率滿足：。某同學提出質疑：向外輻射的光子具有動量，根據動量守恒定律，氫原子會發生反沖而具有動能，因此需對求解的頻率進行修正。已知氫原子質量為m且，請結合數據推導說明“在氫原子輻射問題中忽略原子動能”的合理性。〖答案〗（1）；（2）；（3）遠小于輻射出光子能量，故可以忽略。〖解析〗（1）粒子的動能轉化為電勢能解得（2）設時間t內，面積為S，碰撞器壁的氣體總體積為碰撞器壁的氣體分子個數為由碰撞無能量損失，結合動量定理其中解得根據壓強公式（3）由題意確定氫原子質量為光子動量為由動量守恒確定氫原子速度解得氫原子的動能為遠遠小于輻射出光子的能量，所以在氫原子輻射中可以忽略原子動能。北京市朝陽區2023～2024學年度第二學期期末質量檢測高二物理試卷一、單項選擇題（共10個小題，每小題3分。在每小題列出的四個選項中，只有一個選項符合題意）1.關于分子動理論，下列說法正確的是（）A.布朗運動就是液體分子的無規則運動B.溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志C.分子間的作用力總是隨著分子間距增大而增大D.當分子力表現為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而減小〖答案〗B〖解析〗A．布朗運動是固體微粒的無規則運動，間接反映液體分子的無規則運動，故A錯誤；B．溫度衡量分子的熱運動快慢，是物體分子熱運動的平均動能的標志，故B正確；C．分子間作用力在隨著分子間距增大而逐漸減小，在分子力隨著分子間距增大先增大后減小，故C錯誤；D．當分子力表現為斥力時，分子距離為，隨分子間距離的減小分子力做負功，分子勢能逐漸增大，故D錯誤。故選B。2.以下現象能顯著說明光具有波動性的是（）A.肥皂泡在陽光下出現彩色條紋B.水中的氣泡看上去特別明亮C.白光經過三棱鏡后得到彩色圖樣D.用紫外線照射鋅板，使電子從鋅板表面逸出〖答案〗A〖解析〗A．肥皂泡在陽光下出現彩色條紋，屬于光的薄膜干涉現象，該現象能顯著說明光具有波動性，故A正確；B．水中的氣泡看上去特別明亮，是由于光從水進入氣泡時發生了全反射引起的，不能顯著說明光具有波動性，故B錯誤；C．白光經過三棱鏡后得到彩色圖樣，屬于光的色散現象，不能顯著說明光具有波動性，故C錯誤；D．用紫外線照射鋅板，使電子從鋅板表面逸出，屬于光電效應現象，能顯著說明光具有粒子性，不能顯著說明光具有波動性，故D錯誤。故選A。3.如圖所示為氫原子能級示意圖。現有大量氫原子處于能級上，已知可見光的光子能量范圍是，下列說法正確的是（）A.這些原子躍遷過程中最多可輻射4種頻率的光子B.從能級躍遷到能級，氫原子的能量增加C.從能級躍遷到能級向外輻射的光是可見光D.能級的氫原子電離至少需要吸收的能量〖答案〗C〖解析〗A．大量處于能級的氫原子躍遷過程中最多可輻射種頻率的光子，故A錯誤；B．從較高的能級躍遷到較低的能級，需要釋放能量，氫原子的能量減小，故B錯誤；C．從能級躍遷到能級輻射的光子能量為D．電離能級的氫原子至少需要吸收的能量，故D錯誤。故選C。4.在光電效應實驗中，小明用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線（甲、乙、丙），如圖所示。下列說法正確的是（）A.甲光的頻率大于乙光的頻率B.甲光的強度大于丙光的強度C.乙光所對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D.甲光對應的光電子最大初動能大于乙光的光電子最大初動能〖答案〗B〖解析〗AD．根據根據圖像可知，甲光的遏止電壓小于乙光的遏止電壓，則甲光的頻率小于乙光的頻率，甲光對應的光電子最大初動能小于乙光的光電子最大初動能，故AD錯誤；B．