北京市西城区2020-2021学年下学期高二年级期末考试物理试卷

北京市西城区2020-2021学年下学期高二年级期末考试物理试卷

本试卷共100分。考试时长90分钟。

一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）

1. 以下事实可作为“原子核可再分“证据的是

A. α粒子散射实验 B. 天然放射现象

C. 电子的发现 D. 氢原子光谱

2. 下列关于热学中的一些说法，正确的是

A. 水的表面张力是由于水表面层的分子间的引力使水表面绷紧

B. 加速运动汽车中的座椅动能增大，说明座椅的温度升高

C. 胡椒粉在开水中剧烈翻滚的运动就是布朗运动

D. 蒸汽机有可能把蒸汽的内能全部转化成机械能

3. 下列关于光的说法错误的是

甲
乙
丙
丁

A. 图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的折射现象

B. 图乙中，激光切割是利用了激光的能量集中性

C. 图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样

D. 图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的偏振现象

4. 如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况可能发生的是

5. 如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。欲使光电子从阴极K逸出时的初动能增大，下列方法可行的是

A. 增加绿光照射时间

B. 改用紫光照射

C. 增大光电管上的加速电压

D. 增大绿光的强度

6. 下图为氢原子能级示意图，下列说法正确的是

A. 氢原子在激发态辐射的光子能量最大为12. 09eV

B. 吸收能量为11eV的光子可使氢原子从能级跃迁到能级

C. 要使电子从的氢原子中脱离至少需要吸收10. 2eV的能量

D. 从能级跃迁到能级比从能级跃迁到能级辐射的光子波长短

7. 某电饭锅的结构如图所示，其中温度传感器的主要元件是感温铁氧体，常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里点“。关于该电饭锅的下列说法正确的是

A. 开始煮饭时要压下开关按钮，手松开后这个按钮会马上恢复到图示状态

B. 常压下煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分的时间内，锅的温度会持续升高

C. 饭煮熟后，水分被大米吸收，锅底的温度升高至“居里点“，开关按钮会自动弹起使电饭锅停止加热

D. 如果用电饭锅烧水，也能在水沸腾后立即自动断电

8. 质量为1kg的钢球从距地面0.2m高处自由落下，掉在水平泥地上，与地面的撞击时间为0.5s，撞后速度为0，g取10m/s²。则钢球对地面的平均冲击力大小为

A. 4N B. 6N C. 14N D. 20 N

9. 下图是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的体积与热力学温度关系的V–T图像。则下列关于此过程的压强与热力学温度关系的p–T图像正确的是

10. 如图1所示，用手握住长绳的一端，时刻在手的带动下O点开始上下振动，选向上为正方向，其振动图像如图2所示，则以下四幅图中能正确反映t₁时刻绳上形成的波形的是

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

11. 根据麦克斯韦电磁场理论，在如图所示的四种变化电场中，能产生电磁波的是

12. 下图为两个分子间作用力F和分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是

A. 两个分子间距离为r₀时相互作用力为零

B. 分子间距从r₁逐渐增大到r₂的过程中，分子间作用力先减小后增大

C. 分子间距从r₁逐渐增大到r₀的过程中，分子间作用力做正功

D. 分子间距从r₀逐渐增大到r₂的过程中，分子势能先减小后增大

13. 在同一竖直平面内，两个完全相同的小钢球1号、2号，悬挂于同一高度，静止时小球恰能接触且悬线平行，如图所示。在下列实验中，悬线始终保持绷紧状态，碰撞均为对心正碰。将1号小角度拉至高度h释放，碰撞后，观察到1号静止，2号摆至高度h，则关于下列实验中的第一次碰撞，判断正确的是

A. 将1、2号左右分别拉开至高度h同时释放，碰撞后，两球静止

B. 若1号换成质量较大的小钢球拉开至高度h释放，碰撞后，2号能摆至高度大于h

C. 将1号和左侧涂胶（忽略胶的质量）的2号左右分别拉开至高度h同时释放，碰撞后两球粘在一起，则两球静止

D. 将1号换成质量较大的小钢球和左侧涂胶（忽略胶的质量）的2号左右分别拉开至高度h同时释放，碰撞后两球粘在一起，则两球静止

14. 下图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，双缝S₁、S₂之间的距离是0.2mm，P为光屏，双缝到屏的距离为1.2m。用绿色光照射单缝S时，可在光屏P上观察到第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为1.500cm。若相邻两条亮条纹中心间距为△x，则下列说法正确的是

