2021-2022學(xué)年北京市首師大附中高二（下）期末物理試卷

一、選擇題（本大題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題所列出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。）

• 1．下列說法正確的是（　　）

  A．愛因斯坦提出的光電效應(yīng)理論，成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象

  B．玻爾理論成功的解釋了氫原子光譜

  C．盧瑟福通過α粒子的散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子并預(yù)言了中子的存在

  D．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型
  組卷：14引用：1難度：0.9

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• 2．一束光線從折射率為1.5的玻璃射向空氣，入射角為45°．下列四幅光路圖中正確的是（　　）

  A．

  B．

  C．

  D．
  組卷：96引用：3難度：0.9

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• 3．如圖所示，一束可見光a從玻璃磚射向空氣，分成b、c兩束單色光。單色光b和c相比較，下列說法正確的是（　　）

  A．在相同條件下進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光的干涉條紋間距較大

  B．真空中b光的波長(zhǎng)較小

  C．玻璃磚中b光的速度較小

  D．從玻璃射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，b光的臨界角較小
  組卷：122引用：3難度：0.7

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• 4．用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)弱、光的顏色（頻率）等物理量間的關(guān)系。電流計(jì)G測(cè)得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示，則（　?。?/h2>

  A．通過電流計(jì)G的電流方向由d到c

  B．電壓U增大，光電流I一定增大

  C．用同頻率的光照射K極，光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)弱無關(guān)

  D．光電管兩端電壓U為零時(shí)一定不發(fā)生光電效應(yīng)
  組卷：261引用：5難度：0.7

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• 5．關(guān)于玻爾建立的氫原子模型，下列說法正確的是（　　）

  A．氫原子處于基態(tài)時(shí)，電子的軌道半徑最大

  B．氫原子在不同能量態(tài)之間躍遷時(shí)可以吸收任意頻率的光子

  C．氫原子從基態(tài)向較高能量態(tài)躍遷時(shí)，電子的動(dòng)能減小

  D．氫原子從基態(tài)向較高能量態(tài)躍遷時(shí)，系統(tǒng)的電勢(shì)能減小
  組卷：611引用：4難度：0.9

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• 6．下列說法正確的是（　　）

  A．放射性元素的半衰期與外界壓強(qiáng)有關(guān)

  B．天然放射現(xiàn)象說明原子具有核式結(jié)構(gòu)

  C．原子核放出γ射線說明原子核內(nèi)有光子

  D．β衰變的本質(zhì)是原子核內(nèi)的1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子
  組卷：67引用：2難度：0.6

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• 7．核反應(yīng)方程

  235

  92

  U+

  1

  0

  n→

  X

  56

  Ba+

  89

  36

  Kr+

  3

  1

  0

  n表示中子轟擊

  235

  92

  U原子核可能發(fā)生的一種核反應(yīng)，該核反應(yīng)釋放出的核能為ΔE．關(guān)于這個(gè)核反應(yīng)，下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．該反應(yīng)屬于核聚變

  B． X 56 Ba中的X為146

  C． X 56 Ba中含有56個(gè)中子

  D．該反應(yīng)的質(zhì)量虧損為 ΔE c 2
  組卷：244引用：4難度：0.9

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三、計(jì)算論述題（本題共44分。要求寫出解題過程，重要公式，文字說明等。只有公式和結(jié)果不得分）

• 20．能量守恒定律、動(dòng)量守恒定律、電荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的規(guī)律，在微觀粒子的相互作用過程中也同樣適用。
  盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子之后，他猜測(cè)：原子核內(nèi)可能還存在一種不帶電的粒子。
  （1）為尋找這種不帶電的粒子，他的學(xué)生查德威克用α粒子轟擊一系列元素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)他用α粒子（

  4

  2

  He）轟擊鈹原子核（

  9

  4

  Be）時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種未知射線，并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定這就是中子，從而證實(shí)了盧瑟福的猜測(cè)。請(qǐng)你完成此核反應(yīng)方程為

  4

  2

  He+

  9

  4

  Be→

  +

  1

  0

  n。
  （2）為了測(cè)定中子的質(zhì)量m_n，查德威克用初速度相同的中子分別與靜止的氫核與靜止的氮核發(fā)生彈性正碰。實(shí)驗(yàn)中他測(cè)得碰撞后氮核的速率與氫核的速率關(guān)系是v_N=

  1

  7

  v_H．已知氮核質(zhì)量與氫核質(zhì)量的關(guān)系是m_N=14m_H，將中子與氫核、氮核的碰撞視為完全彈性碰撞。請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算中子質(zhì)量m_n與氫核質(zhì)量m_H的比值。
  （3）以鈾235為裂變?nèi)剂系摹奥凶印焙朔磻?yīng)堆中，裂變時(shí)放出的中子有的速度很大，不易被鈾235俘獲，需要使其減速。在討論如何使中子減速的問題時(shí)，有人設(shè)計(jì)了一種方案：讓快中子與靜止的粒子發(fā)生碰撞，他選擇了三種粒子：鉛核、氫核、電子。以彈性正碰為例，僅從力學(xué)角度分析，哪一種粒子使中子減速效果最好，請(qǐng)說出你的觀點(diǎn)并說明理由。
  組卷：180引用：4難度：0.3

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• 21．光子不僅具有能量，也具有動(dòng)量。照到物體表面的光子被物體吸收或被反射都會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生一定的壓強(qiáng)，這就是光壓。光壓的產(chǎn)生機(jī)理與氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的機(jī)理類似：大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力，器壁在單位面積上受到的壓力變現(xiàn)為氣體的壓強(qiáng)。體積為V的正方形密閉容器中有大量的光子，如圖所示。為簡(jiǎn)化問題，我們做如下假定：每個(gè)光子的頻率均為ν，光子與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等，光子與器壁碰撞為彈性碰撞，且碰撞前后瞬間，光子動(dòng)量方向都與器壁垂直，不考慮器壁發(fā)出的光子數(shù)和對(duì)光子的吸收，光子的總數(shù)保持不變，且單位體積內(nèi)光子個(gè)數(shù)為n；光子之間無相互作用。已知：?jiǎn)蝹€(gè)光子的能量?和動(dòng)量p間存在關(guān)系?=pc（其中c為光速），普朗克常數(shù)為h。
  （1）①寫出單個(gè)光子的動(dòng)量p的表達(dá)式（結(jié)果用c、h和ν表示）
  ②寫出光壓的表達(dá)式（結(jié)果用n、h、ν表示）
  （2）類比理想氣體，我們將題目所述的大量光子的集合稱為光子氣體，把容器中所有光子的能量稱為光子氣體的內(nèi)能。
  ①求出容器內(nèi)光子氣體內(nèi)能U的表達(dá)式（結(jié)果用V和光壓I表示）
  ②為V的容器內(nèi)存在質(zhì)量為m、單位體積內(nèi)氣體分子個(gè)數(shù)為n’的理想氣體，分子速率均為v,且與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等；與器壁碰撞前后瞬間，光子動(dòng)量方向都與器壁垂直，且速率不變。求氣體內(nèi)能U′與體積V和壓強(qiáng)p_氣的關(guān)系；并從能量和動(dòng)量之間關(guān)系的角度說明光子氣體內(nèi)能表達(dá)式與氣體內(nèi)能表達(dá)式不同的原因。
  組卷：120引用：3難度：0.4

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