甲與丙的遏止電壓相等，甲丙是同一種光，甲光的飽和電流大于乙光的飽和電流，則甲光的強度大于丙光的強度，故B正確；C．截止頻率由金屬材料本身決定，實驗用的是同一光電管，可知，乙光所對應的截止頻率等于丙光的截止頻率，故C錯誤。5.如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態a開始，先后經歷等容、等溫、等壓三個過程，經過狀態b和c，再回到狀態a。下列說法正確的是（）A.狀態a的溫度比狀態b的溫度高B.狀態a到狀態b的過程中氣體的分子數密度增加C.狀態b到狀態c的過程中外界對氣體做功D.狀態c到狀態a的過程中氣體向外界放熱〖答案〗D〖解析〗AB．氣體由狀態a到狀態b過程，氣體體積不變，壓強增大，根據可知氣體溫度升高，則狀態a的溫度比狀態b的溫度低；由于氣體體積不變，狀態a到狀態b的過程中氣體的分子數密度不變，故AB錯誤；C．狀態b到狀態c的過程中，氣體體積變大，所以氣體對外界做功，故C錯誤；D．狀態c到狀態a的過程中，氣體體積變小，外界對氣體做正功，氣體壓強不變，根據故選D。6.如圖所示是主動降噪耳機的工作原理圖。在耳機內設有麥克風，用來收集環境中的噪聲信號，在此基礎上，耳機的處理器產生與環境噪聲相位相反的反噪聲波來抵消噪聲。下列說法正確的是（）A.主動降噪利用了聲波的衍射B.反噪聲波頻率和噪聲波頻率可以不同C.理想情況下，反噪聲波和噪聲波振幅相同D.主動降噪耳機可以使進入耳膜的聲波頻率變小〖答案〗C〖解析〗A．主動降噪利用了聲波的干涉，故A錯誤；B．反噪聲與噪聲相抵消，即它們能產生穩定的干涉現象，反噪聲波頻率和噪聲波頻率相同，故B錯誤；C．反噪聲聲波與噪聲振幅、頻率相同，步調相反，使合成后的聲音大大降低，故C正確；D．聲波的頻率取決于波源，波源的振動頻率不變，被動降噪方式不會改變進入耳膜的聲波頻率，故D錯誤。7.如圖所示，由甲、乙兩種單色光組成的一束光，從一根長直的光纖端面以射入，兩種單色光均在側面發生全反射，則可以準確判斷出（）A.光纖對甲光的折射率大于對乙光的折射率B.在光纖中甲光的速度大于乙光的速度C.甲光和乙光同時從光纖的另一端面射出D.用同一雙縫干涉裝置看到甲光的條紋間距比乙光的小〖答案〗B〖解析〗AB．根據折射定律可得由圖可知，甲、乙兩光的入射角相同，甲光的折射角大于乙光的折射角，則光纖對甲光的折射率小于對乙光的折射率，即有根據可知在光纖中甲光的速度大于乙光的速度，故A錯誤，B正確；C．設光纖的長度為，光進入光纖的折射角為，根據幾何關系可知，光在光纖中傳播的距離為又，可知光在光纖中傳播的時間為由題意可知由于乙光的折射角小于甲光的折射角，則有可知乙光光纖中傳播時間比甲光長，故C錯誤；D．根據由于光纖對甲光的折射率小于對乙光的折射率，則甲光的頻率小于乙光的頻率，甲光的波長大于乙光的波長，則用同一雙縫干涉裝置看到甲光的條紋間距比乙光的大，故D錯誤。故選B。8.如圖甲所示，一單擺做小角度擺動。從某次擺球由左向右通過平衡位置開始計時，畫出它的振動圖像如圖乙所示。忽略空氣阻力，g取。下列說法正確的是（）A.此單擺的擺長約為B.此單擺的振幅為C.從到的過程中，擺球的動能逐漸減小D.從到的過程中，擺球所受合力的沖量方向水平向右〖答案〗B〖解析〗A．根據圖乙可知周期為2s，根據周期公式有解得故A錯誤；B．根據圖乙可知，此單擺的振幅為，故B正確；C．根據圖乙可知，從到的過程中，擺球位移減小，擺球靠近平衡位置運動，擺球的動能逐漸增大，故C錯誤；D．擺球由左向右通過平衡位置開始計時得到圖乙的振動圖像，可知，向右為正方向，從到的過程中，擺球位移為正值，位移減小，擺球向左運動，速度逐漸增大，根據可知，擺球所受合力的沖量方向水平向左，故D錯誤。9.在運用動量定理處理二維運動時，可以在相互垂直的兩個方向上分別研究。