A. △x为0.300cm

B. 增大双缝到屏的距离，△x将变大

C. 改用间距为0.3mm的双缝，△x将变大

D. 换用红光照射，△x将变大

三、实验题（本题共2小题，共18分。）

15. 在“用油膜法估测油酸分子的大小“的实验中，已知配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1：1000，1mL该溶液能滴50滴，一滴溶液在水面上形成的单分子油膜的面积为250cm²。

（1）一滴溶液中所含的纯油酸体积为_______
m³；

（2）可测得油酸分子直径为_______m；

（3）请借鉴“用油膜法估测油酸分子大小“的设计思路，写出利用天平和刻度尺，较精确地测量一片厚度均匀、密度为ρ的长方形塑料薄片的厚度的实验步骤。

16. 在用“单摆测量重力加速度“的实验中：

（1）下面叙述正确的是_______（选填选项前的字母）

A. 1m和30cm长度不同的同种细线，选用1m的细线做摆线；

B. 直径为1.8cm的塑料球和铁球，选用铁球做摆球；

C. 如图甲、乙，摆线上端的两种悬挂方式，选乙方式悬挂；

D. 当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以50作为单摆振动的周期

（2）若测出单摆的周期T、摆线长l、摆球直径d，则当地的重力加速度g=_______（用测出的物理量表示）。

（3）某同学用一个铁锁代替小球做实验。只改变摆线的长度，测量了摆线长度分别为l₁和l₂时单摆的周期T₁和T₂，则可得重力加速度g=_______（用测出的物理量表示）；若不考虑测量误差，计算均无误，算得的g值和真实值相比是_______的（选填“偏大“”偏小“或“一致“）；该同学测量了多组实验数据做出了T²-l图像，该图像对应下面的_______图。

四、论述、计算题（本题共4小题，共36分。）

解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

17. 如图所示，一个圆柱形油桶的底面直径为0.3m。当桶内没有油时，从A点经桶壁上边缘O点恰能看到桶壁上的B点。当桶内装满油时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶壁上的C点。已知B点的深度为0.4m，CO间距为0.75m，真空中的光速。

求：

（1）油的折射率；

（2）光在油中传播的速度。

18. 如图所示，单摆摆长为l，摆球质量为m，带正电q，悬挂在电场强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场中，使摆球在偏离最低点、摆角很小的位置释放。（忽略空气阻力）

（1）求摆角为θ时，摆球所受回复力的大小；

（2）证明：在摆角很小时，摆球的运动是简谐运动。（θ很小时，）

19. 如图所示，水平放置的固定汽缸内由活塞封闭一定质量的气体，活塞能无摩擦地滑动，汽缸的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p₀的空气中，开始时缸内气体的温度为T₀，空气柱长度为l₀。用电热丝对气体加热，活塞缓慢向左移动，缸内气体只与电热丝发生热交换，当缸内气体吸热为Q时，缸内空气柱长度为l₁，处于平衡。求：

（1）此时缸内气体的温度；

（2）在此过程中，缸内气体对活塞做了多少功？

（3）在此过程中，缸内气体的内能增加了多少？

20. 一个氘核（）与一个氚核（）聚合成一个氢核（）的同时放出一个中子，平均每个核子放出的能量比核裂变反应中平均每个核子放出的能量大3~4倍。但是实现核聚变的困难在于原子核都带正电，互相排斥，在一般情况下不能互相靠近而发生结合。但在温度非常高时，热运动的速度非常大，就能冲破库仑排斥力的壁垒，碰到一起发生结合，这叫做热核反应，若当两个核之间距离达到核半径r时（核接触距离），才有可能发生核反应。根据电磁学，相距为r的点电荷q₁、q₂的电势能（式中静电力常量，取无穷远处电势能为零），根据统计物理学，绝对温度为T时，粒子的平均动能为（式中，叫作玻耳兹曼常数）。已知质子的电荷量为e，核半径为r，以及常量k、常数k₀，若简化模型，依据以上内容，不考虑相对论等效应，回答下列问题：