海淀区高二物理期末考试Word格式文档下载.docx
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C图是白光通过两层玻璃之间的空气薄膜形成的图样;
D图是白光通过三棱镜后形成的图样。
这四幅图中属于衍射图样的是()
6.关于光子的能量,下列说法中正确的是()
A.光子的能量跟它的频率成反比B.光子的能量跟它的频率成正比
C.光子的能量跟它的速度成正比D.光子的能量跟它的速度成反比
7.如图3甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图,图乙是工业上利用射线的穿透性来测量金属板厚度装置的示意图,图乙中测量金属板厚度利用的射线是()
A.α射线B.β射线C.γ射线D.三种射线都可以
8.铋210的半衰期是5天,10g的铋210经过5天后,还应该剩下()
A.7.5gB.5gC.2.5gD.1.25g
9.某种单色光,在真空中的频率为f,波长为
,速度为c,射入折射率为n的介质中后,其频率、速度和波长为()
A.频率为f,速度为c,波长为
B.频率为
,速度为
,波长为
C.频率为f,速度为
D.频率为f,速度为
10.某金属在一束绿光的照射下发生光电效应,则()
A.若增加绿光的照射强度,则单位时间内逸出的光电子数目一定不变
B.若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子最大初动能一定增加
C.若改用紫光照射,则逸出的光电子的最大初动能一定增加
D.若改用紫光照射,则单位时间内逸出的光电子数目一定增加
二.本题共4个小题,每小题4分,共16分。
在每小题给出的四个选项中,有多个选项正确。
全选对的得4分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分。
请将正确答案的序号填在题后的括号内。
11.关于光,下列说法中正确的是()
A.有的光是波,有的光是粒子B.光的频率越大,光子能量越大
C.光的波长越长,光的波动性越显着D.光既具有波动性,又具有粒子性
12.下列叙述中,符合物理学史实的是()
A.汤姆孙通过对阴极射线的研究,发现了电子
B.卢瑟福通过?
粒子的散射实验,提出了原子核式结构学说
C.玻尔通过对天然放射性的研究,发现了两种放射性新元素镭和钋
D.爱因斯坦提出了光子说,并且很好地解释了光电效应现象
13.在下列核反应方程中,平衡的是()
A.
+(质子)→
+
B.
→
+(中子)
C.
+(正电子)D.
+(α粒子)
14.如图4所示,一细束红光和一细束紫光以相同的入射角i从空气射入长方体玻璃砖的同一点,并且都直接从下表面射出。
对于这一过程,下列说法中正确的是()
A.从上表面射入,紫光的折射角比红光的折射角小
B.从下表面射出,紫光的折射角比红光的折射角大
C.紫光和红光将从下表面的同一点射出
D.从下表面射出后紫光和红光一定平行
三、本题共4个小题,每小题4分,共16分。
请把答案填在题中的横线上。
15.光从折射率为
的介质中以40°
的入射角射到介质与空气的交界面上时,发生全反射。
(选填“能”或“不能”)
16.已知光在真空中的传播速度为3×
108m/s,则光在折射率为
的玻璃中的传播速度为m/s。
17.核电站是人类和平利用核能的一个实例。
目前核电站是利用释放的核能来发电的。
(选填“核裂变”或“核聚变”)
18.一对正、负电子对撞,转变为一对频率相同的光子。
已知正、负电子的静止质量为me,对撞前的动能均为Ek,普朗克常量为h,光在真空中传播的速度为c。
则辐射出的每一个光子的能量为,其在真空中的波长为。
四、本题共3个小题,共18分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。
19.如图5所示,在光滑水平面上,有一质量m1=0.30kg的小球A处于静止状态,现有一质量m2=0.20kg的小球B沿水平面以v0=10m/s的速度与小球A发生对心正碰,碰后两小球立即合为一个整体在光滑水平面上运动。
求:
(1)碰撞前,小球B的动量大小;
(2)两小球碰撞后它们共同运动的速度大小;
20.如图6所示为氢原子的能级图。
一群处在n=2能级的氢原子跃迁回基态时释放出一定频率的光子。
已知1eV=1.6×
10-19J,普朗克常量h=6.63×
10-34J·
s,计算时不考虑相对论效应。
(计算结果保留3位有效数字)求:
(1)氢原子从n=2能级跃迁回基态时释放出光子的能量;
(2)氢原子从n=2能级跃迁回基态时释放出光子的频率;
(3)用这种频率的光照射极限频率为4.55×
1014Hz的金属铯,可以发生光电效应,产生光电子的最大初动能为多大。