某同學某次練習乒乓球削球時，乒乓球與豎直方向成落下，在與球拍接觸時，球拍保持水平且向右運動，如圖所示。已知球與球拍接觸時間極短，接觸前后球豎直方向速度大小不變，球與球拍之間的動摩擦因數為0.25，。球可視為質點，不計空氣阻力及球的重力。則球離開球拍時速度與豎直方向夾角的正切值為（）A.0.25 B.0.5 C.0.75 D.1〖答案〗A〖解析〗設反彈速度為，根據動量定理，豎直方向，設向上為正方向，則水平方向設向右為正方向，則其中解得10.可變差動變壓器（LVDT）是一種常用的直線位移傳感器，簡化模型如圖所示。它內部主要結構包括一個初級線圈和一對匝數相等的次級線圈，初級線圈位于中間，次級線圈則沿相反方向串聯，對稱纏繞在初級線圈的兩側；導磁鐵芯可以在空心管（圖中未畫出）中移動，連接到要測量位移的物體上，初始時鐵芯恰好位于空心管的中央，運動中鐵芯始終有一端在副線圈中。在ab端輸入有效值為的正弦式交變電壓，cd端輸出電壓的有效值記為，則（）A.鐵芯從中央位置開始向上移動時，增加B.鐵芯從中央位置開始的移動量越大，越小C.鐵芯向上移動一定距離后，若增大，會減小D.可變差動變壓器無法反映物體的運動方向〖答案〗A〖解析〗負線圈反向接，當鐵芯在中央時上下方次級線圈的磁通量相同，此時副線圈電壓為零。即鐵芯移動時會因鐵芯的移動導致的磁通量的變化產生感應電動勢。A．當鐵芯向上移動時，它會使得上方的次級線圈中的磁通量增加，下方的次級線圈中的磁通量減少。由于次級線圈是沿相反方向串聯的，所以上方的次級線圈產生的感應電動勢會與下方的次級線圈產生的感應電動勢相加，而不是相減。因此，cd端輸出電壓的有效值U2會增加，故A正確；B．當鐵芯從中央位置開始的移動量越大時，它改變穿過次級線圈的磁通量也越多，從而導致次級線圈中產生的感應電動勢也越大。因此，U2會越大，而不是越小，故B錯誤；C．當鐵芯向上移動一定距離后，若增大，則初級線圈中產生的交變電流會增大，進而產生的交變磁場也會增強。這個增強的交變磁場會穿過次級線圈，并在次級線圈中產生更大的感應電動勢。因此，會增大，而不是減小，故C錯誤；D．由于可變差動變壓器的輸出電壓與鐵芯的移動方向有關，如果此時輸入端的的磁通量向上增加，磁鐵向上移動導致上方的磁通量向上增加而下方的減少，如果此時副線圈的電壓為正，而此時向下移動則會導致副線圈電壓為負，即可以通過電壓的正負反應物體的運動方向。二、多項選擇題（共3個小題，每小題4分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題意的，全部選對得4分，選對但不全得3分，錯選不得分）11.蹦極是一項深受年輕人喜愛的極限運動，某游客身系彈性繩從高空P點自由下落，將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運動，如圖所示。從彈性繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點的過程中，若忽略空氣阻力影響，下列說法正確的是（）A.彈性繩對人的沖量始終豎直向上B.彈性繩恰好伸直時，人的動量最大C.彈性繩對人的沖量大于重力對人的沖量D.在最低點時，彈性繩對人的拉力等于人的重力〖答案〗AC〖解析〗A．彈性繩對人的拉力始終是向上的，所以彈性繩對人的沖量始終向上，故A正確；B．彈性繩恰好伸直，繩對人的拉力為零，由于重力大于繩對人的拉力，所以人還在加速，此時速度不是最大值，動量也不是最大值，故B錯誤；C．從彈性繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點的過程中，動量的變化量方向向上，根據動量定理，可知彈性繩對人的沖量大于重力對人的沖量，故C正確；D．