2020学年北京市海淀区高二物理高中课改水平检测 13页

海淀区高中课改水平检测 ‎ 高二物理 学校______________ 班级___________ 姓名______________‎ 本试卷分为第一部分（基础性试题）和第二部分（发展性试题）两部分。分值共120分。‎ 考试时间90分钟。‎ 第一部分 第二部分 总分 题号 一 二 三 四 一 二 得分 ‎19‎ ‎20‎ ‎21‎ ‎22‎ ‎23‎ ‎24‎ ‎25‎ 第一部分（共90分）‎ 一．本题共10个小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。请将正确答案的序号填写在题后的括号内。‎ 图1‎ 介质 ‎60°‎ ‎30°‎ 空气 ‎1．如图1所示，一条单色光线从空气射入某介质时，若入射角是60°，折射角是30°，则该介质的折射率为 （ ）‎ A．1 B． C． D．‎ ‎2．下列几种光学现象中，属于光的干涉现象的是 （ ）‎ A．太阳光通过玻璃三棱镜后形成彩色光带 B．用分光镜（其中色散元件为三棱镜）进行光谱分析 C．水面上的薄油层，在阳光照射下呈现彩色花纹 D．在空气中观察水中的鱼，看到的景物的位置比实际景物的位置变浅了 ‎3．在下列所述情况中，能在空气和玻璃的界面上发生全反射的是 （ ）‎ A．光从空气射向玻璃，入射角大于临界角 B．光从空气射向玻璃，入射角小于临界角 C．光从玻璃射向空气，入射角大于临界角 D．光从玻璃射向空气，入射角小于临界角 ‎4．氢原子的核外电子，在由离核较远的可能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的过程中 ‎（ ）‎ A．辐射光子，获得能量 B．吸收光子，获得能量 C．吸收光子，放出能量 D．辐射光子，放出能量 ‎5．图2中的四幅图是分别通过四个光学实验获得的图样，其中A图是单色光通过单缝 后在光屏上形成的图样；B图是单色光通过双缝后在光屏上形成的图样；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 （ ）‎ A B C D 图2‎ ‎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 （ ）‎ 厚度控制装置 金属板 探测器 放大器 放射性同位素 甲 乙 图3‎ 纸 铝箔 混凝土 α射线 β射线 γ射线 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．‎7.5g B．‎5g C．‎2.5g D．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，波长为 D．频率为f，速度为，波长为 ‎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，光的波动性越显著 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a 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 （ ）‎ 图4‎ i 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：‎ v0‎ m2‎ m1‎ 图5‎ ‎（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；‎ E/eV ‎0‎ ‎-0.85‎ ‎-1.51‎ ‎-3.4‎ ‎-13.6‎ n ‎4‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎∞‎ 图6‎ ‎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。求：‎ ‎（1）光发生全反射的临界角；‎ 液面 图7‎ ‎（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。请把答案填在题中的横线上。‎ ‎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。‎ 图8‎ 遮光筒 光源 滤色片 单缝 双缝 测量头 测量头手轮 屏 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。‎ E B C A O P1‎ P2‎ P3‎ 液体 F 图9‎ ‎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。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。‎ ‎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＝1.35×103 W/m2。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，质子质量mp＝1.6726×10‎-27 kg，质量mα＝6.6458×10‎-27 kg，电子质量me＝0.9×10‎-30 kg，光速c＝3×‎108 m/s，太阳到地球之间的距离r=1.5×‎1011m。求：‎ ‎（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 第一部分（共90分）‎ 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 ‎ D A B C B C ‎ A 二．本题共4小题，每小题4分，共16分。全选对的得4分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。‎ 题号 ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ 答案 BCD ABD BD AD 三．本题共16分。每题4分。‎ ‎15．不能 16．2×108 17．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=0.20×‎10kg•m/s=‎2.0 kg•m/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 解得： 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 代入数据解得： C=45°………………………………………………………1分 A 答图1‎ B ‎90°‎ ‎（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 第二部分（共30分）‎ 一、本题共8分，每空2分。‎ ‎22．1.80，5.0×10-7 23．（1.4），紫 二、本题共2个小题，共22分。‎ ‎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 v1＝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＝4.2×10－12 J…………………………………………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 代入数值，解得：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 代入数值，解得：△m=1.3×‎1017kg………………………………………………2分