21.如图7所示,固定在转台上的激光器发出一细光束,转台在折射率为
的液体中按照图中箭头所示方向匀速转动,使激光束在竖直平面内扫描,扫描一周(转过360°
)的时间为32s。
当激光束在液体和空气界面发生全反射时,观察者在液面上方无法观察到激光束。
(1)光发生全反射的临界角;
(2)通过分析、计算说明在激光束转动一周时间内,观察者在液面上方可观察到激光束的时间。
第二部分(共30分)
一、本题共2个小题,每小题4分,共8分。
22.图8所示为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置,某同学用此装置测量绿光的波长。
测量前,他先取下双缝,打开光源,调节光源的高度和角度,使光源发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮。
做好调整后,他将双缝安装好,在单缝与光源之间放上绿色的滤光片,然后开始观察和测量。
测量的核心部件是测量头,它由分划板、目镜、手轮等构成。
测量时转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心。
当他转动手轮,使分划板的中心刻线与他所选的第1条亮纹的中心对齐时,手轮的初始示数为2.12mm;
继续转动手轮,当分划板的中心刻线移动到第3条亮纹中心时,手轮的示数为5.72mm。
已知此次实验他所选用的双缝间的距离d=0.25mm,双缝到屏的距离l=900mm。
由此可知他所测量的相邻亮条纹间的距离为mm,绿光的波长为m。
23.一个物理兴趣小组的同学根据所学光学知识,设计了一个直接测液体折射率的装置。
图9是这个装置的示意图,其中的圆是一个圆盘,两条直线BC、EF是在圆盘上所画的两条相互垂直的直径,它们分别代表界面和法线。
P1、P2是插在圆盘上的两枚大头针,大头针与圆盘表面垂直且在圆盘的同一半径上。
每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中,并保持圆盘上的直线BC与液面相平,然后在圆盘右上方区域观察大头针P1、P2,用一枚大头针P3沿圆周EC部分移动,使其挡住P1、P2,这样只要根据此时P3的位置,就可以直接读出待测液体折射率的值。
若测得∠AOF=30°
,OP3与OC之间的夹角为45°
,则在此时P3所在位置标注的折射率值应为。
现有一白光光源从F位置沿圆盘边缘向B位置移动,在移动过程中光源发出的细光束始终射向O点,那么在液面上方最先消失的是颜色的光。
二、本题共2个小题,共22分。
24.在原子反应堆中,用石墨做减速剂,使铀核裂变产生的快中子通过与碳原子核发生碰撞而变成慢中子,从而控制核反应的速度。
若中子每次与碳原子核发生的碰撞都是弹性正碰,并已知铀核裂变产生的快中子的初速度为v0,碳原子核的质量为中子质量的12倍。
求(结果可用分数和指数表示):
(1)快中子与第一个静止的碳原子核碰撞后的速度大小;
(2)快中子连续与50个静止的碳原子核碰撞后的速度大小。
25.现代科学研究表明,太阳可以不断向外辐射能量其来源是它内部的核聚变反应,其中最主要的核反应方程是
释放的核能。
若太阳内部只有这一种核反应,且这些“释放的核能”最后都以可见光的形式辐射,其平均频率为6.0×
1014Hz。
在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上,通过的太阳能辐射功率为P=1.35×
103W/m2。
已知普朗克常量h=6.63×
s,质子质量mp=1.6726×
10-27kg,
质量mα=6.6458×
10-27kg,电子质量me=0.9×
10-30kg,光速c=3×
108m/s,太阳到地球之间的距离r=1.5×
1011m。
(1)每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能;
(2)在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上1s内接收到的太阳辐射光子的个数;
(3)每年太阳由于发光所减少的质量。
海淀区高中课改水平检测参考答案及评分标准
一.本题共10小题,每小题4分,共40分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
C
A
B
二.本题共4小题,每小题4分,共16分。
11
12
13
14
BCD
ABD
BD
AD
三.本题共16分。
每题4分。
15.不能16.2×
10817.核裂变18.Ek+mec2,
四.本题共3个小题,共计18分。
(说明:
各题的得分见答案后圈中的数字;
用其他解法做答,正确的同样得分。
)
19.