當彈性繩的彈力等于人的重力時，人的速度最大，接著人向下運動，向上的彈力大于人的重力，開始向下做加速度增大的減速運動，到最低點時速度為零，彈性繩對人的拉力大于人的重力，故D錯誤。故選AC。12.如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈與滑動變阻器R相連，原、副線圈匝數之比為4:1，此時滑動變阻器滑片處于中間位置且接入電路的阻值為。若交流電壓表、電流表均為理想電表。下列說法正確的是（）A.電壓表的示數為B.電流表的示數為C.通過R的交變電流的頻率是D.滑動變阻器的滑片向上滑動，變壓器的輸入功率減小〖答案〗AD〖解析〗A．原線圈兩端電壓根據電壓匝數關系有解得故A正確；B．副線圈中的電流根據電流匝數關系有解得故B錯誤；C．根據交流電的表達式有解得變壓器不改變頻率，則通過R的交變電流的頻率是，故C錯誤；D．滑動變阻器的滑片向上滑動，接入電阻增大，通過滑動變阻器的電流減小，副線圈兩端電壓一定，則變壓器輸出功率減小，即變壓器的輸入功率減小，故D正確。故選AD。13.如圖甲所示，某同學手持細棒抖動彩帶的端點O使其在豎直方向上做簡諧運動，在彩帶上形成的波可以看成沿x軸正方向傳播的簡諧波。在和處的兩個質點O、P的振動圖像如圖乙所示，則（）A.該波的傳播速度大小可能為B.波由質點O傳到質點P的時間可能為C.在時間內，質點O通過的路程為D.質點P振動的位移一時間關系為〖答案〗AC〖解析〗A．由圖乙可以得到波從O傳到P的時間為（O圖像右移與P圖像重合）距離為0.9m，所以傳播速度為其中取（0、1、2、3···），當，速度為，A正確；B．由圖乙可以得到波從O傳到P的時間為（O圖像右移與P圖像重合）其中取（0、1、2、3···）故B錯誤；C．由圖像可知，在時間內，質點O通過的路程為故C正確；D．質點P振動的位移一時間關系為，故D錯誤。14.在“測量玻璃的折射率”實驗中：（1）在“測量玻璃的折射率”實驗中，在白紙上放好玻璃磚，和分別是玻璃磚與空氣的兩個界面且相互平行，如圖1所示。在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針和，用“+”表示大頭針的位置，然后在另一側透過玻璃磚觀察，并依次插上大頭針和。下列說法正確的是__________。A.需擋住及、的像B.為減小作圖誤差，和的距離應適當大一些C.為減小實驗誤差，玻璃磚的寬度應適當大一些D.光可能在發生全發射，導致觀察不到、的像（2）在該實驗中，根據界面測得的入射角和折射角的正弦值畫出了圖2所示圖像，從圖像可知該玻璃磚的折射率為__________。（3）甲同學用學過的“插針法”測量透明半圓柱玻璃磚折射率。他每次使入射光線跟玻璃磚的直徑平面垂直，O為玻璃磚截面的圓心，表示入射光線，表示經過玻璃磚后的出射光線。下列四幅圖中，插針合理且能準確測出折射率的是__________。A. B.C. D.（4）乙同學將透明半圓柱玻璃磚放在水平面上，如圖3所示。用一束激光垂直于玻璃磚直徑平面射入圓心O，以O為轉軸在水平面內緩慢轉動玻璃磚，當轉過角度時，在玻璃磚平面一側恰看不到出射光線。則該玻璃的折射率__________。〖答案〗（1）ABC（2）15（3）C（4）〖解析〗（1）A．需擋住及、的像，故A正確；B．為減小作圖誤差，和的距離應適當大一些，故B正確；C．為減小實驗誤差，玻璃磚的寬度應適當大一些，故C正確；D．光在面的折射角等與光在面上入射角，故不會發生全發射，不會導致觀察不到、的像，故D錯誤。故選ABC。（2）圖像可知該玻璃磚的折射率為（3）A．A圖，將入射光線和折射光線補充完整如圖所示光路圖中從玻璃磚出射時,不滿足實際在空氣中的折射角大于玻璃磚中的入射角，故A錯誤；B．