2021-2022學年北京市十一學校亦莊實驗中學高二（下）期末物理試卷

一、解答題（共2小題，滿分32分）

• 1．如圖所示，某小組做“測定玻璃的折射率”實驗，所用器材有木板、玻璃磚、大頭針、刻度尺、量角器、筆、白紙。
  
  （1）關于該實驗的操作，下列說法正確的是

  。
  A．在確定玻璃磚上下邊界時，應用鉛筆緊貼玻璃磚上下邊緣畫出aa'，bb'
  B．在確定P₃、P₄位置時，二者距離應適當遠一些，以減小誤差
  C．在確定P₃、P₄位置時，應使P₃擋住P₁、P₂的像，P₄擋住P₃以及P₁、P₂的像
  D．入射光線AO與法線夾角過大時，在玻璃磚另一側有可能看不到P₁、P₂的像，導致實驗無法完成
  （2）如圖所示，過P₃、P₄作直線交bb'于O'，過O'作垂直于bb'的直線NN'，連接OO'。用量角器測量圖中角α和β的大小，則玻璃的折射率n=

  。
  
  （3）如圖所示，若該同學在實驗中將玻璃磚界面aa'和bb'的間距畫得過寬，而其他操作均正確，則折射率的測量值

  準確值（選填“大于”、“小于”或“等于”）。
  
  （4）該小組同學雖測出了入射角和折射角，但苦于無法得知非特殊角的正弦值，不能準確算出折射率，他們及時調整實驗方案，利用實驗室提供的圓規(guī)，以入射點O為圓心作圓，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點，如圖所示，則玻璃的折射率n=

  （用圖中線段的字母表示）。
  
  （5）該小組又設想用下面的方法測量液體的折射率：取一個半徑為r的圓形軟木塞，在它的圓心處垂直插上一枚大頭針，讓軟木塞浮在液面上，如圖所示。調整大頭針插入軟木塞的深度，使它露在外面的長度為h,這時從液面上方的各個方向向液體中看，恰好看不到大頭針。利用測得的數(shù)據(jù)可求出液體的折射率n'=

  （用圖中已知的字母表示）。
  
  組卷：130引用：2難度：0.5

  解析

• 2．1801年，英國的物理學家托馬斯?楊成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象。在托馬斯?楊的雙縫干涉實驗中，利用雙縫干涉可以測量光波的波長。某同學想利用雙縫干涉實驗來測量某種單色光的波長，該同學所使用的裝置如圖所示，光具座上放置的光學元件依次為光源、透鏡、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大鏡。
  
  （1）M、N、P三個光學元件依次為

  ；
  A．濾光片、單縫、雙縫
  B．單縫、濾光片、雙縫
  C．單縫、雙縫、濾光片
  D．濾光片、雙縫、單縫
  （2）該同學通過測量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時，發(fā)現(xiàn)分劃板的中心刻線與亮條紋未對齊，如圖所示，下列操作中可使中心刻線與亮條紋對齊的是

  ；
  
  A．僅轉動目鏡
  B．僅轉動雙縫
  C．僅轉動手輪
  D．僅轉動測量頭
  （3）通過調整，該同學從目鏡中看到如圖甲所示的圖像，轉動測量頭的手輪，使分劃板中心刻線對準a時，手輪的讀數(shù)x₁=1.002mm,繼續(xù)轉動手輪，使分劃板中心刻線對準b時，手輪的讀數(shù)如圖乙所示，x₂=

  mm。
  
  （4）計算通過單縫的光波波長的表達式為λ=

  ，若已知雙縫間距d=2.0×10^-4m,雙縫到屏的距離l=1.0m,則待測光的波長為

  nm（結果保留三位有效數(shù)字）。
  （5）若想減少從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學可以

  。
  A．將單縫向雙縫靠近
  B．將屏向靠近雙縫的方向移動
  C．將屏向遠離雙縫的方向移動
  D．使用間距更大的雙縫
  （6）下列現(xiàn)象中能夠觀察到的有

  。
  A．將濾光片由藍色的換成紅色的，干涉條紋間距變窄
  B．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失
  C．換一個縫寬較大的單縫片，干涉條紋間距變寬
  D．換一個兩縫間距較大的雙縫片，干涉條紋間距變窄
  組卷：104引用：2難度：0.7