(1)小球B碰撞前的动量PB=m2v0=0.20×
10kgm/s=2.0kgm/s。
……3分
(2)设A、B两球碰撞后共同运动的速度为v,由于A、B两球构成的系统所受的外力的矢量和为零,所以A、B两球构成的系统在相互作用过程中动量守恒。
根据动量守恒定律有
…………………………………2分
代入数据解得:
=4.0m/s………………………………………1分
20.
(1)根据玻尔理论可知氢原子从n=2能级跃迁回基态时释放出光子的能量
E=E2?
E1=?
3.4?
(?
13.6)eV=10.2eV(=1.63×
10-18J)……………………2分
(2)设氢原子从n=2能级跃迁回基态时释放出光子的频率为ν,
根据hν=E………………………………………………………………………1分
解得:
Hz…………………………………………………1分
(3)设金属铯发生光电效应的极限频率为ν0,逸出光电子的最大初动能为Ek,
根据爱因斯坦光电效应方程Ek=E?
hν0………………………………………1分
Ek=1.33×
10-18J…………………………………………………………1分
21.
(1)设光由这种液体射向空气发生全反射的临界角为C,
根据sinC=
,有sinC=
……………………………………………2分
C=45°
………………………………………………………1分
(2)由于光从液体射向空气发生全反射的临界角为45°
,所以激光束照射到答图1中AB范围光不发生全反射,此阶段观察者在液面上方观察者可观察到激光束。
…………………………………………2分
设在激光束转动一周时间(T)内,观察者在液面上方观察到激光束的时间为t,
由图可知t=
T=
T=8.0s…………1分
一、本题共8分,每空2分。
22.1.80,5.0×
10-723.
(1.4),紫
24.
(1)因为快中子与碳原子核发生弹性正碰,所以快中子与碳原子核相互作用过程中系统的动量和机械能均守恒。
设快中子的质量为m,碳原子核的质量为M,快中子与碳原子核发生第一次碰撞后快中子、碳原子核的速度分别为v1、v。
根据动量守恒定律有mv0=mv1+Mv,
………………………………………2分
根据机械能守恒定律有
……………………………1分
联立
两式,可解得:
v1=
v0…………………………………………1分
将M=12m代入上式,可解得快中子第一次与碳原子核碰撞后的速度大小
v0……………………………………………………………………………1分
(2)中子连续与碳原子核碰撞,设中子与第二个静止的碳原子核碰撞后的速度为v2,与第三个静止的碳原子核碰撞后的速度为v3……,与第50个静止的碳原子核碰撞后的速度为v50。
因中子与每一个静止碳原子核碰撞过程中,中子与静止的碳原子核构成系统的动量和机械能均守恒。
同理可解得中子与第2个静止的碳原子核碰撞后的速度v2=
v1……2分
将v1=
v0代入上式,解得v2=(
)2v0……………………………1分
中子与第3个静止的碳原子核碰撞后的速度v3=
v2=(
)3v0
中子与第50个静止的碳原子核碰撞后的速度v50=(
)50v0……………1分
将M=12m代入上式,解得中子连续与第50个静止的碳原子核碰撞后的速度大小
v50=(
)50v0…………………………………………………………………1分
25.
(1)根据质量亏损和质能关系,可知每发生一次该核反应释放的核能为
△E=(4mp+2me-mα)c2……………………………………………………2分
代入数值,解得:
△E=4.2×
10-12J…………………………………………2分
(2)设每秒内在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上光子的个数为N,
根据题设条件可知E0=Pt=Nhν,所以
……………………………2分
N=3.4×
1021个………………………………………………2分
(3)设1s内太阳辐射的能量为E1,1年内太阳辐射的能量为E,每年太阳由于发光减少的质量为m。
根据题设条件可知E1=4πr2P,E=E1t=4πr2Pt年…………….………………2分
根据质量亏损和质能关系可知E=△E=△mc2,
所以每年太阳由于发光减少的质量
△m=1.3×
1017kg………………………………………………2分
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