B圖，將入射光線和折射光線補充完整如圖所示光路圖雖然正確，但入射角和折射角均為零度，測不出折射率，故B錯誤；C．C圖，將入射光線和折射光線補充完整如圖所示光路圖中，光線可以滿足從玻璃磚出射時，在空氣中的折射角大于玻璃磚中的入射角，可以比較準確地測定折射率，故C正確；D．D圖，將入射光線和折射光線補充完整如圖所示光路圖中，光線不滿足從玻璃磚出射時，在空氣中的折射角大于玻璃磚中的入射角，故D錯誤。故選C。（4）據題意，將玻璃磚緩慢轉過θ角時，觀察者在玻璃磚平面一側恰看不到出射光線，說明光線玻璃磚平面發生了全反射，此時的入射角恰好等于臨界角，即有根據臨界角公式則得15.某研究小組用圖1所示裝置進行“用單擺測量重力加速度”的實驗。（1）用游標卡尺測量擺球直徑，如圖2所示，則擺球的直徑______。（2）甲同學測得擺長為l，記錄下擺球n次全振動的時間為t，可以測得重力加速度_______（用l、n、t、表示）。（3）為提高測量準確度，乙同學多次改變單擺的擺長l并測得相應的周期T，他根據測量數據畫出如圖3所示的圖像，根據圖線上任意兩點A、B的坐標、，可求得重力加速度______（用、、、、表示）；該圖像不過原點的原因可能是______。A.測周期時，將49次全振動記為50次B.測周期時，將50次全振動記為49次C.測擺長時，直接將懸點到小球上端的距離記為擺長D.測擺長時，直接將懸點到小球下端的距離記為擺長（4）丙同學為了研究“單擺做簡諧運動的周期與重力加速度的定量關系”，在伽利略用斜面“沖淡”重力思想的啟發下，創設了“重力加速度”可以人為調節的實驗環境：如圖4所示，在水平地面上固定一傾角可調的光滑斜面，把擺線固定于斜面上的O點，使擺線平行于斜面。拉開擺球至A點，靜止釋放后，擺球在ABC之間做簡諧運動，測得擺角為、擺球的擺動周期為T。多次改變斜面的傾角，重復實驗，記錄、和T，為了能方便準確地利用圖像處理數據進而獲得結論，應繪制______圖像（寫出圖像的縱坐標—橫坐標）。〖答案〗（1）10.6（2）（3）C（4）〖解析〗（1）10分度的游標卡尺精度為0.1mm，則擺球的直徑為（2）擺球n次全振動的時間為t，則周期為由單擺的周期公式聯立解得重力加速度為（3）[1]根據單擺的周期公式可得則圖像的斜率為求得重力加速度為[2]A．測周期時，將49次全振動記為50次，則周期的測量值偏小，導致重力加速度的測量值偏大，但依然過坐標原點，故A錯誤；B．測周期時，將50次全振動記為49次，則周期的測量值偏大，導致重力加速度的測量值偏小，但依然過坐標原點，故B錯誤；C．測擺長時，直接將懸點到小球上端的距離記為擺長，擺長的測量少了小球的半徑，有則圖像不過原點，有正的縱截距，故C正確；D．測擺長時，直接將懸點到小球下端的距離記為擺長，擺長的測量多了小球的半徑，有則圖像不過原點，有負的縱截距，故D錯誤。故選C。（4）根據單擺的原理可知，等效重力加速度為，與擺角無關，則有變形可得則為了能方便準確地利用圖像處理數據進而測出重力加速度，應繪制圖像，利用斜率求出。16.如圖所示，某小型交流發電機內的矩形金屬線圈ABCD的面積，匝數，線圈的總電阻，線圈所處磁場可視為勻強磁場，磁感應強度大小。線圈通過滑環和電刷與阻值的定值電阻連接。現使線圈繞軸勻速轉動，角速度為。（1）從中性面開始計時，寫出線圈中電流瞬時值的表達式；（2）求線圈轉動過程中電阻R上產生的熱量Q；（3）求線圈從中性面位置轉過的過程中，通過電阻R的電荷量q。〖答案〗（1）；（2）24300J；（3）0.01C〖解析〗（1）感應電動勢最大值從中性面開始計時，線圈中電流瞬時值的表達式（2）電流有效值線圈轉動過程中電阻R上產生的熱量（3）線圈從中性面位置轉過的過程中，通過電阻R的電荷量17.在同一豎直平面內，兩個大小相同的小