  解析

三、（15分）光給世界帶來光明，使我們能看清周圍的景物，進行各種活動；光從太陽、星球射到我們這里，給我們帶來了宇宙空間的信息，使我們能夠認識宇宙；光從原子、分子內部發(fā)射出來，使我們認識了微觀世界的奧秘。光學既是物理學中一門古老的學科，又是現(xiàn)代科學領域中最活躍的前沿科學之一，具有強大的生命力和不可估量的發(fā)展前景。人類對于光到底是什么的問題一直在探索，科學家發(fā)現(xiàn)光既能像波一樣向前傳播，有時又表現(xiàn)出粒子的特征，因此我們稱光的“波粒二象性”，下面是對光的現(xiàn)象的一些理解：

• 3．下列有關波粒二象性的說法中，正確的是（　　）

  A．大量光子的行為往往表現(xiàn)出光的粒子性

  B．光電效應現(xiàn)象說明了光具有波粒二象性

  C．康普頓效應現(xiàn)象說明光具有粒子性

  D．實物粒子不具有波粒二象性
  組卷：121引用：1難度：0.8

  解析

• 4．如圖所示，用一束太陽光去照射橫截面為三角形的玻璃磚，在光屏上能觀察到一條彩色光帶。下列說法正確的是（　　）

  A．玻璃對b光的折射率大

  B．c光子比b光子的能量大

  C．此現(xiàn)象是因為光在玻璃磚中發(fā)生全反射形成的

  D．減小a光的入射角度，各種色光會在光屏上依次消失，最先消失的是b光
  組卷：432引用：6難度：0.4

  解析

• 5．單色光通過四種元件產(chǎn)生的明暗條紋圖樣如圖所示，以下說法正確的是（　　）
  

  A．甲、乙圖為干涉圖樣，丙、丁圖為衍射圖樣

  B．甲圖中條紋間距越大，該色光的波長越大

  C．乙圖中單縫越寬，中央亮紋越寬

  D．丙圖中圓孔尺寸越大，圖樣現(xiàn)象越明顯
  組卷：336引用：2難度：0.9

  解析

• 6．如圖所示是一豎立的肥皂液薄膜的橫截面，關于豎立肥皂液薄膜上產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象的下列陳述中正確的是（　?。?/h2>

  A．干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的疊加

  B．干涉條紋的暗紋是由于上述兩列反射波的波谷與波谷疊加而成

  C．用綠色光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距比黃光照射時小

  D．薄膜上干涉條紋基本上是水平的
  組卷：76引用：2難度：0.7

  解析

• 7．下列說法正確的是（　?。?br />

  A．檢驗工件平整度的操作中，如圖甲所示，上面為標準件，下面為待檢測工件，通過干涉條紋可推斷出P為凹處、Q為凸處

  B．圖乙為圓形水珠，若改變復色光的入射角，則b光線在水珠中發(fā)生全反射

  C．圖丙海市蜃樓是光的全反射現(xiàn)象，原因是由于海面的上層空氣的折射率比下層空氣折射率小

  D．圖丁的原理和照相機鏡頭表面涂上增透膜的原理是相同的
  組卷：185引用：1難度：0.6

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六、（共18分）十九世紀末，湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，揭開了人類認識原子結構的序幕，從而認識到：原子是可以分割的，從而開始了對原子結構的研究和探索，以下是關于原子結構的相關問題：

• 22．氫原子的能級示意圖如圖所示，現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時，會輻射出若干種不同頻率的光，若用這些光照射逸出功為4.5eV的鎢時，下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．氫原子能輻射4種不同頻率的光子

  B．氫原子輻射的光子都能使鎢發(fā)生光電效應

  C．氫原子輻射一個光子后，氫原子的核外電子的速率增大

  D．鎢能吸收兩個從n=4向n=2能級躍遷的光子而發(fā)生光電效應
  組卷：123引用：2難度：0.7

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八、解答題（共1小題，滿分6分）

• 23．氫原子中核外電子繞核做半徑為r的勻速圓周運動。已知電子的質量為m,電荷量為e,靜電力常量為k。不考慮相對論效應。
  （1）選離核無限遠處電勢能為0，電子的電勢能E_p=-

  k

  e

  2

  r

  ，求電子的動能和氫原子的能量；
  （2）求電子繞核運動形成的等效電流I。
  組卷：109引用：2難度：0.6

  解析